JP2013043163A - ドラム式磁気選別機 - Google Patents

Abstract

【課題】ドラム式磁気選別機において、ドラムの軸方向両端部の外側までスクラップが飛散することを防止する。
【解決手段】ドラム１の軸方向両端部の上側に板状のカバー３を配置する。カバー３はドラム１の外周面と隙間を介して対向する凹部（対向面）３１を有する。カバー３の上端をチェーン８で構造体７の梁部７１に取り付けて、カバー３を吊り下げ状態とする。カバー３の幅方向両端をガイド６で緩く案内する。ドラム１とカバー３の隙間にスクラップ９１が挟まると、スクラップ９１を介してカバー３にドラム１の回転力が伝わってカバー３が上昇して、スクラップ３が隙間から外れた後、カバー３が元の位置に戻る。
【選択図】図３

Description

この発明は、スクラップシュレッダー設備の磁気選別機として使用されるドラム式磁気選別機に関する。

従来より、廃自動車や建築廃材などのスクラップを破砕、選別して、良質な鉄スクラップを回収し、製鉄原料（鉄源）として利用することが行われている。スクラップの破砕と選別は、通常、一連の設備（スクラップシュレッダー設備）によって行われている。スクラップシュレッダー設備において、シュレッダーで破砕されたスクラップは、例えば、風力選別機や揺動選別機で選別された後に、磁気選別機で選別される。磁気選別機としては、多くの場合、ドラム式磁気選別機が使用されている。

ドラム式磁気選別機は、ドラムと、ドラム内のスクラップ供給側にドラムとは独立に配置された磁石と、ドラムの回転機構とを有する。ドラム式磁気選別機では、ドラムを高速で回転させた状態で、ドラムの外周面に向けてスクラップを供給することにより、スクラップに含まれる磁性体を前記磁石の磁力でドラムの外周面に吸着させる（すなわち、磁着させる）。

ドラムに磁着されたスクラップ（磁着物）は、ドラムの回転によりスクラップ回収側に導かれ、ドラムの磁石が配置されていない部分に至ると、ドラムの外周面から外れて落下する。この落下した磁着物（スクラップ）がコンベヤ等で回収される。
このようなドラム式磁気選別機では、高速回転しているドラムの遠心力でスクラップがドラムの外周面から激しく放り出されるため、落下位置に配置されたコンベヤで回収されず、ドラムの軸方向両端部の外側まで飛散するスクラップもある。ドラムの軸方向両端部には回転軸の駆動装置（軸受や電動機等）が配置されているため、飛散したスクラップで駆動装置が損傷することを防止する必要がある。

スクラップシュレッダー設備用ドラム式磁気選別機の従来例としては、例えば特許文献１に記載されたものが挙げられる。特許文献１に記載されたドラム式磁気選別機は、ドラム全体を覆い、ドラムの下方にダスト排出口を有するカバーを備えている。しかし、特許文献１には、ドラムの軸方向両端部の外側までスクラップが飛散することを防止できる機構が記載されていない。

特開２０１１−９４２０８号公報

この発明の課題は、ドラム式磁気選別機において、設備停止などの不具合が生じることなく、ドラムの軸方向両端部の外側までスクラップが飛散することを確実に防止することである。

上記課題を解決するために、この発明のドラム式磁気選別機は、ドラムと、ドラム内のスクラップ供給側にドラムとは独立に配置された磁石と、ドラムを回転駆動する回転機構とを有し、回転するドラムの外周面にスクラップに含まれる磁性体を磁着させ、磁着した磁性体をドラムの回転によってスクラップ回収側に導くドラム式磁気選別機であって、前記ドラムの軸方向両側にそれぞれ配置され、下端部に前記ドラムの外周面と予め設定した隙間を介して対向する対向面を有するカバーと、前記カバーを、前記隙間にスクラップが挟まると前記隙間が大きくなる方向に逃がし、スクラップの挟まりが解消されると元の位置に戻るように動かす進退機構とを有することを特徴とする。

