CN108136444A - 物体的筛选装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种物体的筛选装置及其方法。为了以简单的结构提供具有高精度、易调整性的气流筛选装置，具有：导管，其具有中央轴线，并沿着该中央轴线，在其内部使筛选对象进行自由落体；送气口，其设置在导管的下部，用来沿着中央轴线向上方送气；吸引口，其设置在比导管的送气口靠上部的位置，向与中央轴线平行设置的吸引管的下方开口；投入口，其设置在比导管的吸引口靠上部的位置，用来将筛选对象向导管内的吸引管的周围投入。筛选装置通过是否将筛选对象与来自送气口的送气引起的在导管内产生的气流的一部分或者全部一起，从吸引口吸引，而进行筛选。在该筛选装置中，具备设置在导管内的吸引口的下部的气流调整体，以阻挡进行自由落体的筛选对象的下落路径，气流调整体具有在中央轴线上具有顶点并且具有使截面形状为相似形且截面面积朝向下方扩展的倾斜表面，并且使作用于进行自由落体的所述筛选对象的阻力从所述吸引口向下方进一步增大。

Description

物体的筛选装置及其方法

技术领域

本发明涉及物体的筛选装置及其方法，特别涉及针对在再循环领域中废物回收后被解体、粉碎并按照材料分离的破碎物、以及从电子设备的基板等中剥离的元件等小径配件类的筛选、在资源领域中自然资源的筛选、在制造/生产领域中用来除去杂质等的筛选的筛选装置及其方法。

背景技术

结合至此之前的范围广泛的筛选对象，在湿式及干式两种技术中，已经开发了各种以固体粒子等为对象的筛选及回收技术。在上述技术中，已经提出了一种干式筛选技术，例如应用了惯性力及风力的技术，其利用了比重及粒径等作为固体的通用性较高的基本物理特性，而没有利用取决于磁性及带电性等材料类型的特性。上述筛选方法大多构成为结合离心力及惯性力与阻力(气体阻力等)、以及气流实现的搬运作用及重力实现的落体运动来发挥作用，作为分拣轻物与重物的技术而发展。

作为筛选机，在工业实用上追求的是高通用性。也就是说，为了能够与呈现多种多样的物理特性的各种筛选对象相对应，要求简单方便且能够大幅度地调整筛选性。另外，也要求能够实现高筛选精度，并且能够以与对象相称的初期投资、运营费用等来实现。特别在近年来需求急速增长的城市矿山等的再循环领域中，要求性价比比以前更高的筛选技术。

在将立式柱体作为筛选槽的气流筛选机中，专用面积较窄，并能够得到较高的筛选效率(例如参照专利文献1～8)。为了在相关的气流筛选机中实现较高的筛选精度，需要恒定的柱体长度，特别在形成用来同时一并筛选多种类型的多级结构的情况下，高度方向上的空间更加必要，从而成为对设置位置的限制(例如参照专利文献1～7)。

作为同样利用立式柱体的筛选装置，已知一种筛选装置，其在将分离对象向柱体内投入的投入口与向柱体内输送气流的送气口之间设置吸引口，与来自该吸引口的气流一起来吸引分离对象。相对于利用柱体大致整体进行筛选的现有气流筛选装置，因为在柱体的吸引口部分进行筛选，所以，能够减小高度方向上的占用空间(例如参照专利文献8)。另一方面，每种分离对象的自由落体速度的差异会对筛选精度造成恶劣影响，为了提高筛选精度而需要用来缓和相关差异的制动机构(例如参照专利文献8)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开平07-204584号公报

专利文献2：(日本)特开2000-202368号公报

专利文献3：(日本)特开2003-71386号公报

专利文献4：(日本)特开2005-205282号公报

专利文献5：(日本)特开2006-218357号公报

专利文献6：(日本)特开2007-61737号公报

专利文献7：国际公开WO2013/145871号公报

专利文献8：(日本)特开2014-188452号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

可是，在将制动机构安装在装置时，需要考虑对气流的影响。另外，筛选对象的关于大小及形状等的特性多种多样。此外，也需要满足具有上述方便性、易调整性、空间节省性等的现有装置的要求。

另外，在利用气流的柱式筛选机中共同地应该使气流速度在气流的送气方向(柱体方向)的正交截面上一样(相同)。当该气流速度存在高低分布时，筛选精度降低，所以需要该整流对策。然而，当装置大规模化时，则难以与制动机构同样地兼顾现有装置的要求来实施对策。

在此，例如在专利文献8中，作为使下落的对象碰撞来缓和该对象的下落速度的制动机构，在柱体内配置网状板等。制动机构的大小及其适用位置(范围)对考虑流路的占用影响并进行有效碰撞是重要的。也就是说，如果扩大间隙，则与较小的筛选对象发生碰撞的概率降低，另一方面，如果缩小间隙，则较大的筛选对象变得不能通过。

另外，在专利文献8中，已经公开在柱体内安装节流阀，进行上述的制动及整流。然而，因为与节流阀联动，气流速度也发生变化，所以节流阀的设置并不简单。另外，随着柱体径的增大，节流阀内的空间增大，即便是相同的流速，柱体内的流速分布幅度也增大，所以，兼顾制动与整流比较复杂。

此外，在专利文献7中，在柱体设有遍及管壁-管中心-管壁来提供大致W形的微弱回旋流(W型分布)的机构，使管截面内的风速分布平滑并进行整流。与上述说明同样地，随着柱体径的增大，与因柱体本来的壁面摩擦而引起的凸型流速分布相同，W型分布的凹凸的振动幅度也增大，从而限制了整流效果。

另外，在专利文献4中，公开了一种多级风力筛选装置，其使气流的流路截面面积阶段性地变化，对以与截面面积对应的各自的气流平均流速漂浮的轻物进行回收，筛选轻物与重物，对多种类型的混合物进行一次筛选。在流路内设置使气流分散的障碍物(扩散器)，缓和气流的流速分布，使之为相同的流速。整流的效果在串联连结内径不同的管的连结部的上侧(流路下游侧)的较短距离中受限于形成管本来的流速分布，因而被限制。

