JP4262807B2

JP4262807B2 - 非磁性金属選別装置

Info

Publication number: JP4262807B2
Application number: JP25194898A
Authority: JP
Inventors: 正男緒方
Original assignee: Senqcia Corp
Current assignee: Senqcia Corp
Priority date: 1998-08-20
Filing date: 1998-08-20
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2018-08-20
Also published as: JP2000061350A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウムや銅などの導電性非磁性金属を処理物中より分離して回収するための非磁性金属選別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非磁性金属選別装置としては各種の方式のものが知られているが、そのうち最も多く使用されている方式として、非金属材料によって形成された外ドラムと１又は複数個のプーリとの間を回動するように搬送ベルトを掛け渡し、外ドラムの内部に磁性材料によって形成された内ドラムを回転自在に配置し、外ドラムの回転方向と同方向に且つ外ドラムの角速度よりも速い角速度にて内ドラムを回転駆動し、内ドラムの外面に内ドラムの法線方向にＮ極を向けたＮ磁石とＳ極を向けたＳ磁石とを円周方向交互に固定した回転ドラム型の非磁性金属選別装置がある。
【０００３】
更に、特公平５−６０９８５号公報には、この回転ドラム型の選別装置において、内ドラムの軸芯を外ドラムの軸芯に対して偏芯して配置した偏心型の構成が開示されている。すなわち同公報には、内ドラムの軸芯を、外ドラムの軸芯に対して、０°〜＋９０°の範囲で偏芯して配置した非磁性金属選別装置が開示されている。
但しここで、０°方向とは、外ドラムの半径のうち、外ドラムに進入する部分の搬送ベルトに降ろした垂線方向をいい、正方向とは外ドラムの回転方向をいい、負方向とは外ドラムの回転方向とは逆方向をいう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特公平５−６０９８５号公報に開示された技術は、導電性非磁性金属と非導電性非磁性材料との選別効率の向上を図るために、内ドラムの軸芯を０°〜＋９０°の範囲で偏芯させたものではあるが、本発明者の検討によると、目的とする選別効率の向上が必ずしも図られるものではなかった。
したがって本発明は、導電性非磁性金属と非導電性非磁性材料との選別効率の向上を図ることができる偏心型回転ドラム型の非磁性金属選別装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために研究を重ねた結果、上述の通り、内ドラムの軸芯を０°から正方向に偏芯させても、目的とする選別効率の向上を図ることができず、逆に、内ドラムの軸芯を０°から負方向に偏芯させることにより、選別効率が向上することを見出して、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、隣接するＮ磁石とＳ磁石とのそれぞれの間に、内ドラムの接線方向Ｎ磁石側にＮ極を向けた磁石を固定し、内ドラムの軸芯が０°〜−４５°の間に位置するように配置したことを特徴とする非磁性金属選別装置である。その際、内ドラムの軸芯は、上記角度範囲内に固定して配置することもできるし、また、上記角度範囲内で調節自在に配置することもできる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面によって説明する。図１〜３は本発明による非磁性金属選別装置の第１実施例を示す。図１に示すように、箱体１０には、非金属材料によって形成された外ドラム１と、駆動プーリ２と、補助プーリ２ａとが回転自在に設置されている。これらの外ドラム１、駆動プーリ２及び補助プーリ２ａには、無端状に形成された搬送ベルト３が回動自在に巻き掛けられている。駆動プーリ２は、チェン４ａを介して、搬送ベルト駆動モータ４によって回転駆動されており、したがって外ドラム１は、図１中時計方向に回転する。
