JP4057077B2 - Rotating drum type nonmagnetic metal sorting and collecting device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム、銅等の導電性非磁性金属を処理物中より分離、回収するための回転ドラム型非磁性金属選別回収装置に関し、特に小口径の導電性非磁性金属片を回収するための回転ドラム型非磁性金属選別回収装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、環境問題が注目される中、資源の再利用化も進んでおり、日常発生する廃棄物の中から、鉄はもとより非鉄金属類、紙、布類、木片、合成樹脂、ゴム、ガラス等広い範囲で資源回収が行われ、それに伴う回収システムにも新しい技術が採用されている。
非鉄金属の中でアルミニウムに代表される非磁性軽金属類を選別回収する装置は、都市ごみの中のアルミ缶、あるいは自動車廃車の裁断スクラップに含まれるアルミニウム等の回収再利用に多用されている。
非鉄金属を他の廃棄物と選別回収する手段として磁力を応用したものは、従来より、移動交流磁界を応用したリニアモータ型、ロータリーキルン状回転円筒の外周に永久磁石を配設したインサイドドラム型、平滑斜面の下側に永久磁石を配列したスライディングセパレータ型、あるいはコンベアベルトが巻装されるドラムを二重構造のドラム型とし内部に永久磁石回転子を配設した回転ドラム型等、多数の構造が提案されている。
【0003】
上記の中で回転ドラム型が最も多く使用されており、その従来例を図11に示す。図11において、無端状のコンベアベルト10は一方の端部を駆動ローラ9に、他方の端部をドラム1に巻装されている。駆動ローラ9をモータ7によりVベルト8を介して矢印RRの方向に回転駆動することにより、コンベアベルト10を矢印RBの方向に走行させる。従って、従動ローラであるドラム1は矢印RDで示す方向に回転する。また、ドラム1は非磁性材料で形成されており、ドラム1の内部にはドラム1と同心状に永久磁石回転子4が回転自在に配設されている。
【0004】
次に上記永久磁石回転子4の構成を図12に示す。円筒磁性部材3の外周面上に磁石2と磁石2´が、円周方向に沿って等角度間隔で交互にN極とS極がドラム1側に位置するように、かつそれらの外表面がドラム1の内周面に近接するように固設されている。また、永久磁石回転子4はドラム1と同心で回転方向RDと同一方向RMに回転するが、回転速度(周速)が異なるように別のモータ6によりVベルト5を介して回転駆動する二重構造になっている。なお、永久磁石回転子4の回転速度は、ドラム1の回転速度よりも充分に大きくなるように設定されている。
【0005】
このようにして、磁石2のN極から流出した磁束Cは、ドラム1およびその上に巻装されたコンベアベルト10を通過して磁石2´のS極に流入するので、コンベアベルト10の表面に強力な磁界を発生させることになり、処理物(14あるいは15)に種々の影響を与える。さらにドラム1の前方下側には、コンベアベルト10から落下し選別される処理物を回収する容器18、19が配設され、容器18には紙、布類、木片、合成樹脂等の非金属片14、容器19にはアルミニウム、銅等の導電性非磁性金属片15がそれぞれ回収される。
【0006】
上記の回転ドラム型非磁性金属選別回収装置の動作は次の通りである。
まず、導電性非磁性金属片15、非金属片14が混在した処理物をホッパ13の上端開放部から投入すると、コンベアベルト10の表面に落下し、コンベアベルト10の走行と共にドラム1の中心軸を通る垂線の上部領域、すなわち最頂部へと搬送される。ここで、コンベアベルト10上の処理物はある程度の厚さを持ち層状となるが、理解を容易にするために図11では散在した状態で示す。
【0007】
処理物は、ドラム1の最頂部に達すると、ドラム1に内設された永久磁石回転子4の高速回転により、円筒磁性部材3の外周面に固設された磁石2および磁石2´によって発生する高周波交番磁界の中を通過する。この時、導電性非磁性金属片15の内部にはファラデーの電磁誘導で説明される渦電流が発生し、この渦電流に起因して発生する磁束の向きと、永久磁石回転子4より発生する磁束の向きは、レンツの法則に従って相反するため、両者の相互作用により遠心方向の斥力(反発力)が生起される。さらにコンベアベルト10の搬送力が合成力として作用して、導電性非磁性金属片15はコンベアベルト10の走行方向から見てその前方でかつ上方に飛翔し、ドラム1のほぼ最頂部より放物線の軌跡aを描いて落下し、容器19へと選別回収される。
【0008】
また、処理物中の非金属片14は、磁石2および磁石2´の磁気作用を何等受けることが無いため、自重により自由落下して、bの軌跡に沿って容器18へ選別回収される。
【0009】
従来の永久磁石回転子4の1/4断面図を図13に示す。図13は、磁石2と磁石2´が、円筒磁性部材3の外周面上に円周方向に沿って30°の等角度間隔で固設された場合を示す。
