JP2019048282A

JP2019048282A - 材料選別装置

Info

Publication number: JP2019048282A
Application number: JP2017174873A
Authority: JP
Inventors: 博樹宮垣; Hiroki Miyagaki
Original assignee: Kitagawa Iron Works Co Ltd
Current assignee: Kitagawa Iron Works Co Ltd
Priority date: 2017-09-12
Filing date: 2017-09-12
Publication date: 2019-03-28

Abstract

【課題】選別精度の悪化の原因が、エアノズル及び電磁弁の少なくともどちらか一方の故障であることを判断できる材料選別装置を提供する。【解決手段】材料選別装置に関し、ミックスメタルを載置するコンベアと、該コンベアの搬送経路の途中に配置した材料読み取りセンサと、該センサの信号に基づいて、電磁弁を介して非鉄金属にエアを噴射するノズルと、を備えた材料選別機において、エアノズルは、電気的駆動信号ＯＦＦ状態で閉弁方向に作用し、電気的駆動信号ＯＮ状態で開弁方向に作用する電磁弁を有し、電磁弁とエアノズルとの経路間に規定圧以上になると検出する圧力検出器と、電磁弁と前記圧力検出器のＯＮ／ＯＦＦ信号で異常を判定する異常判定手段とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、ミックスメタルのうち検出した金属を高圧エアで吹き飛ばすことで材料を選別する材料選別装置に関する。

エアコン、冷蔵庫、テレビ及び洗濯機などの廃家電、産業機械廃棄物並びに廃車等は大型の破砕機に投入し、破砕処理される。破砕物は磁力選別機により鉄が回収され、ＳＵＳ選別機によりＳＵＳが回収され、その他の破砕物は、風力選別機等を利用して非金属が除去される。非金属除去後に残される金属（非鉄金属）と除去しきれなかったプラスチックを含む非金属との混合物はミックスメタルと呼ばれる。
このようなミックスメタルは、機械作業で金属種ごとに完全に選別することが難しく、国内では選別コストも高いことから、従来は、外国に売却されてそこで手作業による選別が行われていた。
ミックスメタルに含まれる非鉄金属を選別する装置としては、例えば特許文献１がある。特許文献１の材料選別装置は、選別する材料を投入するシュートと、材料を搬送するベルトコンベアと、ベルトコンベアで送られてくる材料の種類を読み取るセンサと、センサによって材料の判別を行う判別手段と、判別手段の結果に基づいて材料にエアを放出するエアノズルと、材料を選別して回収する回収容器とを備えている。

特開２００８−１４２６９２号公報

しかしながら、特許文献１の選別材料装置では、選別する際に選別材料（エアを噴射する材料）にエアノズルからエアを放出することで選別材料を吹き飛ばしているが、経年劣化などによってエアノズルの詰まりや故障、または電磁弁の故障などが発生する。それによって、選別材料より先にエアが噴射したり、逆に後に噴射するなどエアを噴射するタイミングがずれることで材料の選別精度が悪化する虞がある。また、エアノズル及び電磁弁のどちらか一方または両方の故障かが判断できない問題がある。

そこで本発明の目的は、選別精度の悪化の原因が、エアノズル及び電磁弁の少なくともどちらか一方の故障であることを判断できる材料選別装置を提供することにある。

材料選別装置は、ミックスメタルを載置するコンベアと、該コンベアの搬送経路の途中に配置した材料読み取りセンサと、該センサの信号に基づいて、電磁弁を介して非鉄金属にエアを噴射するノズルと、を備えた材料選別機において、エアノズルは、電気的駆動信号ＯＦＦ状態で閉弁方向に作用し、電気的駆動信号ＯＮ状態で開弁方向に作用する電磁弁を有し、電磁弁とエアノズルとの経路間に規定圧以上になると検出する圧力検出器と、電磁弁と前記圧力検出器のＯＮ／ＯＦＦ信号で異常を判定する異常判定手段とを備えることを特徴とする。