【０００７】
搬送ベルト３のうち、駆動プーリ２から外ドラム１に至る部分は、ほぼ水平となるように配置されている。この水平部分の搬送ベルト３のうち、駆動プーリ２側の部分の上方の箱体１０には、被処理物３０を投入する投入口１１が形成されている。こうして投入口１１より投入される被処理物３０は、搬送ベルト３上に落下して外ドラム１方向に搬送され、搬送ベルト３が外ドラム１の周りを回動する間に、箱体１０の底に落下する。この落下する部分には、２枚の仕切板１２、１３が立設されており、２枚の仕切板によって、搬送ベルトに近い第１領域１４と、２枚の仕切板の間の第２領域１５と、搬送ベルトから遠い第３領域１６とに区画されている。各仕切板１２、１３は、角度調節自在に形成されている。
【０００８】
他方、外ドラム１の内部には、磁性材料によって形成された内ドラム５が偏芯して回転自在に配置されている。内ドラム５は、Ｖベルト６ａを介して、内ドラム駆動モータ６によって回転駆動されている。内ドラム５の回転方向は外ドラムと同方向であり、すなわち図１中時計方向に回転駆動されている。内ドラム５の角速度は、外ドラム１の角速度よりも格段に速い。
【０００９】
図２は、外ドラム１と内ドラム５との軸線方向の断面図を示す。外ドラム１の軸線方向両端には側板１ａ、１ａが固定されており、両側板１ａ、１ａには、その中央に、それぞれ外回転シャフト１ｂ、１ｂが固定されている。外回転シャフト１ｂ、１ｂの中央部は空洞となっており、その内部に、それぞれ外固定シャフト１ｃ、１ｃが配置されている。外回転シャフト１ｂ、１ｂと外固定シャフト１ｃ、１ｃとの間には、それぞれベアリング１ｄ、１ｄが介在しており、こうして外回転シャフト１ｂ、１ｂと、これと一体に形成された外ドラム１が、回転自在に支持されている。外固定シャフト１ｃ、１ｃは架台２０上に固定されており、また、外固定シャフト１ｃ、１ｃには、それぞれ偏芯して貫通孔が設けられている。
【００１０】
他方、内ドラム５の軸線方向両端にも側板５ａ、５ａが固定されており、両側板５ａ、５ａには、その中央に、それぞれ内回転シャフト５ｂ、５ｂが固定されている。図２中右側の内回転シャフト５ｂは、右側の外固定シャフト１ｃの貫通孔を貫通し、その右端において、架台２０上に固定された軸受け５ｄによって回転自在に支持されている。他方、図２中左側の内回転シャフト５ｂは、左側の外固定シャフト１ｃの貫通孔を貫通し、架台上に固定された軸受け５ｄによって回転自在に支持されている。更に左側の内回転シャフト５ｂの左端には、ベルトホイル５ｃが固定されており、このベルトホイル５ｃにＶベルト６ａが巻き掛けられる。
【００１１】
図３は、外ドラムと内ドラムとの直径方向断面図を示し、上記した図２は、図３中Ａ−Ａ線矢視断面図である。図３に示すように、内ドラム５の外面には、内ドラム５の法線方向に磁化されて、大径側にＮ極を向け小径側にＳ極を向けたＮ磁石７Ｎと、同じく大径側にＳ極を向け小径側にＮ極を向けたＳ磁石７Ｓとが、円周方向交互に固定されている。更に、隣接するＮ磁石７ＮとＳ磁石７Ｓとのそれぞれの間には、内ドラム５の接線方向に磁化されて、Ｎ磁石７Ｎ側にＮ極を向けＳ磁石７Ｓ側にＳ極を向けた磁石８が固定されている。