此外，作为管内流体的整流方法，通常使用一种整流板，其在柱体内，在与流路平行方向上设置内壁，使壁面摩擦的影响在柱体内部分散，将之设置为格子状，增加其设置数量，能够提高其效果。然而，因为更多占用了柱体内，所以，设置位置及数量被限制。特别是在专利文献8的装置中，因为设有对流速应该进行最严格的调整、并在主柱体内的吸引口附近提供制动及整流两种效果的专用机构，所以，在相关位置设置整流板在物理上(空间上)是非常困难。

此外，在现有装置中，未特别考虑在相对于运转条件的范围外需要进行装置调整的情况，或者只停留在能够容易地更换装置各部位、配件单位程度的考虑中。

本发明鉴于上述状况而提出，其目的在于提供一种筛选方法及其筛选装置，是节省空间、紧凑、简单且成本较低的机构、构造、以及结构，具有：(1)针对多种筛选对象的高精度(2)与多种筛选对象对应的灵活且方便的调整性以及控制性(3)对于装置尺寸大小的灵活性以及高适应性。

用于解决技术问题的技术方案

本发明是对筛选对象进行筛选的筛选装置，其特征在于，具有：导管，其具有中央轴线，并沿着该中央轴线，在其内部使筛选对象进行自由落体；送气口，其设置在所述导管的下部，用来沿着所述中央轴线向上方送气；吸引口，其设置在比所述导管的所述送气口靠上部的位置，朝向与所述中央轴线平行设置的吸引管的下方开口；投入口，其设置在比所述导管的所述吸引口靠上部的位置，用来将所述筛选对象向所述导管内的所述吸引管的周围投入；所述筛选装置通过是否将所述筛选对象与气流的一部分或者全部一起，从所述吸引口吸引，来进行筛选，该气流因来自所述送气口的送气而在所述导管内产生，在所述筛选装置中，具备气流调整体，其设置在所述导管内的所述吸引口的下部，用来阻挡进行自由落体的所述筛选对象的下落路径，所述气流调整体具有在所述中央轴线上具有顶点并且使截面形状为相似形且截面面积朝下方扩展的倾斜表面，并且使作用于进行自由落体的所述筛选对象的阻力从所述吸引口向下方进一步增大。

根据该发明，能够针对多种筛选对象，并以高精度进行筛选。

在上述发明中，其特征也在于，所述气流调整体为旋转体形状。其特征也在于，所述导管具有向下方以扩展水平截面面积的方式倾斜的内表面倾斜部，所述气流调整体位于所述内表面倾斜部内。另外，其特征也在于，对所述导管的所述内表面倾斜部及所述气流调整体的所述倾斜表面的形状进行控制，以使所述内表面倾斜部的气流的流速在高度方向上恒定。此外，其特征也在于，所述导管具有能够改变所述内表面倾斜部的朝向下方的所述水平截面面积的环部。

在上述发明中，其特征也在于，所述气流调整体至少使最大截面面积部位于所述内表面倾斜部，使所述最大截面面积部的截面面积大于所述内表面直线部的截面面积大。另外，其特征也在于，所述气流调整体设有上下位置调整装置，在所述内表面倾斜部上下移动，对所述阻力进行控制。

此外，在上述发明中，特征也在于，以在同一水平面内开口的方式设置有多个所述吸引口。另外，其特征也在于，在所述吸引口的上方设置有第二吸引口，该第二吸引口朝向与所述中央轴线平行设置的第二吸引管的下方开口。并且，其特征也在于，能够单独控制在所述吸引口及所述第二吸引口的各自的流量。

此外，本发明是对筛选对象进行筛选的筛选方法，其特征在于，导管，其具有中央轴线，并沿着该中央轴线，在其内部使筛选对象进行自由落体；送气口，其设置在所述导管的下部，用来沿着所述中央轴线向上方送气；吸引口，其设置在比所述导管的所述送气口靠上部的位置，朝向与所述中央轴线平行设置的吸引管的下方开口；投入口，其设置在比所述导管的所述吸引口靠上部的位置，用来将所述筛选对象向所述导管内的所述吸引管的周围投入；所述筛选装置通过是否将所述筛选对象与气流的一部分或者全部一起，从所述吸引口吸引，来进行筛选，该气流因来自所述送气口的送气而在所述导管内产生，在所述筛选装置中，具备气流调整体，其设置在所述导管内的所述吸引口的下部，用来阻挡进行自由落体的所述筛选对象的下落路径，使作用于进行自由落体的所述筛选对象的阻力从所述吸引口向下方进一步增大。

根据该发明，能够针对多种筛选对象，并以高精度进行筛选。

在上述发明中，其特征也在于，进行气流控制，以使所述气流调整体侧部的气流的流速在高度方向上恒定。另外，其特征也在于，所述气流调整体相对于所述中央轴线为旋转体，并且具有截面面积向下方扩展的倾斜表面。