磁石の磁化を弱めようとして磁石内を走る反磁場は、N極とS極の距離が遠くなるにつれ小さくなる。従って、反磁場の影響を少なくし磁石の磁気を強くするためには、磁石を固設する部材を鉄などの磁性材料で形成し、隣合う磁石の磁気回路を接続して磁石内のN極とS極の距離を長くすれば良いことは一般に知られている。
図13において反時計方向の角度をθとすると、ドラム1の外表面法線方向の磁束密度Bと角度θの関係(磁束密度分布)は図14のようになる。なお、角度θが15°以上になると周期的に同様な磁束密度曲線を描くため、角度θは0°〜15°の範囲で示す。
【0010】
一般に、導電性非磁性金属片が永久磁石回転子より受ける斥力Fは次の式で表される。
F∝Bg2×f×σ×A/ρ…………(1)
ここでBg:磁束密度
f :周波数(=磁石ドラム極数×磁石ドラム回転数)
σ :導電率
A :処理物表面積
ρ :密度
選別回収の対象である導電性非磁性金属片15が小口径の場合、その表面積は小さくなり、斥力Fが小さくなることが式(1)から理解できる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
従来の回転ドラム型非磁性金属選別回収装置では、導電性非磁性金属片が小口径になると、永久磁石回転子より受ける斥力が小さくなり、確実な選別回収が困難であるという問題点があった。
また、導電性非磁性金属片の形状が一様ではないため、空気抵抗等の理由で自由落下の軌跡も一様にはならず、選別回収の精度が安定しないという問題点も生じていた。
本発明は、上記問題点を解消し、確実な選別回収が可能な回転ドラム型非磁性金属選別回収装置を提供することを目的とする。
【0012】
上記目的を達成するために、本発明は、一方の端部に設けられた駆動ローラと、他方の端部に設けられた円筒状非磁性ドラムと、前記駆動ローラと前記ドラムに巻装された無端状のコンベアベルトと、前記ドラム内に回転自在に配置され、前記ドラムの内周面に近接して複数個の永久磁石が円筒磁性部材の円周方向に沿って固設された円筒状の永久磁石回転子とを有する回転ドラム型非磁性金属選別回収装置において、前記永久磁石は、磁化方向が前記ドラムの接線方向と略同一であり間隙をおいて配置された第一の磁石と、前記第一の磁石間の各間隙に配置され磁化方向が前記ドラムの法線方向と略同一の第二の磁石とで構成され、前記円筒磁性部材の断面形状を歯車状とし、前記円筒磁性部材の凹部の外周面上に前記第一の磁石を固定配置し、かつ前記円筒磁性部材の凸部に前記第二の磁石を固定配置し、前記第一の磁石の隣接する対向面は同極とし、かつ前記極間にある第二の磁石は前記ドラム側が前記極と同極となるように配置され、前記永久磁石回転子は前記コンベアベルトの進行方向と逆方向に回転される、という技術的手段を採用した。さらに本発明においては、前記第一の磁石の内周側の面に非磁性板を接着固定し、かつ前記第二の磁石の内周側磁極面に磁性板を接着固定して、両磁石部材を前記円筒磁性部材にボルトと接着剤を併用して固定しても良い。さらに本発明においては、前記円筒状非磁性ドラムの周囲に、磁気浮上させた導電性非磁性金属を気体噴射によって分離除去する除去手段を設けても良い。さらに本発明においては、前記円筒状非磁性ドラムの周囲に、磁気浮上させた導電性非磁性金属を羽根車状の回転部材によって分離除去する除去手段を設けても良い。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の一実施例に係る回転ドラム型非磁性金属選別回収装置の概略断面図である。ただし、従来例と同一部分は同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
本実施例の回転ドラム型非磁性金属選別回収装置の基本的構造は、図11に示す従来例の構造と類似するが、ドラム1内部に回転自在に配設した永久磁石回転子4を特定の構造にしたことと、永久磁石回転子4の回転方向をコンベアベルト10の進行方向と相対的に逆方向としたこと、すなわち従来例と逆方向の回転させる点で相違する。
【0014】
まず本発明装置の全体構造について図1を用いて詳述する。無端状のコンベアベルト10は、一方の端部を駆動ローラ9に、他方の端部を円筒状非磁性ドラム1に巻装されている。駆動ローラ9をモータ7によりVベルト8を介して矢印RRの方向に回転駆動することによって、コンベアベルト10を矢印RBの方向に走行させる機能を有している。
【0015】
永久磁石回転子4は、モータ6によりVベルト5を介して矢印RM方向、すなわち従来例である図11とは反対となる時計方向に回転させる。この時、ドラム1はコンベアベルト10と接触しているため矢印RD方向に回転する。従って、永久磁石回転子4の回転方向とドラム1の回転方向とは逆方向となる。
【0016】
上記構成により、紙、布類、木片、合成樹脂等の非金属片14および導電性非磁性金属片15が混在した処理物は、ホッパー13よりコンベアベルト10上に供給されると、RB方向に搬送され永久磁石回転子4の上部領域に到達する。