また、内ドラム５の軸芯（回転中心）ｚは、外ドラム１の軸芯Ｚに対して距離ｄだけ偏芯しており、偏心の方向は０°〜−４５°の範囲内にある。但し、偏心の方向については、外ドラム１の軸芯Ｚから、外ドラム１に進入する部分の搬送ベルト３に降ろした垂線方向を０°とし、外ドラム１の回転方向、すなわち図３中時計方向を正とする。
【００１２】
本実施例は以上のように構成されており、投入口１１より投入された被処理物３０は、搬送ベルト３上に落下して外ドラム１方向に搬送され、搬送ベルト３が外ドラム１の周りを回動する間に、箱体１０の底に落下する。しかるに外ドラム１の内部には、外面に磁石７Ｎ、７Ｓ、８を固定した内ドラム５が設置されており、内ドラムは高速にて回転しているから、被処理物３０の内部を交番磁界が通過することとなる。
この結果、被処理物中の磁性処理物３１は、磁石７Ｎ、７Ｓ、８に吸引されるから、搬送ベルト３の表面に密着して外ドラム１の周囲を回動し、搬送ベルト３に設けられた横桟（図示せず）により、磁石７Ｎ、７Ｓ、８の磁界による作用が弱まって重力による作用の方が勝る領域に至って落下する。したがって磁性処理物３１は、第１領域１４に落下する。
【００１３】
他方、被処理物中の導電性非磁性の処理物３３は、磁石７Ｎ、７Ｓ、８に吸引されないが、交番磁界が通過することによってその内部に渦電流を生じ、この渦電流に起因して交番磁界を形成する。導電性非磁性の処理物３３の内部に誘起される渦電流の方向は、その渦電流によって形成される交番磁界が、元の交番磁界を打ち消す方向であるから、元の交番磁界と新たに誘起される交番磁界とは反発しあう。この結果、導電性非磁性の処理物３３は、元の交番磁界から離れる方向（内ドラム５の半径方向）と、元の交番磁界が進む方向（内ドラム５の接線方向）との中間の方向に飛ばされる。したがって導電性非磁性の処理物３３は、第３領域１６に落下する。
【００１４】
また、被処理物中の非導電性非磁性の処理物３２は、磁石７Ｎ、７Ｓ、８に吸引されず、その内部に渦電流を生じることもないから、単に重力のみが作用し、したがって第２領域１５に落下する。
こうして全体の被処理物３０を、磁性処理物３１と、非導電性非磁性の処理物３２と、導電性非磁性の処理物３３とに選別することができる。なお、選別効率を高めるためには、本装置に先立って磁選機（不図示）を前置し、予め磁性処理物３１を除外しておくことが好ましい。
【００１５】
さて、本実施例では、内ドラム５の軸芯ｚを、外ドラム１の軸芯Ｚに対して、０°〜−４５°の方向に偏芯して配置しているが、この構成による作用・効果を、図４と図５によって説明する。両図は、外ドラム１の軸芯Ｚに対する内ドラム５の軸芯ｚの偏心量ｄを一定に保ち、偏心方向θを変更したときの、導電性非磁性の処理物３３の運動を模式的に表わしたものであり、図４（Ａ）はθ＝＋４５°、同図（Ｂ）はθ＝０°、図５（Ａ）はθ＝−４５°、同図（Ｂ）はθ＝−９０°の状態を表わしている。
【００１６】
先ず、いずれの状態であっても、導電性非磁性処理物３３は搬送ベルト３によって図中右方に搬送されているから、搬送ベルト３の速度をｖ_Bとすると、導電性非磁性処理物３３も速度ｖ_Bで右方に移動している。
また導電性非磁性処理物３３は、磁石７Ｎ、７Ｓ、８によって形成される交番磁界による反発力を受けて、交番磁界から離れる方向（内ドラム５の半径方向）と、交番磁界が進む方向（内ドラム５の接線方向）との中間方向に、初速度ｖ_Mにて移動する。したがって導電性非磁性処理物３３は、搬送ベルトによる初速度ｖ_Bと交番磁界による初速度ｖ_Mとをベクトル的に加算した合速度ｖ_Tによって、搬送ベルト３より飛び出す。
【００１７】
ここで図４（Ａ）に示す場合には、偏心の方向がθ＝＋４５°方向にあるために、交番磁界に起因する初速度ｖ_Mはほぼ水平方向となる。それ故、合速度ｖ_Tもほぼ水平方向となるために、落下地点は余り遠方には至らない。
