JP2017202460A

JP2017202460A - 磁力式選別装置

Info

Publication number: JP2017202460A
Application number: JP2016096185A
Authority: JP
Inventors: 延広鈴木; Nobuhiro Suzuki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-05-12
Filing date: 2016-05-12
Publication date: 2017-11-16

Abstract

【課題】抱え込み現象の発生を防止しつつ、分離性能の低下を抑制できる磁力式選別装置を提供することを目的とする。
【解決手段】磁力式選別装置１は、鉄分を含む粉塵から鉄分を磁着させて選別する磁力式選別機１４と、粉塵を投入する粉体投入部１１と、粉体投入部１１と磁力式選別機１４との間に配置され、粉体投入部１１により投入される粉塵を磁力式選別機１４に供給する供給フィーダ１２とを備える。磁力式選別機１４の上流側には、供給フィーダ１２により供給される粉塵を加振して磁力式選別機１４へと飛散させる振動子１３が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、強磁性体を含む粉体から強磁性体を磁着させて選別する磁力式選別装置に関する。

従来、このような分野の技術として、例えば下記特許文献に記載されるものがある。特許文献１に記載の磁力式選別装置は、ドラム型の磁力式選別機と、目開き寸法が粉体の目標最大粒径以上且つ目標最大粒径の２倍未満の篩と、篩を通過した粉体を受け取って磁力式選別機に搬送する供給フィーダとを備える。このように構成された磁力式選別装置によれば、強磁性体を高濃度に分離（選別）することができる。

特開２０１４−７９６９８号公報

しかし、粉体の粒径が小さくなると、磁着した複数の強磁性体の中に非磁性体が挟み込まれる抱え込み現象が発生しやすくなる。これに対し、上述した磁力式選別装置では、挟み込まれた非磁性体を分離することができなくなり、分離性能の低下を招く問題が生じている。

本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、抱え込み現象の発生を防止しつつ、分離性能の低下を抑制できる磁力式選別装置を提供することを目的とする。

本発明に係る磁力式選別装置は、強磁性体を含む粉体を投入する粉体投入部と、前記粉体の中から前記強磁性体を磁着させて前記粉体から選別する磁力式選別機と、前記粉体投入部と前記磁力式選別機との間に配置され、前記粉体投入部により投入される前記粉体を前記磁力式選別機に供給する供給フィーダと、を備え、前記磁力式選別機の上流側には、前記供給フィーダにより供給される前記粉体を加振して前記磁力式選別機へと飛散させる振動子が設けられていることを特徴としている。

本発明によれば、磁力式選別機の上流側に、供給フィーダにより供給される粉体を加振して磁力式選別機へと飛散させる振動子が設けられているので、振動子を介し粉体を加振することで、粉体中の強磁性体の粒子と強磁性体以外の粒子とをばらばらに散らばらせることができる。このため、粉体が凝集することなく、強磁性体の中に非磁性体が挟み込まれる抱え込み現象の発生を確実に防止することができる。加えて、振動子が加振した粉体を磁力式選別機へと飛散させることにより、粉体の粒径の違い等によって飛距離が異なるので、磁力式選別機で効率良く強磁性体を磁着させて分離させることができ、分離性能の低下を抑制することが可能になる。

第１実施形態に係る磁力式選別装置の構成を示す概略図である。第１実施形態に係る磁力式選別装置の内部構成を示す概略正面図である。振動板の取付角度を示す模式図である。（ａ）は振動板が水平方向に沿って配置される場合の飛散イメージ図であり、（ｂ）は振動板が水平方向に対し傾斜して配置される場合の飛散イメージ図である。第２実施形態に係る磁力式選別装置の構成を示す概略図である。

以下、図面を参照して本発明に係る磁力式選別装置の実施形態について説明する。図面の説明において同一の要素には同一符号を付し、重複説明は省略する。

＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態に係る磁力式選別装置の構成を示す概略図であり、図２は第１実施形態に係る磁力式選別装置の内部構成を示す概略正面図である。本実施形態の磁力式選別装置１は、例えば鉄分（強磁性体）の混じった鋳物砂等の粉塵（粉体）から鉄分を分離して回収するための装置であり、略箱状のケース１０と、ケース１０の上部に配置される粉体投入部１１と、ケース１０の内部に収納される供給フィーダ１２、振動子１３及び磁力式選別機１４とを備えている。なお、本実施形態において、粉塵の粒径は２０〜５００μｍ程度である。