処理物中の非金属片14は磁石による磁気作用を受けないため、自重により自由落下して回収容器18へ回収される。
【0017】
一方、導電性非磁性金属片15は永久磁石回転子4の上部領域に到達すると、永久磁石回転子4から磁気作用を受けてコンベアベルト10の上方に浮上し、仕切板24の所定の位置に設けられた回収孔25を通過して仕切板24の上面に現出する。
仕切板24の上面に出た導電性非磁性金属片15は、例えば図6または図7に示すような手段により、仕切板24に沿って下方に搬送されることによって分離除去される。なお、図6および図7では、第一の磁石を省略している。
図6は、浮上した導電性非磁性金属片15が、空気噴射装置20から噴射される空気(これ以外の気体でも良い)によって分離除去される例を示す。図7は、浮上した導電性非磁性金属片15が、羽根車26によって分離除去される例を示す。なお、羽根車26の代わりに他の回転部材(例えばブラシ)を使用しても良い。
【0018】
次に本発明の永久磁石回転子の構造を図2により詳述する。図2に本実施例の永久磁石回転子4の1/4断面図を示す。円筒磁性部材3の円周方向に沿って、磁化方向がドラム1の接線方向と略同一の第一の磁石16、16´を間隙をおいて配置し、磁化方向がドラム1の法線方向と略同一の第二の磁石17、17´を第一の磁石16、16´間の各間隙に配置する。
また第一の磁石16、16´の隣接する対向面は同極とし、第二の磁石17、17´はドラム1側が隣接する第一の磁石16、16´と同極となるように配置する。すなわち図2において、第一の磁石16は第二の磁石17側がN極、第二の磁石17´側がS極で、第一の磁石16´も第二の磁石17´側がS極となるように磁化されている。さらに、第二の磁石17はドラム1側がN極で、第二の磁石17´はドラム1側がS極となるように磁化されている。
【0019】
上記の磁石配置によれば、第二の磁石のN極から発生した磁束は、ドラム1を貫通して当該磁石に隣接する第二の磁石のS極に流入する。ここで第二の磁石17、17´に注目すると、両磁石の間には図示の如く磁化された第一の磁石16が存在するので、第二の磁石17のN極とS極との間で短絡する磁束を実質的になくすことができる。従って、第二の磁石17から発生する磁束を有効に外部に取り出すことが可能となり、もってドラム1表面の磁束密度を向上させることができる。
【0020】
図2は第一の磁石16、16´の等角度間隔を30°とした場合を示し、その場合のドラム1の外表面の法線方向の磁束密度分布を図3に示す。図3において縦軸は磁束密度B、横軸はX軸から反時計方向の角度θを示す。角度θが15°以上になると周期的に同様な磁束密度曲線を描くため、角度θは0°〜15°の範囲で示す。
【0021】
磁束密度について従来例(図14)と比較すると、従来例では磁束密度Bの最大値(絶対値)は3600Gであるのに対し、本実施例(図3)では4900Gと約1.36倍の数値となり、ドラム1の外表面の磁束密度が向上していることが明らかである。
【0022】
図2および図13において、Hは非磁性金属片が受ける遠心方向の斥力ベクトル、Vはドラムの回転による接線方向の速度ベクトル、Fは斥力ベクトルHと速度ベクトルVとの合成ベクトルを示す。
同一条件での渦電流の発生による斥力の大きさは、対象物に作用する磁束密度の二乗に比例する。すなわち、本実施例において第一の磁石16、16´により発生する高周波交番磁界は、従来例において磁石2、2´により発生する高周波交番磁界の約1.36倍の大きさとなり、非磁性金属片が受ける遠心方向の斥力ベクトルHの大きさは約1.8倍となる。従って、導電性非磁性金属片が小口径になってもより確実な選別回収が可能となる。
【0023】
次に、本発明において、永久磁石回転子4の回転方向をコンベアベルト10の進行方向と相対的に逆方向とした理由について、図4および図5を用いて説明する。
【0024】
図4に従来例の状態、すなわち永久磁石回転子4の回転方向RMとコンベアベルト10の進行方向と相対的に同一方向である状態を示す。
図4では、コンベアベルト10の進行方向RBと同方向の搬送力FBと、永久磁石回転子4の電磁誘導から説明される斥力FMとの合力FTが作用するため、導電性非磁性金属片15は永久磁石回転子4の前方方向に飛翔する。従って従来は、導電性非磁性金属片15を永久磁石回転子4の前方に、できるだけ遠方に飛翔させることによって、選別精度の向上を図っている。
【0025】
図5に本発明の状態、すなわち永久磁石回転子4の回転方向RMとコンベアベルト10の進行方向と相対的に逆方向である状態を示す。なお図5では、第一の磁石を省略してある。
図5の場合も図4と同様に、コンベアベルト10の進行方向RBと同方向の搬送力FBと、永久磁石回転子4の電磁誘導から説明される斥力FMとの合力FTが作用するが、斥力FMは搬送力FBとは逆向きになり、上向きの合力FTが発生するため、導電性非磁性金属片15は永久磁石回転子4の鉛直上方方向に浮上する。
【0026】