另外，在上述发明中，其特征在于，所述导管具有以向下方扩展水平截面面积的方式倾斜的内表面倾斜部，所述气流调整体位于所述内表面倾斜部内。

附图说明

图1是表示本发明的筛选装置的主要部位的图。

图2是表示本发明的筛选装置的一个多级化的实施例的图。

图3是表示图2的变形例的图。

图4是表示本发明的筛选方法的整体结构的图。

图5是表示本发明的筛选方法的整体结构的图。

图6是表示本发明的筛选方法的整体结构的图。

图7是表示本发明的筛选方法的整体结构的图。

图8是表示本发明的筛选装置的主要部位(单位筛选单元)的图。

图9是说明在图8的流路截面的气流的图。

图10是表示主管部高度与流速的关系的计算结果的曲线图。

图11是说明本发明的筛选装置的主要部位即单位筛选单元的图。

图12是表示区域3b2的最大内径的相对值与气流调整体32外壁、导管35的内壁间距离的计算结果的曲线图。

图13是表示气流调整体的有无引起的流路截面的流速分布幅度差异的图。

图14是表示气流调整体的位置的图。

图15是表示吸引口及吸引路径的图。

图16是表示图15的变形例的图。

图17是表示图15的变形例的图。

图18是表示多个吸引口的配置的图。

图19是表示送气进气的输出管理、控制的机构的图。

图20是表示固气分离机构及回收槽的图。

图21是表示其它的固气分离机构及回收槽的图。

图22是表示包括整流机构的导管的图。

图23是表示连结了多个单位筛选单元情况下的流速变化的计算结果的曲线图。

图24是用来说明筛选对象的筛选原理的图。

图25是表示增加了循环、进气口、冷却机构时的气流温度的变化的曲线图。

具体实施方式

下面，针对本发明的筛选装置的一个实施例进行说明。

在此，下面提及的“流速”，在未进行特别说明的情况下为平均流速。该平均流速是流量除以规定位置的流路截面面积后的单纯计算值，将之定义为在该位置的流路截面的平均流速。另外，“气流”可以利用大气中的由鼓风机或泵产生的空气的气流，但不限于此。

[筛选部]

图1是以基本结构单位表示主要的筛选操作所涉及的部位(筛选部1)的概念图。作为部位的主要要素的结构单位(单元)包括：导入单元(导入单元2)，其配置在最上部将筛选对象(对象)导入装置；单位筛选单元(单位筛选单元3)，其负责单位筛选操作；导入单元(送气单元4)，其导入气流；单元(底部单元5)，其比送气单元4配置在下侧，切断气流向该位置的下侧流出，并且为了捕捉所有通过了筛选单元3的对象而设置在最下部。典型的是各单元沿中央轴线配置。

另外，如图2所示，通过形成在上下连接多个单位筛选单元3的装置结构，能够使单位筛选操作多级化、连续化(关于整体结构，也参照图4～图7)。需要说明的是，结构单位(单元)是在此为了方便说明而用来明确必要的功能、要素，不需要在实际的装置中划分(区分)或分类物理上的每个单元。但是，在运用上，从装置的调整及改修的方便性等方面而言，优选根据需要形成为能够对每个单元在物理上进行区分的构造、结构。

另外，单位筛选单元3也可以为了进行与在此的装置相同的动作而设置在具有用来供给所需要的最低限度的送气进气及筛选对象的机构等的现有装置内。在该情况下，单元动作部位实际上是与在此的装置相同的结构，筛选功能自身显然进行相同的动作。例如，在利用了专利文献2的装置、设备等中，以部分性地提高筛选能力、改善效率及便利性等为目的，也可以增加设置单位筛选单元3来加以利用。在该情况下也希望得到与本装置相同的、较高的效果。另外，也可以与上述说明相反，在本装置的一部分单元之间不影响本单元地安装现有的筛选单元等来加以使用(例如参照图3。在此，三个(三级)单位筛选单元3之中的中级单元相当于现有的筛选单元)。

另外，可以将在各单元的主体中兼而作为壳体的导管部分(导管35等)与相邻的单元共用，作为单一的单元而构成，也可以将原来的三个单元以上作为单一的单元，也可以结合所有单元而作为单一的单元。需要说明的是，在本实施例中，在未特别说明的情况下，使导管部分(导管35等)的截面为大致圆形，但不限于此。

[导入单元]

导入单元2以向装置内(筛选部1)供给筛选回收的对象为目的而被设置。具有向装置外开口的投入口22，经由形成该投入口的导入管部(导管)21，能够根据需要，将筛选对象连续或间歇地向装置内导入。也可以根据筛选精度及筛选效率等装置性能的要求，设置或联机使用能够对投入量进行调整及定量的带控制设备的供给装置(振动送料机、旋转阀等)。另外，如图5～图7所示，在来自送气单元4的流出气流等中由于微细的粉尘等而难以投入的情况下，也可以在不影响投入口22上方的装置运行的位置设置吸引并回收粉尘等的集尘装置11、或与装置分别设置的与集尘器连结的进气罩10。此外，也可以设置以其它途径吸引未投入到投入口位置的轻物且通过过滤器等固气分离装置进行回收的回收机构。另外，也可以使用用来连续供给筛选对象(粒子状物等)的带式输送机等输送装置、以及用来辅助该导入的投入用溜槽及投入用漏斗等。

[送气单元]

送气单元4为了将由鼓风机等产生的气流向筛选部1导入而设置，可具有一个或多个作为气流导入口的送气口43。相邻的上下单元之间气密性较高地连接，在内部形成对象及气流通过的空间，形成为连接了单一或多种管(导管)的导管状(送气管部41)。

[单位筛选单元]

如图8所示，单位筛选单元3将以下部位作为基本的构成主要部位：具有筛选对象及气流所通过的空间且连接了单一或多种管(导管35)的导管状部(主管部31)、在主管部31内部连同主管部31的内壁构成流路的管内部壁面构成部(气流调整体32)、以及将气流调整体32固定在单元的支承部。此外，在内部空间配置有从开口部(吸引口33)伸长并形成吸引管的导管部(吸引路径34)。形成经由此导管部连接单元内部与外部且将吸引的气流(图8、图11的箭头F)及吸引物向单元外部排出的路径。需要说明的是，单元内部优选接近水平或没有成为凹状等的位置，以捕捉下落的对象，使其不进一步向下部下落。另外，优选成型为相对于来自下方的气流的阻力减小。

此外，单元3如下所述进行设计。向单元3内导入气流，该气流从单元3内的吸引口33向吸引路径34吸引，在之后的单元3下游侧的主管部31内形成吸引残留的气流量。设计成能够对单元3内的流量分配进行调整，即能够使送来的气流全量全部由吸引口33吸引，使残留部分减少至0等。