次に図４（Ｂ）に示す場合には、偏心の方向がθ＝０°方向にあるために、磁石７Ｎ、７Ｓ、８は搬送ベルト３に最も近い位置にあり、したがって最も強い反発力を導電性非磁性処理物３３に与えることができる。しかしながら、導電性非磁性処理物３３が反発力を受けて搬送ベルト３から離れる位置は、搬送ベルト３の速度ｖ_Bとの相互作用のため、偏心方向θ＝０°より＋の方向、且つ内ドラム５により優先的に水平方向の反発力を受けるために、最大の反発力を享受できるという訳ではない。それ故、交番磁界に起因する初速度ｖ_Mの大きさは、図４（Ａ）の場合と大差がなく、初速度ｖ_Mの方向だけが、図４（Ａ）の場合よりも若干上向きとなる。この結果、合速度ｖ_Tの大きさは、図４（Ａ）の場合よりも若干小さくなるが、合速度ｖ_Tの方向が図４（Ａ）の場合よりも上向きとなるために、落下地点としては、図４（Ａ）の場合よりも遠方となる。
【００１８】
他方、図５（Ａ）に示す場合には、偏心の方向がθ＝−４５°方向にあるために、交番磁界に起因する初速度ｖ_Mの大きさは、図４（Ａ）、同（Ｂ）の場合と大差がなく、初速度ｖ_Mの方向だけが、図４（Ｂ）の場合よりも更に上向きとなる。この結果、合速度ｖ_Tの大きさは、図４（Ｂ）の場合よりも小さくなるが、合速度ｖ_Tの方向が図４（Ｂ）の場合よりも更に上向きとなるために、落下地点としては、図４（Ｂ）の場合と同等となる。
【００１９】
最後に、図５（Ｂ）に示す場合には、偏心の方向がθ＝−９０°方向にあるために、磁石７Ｎ、７Ｓ、８は搬送ベルト３から離れた位置にあり、したがって導電性非磁性処理物３３が受ける反発力も小さくなる。それ故、交番磁界に起因する初速度ｖ_Mの方向は、図５（Ａ）の場合よりも更に上向きとなるものの、初速度ｖ_Mの大きさは、図４（Ａ）、同（Ｂ）、図５（Ａ）の場合よりも小さくなる。この結果、合速度ｖ_Tの方向も、図５（Ａ）の場合よりも更に上向きとなるものの、合速度ｖ_Tの大きさが、図４（Ａ）、同（Ｂ）、図５（Ａ）の場合よりも相当に小さくなるために、落下地点としては、図５（Ａ）の場合よりも遠方には至らない。
【００２０】
以上のように、θ＝＋４５°からθ＝０°となるに従って落下地点は遠くなり、θ＝−４５°ではθ＝０°の場合と同等となり、θ＝−４５°からθ＝−９０°となるに従って落下地点は近くなる。したがって落下地点が最も遠方となるのは、０°＞θ＞−４５°の範囲にあることが分かる。本実施例では、内ドラム５の軸芯ｚを、外ドラム１の軸芯Ｚに対して、０°〜−４５°の方向に偏芯して配置しているから、導電性非磁性処理物３３を最も遠方に飛ばすことができ、非導電性非磁性の処理物３２と、導電性非磁性処理物３３とを最も確実に選別することができる。
また、本実施例では、法線方向に磁化された磁石７Ｎ、７Ｓの間に、接線方向に磁化された磁石８が配置されているから、外部に放出される磁力線が強くなる。したがって導電性非磁性処理物３３を一層遠方に飛ばすことができるから、非導電性非磁性の処理物３２と、導電性非磁性処理物３３とを一層確実に選別することができる。
【００２１】
次に図６は本発明による非磁性金属選別装置の第２実施例を示し、外ドラム１の軸芯Ｚに対する内ドラム５の軸芯ｚの偏心方向θを、０°＞θ＞−４５°の範囲で変更できるように形成したものである。なお、外ドラム１の軸芯Ｚに対する内ドラム５の軸芯ｚの偏心量ｄは、磁石７Ｎ、７Ｓ、８が外ドラム１の内面に干渉しない限度で、最も大きくすることが好ましい。したがって本実施例では、偏心量ｄについては一定としている。
内ドラム５の内回転シャフト５ｂ、５ｂは、軸受け５ｄ、５ｄによって回転自在に支持されているが、本実施例では、両軸受け５ｄ、５ｄは架台２０上に固定されてはおらず、以下に説明する構造によって支持されている。但し、両軸受け５ｄ、５ｄの支持構造は同じであるため、一方の支持構造についてだけ説明する。
【００２２】