ドラム式磁気選別機において、ドラムの軸方向両端部の外側までスクラップが飛散することを防止するために、ドラムの軸方向両端部の上側に前記カバーをドラムに対して進退できない状態で設置した場合、前記隙間を小さく設定すると、細かいスクラップが前記隙間に挟まり易くなる。前記隙間にスクラップが挟まった状態が続くと、ドラムが回転不能となって設備が停止する。前記隙間を大きく設定すると、スクラップは挟まりにくくなるが、前記隙間を通ってスクラップがドラムの軸方向両端部の外側まで飛散し易くなる。

これに対して、この発明のドラム式磁気選別機は前記進退機構を有するため、前記隙間にスクラップが挟まると、前記カバーがスクラップが挟まった部分の隙間を広げる方向に移動して、挟まっていたスクラップが隙間から外れる。また、スクラップが隙間から外れると、前記カバーが元の位置に戻るため、前記隙間が元の寸法に戻る。
これにより、前記隙間を小さく設定することで、前記隙間を介してドラムの軸方向両端部の外側までスクラップが飛散することを確実に防止しながら、前記隙間にスクラップが挟まった時には、前記進退機構の作用で、設備停止となる前に前記スクラップを前記隙間から外すことができる。

この発明のドラム式磁気選別機において、前記進退機構は、前記カバーを上下方向に変位可能に支持する支持機構を有する構成とすることができる。
この発明のドラム式磁気選別機において、前記進退機構は、前記カバーの上部を吊り下げ状態で支持する吊り下げ機構と、前記カバーの幅方向両端を案内する案内機構とを有する構成とすることができる。

この場合、前記隙間にスクラップが挟まると、そのスクラップを介して前記カバーに前記ドラムの回転力が伝わって、スクラップが挟まった位置で前記対向面がドラムの外周面から離れる方向に前記カバーが移動し、スクラップが前記隙間から外れる。その後、前記カバーは吊り下げ機構と案内機構によって元の位置に戻るため、前記隙間が元の寸法に戻る。すなわち、この場合は、回転するドラムも前記進退機構を構成する。
この発明のドラム式磁気選別機において、前記進退機構は、前記磁石と対向するドラム外周面の両側に位置する前記カバーの部分を進退させる構成とすることができる。

この発明のドラム式磁気選別機によれば、設備停止を生じさせることなく、ドラムの軸方向両端部の外側までスクラップが飛散することを確実に防止できる。

この発明の一実施形態に相当するドラム式磁気選別機を説明する図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 この発明の一実施形態に相当するドラム式磁気選別機を説明する図であって、図２のＢ−Ｂ断面図である。 図３のＣ−Ｃ断面図である。 スクラップが隙間に挟まった状態の一例を示す図である。 カバーが固定の場合の問題点を説明する図である。

以下、この発明の実施形態について説明する。
図１〜３に示すように、この実施形態のドラム式磁気選別機は、中空のドラム１と、ドラム１の内部に配置された電磁石２１および永久磁石２２と、ドラム１の軸方向両端部の上側に配置されたカバー３を備えている。
ドラム１の外周面には、軸方向に伸びるひれ状の突起１１が周方向に複数個形成されている。図２に示すように、これらの突起１１は、ドラム１の軸方向でカバー３が設置される位置より内側に形成されている。図３では突起１１が省略されている。図２に示すように、ドラム１の回転軸１２の両端部が軸受１３で支持されている。また、回転軸１２の一端が電動機１４に接続されている。

図１に示すように、ドラム１の下方には、スクラップ供給側に第１の排出口４１が、スクラップ回収側に第２の排出口４２が形成されている。そして、ドラム１のスクラップ供給側に第１の振動コンベヤ５１が、スクラップ回収側に第２の振動コンベヤ５２が配置されている。第１の振動コンベヤ５１の下流の先端は、ドラム１の回転中心より少し下側のドラム１の外周面のすぐ近くであって、第１の排出口４１の上側となる位置に配置されている。第２の振動コンベヤ５２の上流の先端は、第２の排出口４２の近くに配置されている。