另外，通过设定气流的流量分配与吸引口33前后的主管部31的截面面积，将吸引口33附近作为边界，使柱体内的气流流速发生变化，在边界以下形成流速高于单元内其它区域的区域3b。

如图8及图9所示，气流调整体32配置在区域3b内，在吸引口33的大致中央下侧位置放置顶点，形成为从该顶点向下方(与吸引口33相反一侧的气流上游方向)逐渐扩展(截面面积向上游方向增大)的形状。需要说明的是，因为所述气流调整体32以气流调整为目的，所以，优选截面轮廓线为平滑的曲线且除去顶点以外各截面形状在高度方向上大致相似，以减少气流的紊乱。此外，从所述目的的角度出发，也可以形成将通过所述吸引口33的中央位置与顶点两点的直线作为轴的旋转体，以形成为更均匀的形状。在气流调整体32与吸引口33之间需要确保对象能够通过的空间，在气流调整体32之上设置缩小了包含空间的导管35的直径的环部即区域3b1。此外，在区域3b1以下的下方区域3b2，成型为沿着主管部31的导管35内壁所面对的气流调整体32的形状。导管内空间(流路36)也形成为从区域3b2的形状向下侧逐渐扩展的内表面倾斜部，另外，由于存在气流调整体32，所以流路形成为中空的大致环形状(大致环状)。

需要说明的是，在单元3的筛选中，将筛选对象是否能够利用重力通过(下落)由区域3b的气流(图9、图14的箭头F)速度、即由该气流作用于对象的阻力较高的区域3b作为第一筛选的决定因素。在此，进行自由落体的筛选对象的作为区域3b中的最终通过点的下部区域3b2的阻力(流速)进一步成为主导的结构、设计要素。

[关于气流调整体与周围的流路]

如图8及9所示，在区域3b2，阻力在单位筛选单元3的筛选性决定中占主导，阻力因流路36中的流速而发生变化。为了实现筛选性的稳定化，使流路36内的流速不会有意发生变化，而优选使流路截面面积大致恒定。例如，在图8中，设计使气流流路36截面面积恒定、且流速均匀(希望也结合后面叙述的图10来进行参照)。

需要说明的是，针对气流调整体32(气流流路36)的高度(长度)及宽度(口径)，能够进行具有广泛选择可能性及自由度较高的设计。例如，气流调整体32其自身为针对自由落体速度较大的对象的制动机构，主要用来通过与进行自由落体的对象发生碰撞来缓和下落速度，从机构方面看，为了提高与进行自由落体的对象发生碰撞的概率而优选增大气流调整体32可发生碰撞的面积(宽度)。

例如，如图11所示，优选设计为气流调整体32的逐渐扩展部的最大外径部与区域3b1的主管部31的导管35的内径为相同程度以上。另外，针对气流调整体32的逐渐扩展部的高度(长度)，从节省空间的角度出发，最好尽可能地低(短)。例如，推测由区域3b1的吸引口33回收的对象中自由落体速度最大的对象能够通过气流流路36降低自由落体速度，此外也可以与转换成向吸引口33所处位置的上方的运动所需要的距离对应而进行设定。

此外，如上所述，在将流速大致恒定作为条件的情况下，随着比率相对于气流调整体32的最大外径区域3b1的内径的增大，使构成流路36的气流调整体32的外壁与导管35的内壁之间的距离dw减小。

如图12所示，在区域3b1的导管内径恒定的情况下，当表示区域3b2的导管最大内径的相对值(1.0～1.6)与距离dw的关系时，在流速大致恒定的前提下，距离dw与没有气流调整体32的区域3b1的主管部31的导管35内的壁间距离(上限值U)相比较短，此外，距离dw随着比率进一步减小。

如图13(a)及(b)所示，当流路壁面的物理性质没有明显差别时，较短的距离可以使因与流路壁面的摩擦阻力而产生的流路截面的流速分布(图13的曲线V(直线带上划线表示V的平均流速))的幅度减小(整流的效果)。即，阻力分布也恒定，有利于筛选性方面。因此，优选考虑筛选对象的大小与筛选精度的平衡来选定比率。

如上所述，当考虑筛选原理时，则需要对流速进行最严格的调整，而且，在单位筛选单元3的吸引口33附近，无需另外设置欲占用区域内的空间的专用机构，而能够得到制动与整流两种效果。此外，气流调整体32与对象的碰撞在筛选对象为多种类型的混合体的情况下，能够促进混合体的分解粉碎、单体分离，从而获得提高筛选精度的效果。

另外，区域3b1的流速(截面面积)虽然基本上与区域3b2的流速(截面面积)为相同程度，但优选考虑筛选特性(筛选的精度及速度)而适当进行微调。因为流路36在区域3b2倾斜，所以，作用于对象的重力的流路36方向的分量小于区域3b1的该分量也可以作为上述流速(截面面积)平衡的研究项目。

[关于气流调整体的形态]

作为气流调整体32的下部形态，虽然未确定至形状等细节，但因为与气流相对，所以，优选为空气阻力较小的形状。另外，也可以设置用来将气流调整体32固定在柱体内的支承(支柱)等，在以后面叙述的气流调整体32的上下动作(位置调整)为前提的情况下，也可以设置需要的位置调整机构(气流调整体位置调整机构39)。

需要说明的是，气流流路37的气流特性取决于主管部31及气流调整体32的下部形态，不优选当流路36正下方的流路37中的流速大于流路36中的流速时，(流路37中的阻力＞重力＞流路36中的阻力)对象在流路36与流路37的边界被捕捉的可能性增高。另外，在形成流速(流路36＝流路37)的结构中，当流路36设置了如上所述所需要的足够长度时，应该在该单位筛选单元被吸引、回收的对象理论上不会抵达流路37，没有特殊的效果。另一方面，在该流速(流路36＞流路37)中，如图8所示的圆柱的导管35(主管部31)与大致锤状结构相组合那样，如果使流路37从气流上游侧向流路36侧同样地减小截面面积而构成，也能够期待获得整流的效果。另外，在后面叙述的多级化的情况下，从节省空间、效率的角度出发，优选为能够与下级单元匹配、或能够容易连接的紧凑形态。