上記により、導電性非磁性金属片15が永久磁石回転子4の鉛直上方方向に浮上する距離は、永久磁石回転子4の回転方向がコンベアベルト10の進行方向と相対的に逆方向、すなわち図5の状態の方が従来例の図4の状態よりも大きいことが判る。本発明はコンベアベルトの鉛直上方方向に磁気浮上した導電性非磁性金属片を除去する方式を採用しているため、図5の方式がより適していることは容易に理解できる。
【0027】
図8に他の実施例の永久磁石回転子4の1/4断面図を示す。図8において、円筒磁性部材3の断面形状を歯車状とし、円筒磁性部材3の凹部の外周面上に第一の磁石16、16’を配置し、円筒磁性部材3の凸部の外周面上に第二の磁石17、17’を配置する。第一の磁石16、16’および第二の磁石17、17’は、磁化方向が前述の実施例と同様になるように配置する。
【0028】
図8に示す構成を採用することにより、第二の磁石17、17’は歯車状の円筒磁性部材3の凸部にて磁気回路を構成する(外部磁界を発生する)ため、有効磁路長が大きくなり、磁石動作点が高くなる。さらに第一の磁石16、16’の反発力との相互作用により、高効率の磁石ドラムを得ることができる。
【0029】
図8は第一の磁石16、16´の等角度間隔を30°とした場合を示し、その場合のドラム1の外表面の法線方向の磁束密度分布を図9に示す。図9において縦軸は磁束密度B、横軸はX軸から反時計方向の角度θを示す。角度θが15°以上になると周期的に同様な磁束密度曲線を描くため、角度θは0°〜15°の範囲で示す。
【0030】
磁束密度について従来例(図14)と比較すると、従来例では磁束密度Bの最大値(絶対値)は3600Gであるのに対し、本実施例(図9)では5800Gと約1.6倍の数値となり、ドラム1の外表面の磁束密度が大幅に向上していることが明らかである。
また、非磁性金属片が受ける遠心方向の斥力ベクトルHの大きさは約2.5倍となるため、導電性非磁性金属片が小口径になっても、さらにより確実な選別回収が可能となる。
【0031】
図10に組立性を考慮した永久磁石回転子4の構造を示す。なお、図8と同一部分については同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図10における永久磁石回転子4は、第一の磁石16、16´を接着固定した非磁性板21と第二の磁石17、17´を接着固定した磁性板22を、それぞれボルト23により円筒磁性部材3に固定した構造を採用している。すなわち、接着固定と機械的固定を併用した構成である。
上記の構成を採用することにより、磁力による反発力があっても機械的に強制固定が可能なため組立性が向上し、作業時間の短縮等によるコスト低減が実現できる。
【0032】
図1に示す本発明に係る装置と、図11に示す従来の装置をそれぞれ製作し、導電性非磁性金属片の選別回収効率を比較した結果について以下に記述する。
図1に示す本発明に係る装置の、各部の主要寸法、材質および仕様は以下の通りである。
ドラム1:φ200×300mm、FRP
駆動ローラ9−ドラム1間距離:600mm
コンベアベルト10の有効幅:240mm
コンベアベルト10の表面移動速度:51m/min
また従来の装置は、永久磁石回転子4の構造および回転方向以外は、本発明に係る装置と同様の構成である。
【0033】
比較試験に供した処理物は、概略形状φ5×10mmの樹脂ペレット5000cm3に、φ10×0.5mmのアルミ片100枚を混入したものとし、コンベアベルト10への供給は振動フィーダを用いて、繰返し試験を行なった。比較試験結果を表1および表2に示す。
【0034】
【表1】
【0035】
【表2】
【0036】
表1および表2より平均回収率を比較すると、従来の装置が40.8%であるのに対し、本発明に係る装置は84.8%(空気噴射)および87.8%(羽根車)といずれも高い値を示している。従って、小口径の導電性非磁性金属片の選別回収は、従来のものに比べて本発明に係る装置の方が格段に優れていることが明らかである。
【0037】
【発明の効果】
本発明は上記のような構成および作用を有するので、従来公知の回転ドラム型非磁性金属選別回収装置における問題点を解決し、特に処理物中に混在する小口径の導電性非磁性金属片を精度良く確実に選別回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る選別回収装置の概略断面図である。
【図2】本発明の一実施例に係る選別回収装置の永久磁石回転子の1/4断面を示す図である。
【図3】図2の永久磁石回転子を採用した選別回収装置における磁束密度分布である。
【図4】従来の選別回収装置の導電性非磁性金属片に作用する力を説明するための図である。
【図5】本発明の一実施例に係る選別回収装置の導電性非磁性金属片に作用する力を説明するための図である。
【図6】本発明の一実施例に係る分離除去手段を示す図である。
【図7】本発明の他の実施例に係る分離除去手段を示す図である。
【図8】本発明の他の実施例に係る選別回収装置の永久磁石回転子の1/4断面を示す図である。
【図9】図8の永久磁石回転子を採用した選別回収装置における磁束密度分布である。