ケース１０は、例えば薄い鉄板やアルミ板を折り曲げることによって形成されている。このケース１０は、内部に供給フィーダ１２等を収納すると共に、粉塵の外部への飛散を防止している。粉体投入部１１は、粉塵を投入して一時溜めるための構造であり、漏斗状に形成されている。この粉体投入部１１は、開口を有する上端部がケース１０の外側に突出し、その他の部分がケース１０に内挿されるようにケース１０に固定されている。図示しないが、粉体投入部１１の下端部には定量切出し装置が取り付けられている。粉体投入部１１内に溜まる粉塵は、定量切出し装置を介してその下方に位置する供給フィーダ１２に定量且つ均一に切り出される。

粉体投入部１１の下方には、供給フィーダ１２が配置されている。供給フィーダ１２は、水平方向に対し傾斜する傾斜シュートからなり、その傾斜を利用して粉体投入部１１により定量に切り出された粉塵を磁力式選別機１４に供給する。ここで、水平方向とは、水平面に平行する方向であり、すなわち重力が働く方向に直交する方向を意味している。なお、供給フィーダ１２には、振動コンベア又はベルトコンベアを用いても良い。

振動子１３は、上下方向（重力方向）において、供給フィーダ１２と磁力式選別機１４との間に配置されている。具体的には、振動子１３は、供給フィーダ１２の下流側、且つ磁力式選別機１４の上流側に取り付けられ、供給フィーダ１２により供給される粉塵に機械的振動を直接加えて、磁力式選別機１４へと飛散させる。振動子１３としては、電磁コイルと板バネによって構成されるもの、振動モータと振動板によって構成されるもの、ピエゾ素子等の電子式のもの等が挙げられる。

振動モータと振動板によって構成された場合には、多方向の加振による複雑な振動を行えるようにすることが好ましい。一方、ピエゾ素子等の電子式のものの場合には、小型化を図り易くなるので、軽く且つ少量の粉塵から強磁性体を選別するに好適である。本実施形態では、振動子１３は振動モータ１３ａと振動板１３ｂからなる。

また、振動子１３は、水平方向に対し斜め上下方向に振動するようにされている。具体的には、振動板１３ｂは、供給フィーダ１２と磁力式選別機１４との間に位置し、供給フィーダ１２の下端部から離れた距離で設置されている。図３に示すように、振動板１３ｂは水平方向に対し所定の取付角度αをもって配置されている。取付角度αは、角度調節機構１５によって調節可能になっている。

角度調節機構１５は、振動板１３ｂを貫通すると共に該振動板１３ｂに固定された調節軸１５ａと、調節軸１５ａの一端部に固定されたレバー１５ｂとを有する（図２参照）。調節軸１５ａは、ケース１０を構成し互いに対向する一対の側壁部の間に架け渡されており、ケース１０に軸支されている。レバー１５ｂは、ケース１０の外側に配置されている。

そして、レバー１５ｂが回されると、レバー１５ｂに固定された調節軸１５ａが回転し、それに伴って振動板１３ｂの取付角度αが調整される。このように振動板１３ｂの取付角度αを調整することにより、飛散される粉塵を磁力式選別機１４の上部又はその付近に落下させるように設定することが可能になる。なお、振動板１３ｂの取付角度αは、１０〜４５度の範囲にあることが好ましい。

図４（ａ）は振動板が水平方向に沿って配置される場合の飛散イメージ図であり、図４（ｂ）は振動板が水平方向に対し傾斜して配置される場合の飛散イメージ図である。図４（ａ）に示すように、振動板１３ｂが水平方向に配置され、且つ振動板１３ｂの振動方向が該振動板１３ｂに対し上下方向である場合には、振動板１３ｂに落下した粉塵が該振動板１３ｂの振動で跳ね上がり、振動板１３ｂの周囲に飛散する。

一方、振動板１３ｂが水平方向に対し傾斜して配置され、且つ振動方向が該振動板１３ｂに対し上下方向（すなわち、斜め上下方向）である場合には、加振と相まって、振動板１３ｂに落下した粉塵をより遠くへ飛散させることができる（図４（ｂ）参照）。すなわち、振動板１３ｂが取付角度αで配置される場合、水平方向に配置される場合と比べて、粉塵をより広範囲に飛散させることができる。