[气流调整体的设置与位置调整]

另外，如图14所示，在单位筛选单元中，也可以使气流调整体32的位置调整能够容易进行，通过该位置调整能够改变气流调整体32与导管35之间的流路36的截面面积。通过改变截面面积，能够改变流速、即作用于筛选对象的阻力，能够调节单元的筛选性。

图10表示在使区域3b整个区域为相同的截面面积时，使气流调整体32于高度方向上只移动L21(0mm，基准位置)、L22(+1mm)、L23(+2mm)时的高度方向位置上的流速。需要说明的是，图10(a)及图10(b)分别表示使用了图14所示的内径调整环38时、以及未使用内径调整环38时的曲线图。

由此，可知随着气流调整体32上升，而流速增大。另外，如图10(a)所示，随着气流调整体32与导管35的相对位置的控制，在区域3b内出现使流速相对降低的区间(图10(a)的L’部)的情况下，如果在该部位设置内径调整用环38，则如图10(b)所示，能够使该区间消失。需要说明的是，关于在导管35等中结构变化可能性较高的部位，优选设计为易于更换及调整的结构，在此也能够通过导管35部位的更换及调整进行调整。

[吸引量的调整]

另一方面，即使对气流调整体32的上下方向位置进行调整，比气流调整体32靠上侧的区域(区域3b1)的流速也基本上不变。因此，也可以与气流调整体32的上下方向位置调整实现的流速控制、即作用于筛选对象的阻力变化(增加)相对应，调整(增加)吸引口33的气流的吸引量(流速)。

[吸引口及吸引路径]

如图15所示，在吸引路径的一端开口且形成吸引管的吸引口33设置在单位筛选单元3内，并在单元3内的气流流路截面的大致中心位置，向与气流大致对置的方向开口。从吸引口33以大致同径向恒定的高度方向伸长并弯曲，经由向单元3外导出的吸引路径34，与设置在单元3外的固气分离机构6连接。从吸引口33经由吸引路径34、固气分离机构6等而伸长的路径(导管)的下游侧与鼓风机或泵等连接，从吸引口33吸引单元3内的气流的一部分，从而对单元3内的流量、流速进行调整。另外，从导入单元2导入的筛选对象之中的不能从单元通过(下落)的筛选对象与气流(图15的箭头F)一起被吸引并回收。即，是否由吸引口33吸引筛选对象是第二筛选的决定因素。

因此，如图16及图17所示，也可以改变形成与自由落体对置的上升气流的吸引口33正上方的吸引路径34的属性，特别是对高度方向的吸引路径34的路径长度等进行调整。需要说明的是，从吸引精度(气流稳定性)的角度出发，优选以吸引路径34中的流速(吸引力)恒定的方式设计导管的方向及截面面积等形状。特别是针对在吸引路径的一端开口而形成的吸引管部，容易由于吸引的气流的方向而在正下方的单元3内的流速分布上引起偏差及紊乱。因此，为了不产生上述偏差和紊乱，希望吸引管部向与中央轴线平行方向的上方伸长，该中央轴线与单元3内的气流方向相同。然而，如图16所示，根据设备结构上的情况等，也可以尽量缩短吸引管部的长度，并对位于其上方的吸引路径34的倾斜部分的高度及长度进行调整。

[关于单位筛选单元的吸引口的数量]

如图18所示，也可以设置多个单位筛选单元3的吸引口33。在吸引口33为多数的情况下，可调整设置使从各吸引口33获取的筛选对象的物理性质、特性大致一致，即使是吸引力比较强的吸引口33，也不会吸引到具有以下物理性质的筛选对象，即该筛选对象能够在位于吸引口33下的单元内通过流速最快的区域3b。为了满足该条件，例如，只要使所有吸引口33的形状、结构相同，此外在单元3内进行相同条件的配置即可。在单元3的各结构要素的圆柱等的截面都为同心圆形的情况下，可以以相等的间隔、与该中心点(图18的C)等距离地进行配置。

在负责吸引的鼓风机或泵等一个动力源的输出被限制(较小)的情况、以及大规模装置化时减小口径对吸引口33的截面流速分布的影响的情况下等可以考虑设置多个吸引口33。

[送气及进气的机构]

在图4～图7中，表示了鼓风机构与吸引机构。在图4中，表示了使用一台鼓风机作为送气进气用装置、使送气与进气循环的实施例，在图5及图6中表示了分别单独设置了送气用与进气用鼓风机的实施例，在图7中表示了此外在每个单位筛选单元3单独设置了进气用鼓风机的实施例。除此之外，也可以利用泵、以及如果在装置设置位置具备现有进排气设备则利用之来替代鼓风机，在装置中设置的送气进气系统数也可以考虑装置的规模及能够使用的送气进气设备的输出等来进行增减。

[气流的管理]

在此，因为将气流作为筛选的驱动力，所以，需要对气流的流量等进行管理、控制，可以在成为气流生成源的送气进气机构设置输出管理及控制的机构，也可以在送气进气路径中设置用来调节流量的阀门、以及对流量及流速等进行测量的测量仪器等。

在图4～图7中，表示使用了管理/控制机构(流量/流速控制部8及控制装置9)、以及利用上述机构能够进行输出调整、监视的鼓风机7的例子。

如图19所示，在图4～图7的例子中，在管理/控制机构(流量/流速控制部8以及控制装置9)中对筛选部1进行测量，且具备具有用于流量/流速计81、以及开度调整的外部信号输入输出的控制用信号的调节阀83等，除了对气流的总流量进行监视以外，还可以对在各吸引口33吸引的气流的流量进行监视与调整。另一方面，也可以通过利用具有用来进行输出调整的外部信号输入输出的输出可变鼓风机，也同时对气流总量进行调整。需要说明的是，进行装置运行所需要的送气进气不限于上述例子，也可以个别地进行手动调整。