電磁石２１および永久磁石２２は、ドラム１の内周面に沿って隙間を介して設置され、ドラム１が回転しても電磁石２１および永久磁石２２はその位置に存在する。電磁石２１は、ドラム１を挟んで第１の振動コンベヤ５１の先端と対向する位置に配置されている。永久磁石２２は、電磁石２１に対してドラム１の回転方向で隣接する位置から、ドラム１の最高位置に対してドラム１の回転方向に３０°程度離れた位置までの４カ所に配置されている。

カバー３は、長方形の一辺に凹部３１を有する面形状の板であり、この長方形の四辺はドラム１の外周直径より長い。カバー３の凹部３１は、奥側がドラム１の外周円より半径が１０〜２０ｍｍ程度大きい円弧状で、開口側が直線状である。カバー３の幅方向両端には、間座３２を介して裏板３３が固定されることで、上下方向に伸びる溝３４が形成されている。
ドラム１のスクラップ供給側と回収側に、カバー３の幅方向両端部を案内するガイド（案内機構）６が設置されている。図４に示すように、ガイド６はＬ字状断面の長尺部材であり、Ｌ字の一方の面がカバー３の幅方向両端の溝３４に遊嵌されている。

図１〜３に示すように、カバー３の設置位置であるドラム１の軸方向両端部に、カバー３の上方と幅方向両側を囲う門形の構造体７が設置されている。カバー３の上端部は、幅方向両端部において、チェーン（つり下げ機構）８により、門型の構造体７の梁部７１に吊り下げ状態で取り付けられている。よって、この実施形態のドラム式磁気選別機は、停止状態では、カバー３の下端が床面に着き、カバー３の凹部（対向面）３１とドラム１の外周面との間に所定隙間が保持されている。

この実施形態のドラム式磁気選別機を駆動して、第１の振動コンベヤ５１から、回転するドラム１の外周面に向けてスクラップ（磁性体９１と非磁性体９２）が供給されると、磁性体９１は、電磁石２１の磁力で強く引き寄せられてドラム１の外周面に磁着する。非磁性体９２はドラム１に磁着せずに第１排出口４１に入る。
ドラム１の外周面に磁着した磁性体９１は、永久磁石２２で磁着状態が保持されてスクラップ回収側に導かれ、永久磁石２２が存在しない位置に至った時点で、遠心力によりドラム１の外周面から激しく放り出されて落下する。その際に、ドラム１の軸方向両端にカバー３が存在するため、スクラップ９１が軸受１３が存在する外側まで飛散することが防止される。落下した磁性体９１は、第２の排出口４２から第２の振動コンベヤ５２に乗って回収される。

そして、図５に示すように、ドラム１の外周面から放り出されたスクラップ９１が、カバー３の凹部３１とドラム１の外周面とで形成される隙間に挟まると、このスクラップ９１を介して、カバー３にドラム１の回転力が伝わる。これに伴い、図３に二点鎖線で示すように、カバー３がガイド６で案内されて上昇し、チェーン８が縮んだ状態となる。
すなわち、スクラップ９１が挟まった位置で、凹部（対向面）３１がドラム１の外周面から離れる方向にカバー３が移動する。そのため、カバー３とドラム１の隙間が広がって、スクラップ９１が隙間から外れる。スクラップ９１が隙間から外れると、チェーン８が伸びてカバー３が下がり、元の位置に戻るため、広がっていた隙間も元の寸法に戻る。隙間に対して楔状に入ったスクラップ９１は、ドラム１の軸方向両端部の内側に戻ると想定される。