なお、振動板１３ｂの取付角度αの範囲（１０〜４５度）は、以下のことを考慮して設定されるものである。すなわち、取付角度αが１０度より小さくなると、水平方向に配置される場合と比べて粉塵の飛散範囲の違いが小さい。一方、取付角度αが４５度を超えると、粉塵が磁力式選別機１４を飛び越えてしまい、却って分離し難くなるからである。

飛散した粉塵を磁力式選別機１４の上部又はその付近に落下させるために、粉塵の特性に応じて振幅の大きさ、振動周波数を設定することが好ましい。具体的には、振動子１３の振幅については、粉塵に含まれるものによって適切な振幅が異なるが、粒径が５０μｍ〜１ｍｍ程度の砂のような粉塵であって、電磁コイルと板バネで構成された飛散用振動子を用いた場合には、０．５ｍｍ〜４ｍｍ程度であれば良い。また、粒径が１００μｍ以下の粒子の場合には、細かい振動では飛散し難いので、３ｍｍ〜４ｍｍ等の大きめの振幅が好ましい。

また、振動子１３の周波数については、基本的に５０Ｈｚ〜６０Ｈｚ程度であれば良い。これは、周波数が高くなる（例えば数百Ｈｚ）につれ、粉塵が飛散し難くなるからである。粒径が細かいもの（例えば１００μｍ以下）に対しては、周波数が低め（例えば２０Ｈｚや３０Ｈｚ）の方が良い。更に、振動子１３との共振で粉塵をより高く広く飛散させて選別し易くなるので、振動子１３と共振するように周波数を設定することが好ましい。

磁力式選別機１４は、振動子１３の下方に配置されており、飛散した粉塵中の鉄分を磁着させ、鉄分と鉄分以外の粒子とを分離させる。この磁力式選別機１４は、いわゆるドラム型の磁力式選別機であり、半円柱状の磁石部１４ａを有する。図２に示すように、磁力式選別機１４には、磁石部１４ａの位置を調整するための磁石位置調整軸１４ｂが貫設されている。この磁石位置調整軸１４ｂは、ケース１０を構成し互いに対向する一対の側壁部間に架け渡され、ケース１０に軸支されている。

また、ケース１０の底部には、磁着分排出口１６と非磁着分排出口１７がそれぞれ設けられている。磁着分排出口１６と非磁着分排出口１７とは、これらの間に設けられた仕切り板１８によって仕切られている。仕切り板１８は、仕切板調節機構１９によって搖動可能に設置されている。仕切板調節機構１９は、仕切り板１８の下端部に固定された調節シャフト１９ａと、該調節シャフト１９ａの一端部に固定された調整レバー１９ｂからなる。

調節シャフト１９ａは、磁石位置調整軸１４ｂに平行に配置され、ケース１０に軸支されている。調節シャフト１９ａの一端部がケース１０から外部に延出し、該端部には調整レバー１９ｂが固定されている。そして、調整レバー１９ｂを時計回り又は反時計回りに回すと、仕切り板１８を磁着分排出口１６側に傾けたり、又は非磁着分排出口１７側に傾けたりすることができる。このようにすれば、使用状況に応じて選別の範囲を容易に調整することができる。

このように構成された磁力式選別装置１では、粉体投入部１１に投入された粉塵は、定量切出し装置を介して供給フィーダ１２に切り出され、更に供給フィーダ１２によって振動子１３（すなわち、振動子１３の振動板１３ｂ）に供給される。振動子１３に供給された粉塵は、振動子１３の加振によって、凝集することなく、ばらばらの状態で磁力式選別機１４側に飛散される。そして、粉塵中に含まれた鉄分は、磁力式選別機１４の上及び周辺に落下し、磁石部１４ａに引き寄せられて磁着分排出口１６側に落とされる（図１の矢印Ｆ１参照）。一方、粉塵に含まれた鉄分以外の非磁性体は、重力及び遠心力によって非磁着分排出口１７側に落とされる（図１の矢印Ｆ２参照）。