【図10】本発明の他の実施例に係る選別回収装置の永久磁石回転子の1/4断面を示す図である。
【図11】従来の選別回収装置の概略断面図である。
【図12】図11の要部拡大図である。
【図13】従来の選別回収装置の永久磁石回転子の1/4断面を示す図である。
【図14】従来の選別回収装置における磁束密度分布である。
【符号の説明】
1…ドラム、2、2´…磁石、3…円筒磁性部材、4…永久磁石回転子、
5、8…Vベルト、6、7…モータ、9…駆動ローラ、
10…コンベアベルト、13…ホッパ、14…非金属片、
15…導電性非磁性金属片、16、16´…第一の磁石、
17、17´…第二の磁石、18、19…回収容器、20…空気噴射装置、
21…非磁性板、22…磁性板、23…ボルト、
24…仕切板、25…回収孔、26…羽根車[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotating drum type nonmagnetic metal sorting and collecting apparatus for separating and collecting conductive nonmagnetic metals such as aluminum and copper from a processed material, and particularly for collecting small diameter conductive nonmagnetic metal pieces. The present invention relates to a rotating drum type nonmagnetic metal sorting and collecting apparatus.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as environmental problems are attracting attention, the reuse of resources is also progressing, and from daily waste, not only iron but also non-ferrous metals, paper, cloth, wood chips, synthetic resin, rubber, glass, etc. Resource recovery is performed in a wide range, and new technology is also adopted in the recovery system.
An apparatus for sorting and collecting non-magnetic light metals represented by aluminum among non-ferrous metals is often used for collecting and reusing aluminum cans in municipal waste or aluminum contained in cut scraps of scrapped automobiles.
As a means of sorting and collecting non-ferrous metals with other wastes, magnetic motors have been conventionally used as a linear motor type applying a moving AC magnetic field, an inside drum type having a permanent magnet disposed on the outer periphery of a rotary kiln-like rotating cylinder, Numerous structures such as a sliding separator type with permanent magnets arranged under a smooth slope, or a rotating drum type with a drum wound around a conveyor belt and a permanent magnet rotor inside Has been proposed.
[0003]
Of these, the rotary drum type is most frequently used, and a conventional example is shown in FIG. In FIG. 11, the
[0004]
Next, the configuration of the
[0005]
Thus, the magnetic flux C flowing out from the N pole of the
[0006]
