JP2012139636A - 湿式比重選別装置 - Google Patents
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- Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)
Abstract
【解決手段】水流発生手段により発生した水流を、軽比重物は下流へ押し流し、かつ搬送面上の重比重物は選別トラフの斜め上方へ競り上がる水量に調整し、競り上げ中の重比重物に向かってシャワー手段の噴射ノズルから水を噴射して撹拌し、搬送面に直交する面を基準として、上部が搬送面の上流部へ近接するように傾斜した選別堰に複数の通水孔を形成した。これにより、軽比重物と重比重物、殊に板片状のこれらを、短時間で高精度に湿式比重選別でき、軽比重物と重比重物との回収率も高まる。
【選択図】図1
Description
特許文献1は、上下方向に傾斜した選別トラフの下流部に、粒状の軽比重物のみが乗り越え可能な無孔板からなる堰を設け、シャワー手段から選別トラフの搬送面の略全域に水を噴射して得られた低速度の水流の中、選別トラフを常時斜め上方へ向けて振動させることで、堰に捕獲された粒状の重比重物を徐々に競り上げて選別トラフの上端から排出する選別方式の粒体選別装置である。
また、他の従来技術として、上下方向への水の脈動により、重比重物と軽比重物との上下入れ替えを期待した別タイプの湿式比重選別装置も開発されているが、被選別物が板片サイズまで大きくなれば、脈動程度の水の上下動程度では、重比重物と軽比重物との上下入れ替えは困難であるのが実情であった。
このとき、移動(競り上げ)中の重比重物に向かって噴射ノズルから水が噴射され、重比重物が洗浄を伴いながら撹拌される。これにより、移動中の重比重物において、部分的に軽比重物と重比重物との比重選別が促進される。すなわち、水噴射による撹拌作用により、重比重物間に潜伏していた軽比重物が上層側に移動し、その後、軽比重物は水流により選別トラフの下端部へ向かって押し流される。
これにより板片状の軽比重物と板片状の重比重物とを、短時間でかつ高精度に湿式比重選別することができる。その結果、各板片状の軽比重物と重比重物との回収率を高めることができる。
軽比重物および重比重物の素材、重量、比重は任意である。ただし、当然ながら重比重物の方が軽比重物より比重が大きくなければならない。また、この発明の湿式比重選別装置により選別される好適な被選別物(軽比重物および重比重物)は、長さ5〜150mm、幅3〜30mm、厚さ0.3〜15mmの板片で、その重さは0.01〜70gである。
選別トラフの素材としては、鋼、ステンレス鋼、アルミニウムなどを採用することができる。選別トラフの水平面を基準とした搬送面の傾斜角度は、例えば6°〜10°である。また、選別トラフの長さ方向の両端部は、それぞれ端板により蓋止めされてもよい。選別トラフは、一般的に装置架台上に取り付けられている。この装置架台には、選別トラフの傾斜角度を調整する角度調整手段を設けてもよい。
選別トラフは、その平坦な上面が被選別物の搬送面となっている。搬送面には、例えばその略全面に対して、凹凸加工を施したり、ゴムマットを敷設して被選別物との摩擦力を高めた方が、振動手段により選別トラフを斜め上方へ振動させた際、搬送面上の被選別物(主に重比重物)を、確実かつ大きなピッチ(飛距離)で競り上げることができる。
水としては、例えば上水道水、工業用水、貯水槽内の貯め水などを採用することができる。
振動手段としては、例えばカムを使用した機械式のバイブレータや選別トラフの底面または側面に固定された電動式のバイブレータなどを採用することができる。
噴射ノズルの使用本数は、1本でも2本以上でもよい。
噴射ノズルのノズル口から搬送面上の重比重物(被選別物)までの距離は200mm以下である。この範囲であれば、被選別物に噴射水が当接した際の当接圧(水圧)の制御および噴射水の噴射形状(扇型等)の制御が容易となり、従来の粉体、粒体に比べて大型でかつ重量が大きい板状片の重比重物(被選別物)を、支障なく洗浄および撹拌することができる。
選別堰としては、例えば金網、パンチングメタル、エキスパンドメタル、クロスパンチメタルなどを採用することができる。
通水孔の形状としては、例えば円形、楕円形、三角形状以上の多角形などを採用することができる。通水孔の孔サイズは、軽比重物と重比重物とが通過しないサイズでなければならない。
通水孔の形成数は2つ以上であれば任意である。通水孔は、選別堰の全域に形成しても、その一部に形成してもよい。
「選別トラフの幅方向の全長にわたって選別堰を設ける」とは、選別トラフの幅方向の全長にわたって選別堰が切断された箇所がない状態をいう。これにより、選別トラフの下端部に到達した全ての被選別物を対象として、選別堰を用いての比重選別を行うことができる。
選別堰の上部が、搬送面に直交する面を基準として搬送面の上流部へ近接するように傾斜した」とは、搬送面の幅方向に延びて、かつ搬送面に対して90°で交わった仮想面を基準面とし、選別堰の全体を含む選別堰の少なくとも上部が、基準面より上流側へ傾斜している状態をいう。
しかも、選別堰の上流側には、選別堰の上部により発生した大きな水の流れと、選別堰の下部で発生した小さな水の流れとが共存し、選別堰の上部の水の流れにより、軽比重物の越流が促進され、選別堰の下部の水の流れにより、重比重物の沈降が促進される。