本実施形態の磁力式選別装置１では、磁力式選別機１４の上流側に、供給フィーダ１２により供給される粉塵を加振して磁力式選別機１４へと飛散させる振動子１３が設けられているので、この振動子１３を介して粉塵を加振することで、鉄分と鉄分以外の粒子をばらばらに散らばらせることができる。このため、粉塵が凝集することなく、強磁性体の中に非磁性体が挟み込まれる抱え込み現象の発生を確実に防止することができる。

加えて、振動子１３が加振した粉塵を磁力式選別機１４へと飛散させることにより、粉塵中の粒子の粒径の違い等によって飛距離が異なるので、磁力式選別機１４上及び周辺での粒子の着地位置が分散される。しかも、振動子１３が水平方向に対し斜め上下方向に振動するので、粉塵をより広範囲に飛散させることができる。その結果、磁力式選別機で効率良く強磁性体を磁着させて分離させることができ、分離性能の低下を抑制することが可能になる。

更に、振動子１３が機械的振動により直接粉塵を加振するので、限定した範囲で粉塵を広範囲に飛散させながら、気流等による飛散の場合と比べて、装置全体の大きさの増大を抑えることができるので、装置のコンパクト化を実現し易くなる。

＜第２実施形態＞
図５は第２実施形態に係る磁力式選別装置の構成を示す概略図である。本実施形態の磁力式選別装置２と第１実施形態との相違点は、第１実施形態のドラム型の磁力式選別機１４に代えて、天吊り型のコンベア型磁力式選別機２０を用いることである。その他の構成は第１実施形態と同様であるため、重複説明を省略する。

図５に示すように、振動子１３の斜め上方には天吊り型のコンベア型磁力式選別機２０が配置されている。天吊り型のコンベア型磁力式選別機２０は、例えばケース１０の天井部に吊設されて固定されている。該天吊り型のコンベア型磁力式選別機２０は、ベルトコンベア２１と、ベルトコンベア２１の内部に収容され、該ベルトコンベア２１の長手方向に延在する長尺状の磁石部２２とを有する。なお、ベルトコンベア２１の回転方向は、図５においては反時計回りである。

振動子１３は、天吊り型のコンベア型磁力式選別機２０の上流側に配置され、供給フィーダ１２により供給される粉塵を加振し、更に天吊り型のコンベア型磁力式選別機２０へと飛散させる。そして、天吊り型のコンベア型磁力式選別機２０に飛散された粉塵のうち、鉄分は磁石部２２に引き寄せられて磁着分排出口１６側に落とされ（図５の矢印Ｆ１参照）、鉄分以外の非磁性体は重力によって非磁着分排出口１７側に落とされる（図５の矢印Ｆ２参照）。

このように構成された磁力式選別装置２は、上述の第１実施形態と同様な作用効果を得られるほか、第１実施形態の磁力式選別装置１と比べて装置全体の高さを抑えることができる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、上述の実施形態では、振動子１３が水平方向に対し斜め上下方向に振動する例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されずに、例えば振動子で水平方向に対し上下方向（すなわち、重力方向）に粉塵を振動させながら、気流を利用して磁力式選別機に飛散させる構造にも適用される。但し、この場合には、上述したように装置全体の大きさが大きくなり、装置のコンパクト化を実現し難くなる。

１，２磁力式選別装置
１０ケース
１１粉体投入部
１２供給フィーダ
１３振動子
１３ａ振動モータ
１３ｂ振動板
１４磁力式選別機
１４ａ磁石部
１４ｂ磁石位置調整軸
１５角度調節機構
１５ａ調節軸
１５ｂレバー
１６磁着分排出口
１７非磁着分排出口
１８仕切り板
１９仕切板調節機構
１９ａ調節シャフト
１９ｂ調整レバー
２０天吊り型のコンベア型磁力式選別機
２１ベルトコンベア
２２磁石部

Claims

強磁性体を含む粉体を投入する粉体投入部と、
前記粉体の中から前記強磁性体を磁着させて前記粉体から選別する磁力式選別機と、
前記粉体投入部と前記磁力式選別機との間に配置され、前記粉体投入部により投入される前記粉体を前記磁力式選別機に供給する供給フィーダと、
を備え、
前記磁力式選別機の上流側には、前記供給フィーダにより供給される前記粉体を加振して前記磁力式選別機へと飛散させる振動子が設けられていることを特徴とする磁力式選別装置。