本発明の材料選別装置によれば、選別精度の悪化の原因が、エアノズル及び電磁弁の少なくともどちらか一方の故障であることを判断することができる。

本実施形態の材料選別装置の構成を模式的に示した側面図である。図１の材料の選別動作を模式的に示した概略図である。本実施形態の電磁弁と圧力検出器との関係を示した判定手段であり、（ａ）は正常、（ｂ）は異常１、（ｃ）は異常２を示したグラフである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、本発明の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。尚、後掲する図１〜図○には、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸を示している。ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の向きは、異なる図であっても、互いに一致させている。本明細書における説明では便宜上、ｘ軸方向正側を「右」側、ｘ軸方向負側を「左」側、ｙ軸方向正側を「前」側、ｙ軸方向負側を「後」側、ｚ軸方向正側を「上」側、ｚ軸方向負側を「下」側としている。

図１は、本実施形態の材料選別装置の構成を模式的に示した側面図であり、図２は、図１の材料の選別動作を模式的に示した概略図である。
本発明は、ミックスメタルのうち検出した金属を高圧エアで吹き飛ばすことで材料を選別する材料選別装置。ここで処理するミックスメタル１は、磁力選別機及びＳＵＳ選別機により鉄及びＳＵＳを事前に除去したものである。

〈材料選別装置の基本的構成〉
図１、図２に示すように、材料選別装置１００は、シュート１０、整列トラフ２０、コンベア３０、金属センサ４０、エアノズル５０及び選別容器７０などを備えている。
シュート１０は、下部１２に向けて先細りする四角推形状をしている。上部１１はミックスメタル１を投入可能に開口されており、一方、下部１２は投入されたミックスメタル１を放出可能に開口されている。

すなわち、シュート１０は、上部１１から投入されたミックスメタル１を送り先の整列トラフ２０に対して的を合わせて材料を放出するガイドの役割となっている。

また、下部１２には材料を一時的に留めておくための開閉扉を設けても良い。
尚、シュート１０の形状は、四角推としているが、円錐、楕円推、三角錐または多角推でも良く、立方体、直方体、円柱、楕円柱、または多角体でも良い。

整列トラフ２０は、シュートからコンベアに向けて傾斜する横断面コの字形状の通路であり、傾斜面には傾斜方向と平行な溝２２が複数設けられている。

そして、溝２２には、横断面形状が連続した略三角形の凹凸からなる一群の線状凸部及び線状凹部で構成されている。
また、整列トラフ２０の下部には振動を発生させる振動発生器２１が設けられている。

これによって、シュート１０から受け渡されたミックスメタル１を振動発生器２１による振動で振るいながら溝２２に沿って整列させるとともにコンベア３０に送るようになっている。

尚、整列トラフ２０は傾斜させているが、水平でも良く、水平の場合はコンベアのように動力を与えることで、ミックスメタル１を振動で振るいながら整列させるとともにコンベア３０に送っても良い。

コンベア３０は、ベルト３１と一対のプーリー３２、３３などで構成されており、各プーリー３２間をベルト３１で繋ぐことで、後側のプーリー３２の回転を前側のプーリー３３に伝達している。これにより、ベルト３１は周回動作可能となっている。

すなわち、整列トラフ２０からコンベア３０の後側に供給されたミックスメタル１は、ベルト３１の周回動作によりコンベア３０の前側に搬送されている。

金属センサ４０は、コンベア３０の略前側に設置された金属センサ台４１に溝２２と同数個を左右方向（ｘ軸方向）に取り付けるとともに、信号線は制御装置６０に接続されている。金属センサ台４１は、ベルト３１の上側と下側の間を左右方向に跨って設置されている。また、金属センサ４０は、ベルト３１の上側をミックスメタル１が通過する際に検出可能な一定の隙間を有して取り付けられている。

これによって、搬送されたミックスメタル１のうち金属（銅及びアルミなど）を検出すると金属センサ４０は信号を制御装置６０に出力するようになっている。

エアノズル５０は、電磁弁５２及びエア配管５３などを備えている。エアノズル５０は、コンベア３０の略下方及び金属センサ台４１の前側に設置されたノズル台５１に金属センサ４０と同数個を左右方向に取り付けている。また、エアノズル５０の噴射角度は適宜自由に変更可能となっている。