The operation of the rotating drum type nonmagnetic metal sorting and collecting apparatus is as follows.
First, when a processed product in which the conductive
[0007]
When the processed material reaches the top of the
[0008]
Further, since the
[0009]
A quarter sectional view of a conventional
The demagnetizing field that runs inside the magnet in an attempt to weaken the magnetization of the magnet becomes smaller as the distance between the north and south poles increases. Therefore, in order to reduce the influence of the demagnetizing field and increase the magnetism of the magnet, the member for fixing the magnet is formed of a magnetic material such as iron, and the magnetic circuit of the adjacent magnet is connected to connect the N pole in the magnet. It is generally known that the distance between the S pole and the S pole may be increased.
In FIG. 13, when the angle in the counterclockwise direction is θ, the relationship (magnetic flux density distribution) between the magnetic flux density B in the normal direction of the outer surface of the
[0010]
Generally, the repulsive force F which a conductive nonmagnetic metal piece receives from a permanent magnet rotor is represented by the following formula.
F∝Bg 2 × f × σ × A / ρ (1)
Where Bg: magnetic flux density f: frequency (= number of magnet drum poles × number of magnet drum rotations)
σ: Conductivity A: Surface area of processed material ρ: When the conductive
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional rotating drum type nonmagnetic metal sorting and collecting device, when the conductive nonmagnetic metal piece has a small diameter, the repulsive force received from the permanent magnet rotor is reduced, and it is difficult to reliably sort and collect. .
Further, since the shape of the conductive non-magnetic metal piece is not uniform, the locus of free fall is not uniform due to air resistance or the like, and there is a problem that the accuracy of sorting and collecting is not stable.
An object of the present invention is to provide a rotating drum type non-magnetic metal sorting and collecting apparatus capable of solving the above-mentioned problems and performing reliable sorting and collecting.