[固气分离机构与回收槽]

从单位筛选单元3的吸引口连同气流(图20的箭头F)一起被吸引的对象P通过与该气流分离进行回收。将进行该分离操作的部位定义为固气分离机构6，但也可以单纯增大流路的口径等，从而形成为对象P进行自由落体并降低至从上述气流剥离的流速的结构。

另外，如图20所示，既可以设置分尘器等专用装置，也可以在固气分离装置的下部设置为了留存固气分离后的对象的回收槽16。此外，即使在回收槽设置在装置进行动作时(的任意时刻、单个、间歇或连续地)用来将对象向装置外排出的排出机构，也可以将该回收槽自身与排出机构置换。

在图21(a)中，表示了能够在固气分离机构6与回收槽16之间设置阀门(个体回收阀15)并能够拆下回收槽16的实施例。另外，在图21(b)中，表示了设置了多重阀门以在装置运行中以不漏出气流的方式确保取出口的机密性来向装置外容易地取出对象的实施例。另外，在图21(c)中，表示了设置能确保气密性的旋转阀的实施例。需要说明的是，上述回收用机构也可以设置在底部单元5。

[循环利用时气流的补充管理]

如图4所示，在利用一台鼓风机7循环利用气流的情况下，与装置外的气流没有交换，即，基本上在开口部即投入口22也没有进排气。因此，不需要考虑轻量的筛选对象因投入口22的排气而妨碍投入。然而，在导入单元2的正下方的单位筛选单元3中，由于气流量相对较少而受到制限。

因此，如图5所示，通过设置外面空气的进气口12，能够得到因供气而相应增加的流量，能够缓和上述气流量相对较少的限制。另外，也能够获得缓和因鼓风机的热量而引起循环气流发热的效果。此外，通过设置排气口13，能够在投入口22产生负压并吸入空气，辅助筛选对象的导入，另外，能够缓和气流发热。需要说明的是，也可以设置用来辅助排气及进气的专用鼓风机等。此外，作为对发热的处理，也可以导入用来对气流进行冷却的气体冷却机构14。

另外，如图6及图7所示，当不循环利用气流时，则需要设置进气口12及排气口13。此时，可以利用吸引的外面空气的温度控制来进行气流的温度调整。

[温度管理]

如图19所示，不限于气流的送气进气的循环利用时，装置运行时的气流的温度因室温而改变，也可以考虑气流的温度变化对装置的影响，导入用于气流温度的测量仪(温度计82)、以及结合了测量值的气流的管理、控制。

[其它的处理等]

另外，也可以在装置中设置用来防止筛选对象静电附着等静电影响的除电机构、以及从防止对象湿气交联而引起的附着以及维护装置的角度等出发的除湿、干燥机构。

[关于主管部及吸引路径等的导管]

在主管部31及吸引路径34等的导管内，以辅助整流为目的，也可以设置部分地减小内径、从而提高流速的节流阀(例如参照专利文献8)、以及图22所示的整流机构。另外，也可以在主管部31的导管内设置对筛选对象的自由落体制动进行辅助的制动机构(例如参照专利文献8)。另外，以优化筛选对象的大小、比重等各种属性、以及处理量等各种条件为目的，作为能够更换构成主管部31的一部分导管或整体、或者能够容易地进行调整的机构、构造，也可以能够自由地改变内径或截面面积。需要说明的是，优选筛选对象能够接触的导管内壁表面平滑，使筛选对象不被捕捉。

[整体结构]

在各种构成要素中，可以装置多个相同的构成要素，不限于上述实施例，可以选择任意的组合及结构数。此外，针对各构成要素，也可以设定大小等各种形态。

例如，在图2(筛选多级化的示意图)及图23(多级化时的流速变化曲线图)中，表示了具有相同形状的三个单位筛选单元3的多级化的实施例。该级数不限于三级，可以根据需要进行选择(增减)。另外，各单位筛选单元3的大小及形状也可以根据欲在各单元中回收的对象的形态、物理性质、绝对值以及与其它对象的量比(分配)等适当地、个别进行设计。另外，在设置多个单位筛选单元3的情况下，也可以以增加上级单位筛选单元3的气流量为主要目的，根据必要，在单元之间增加设置送气单元4。

在上述装置的气流的管理、控制中，应该设计在作为气流的输入输出部而设置的开口部以外的其它各构成单元、或单元间没有意料之外的气流输入输出。由此，即使在将气流作为动作的驱动力的筛选部1中，也能够根据送气进气的管理、控制，对流量等气流的条件联动进行管理、控制。如后所述，在筛选部1中流速作为决定筛选性的因素是重要的，但也可以在筛选部1设置测量仪，来直接测量流速，也可以利用在由流量的测量与设计截面面积而求出的任意位置上的计算值以及其它可间接地推测流速的各种测量值以及测量仪，此外，如果能够根据装置整体的气流管理计算、推测出筛选部1的流速，也可以省略筛选部1的测量仪。

[筛选动作]

筛选的对象由导入单元2的投入口22向装置内(筛选部1)导入，被导入的对象利用自由落体向筛选部1的单位筛选单元3供给。需要说明的是，在单位筛选单元3为多个的情况下，首先供给最上级单元，能够利用自由落体通过最上级单元的对象向下一级单元供给，同样地也向更下级单元供给。能否通过各单位筛选单元3反映了筛选单元的筛选结果，在作为筛选结果没有通过的对象的情况下，不向该单元的下方供给对象。

在各单位筛选单元3中，将供给的对象筛选为能够通过单元内的气流速度相对较大的区域3b的对象与不能通过该区域3b的对象。通过了区域3b的对象不会残留在单元内，而是进行自由落体，向更下级单元供给。另一方面，不能通过区域3b的对象与气流一起从设置在单元内的吸引口33被吸引，经由吸引路径34，向单元(筛选部1)外输送。因此，提前将各吸引力调整为能够吸引不能通过单元的区域3b的对象的吸引力。在进行该调整时，虽然需要等同或高于区域3b的流速，但另一方面，当流速明显大于区域3b时，则连能够通过区域3b的对象也被吸引。另外，被吸引的对象经由吸引路径34，在固气分离机构6中从气流中分离出来，并能够由回收槽等回收，但需要设计为在路径中途不会由于流速降低等而使对象滞留途中。