また、カバー３の上側がチェーン８で吊り下げられ、幅方向両側がガイド６で緩く支持されているため、スクラップが隙間に入った場合でもカバー３が揺れ動くことで挟まりにくくできる効果もある。
これに対して、図６に示すように、同じカバー３を、凹部（対向面）３１がドラム１の外周面に対して進退できない状態で設置すると、両者の隙間を小さく設定した場合は細かいスクラップ９１が隙間に挟まり易くなり、大きく設定場合は、隙間を通ってスクラップ９１がドラム１の軸方向両端部の外側まで飛散し易くなる。

なお、この実施形態では、停止状態でカバー３の下端が床面に着いているが、カバー３の凹部（対向面）３１とドラム１の外周面との間に所定隙間が保持されていれば、停止状態でカバー３の下端が床面から離れていてもよい。その場合は、例えば、カバーの上下方向寸法を図３のカバー３よりも短くして、図３のチェーン８より短いチェーンでカバーを梁部７１に支持し、停止状態でチェーンが伸びきった状態とする。

また、この実施形態では、チェーン８がこの発明の支持機構を構成し、チェーン８とガイド６と回転するドラム１がこの発明の進退機構を構成しているが、チェーン８の代わりにコイルバネ等を用いてもよい。
また、カバー３を電動や油圧による昇降装置で梁７１に取り付けて、ドラム１とカバー３の隙間にスクラップが挟まったことをセンサーで検出し、カバー３を自動で上昇させた後に下降させるようにしてもよい。その場合、隙間に対してスクラップが挟まっている状態の検出は、ドラム１のトルク上昇を電動機１４の電流値で検知すること等で行うことができる。
カバー３は、磁性体のスクラップが付着することを防止するために非磁性体（例えば、ステンレス）製とすることが好ましい。

また、カバー３とドラム１の隙間に対するスクラップの挟まりはスクラップの供給側で生じるため、カバー３のスクラップ供給側のみに進退機構を設けてもよい。すなわち、カバー３を、磁石２１，２２と対向するドラム１の外周面の両側に位置する部分のみが進退するように構成してもよい。
その場合には、カバー３をスクラップ供給側とスクラップ回収側とに分離して、スクラップ回収側のカバーを固定状態とするか、スクラップ供給側のカバーが移動した時にスクラップ回収側のカバーがドラムと干渉しないように構成する必要がある。

１ ドラム
１１ ひれ状の突起
１２ ドラムの回転軸
１３ 軸受
１４ 電動機
２１ 電磁石
２２ 永久磁石
３ カバー
３１ 凹部（対向面）
３２ 間座
３３ 裏板
３４ 溝
４１ 第１の排出口
４２ 第２の排出口
５１ 第１の振動コンベヤ
５２ 第２の振動コンベヤ
６ ガイド（案内機構）
７ 構造体
７１ 梁部
８ チェーン（つり下げ機構）
９１ スクラップ（磁性体）
９２ スクラップ（非磁性体）

Claims (4)

1. ドラムと、ドラム内のスクラップ供給側にドラムとは独立に配置された磁石と、ドラムを回転駆動する回転機構とを有し、
   回転するドラムの外周面にスクラップに含まれる磁性体を磁着させ、磁着した磁性体をドラムの回転によってスクラップ回収側に導くドラム式磁気選別機であって、
   前記ドラムの軸方向両側にそれぞれ配置され、下端部に前記ドラムの外周面と予め設定した隙間を介して対向する対向面を有するカバーと、
   前記カバーを、前記隙間にスクラップが挟まると前記隙間が大きくなる方向に逃がし、スクラップの挟まりが解消されると元の位置に戻るように動かす進退機構とを有するドラム式磁気選別機。
2. 前記進退機構は、前記カバーを上下方向に変位可能に支持する支持機構を有する請求項１記載のドラム式磁気選別機。
3. 前記進退機構は、前記カバーの上部を吊り下げ状態で支持する吊り下げ機構と、前記カバーの幅方向両端を案内する案内機構とを有する請求項１または２記載のドラム式磁気選別機。
4. 前記進退機構は、前記磁石と対向するドラム外周面の両側に位置する前記カバーの部分を進退させる請求項１記載のドラム式磁気選別機。

Images