[0012]
In order to achieve the above object, the present invention comprises a driving roller provided at one end, a cylindrical nonmagnetic drum provided at the other end, and the driving roller and the drum wound around the driving roller. An endless conveyor belt, a cylindrical belt that is rotatably disposed in the drum and has a plurality of permanent magnets fixed along the circumferential direction of the cylindrical magnetic member in the vicinity of the inner peripheral surface of the drum. In the rotating drum type non-magnetic metal sorting and collecting apparatus having a permanent magnet rotor, the permanent magnet has a magnetization direction substantially the same as a tangential direction of the drum, and a first magnet arranged with a gap therebetween, A second magnet disposed in each gap between the first magnets and having a magnetization direction substantially the same as a normal direction of the drum, and the cylindrical magnetic member has a gear-like cross-sectional shape; The first magnet is fixedly arranged on the outer peripheral surface of the recess. And the second magnet is fixedly disposed on the convex portion of the cylindrical magnetic member, the adjacent opposing surfaces of the first magnet have the same pole, and the second magnet between the poles is on the drum side. The technical means was adopted that the permanent magnet rotor is arranged in the same polarity as the pole, and the permanent magnet rotor is rotated in the direction opposite to the traveling direction of the conveyor belt. Further, in the present invention, the first non-magnetic plate on the surface of the inner peripheral side of the magnet is bonded and fixed, and a magnetic plate bonded and fixed to the inner peripheral side magnetic pole surface of the second magnet, the magnets member May be fixed to the cylindrical magnetic member by using a bolt and an adhesive together. Further, in the present invention, a removing means for separating and removing the magnetically levitated conductive nonmagnetic metal by gas injection may be provided around the cylindrical nonmagnetic drum. Further, in the present invention, a removing means for separating and removing the magnetically levitated conductive nonmagnetic metal by an impeller-like rotating member may be provided around the cylindrical nonmagnetic drum.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic sectional view of a rotating drum type nonmagnetic metal sorting and collecting apparatus according to an embodiment of the present invention. However, the same parts as those of the conventional example are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
The basic structure of the rotating drum type nonmagnetic metal sorting and collecting apparatus of this embodiment is similar to the structure of the conventional example shown in FIG. 11, but a
[0014]
First, the overall structure of the device of the present invention will be described in detail with reference to FIG. The
[0015]
The
[0016]
With the above configuration, when a
Since the
[0017]
On the other hand, when the conductive
The conductive
FIG. 6 shows an example in which the levitated conductive
[0018]
Next, the structure of the permanent magnet rotor of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 shows a quarter cross-sectional view of the
Moreover, the adjacent opposing surfaces of the
[0019]
According to the above magnet arrangement, the magnetic flux generated from the N pole of the second magnet flows through the
[0020]
FIG. 2 shows the case where the equiangular interval between the
[0021]
Compared with the conventional example (FIG. 14) regarding the magnetic flux density, the maximum value (absolute value) of the magnetic flux density B is 3600G in the conventional example, whereas in this example (FIG. 3), it is about 1.36 times that of 4900G. It is clear that the magnetic flux density on the outer surface of the
[0022]
2 and 13, H is a repulsive force vector in the centrifugal direction received by the nonmagnetic metal piece, V is a velocity vector in the tangential direction due to rotation of the drum, and F is a combined vector of the repulsive force vector H and the velocity vector V.
The magnitude of the repulsive force due to the generation of eddy current under the same conditions is proportional to the square of the magnetic flux density acting on the object. That is, the high-frequency alternating magnetic field generated by the
[0023]
Next, in the present invention, the reason why the rotation direction of the
[0024]
FIG. 4 shows a state of a conventional example, that is, a state in which the rotational direction RM of the
In FIG. 4, a resultant force FT of the conveying force FB in the same direction as the traveling direction RB of the
[0025]
FIG. 5 shows a state of the present invention, that is, a state in which the rotation direction RM of the
In the case of FIG. 5 as well, the resultant force FT of the conveying force FB in the same direction as the traveling direction RB of the
[0026]
As described above, the distance that the conductive
[0027]
FIG. 8 shows a quarter cross-sectional view of a
[0028]
By adopting the configuration shown in FIG. 8, the
[0029]
FIG. 8 shows the case where the equiangular interval between the
[0030]
Compared with the conventional example (FIG. 14) regarding the magnetic flux density, the maximum value (absolute value) of the magnetic flux density B is 3600G in the conventional example, whereas this example (FIG. 9) is about 1.6 times as large as 5800G. It is clear that the magnetic flux density on the outer surface of the
In addition, since the magnitude of the repulsive force vector H in the centrifugal direction received by the nonmagnetic metal piece is about 2.5 times, even more reliable sorting and collection is possible even when the conductive nonmagnetic metal piece has a small diameter. Become.