如果设置多个单位筛选单元3，使筛选工序多级化，则能够连续地实施单元中的筛选。需要说明的是，当在下级单元中区域3b的流速、即因流速而产生的阻力不比上级单元大时，不能回收已通过了上级单元的对象。因此，基本上越是下级单元、则区域3b的流速越大，是设计或运转的条件。此外，通过了所有单位筛选单元3的对象能够在比筛选部1的单元靠下部的位置设置的底部单元5中，或者经由底部单元，利用另外设置的回收槽等进行回收。在本装置中，相对于单一供给，基本上能够具备筛选单位筛选单元3的设置数加上1后的数量的能力。

根据上述筛选装置，能够实现只采用配置了气流调整体的结构的、节省空间、紧凑、简单且成本较低的机构、构造、结构，并且能够实现具有(1)针对多种样品的高精度(2)与多种样品对应的灵活且容易的调整性以及控制性(3)对于尺寸大小的灵活性以及高适应性的筛选装置、筛选方法。

[本发明原理的说明]

图24是针对本发明的筛选装置中的单位筛选单元3的筛选原理进行说明的图。

结合图1进行参照，从导入单元2向筛选单元3供给的对象P的质量为a1[kg]时，作用于对象P的重力(以Fg表示)大概为

Fg＝9.8×a1[N]

另一方面，由于从送气单元向筛选部1导入的气流，在单位筛选单元3的区域3b中作用于对象的阻力(D)为

D＝ρ×V²÷2×s×C_D

ρ：流体密度、V：与对象P的相对速度、s：对象的代表面积、C_D：阻力系数。

在此，假设ρ为空气密度，阻力系数C_D及对象P的自由落体速度恒定时，因为变量V是气流的速度(流速)与对象P的自由落体速度(恒定)之和，所以D可根据气流36的流速进行调整、确定。

需要说明的是，虽然除了阻力以外，作为作用于对象P的力还有浮力，但例如在气流是空气、且对象P的比重为1左右的情况下，浮力相对于重力明显小，所以实际上可以忽略考虑。

即，当对象P为比重1(密度：1[g/cm³]、1000[kg/m³])时，空气的浮力在大气压、20℃(空气密度：1.205[kg/m³])时，其(浮力/重力)比为1.205/1000，明显很小。因此，可以考虑在区域3b中通过气流36的流速的调整，形成以下(1)式的条件的情况。

Fg＝D…(1)

Fg＜D…(2)

在形成上述(1)式的关系的情况下，虽然进行自由落体而抵达了区域3b的对象P的加速度为0，但由于惯性力而继续向下方移动。此时，如果没有其它作用的力，则通过区域3b后进一步继续下落。另一方面，由于与气流调整体32发生碰撞等原因，如果在区域3b内不向下方运动，则不能通过区域3b。

在上述(2)式的情况下，由于力的差分而向上方(气流方向)产生加速度，如果进行自由落体的对象P在区域3b内减速并进一步转换为向上方加速，则不能通过区域3b。

另外，在设置于区域3b正上方的吸引口33及吸引路径34中，利用与上述说明相同的原理，在形成(2)式的关系的情况下，在(1)式的关系中也具有与气流同向的运动分量时，对象P向与气流相同的方向运动，作为结果，能够经由吸引路径，向单位筛选单元外输送并回收。

需要说明的是，如果吸引口33及吸引路径34中的阻力(D’)与区域3b的阻力相比较大，则具有更快吸引不能通过区域3b的对象P的能力。而另一方面，局部增大区域3b内的吸引口33正下方的阻力D，连本来通过区域3b并下落的对象也被吸引并回收，从而成为使筛选精度下降的原因。在此，调整两阻力及阻力之间的平衡，能够根据目的来调整筛选性。

如上所述，在各单位筛选单元3中，分别调整向区域3b(主管部31)导入的气流与从吸引口33吸引的气流，来控制筛选。前者的区域3b的气流控制通过对送气口侧的鼓风机及流量调节阀等的管理、控制来进行。另外，后者的从吸引口33吸引的气流通过对吸引路径34下游侧的鼓风机及流量调节阀等的管理、控制来进行。也就是说，在各单位筛选单元3中，区域3b(主管部31)与吸引口33(及吸引路径34)具有各自独立的筛选性，通过将两者调整为能够相互协作的条件，使作为单元的筛选动作成为可能。即，在进行一次筛选的单位单元中，具有能够控制、调整的双重筛选工序，由此能够实现高筛选精度。

[实施例]

表1表示了利用上述筛选装置，对材质不同的五种样品进行筛选实验的结果。实验中所使用的样品都是外径为7mm左右的大致粒状，根据提前已知的各样品的属性，设定作为筛选对象的单位筛选单元3的条件。筛选实验首先将样品混合，将得到的混合状态的样品从投入口22连续地投入装置，对各样品是否由提前分别确定的回收槽回收进行评估。任何样品种类都以分离效率为90％以上的高精度进行筛选。

[表1]

[进气口与气体冷却机构的效果的例子]

在此，如图4所示，在循环利用气流的情况下(图25的直线L31)，如上所述，对设置吸入外面空气的进气口12的情况(图25的虚线L32)与进一步设置气体冷却机构14的情况(图25的单点划线L33)下的气流的温度进行测量。图25表示了该值。需要说明的是，作为运行条件，单位筛选单元3的数量为5，利用1200W级别的DC鼓风机进行送气，在室温约25℃的环境下，从进气口12进入的外面空气为所有进气量的大致10％，气体冷却机构14的冷却能力约为120W。