架台２０上には前板２１ａと後板２１ｂとが固定されており、両板２１ａ、２１ｂの間を、内回転シャフト５ｂと平行な方向に延びる右下軸２２ａと左下軸２２ｂが貫通している。両下軸２２ａ、２２ｂには、右前リンク２３ａ、右後リンク２３ｂ、左前リンク２３ｃ、及び左後リンク２３ｄの下端が回転自在に取り付けられている。右前リンク２３ａと右後リンク２３ｂの上端には右上軸２４ａが貫通しており、同様に、左前リンク２３ｃと左後リンク２３ｄの上端には左上軸２４ｂが貫通している。両上軸２４ａ、２４ｂは、スライド板２５より垂設した前板部と後板部を貫通している。そして内回転シャフト５ｂを軸支する軸受け５ｄは、このスライド板２５上に固定されている。４本の軸２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂは、平行四辺形を形成するように配置され、また上下の軸間の距離は、偏心量ｄと一致するように形成されている。
【００２３】
スライド板２５の前部と架台２０との間には、コイルスプリング２６が介在している。各リンク２３ａ〜２３ｄが直立した状態のときには、軸受け５ｄに作用する重力は、スライド板２５、各リンク２３ａ〜２３ｄ、及び前後の板２１ａ、２１ｂによって支持される。したがって各リンク２３ａ〜２３ｄが直立した状態のときのコイルスプリング２６の長さは、その自然長となっている。
各リンク２３ａ〜２３ｄがマイナス方向（図６（Ｂ）中反時計方向）に倒れると、コイルスプリング２６は圧縮される。コイルスプリングのバネ常数は、各リンク２３ａ〜２３ｄがθ＝−４５°にまで倒れたときに、スライド板２５に作用する重力のうちの横方向の成分が、ちょうどコイルスプリングの弾発力によって支持されるように設定されている。
【００２４】
４本のリンクのうちの右前リンク２３ａには、右方に延びるレバー２７が固定されており、レバー２７の右端部にはキー穴が形成されている。レバー２７のキー穴は、各リンクがマイナス方向に倒れるに従って、右下軸２２ａを中心として回転する。このキー穴が回転する位置に沿うように、留め板２８が設けられており、留め板２８には、θ＝０°から−４５°まで、５°おきに、都合１０個のキー穴が形成されている。レバー２７のキー穴と、留め板２８のいずれか１つのキー穴との間には、キー２９が挿入され、したがってその状態にてスライド板２５が固定される。
【００２５】
以上のように本実施例では、４本の軸２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂによって平行四辺形が形成され、且つ上下の軸間の距離は、偏心量ｄと一致するように形成されている。したがってスライド板２５は半径ｄにて回転することができ、内ドラム５の軸芯ｚもまた、半径ｄにて回転することができる。
また、コイルスプリング２６により、θ＝０°の状態とθ＝−４５°の状態における重力バランスが図られている。０°と−４５°との間の状態では、厳密には重力バランスは成立しないが、バランスの崩れはわずかである。それ故、人力にてレバー２７を操作することにより、図４（Ｂ）に示すθ＝０°の状態から、図５（Ａ）に示すθ＝−４５°の状態までの任意の位置に、内ドラム５の軸芯ｚを保つことができる。したがって被処理物３０の態様に応じて、最も効率よく導電性非磁性処理物３３を選別できる偏心方向θとなるように、容易に調節することができる。
【００２６】
なお、θ＝−４５°にまで倒れた状態では、スライド板２５より垂設した前板部と後板部は、ちょうど前板２１ａと後板２１ｂの上面に突き当たり、したがって前後の板２１ａ、２１ｂの上面は、θ＝−４５°を越えないためのストッパーとしての機能を果たす。同様に、θ＝０°を越えないようにストッパーを設けることは容易である。
また上記説明では、簡明を期するために４本のリンク２３ａ〜２３ｄを用いた場合について説明したが、右前リンク２３ａと右後リンク２３ｂは一体に形成することが好ましく、同様に、左前リンク２３ｃと左後リンク２３ｄも一体に形成することが好ましい。