[0031]
FIG. 10 shows the structure of the
The
By adopting the above configuration, even if there is a repulsive force due to magnetic force, it can be mechanically forcibly fixed, so that the assemblability is improved and the cost can be reduced by shortening the working time.
[0032]
The device according to the present invention shown in FIG. 1 and the conventional device shown in FIG. 11 are manufactured, and the results of comparing the sorting and collection efficiency of the conductive nonmagnetic metal pieces are described below.
The main dimensions, materials and specifications of each part of the apparatus according to the present invention shown in FIG. 1 are as follows.
Drum 1: φ200 × 300mm, FRP
Distance between
Effective width of conveyor belt 10: 240 mm
Surface moving speed of conveyor belt 10: 51 m / min
The conventional apparatus has the same configuration as the apparatus according to the present invention except for the structure of the
[0033]
The processed material subjected to the comparative test is a mixture of
[0034]
[Table 1]
[0035]
[Table 2]
[0036]
Comparing the average recovery rates from Tables 1 and 2, the conventional apparatus is 40.8%, whereas the apparatus according to the present invention is 84.8% (air injection) and 87.8% (impeller). Both show high values. Therefore, it is clear that the apparatus according to the present invention is far superior in sorting and collecting small-diameter conductive nonmagnetic metal pieces compared to the conventional one.
[0037]
【The invention's effect】
Since the present invention has the above-described configuration and operation, it solves the problems in the conventionally known rotary drum type non-magnetic metal sorting and collecting apparatus, and in particular, a small-diameter conductive non-magnetic metal piece mixed in the processed material. Sorting and collecting can be performed accurately and reliably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of a sorting and collecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a quarter cross section of a permanent magnet rotor of a sorting and collecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a magnetic flux density distribution in a sorting and collecting apparatus employing the permanent magnet rotor of FIG.
FIG. 4 is a diagram for explaining a force acting on a conductive nonmagnetic metal piece of a conventional sorting and collecting apparatus.
FIG. 5 is a diagram for explaining a force acting on a conductive nonmagnetic metal piece of a sorting and collecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing separation / removal means according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing separation / removal means according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a view showing a quarter cross section of a permanent magnet rotor of a sorting and collecting apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a magnetic flux density distribution in a sorting and collecting apparatus employing the permanent magnet rotor of FIG.
FIG. 10 is a view showing a quarter cross section of a permanent magnet rotor of a sorting and collecting apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic sectional view of a conventional sorting and collecting apparatus.
12 is an enlarged view of a main part of FIG. 11. FIG.
FIG. 13 is a view showing a quarter cross section of a permanent magnet rotor of a conventional sorting and collecting apparatus.
FIG. 14 is a magnetic flux density distribution in a conventional sorting and collecting apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
5, 8 ... V belt, 6, 7 ... motor, 9 ... drive roller,
10 ... conveyor belt, 13 ... hopper, 14 ... non-metal piece,
15 ... conductive non-magnetic metal piece, 16, 16 '... first magnet,
17, 17 '... second magnet, 18, 19 ... recovery container, 20 ... air injection device,
21 ... Non-magnetic plate, 22 ... Magnetic plate, 23 ... Bolt,
24 ... partition plate, 25 ... recovery hole, 26 ... impeller
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CN109466891A (en) * | 2018-11-14 | 2019-03-15 | 王光领 | De-mediated belt feeder is used on a kind of air dry sand Recognition Applied in Coal Preparation System |
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