なお、選別堰の下部の傾斜角度を大きくすれば、より大きく選別堰がくの字に屈曲することになり、搬送面と選別堰の下部との間に流入した被選別物が排出され難くなる。しかしながら、振動手段により選別トラフが斜め上方へ常時振動しているため、このような先細りの狭い空間に入り込んだ被選別物であっても、容易にこの空間から排出することができる。
搬送面の幅方向の全域にわたり、給水槽から水をオーバーフローさせる構成としては、例えば、給水槽のうち、水がオーバーフローする側の壁板(下流側の側板または上流側の側板)の高さを、その全長にわたって均一化する構成などを採用することができる。
また、均一流量路とは、水がオーバーフローする側の壁板を均一流量路の内壁とし、この内壁の外面から平行に離間しかつこの内壁と同一長さの流量規制板を外壁として、両壁の間に形成された細長い水路である。均一流量路は、その長さ方向の全長にわたり流路幅が均一となっている。
仕切り板の使用本数は、1本でも2本以上でもよい。
これにより、板片状の軽比重物と板片状の重比重物とを、短時間でかつ高精度に湿式比重選別することができる。その結果、各板状片の軽比重物と重比重物との回収率を高めることができる。
選別トラフ11のX1側の端は開口され、軽比重物排出口13となっている。また、選別トラフ11のX2側の端部には、1段下がった位置に、平面視して三角形状のシュート部11bが形成されている。このシュート部11bの先端部分に、前記重比重物排出口14が設けられている。
また、選別トラフ11の上端部の上方には、水流発生手段16が配置されている。水流発生手段16は、選別トラフ11の上部の上方に配置され、搬送面11aの幅方向の全域にわたって水をオーバーフローさせる給水槽32Aと、給水槽32Aに水道水を供給し、かつY1−Y2方向へ延びた給水配管33と、給水槽32Aからオーバーフローした水を、搬送面11aの幅方向の全域にわたって均一な流量で排水する均一流量路34とを有している。
選別堰19は、その上部が、搬送面11aに直交する面を基準として搬送面11aの上流部へ近接するように30°だけ傾斜している。また、選別堰19の下部は、搬送面11aの上流部に近接する方向へ45°傾斜している。すなわち、選別堰19の下部はその上部に比べて大きく屈曲し、選別堰19の上部の支持材を構成している。
図1に示すように、駆動モータ29の出力軸を回転させ、無端ベルト31を周回させる。これにより、偏心リンク26が偏心回転し、両ばね支持体21を介して装置架台15上に弾性支持された選別トラフ11が斜め上方へ常時振動する。
その際、水流の中の被選別物12は、比重差により軽比重物12aが上層、重比重物12bが下層となるように徐々に層分けされる。このとき、搬送面11a上に沈降した重比重物12bは、振動手段17による選別トラフ11の斜め上方への振動に伴い徐々に競り上げられ、最終的には選別トラフ11の上端部の重比重物排出口14から排出されて例えば資源として回収される(図5)。
これにより、板片状の軽比重物12aと板片状の重比重物12bとを、短時間でかつ高精度に湿式比重選別することができる。その結果、各板片状の軽比重物12aと重比重物12bとの回収率を高めることができる。
11 選別トラフ、
11a 搬送面、
12 被選別物、
12a 軽比重物、
12b 重比重物、
13 軽比重物排出口、
14 重比重物排出口、
16 水流発生手段、
17 振動手段、
18 噴射ノズル、
19 選別堰、
19a 通水孔、
S シャワー手段。
Claims (4)
- 軽比重物および重比重物が混在する被選別物が、その上下に傾斜した搬送面に載置されるとともに、下端部には軽比重物排出口が形成され、かつ上端部には重比重物排出口が形成された選別トラフと、
該選別トラフの上部に水を常時供給し、前記搬送面に沿って下方へ向かう水の流れを発生させる水流発生手段と、
前記選別トラフを斜め上方へ振動させ、前記水流発生手段から供給された水の中で、前記搬送面上の重比重物を徐々に競り上げる振動手段と、
該振動手段により競り上げ中の前記重比重物に向かって水を噴射し、前記重比重物を撹拌および洗浄する噴射ノズルを有したシャワー手段と、
前記選別トラフの下端部のうち、前記軽比重物排出口より上流部分に前記選別トラフの幅方向の全長にわたって設けられ、比重差を利用して前記軽比重物は水とともに越流させて前記重比重物はせき止める選別堰とを備え、
前記選別堰には、その上流面と下流面とを貫通する複数の通水孔が形成され、かつ前記選別堰は、その上部が、前記搬送面に直交する面を基準として前記搬送面の上流部へ近接するように傾斜した湿式比重選別装置。 - 前記選別堰の下部は、該選別堰の上部に比べて、前記搬送面の上流部に近接する方向への傾斜角度が大きい請求項1に記載の湿式比重選別装置。
- 前記水流発生手段は、
前記選別トラフの上部に配置され、前記搬送面の幅方向の全域にわたって水をオーバーフローさせる給水槽と、
該給水槽からオーバーフローした水を、前記搬送面の幅方向の全域にわたって均一な流量で排水する均一流量路とを有した請求項1または請求項2に記載の湿式比重選別装置。 - 前記選別トラフには、前記搬送面のうち、前記水流発生手段から前記選別堰までの間の部分を前記搬送面の幅方向へ複数に分割する仕切り板が設けられた請求項1〜請求項3のうち、何れか1項に記載の湿式比重選別装置。
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