また本実施例では、偏心量ｄを一定としているが、偏心量ｄが可変となるように形成することもできる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明は、内ドラムの軸芯を０°〜−４５°の角度範囲内にて固定して配置し、あるいは上記角度範囲内にて調節自在に配置したものであるから、導電性非磁性の処理物と非導電性非磁性の処理物とを確実に選別することができ、選別効率の向上を図ることができる。
また本発明では、法線方向に磁化された磁石の間に、接線方向に磁化された磁石が配置されているから、外部に放出される磁力線が強くなり、したがって導電性非磁性の処理物を一層遠方に飛ばすことができるから、選別効率の一層の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す側面図
【図２】第１実施例の内ドラムと外ドラムを示す縦断面図
【図３】第１実施例の内ドラムと外ドラムを示す横断面図
【図４】偏心方向が（Ａ）＋４５°、及び（Ｂ）０°のときの選別効率を示す説明図
【図５】偏心方向が（Ａ）−４５°、及び（Ｂ）−９０°のときの選別効率を示す説明図
【図６】本発明の第２実施例による軸受けの支持構造を示す（Ａ）正面図と、（Ｂ）側面図
【符号の説明】
１…外ドラム１ａ…側板
１ｂ…外回転シャフト１ｃ…外固定シャフト
１ｄ…ベアリング２…駆動プーリ
２ａ…補助プーリ３…搬送ベルト
４…搬送ベルト駆動モータ４ａ…チェン
５…内ドラム５ａ…側板
５ｂ…内回転シャフト５ｃ…ベルトホイル
５ｄ…軸受け６…内ドラム駆動モータ
６ａ…Ｖベルト７Ｎ、７Ｓ、８…磁石
１０…箱体１１…投入口
１２、１３…仕切板１４…第１領域
１５…第２領域１６…第３領域
２０…架台２１ａ、２１ｂ…板
２２ａ、２２ｂ…下軸２３ａ〜２３ｄ…リンク
２４ａ、２４ｂ…上軸２５…スライド板
２６…コイルスプリング２７…レバー
２８…留め板２９…キー
３０…被処理物３１…磁性処理物
３２…非導電性非磁性処理物３３…導電性非磁性処理物
Ｚ…外ドラムの軸芯ｚ…内ドラムの軸芯
ｄ…偏心量 θ…偏心方向

Claims

非金属材料によって形成された外ドラムと１又は複数個のプーリとの間を回動するように搬送ベルトを掛け渡し、前記外ドラムの内部に磁性材料によって形成された内ドラムを偏芯して配置し、前記外ドラムの回転方向と同方向に且つ外ドラムの角速度よりも速い角速度にて前記内ドラムを回転駆動し、該内ドラムの外面に内ドラムの法線方向にＮ極を向けたＮ磁石とＳ極を向けたＳ磁石とを円周方向交互に固定した非磁性金属選別装置において、隣接する前記Ｎ磁石とＳ磁石とのそれぞれの間に、内ドラムの接線方向前記Ｎ磁石側にＮ極を向けた磁石を固定し、前記内ドラムの軸芯が、前記外ドラムに進入する部分の前記搬送ベルトに降ろした垂線方向の半径と、該垂線方向の半径から外ドラムの回転方向とは逆方向に４５°方向の半径との間に位置するように、固定して配置されたことを特徴とする非磁性金属選別装置。
非金属材料によって形成された外ドラムと１又は複数個のプーリとの間を回動するように搬送ベルトを掛け渡し、前記外ドラムの内部に磁性材料によって形成された内ドラムを偏芯して配置し、前記外ドラムの回転方向と同方向に且つ外ドラムの角速度よりも速い角速度にて前記内ドラムを回転駆動し、該内ドラムの外面に内ドラムの法線方向にＮ極を向けたＮ磁石とＳ極を向けたＳ磁石とを円周方向交互に固定した非磁性金属選別装置において、隣接する前記Ｎ磁石とＳ磁石とのそれぞれの間に、内ドラムの接線方向前記Ｎ磁石側にＮ極を向けた磁石を固定し、前記内ドラムの軸芯が、前記外ドラムに進入する部分の前記搬送ベルトに降ろした垂線方向の半径と、該垂線方向の半径から外ドラムの回転方向とは逆方向に４５°方向の半径との間に位置し、且つ位置調節可能に配置されたことを特徴とする非磁性金属選別装置。