電磁弁５２は、電気的駆動信号ＯＦＦ状態で閉弁方向に作用し、電気的駆動信号ＯＮ状態で開弁方向に作用するものであり、複数のエアノズル５０と同数個を設けており、夫々がエア配管５３で各エアノズル５０に接続されている。また、各電磁弁５２のリード線は制御装置６０に夫々接続されている。これによって、金属センサ４０により金属が検出されると、電磁弁５２は作動するようになっている。すなわち、図示しないエアポンプから電磁弁５２を介して高圧エアが噴射するようになっている。

選別容器７０は、ノズル台５１の略前側に配置されており、コンベア３０から落下された材料を一時的に保管している。また、選別容器７０は、第１の選別容器７１と第２の選別容器７２とからなり、第１の選別容器７１は、コンベア３０から自然落下した材料を保管し、第２の選別容器７２は、金属センサ４０によって検出されエアノズル５０から高圧エアで吹き飛ばされた金属を保管するものである。

上述のような材料選別装置の基本的構成において、材料選別装置は、金属センサ４０の上を通過したミックスメタル１を金属センサが金属を検出した場合は、高圧エアで吹き飛ばして、第２の選別容器７２に金属を保管し、金属センサが金属を検出しなかった（例えば、プラスチックなどの非金属）場合は、コンベア３０から自然落下して第１の選別容器７１にプラスチックを保管することができる。

しかしながら、エアノズル５０及び電磁弁５２の経年劣化によって、金属センサが金属を検出しても金属を吹き飛ばす精度が低下してくる（金属にエアがあたらなくなる）。したがって、第２の選別容器７２に保管する選別精度が低下してくる。そこで、本発明者は、圧力検出器と異常判定手段とを備えることで選別精度低下の原因がエアノズル５０と電磁弁５２の少なくともどちらか一方であるという判定ができれば、選別精度を維持でき、機器の交換も容易になると想到した。

以下に、その構成を示す。

〈圧力検出器〉
圧力検出器５４は、複数の電磁弁５２と同数個を設けており、電磁弁５２とエアノズル５０を接続するエア配管５３との間に取り付けられている。また、各圧力検出器５４の信号線は制御装置６０に夫々接続されている。さらに、規定圧（本実施形態では０．２ＭＰａ）以上になったときに、信号を制御装置６０に出力するようになっている。
尚、本実施形態では規定圧を０．２ＭＰａにしているが、電磁弁の種類、エア配管長、配管径、または、材料の種類、質量、大きさ、形状、比重などによって適宜決定するものである。

〈異常判定手段〉
異常判定手段８０は、制御装置６０内で電磁弁５２と圧力検出器５４のＯＮ／ＯＦＦ信号で異常を判定している。

図３は、本実施形態の電磁弁と圧力検出器との関係を示した判定例であり、（ａ）は正常、（ｂ）は異常１、（ｃ）は異常２を夫々示している。
本実施形態では、金属センサ４０の信号がＯＮになると制御装置６０が電磁弁５２に電磁弁ＯＮ信号を出力する。また、制御装置６０は、電磁弁ＯＮ信号の出力時間を３０ｍｓに設定している。その時間内で金属センサ４０が検出した金属を吹き飛ばすようになっている。
尚、本実施形態では電磁弁ＯＮ信号の出力時間を３０ｍｓに設定しているが、電磁弁の種類、エア配管長、配管径、または、材料の種類、質量、大きさ、形状、比重などによって適宜決定するものである。

図３に示すように、“正常”と判定されるときは、（ａ）で示すように、制御装置６０によって電磁弁信号がＯＦＦ指令されたとき（通電ＯＦＦ）に圧力検出器信号がＯＮ状態（０．２Ｍｐａ以上）であり、且つ、次に金属センサが検出したときに電磁弁信号がＯＮ指令されたとき（通電ＯＮ）に圧力検出器信号がＯＦＦ状態（０．２Ｍｐａ以下）のときである。

“異常１”（圧力有り異常）と判定されるときは、（ｂ）で示すように、制御装置６０によって電磁弁信号がＯＦＦ指令されたとき（通電ＯＦＦ）に圧力検出器信号がＯＮ状態（０．２Ｍｐａ以上）であり、且つ、次に金属センサが検出したときに電磁弁信号がＯＮ指令されたとき（通電ＯＮ）に圧力検出器信号がＯＮ状態（０．２Ｍｐａ以上）のままであるときである。