如图25所示，通过增加进气口12及气体冷却机构14，循环时的气流温度降低。气流温度的控制不只对筛选性的稳定化是有效的，而且根据装置以及种类，在降低向对象加热的影响等方面也是有效的。另外，通过增加进气口12，使送入最上级的单位筛选单元的气流量相对增加，从而也能够获得相应地提高装置设计的自由度(导管径等)的效果。

上述气流筛选装置以简便的结构具有高精度与易调整性。因此，例如在再循环领域中，适合于筛选在废物回收后被解体、粉碎且按照材料分离的破碎物的情况、以及筛选从电子/电气设备的基板等中剥离的元件等各种结构的小径配件类等的情况。另外，可以作为筛选装置在资源领域中同样筛选自然资源的情况、以及制造/生产领域中产品的分类、筛选及杂质的去除等中利用。

上面，虽然说明了本发明的筛选装置及筛选方法的实施例以及基于此的变形例，但本发明不一定限定于此，本领域的技术人员显然会不脱离本发明主旨或者技术方案的范围而想到各种替代实施例或者变形例。

附图标记说明

1筛选部；2导入单元；21导入管部；22投入口；3单位筛选单元；31主管部；32气流调整体；33吸引口；34吸引路径；35导管；36在区域3b2的导管内空间流路；37在区域3b1之下的导管内空间流路；38内径调整用环；39气流调整体位置调整机构；4送气单元；41送气管部；42送气路径；43送气口；5底部单元；6固气分离机构；7鼓风机；8流量、流速控制部；81流量计、流速计(控制用信号输出)；82温度计(控制用信号输出)；83流量调节阀；9控制装置；10进气罩；11集尘装置；12进气口；13排气口；14气体冷却机构；15固体回收阀；16回收槽。

Claims (14)

1.一种筛选装置，对筛选对象进行筛选，其特征在于，具有：

导管，其具有中央轴线，并沿着该中央轴线，在其内部使筛选对象进行自由落体；

送气口，其设置在所述导管的下部，用来沿着所述中央轴线向上方送气；

吸引口，其设置在比所述导管的所述送气口靠上部的位置，朝向与所述中央轴线平行设置的吸引管的下方开口；

投入口，其设置在比所述导管的所述吸引口靠上部的位置，用来将所述筛选对象向所述导管内的所述吸引管的周围投入；

所述筛选装置通过是否将所述筛选对象与气流的一部分或者全部一起，从所述吸引口吸引，来进行筛选，该气流因来自所述送气口的送气而在所述导管内产生，在所述筛选装置中，

具备气流调整体，其设置在所述导管内的所述吸引口的下部，用来阻挡进行自由落体的所述筛选对象的下落路径，所述气流调整体具有在所述中央轴线上具有顶点并且使截面形状为相似形且截面面积朝下方扩展的倾斜表面，并且使作用于进行自由落体的所述筛选对象的阻力从所述吸引口向下方进一步增大。

2.如权利要求1所述的筛选装置，其特征在于，

所述气流调整体为旋转体形状。

3.如权利要求1所述的筛选装置，其特征在于，

所述导管具有以向下方扩展水平截面面积的方式倾斜的内表面倾斜部，所述气流调整体位于所述内表面倾斜部内。

4.如权利要求3所述的筛选装置，其特征在于，

对所述导管的所述内表面倾斜部及所述气流调整体的所述倾斜表面的形状进行控制，以使所述内表面倾斜部的气流的流速在高度方向上恒定。

5.如权利要求4所述的筛选装置，其特征在于，

所述导管具有能够改变所述内表面倾斜部的朝向下方的所述水平截面面积的环部。

6.如权利要求4所述的筛选装置，其特征在于，

所述气流调整体至少使最大截面面积部位于所述内表面倾斜部，使所述最大截面面积部的截面面积大于所述内表面直线部的截面面积。

7.如权利要求4所述的筛选装置，其特征在于，

所述气流调整体设有上下位置调整装置，在所述内表面倾斜部上下移动，对所述阻力进行控制。

8.如权利要求1所述的筛选装置，其特征在于，

以在同一水平面内开口的方式设置有多个所述吸引口。

9.如权利要求1所述的筛选装置，其特征在于，

在所述吸引口的上方设置有第二吸引口，该第二吸引口朝向与所述中央轴线平行设置的第二吸引管的下方开口。

10.如权利要求9所述的筛选装置，其特征在于，

能够单独控制在所述吸引口及所述第二吸引口的各自的流量。

11.一种筛选方法，对筛选对象进行筛选，其特征在于，所使用的筛选装置具有：

导管，其具有中央轴线，并沿着该中央轴线，在其内部使筛选对象进行自由落体；

送气口，其设置在所述导管的下部，用来沿着所述中央轴线向上方送气；

吸引口，其设置在比所述导管的所述送气口靠上部的位置，朝向与所述中央轴线平行设置的吸引管的下方开口；

投入口，其设置在比所述导管的所述吸引口靠上部的位置，用来将所述筛选对象向所述导管内的所述吸引管的周围投入；

所述筛选装置通过是否将所述筛选对象与气流的一部分或者全部一起，从所述吸引口吸引，来进行筛选，该气流因来自所述送气口的送气而在所述导管内产生，在所述筛选装置中，

具备气流调整体，其设置在所述导管内的所述吸引口的下部，用来阻挡进行自由落体的所述筛选对象的下落路径，使作用于进行自由落体的所述筛选对象的阻力从所述吸引口向下方进一步增大。

12.如权利要求11所述的筛选方法，其特征在于，

进行气流控制，以使所述气流调整体侧部的气流的流速在高度方向上恒定。

13.如权利要求12所述的筛选方法，其特征在于，

所述气流调整体相对于所述中央轴线为旋转体，并且具有截面面积向下方扩展的倾斜表面。

14.如权利要求13所述的筛选装置，其特征在于，

所述导管具有以向下方扩展水平截面面积的方式倾斜的内表面倾斜部，所述气流调整体位于所述内表面倾斜部内。