“異常２”（圧力無し異常）と判定されるときは、（ｃ）で示すように制御装置６０によって電磁弁信号がＯＦＦ指令されたとき（通電ＯＦＦ）に圧力検出器信号がＯＦＦ状態（０．２Ｍｐａ以下）であり、且つ、次に金属センサが検出したときに電磁弁信号がＯＮ指令されたとき（通電ＯＮ）に圧力検出器信号がＯＦＦ状態（０．２Ｍｐａ以下）のままであるときである。

このような場合、“異常１”のときは、エアノズルが詰まっている、または電磁弁の弁ゴムに穴が空いていることが原因として考えられる。すなわち、電磁弁とエアノズルのどちらかが故障していると判断できる。

一方、“異常２”のときは、電磁弁のコイルが焼けていることが原因として考えられる。すなわち、電磁弁が故障していると判断できる。

〈アラート手段〉
アラート手段９０は、異常判定手段８０によって、異常１または異常２となったときに、制御装置６０の画面に異常１または異常２と表示させるようになっている。
また、異常１及び異常２の原因も表示するようになっている。
また、これらに限らず、表示灯でオペレータに知らせるようにしても良い。

本実施形態によれば、圧力波形を計測することで正常波形と異常波形を比較することで、電磁弁またはエアノズルの故障を判定してもよい。また、波形での判定の場合、故障しかかっている状態が読み取れるため、事前に交換部品の準備をすることができる。
また、電磁弁またはエアノズルの時経変化が把握できることで、前もって交換部品を準備することができる。
また、交換部品がわかることにより、交換の段取りの手配がスムーズに行うことができるし、設備予算取りもしやすい。
また、常時安定した選別精度を維持することができる。

このように、本実施形態によれば、選別精度の悪化の原因が、エアノズル及び電磁弁の少なくともどちらか一方の故障であることを判断できる材料選別装置を提供することができる。

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、もちろん、種々の改変が可能である。上記実施形態では材料読み取りセンサを金属センサとしているが、色彩センサ、赤外線センサ又はＸ線センサでも良く、それらの組合せでも良い。

１ミックスメタル
１０シュート
２０整列トラフ
２１振動発生器
２２溝
３０コンベア
４０金属センサ
５０エアノズル
５２電磁弁
５４圧力検出器
６０制御装置
７０選別容器
８０異常判定手段
９０アラート手段
１００材料選別機

Claims

ミックスメタルを載置するコンベアと、
該コンベアの搬送経路の途中に配置した材料読み取りセンサと、
該センサの信号に基づいて、非鉄金属にエアを噴射するエアノズルと、
を備えた材料選別機において、
前記エアノズルは、電気的駆動信号ＯＦＦ状態で閉弁方向に作用し、電気的駆動信号ＯＮ状態で開弁方向に作用する電磁弁を有し、
前記電磁弁と前記エアノズルとの経路間に規定圧以上になると検出する圧力検出器と、
前記電磁弁と前記圧力検出器のＯＮ／ＯＦＦ信号で異常を判定する異常判定手段とを備えることを特徴とする材料選別装置。
前記異常判定手段に、圧力波形を加えることで異常を判定する、請求項１に記載の材料選別装置。
前記異常判定手段による判定結果をオペレータに知らせるアラート手段を備えている、請求項１または請求項２に記載の材料選別装置。
前記コンベアに整列したミックスメタルを受け渡すための整列トラフを備えている、請求項１に記載の材料選別装置。
前記整列トラフが、傾斜する横断面コの字形状の通路であり、傾斜面には傾斜方向と平行な溝が複数備えている、請求項４に記載の材料選別装置。
溝には、横断面形状が連続した略三角形の凹凸からなる一群の線状凸部及び線状凹部で構成されている、請求項５に記載の材料選別装置。
前記整列トラフに前記ミックスメタルを振るうための振動発生器を備えている、請求項４に記載の材料選別装置。