JP2021023907A - 磁力選別装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】粉体に混入した金属粉を除去する磁力選別装置を提供する。【解決手段】隣り合う磁極が同極となるように円板状のヨークを介して重ねられる円板状の複数の永久磁石からなり、ヨーク及び永久磁石が一体に回転する金属粉分離用磁力体と、ヨークのそれぞれの外面の接線方向に沿って、粉体からなる選別対象物を圧縮空気で噴射する噴射ノズルと、噴射ノズルの噴射方向下流側に設けられ、金属粉分離用磁石体を通過した選別対象物が流入する粉体回収用吸い込み管と、粉体回収用吸い込み管よりも回転方向下流側に配置され、金属粉分離用磁石体に磁気吸着された金属粉を金属粉分離用磁石体から除去する金属粉除去部材と、ヨークに臨む開口部が形成された状態でヨークの外周面を覆う流路を有しており、噴射ノズルと粉体回収用吸い込み管との間に配置されて空気流がヨークの外周面に沿って流れるように案内するガイド部材と、を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、磁力選別装置に係わり、より詳細には、粉体に含まれる微細な金属粉を良好に除去できる磁力選別装置に関する。
特許文献1の磁力選別装置は、回転筒の内部に板状円形の磁石を多数積層した円柱型の永久磁石を備える。永久磁石の軸は、回転筒の軸とは一致せず偏心して配置される。回転筒の直径は永久磁石の円筒直径より大きく、回転筒に吸着した金属異物は、回転筒が回転して下向きになった時、永久磁石の磁力の影響がなくなり、下方の異物受けシュートに向かって落下する。
前記磁力選別装置は、ゴマなどの農産物や、ひじきなどの海産物に含まる金属異物を良好に分離できる。粉体の金属異物も除去可能である。しかしながら、例えば小麦粉は、粒度が10〜130μmと細かく、ホッパから定量を切り出して落下させても、回転筒の上に塊状態で落ちやすい。また、混入している金属異物が50μm程度と極めて小さい場合、塊状態では小麦粉そのものに邪魔されて回転筒に金属異物を吸着できない場合もある。
特許文献2の磁性体異物除去装置は、チャンバー内に、複数のマグネット棒が配置される。粉体は容器の上部から投入され、粉体が下方に向かって沈降し、チャンバーの上部からは内部の空気が排出される。金属の異物は、マグネット棒に吸着させて捕捉し、異物が除かれた粉体がチャンバー底部に堆積する。マグネット棒の表面には粉体が積もって吸着力が低下するので、粉体を吹き飛ばすため、エアー噴射パイプが必要になる。
特許文献1のような磁力選別装置において、粉体に混入した金属の除去を効率よく行なうには、粉体を塊状態ではなく、粉体を分散して程よく流動化させた状態で金属異物の除去を行なう必要がある。
特開2004−9005号公報 特開2003−211022号公報
本発明の目的は、粉体に混入した金属粉を分離し除去する磁力選別装置を提供することにある。
本発明による磁力選別装置は、隣り合う磁極が同極となるように円板状のヨークを介して重ねられる円板状の複数の永久磁石からなり、前記ヨーク及び永久磁石が一体に回転する金属粉分離用磁力体と、前記ヨークのそれぞれの外面の接線方向に沿って、粉体からなる選別対象物を圧縮空気で噴射する噴射ノズルと、前記噴射ノズルの噴射方向下流側に設けられ、前記金属粉分離用磁石体を通過した選別対象物が流入する粉体回収用吸い込み管と、前記粉体回収用吸い込み管よりも前記金属粉分離用磁石体の回転方向下流側に配置され、前記金属粉分離用磁石体に磁気吸着された金属粉を前記金属粉分離用磁石体から除去する金属粉除去部材と、前記ヨークに臨む開口部が形成された状態で前記ヨークの外周面を覆う流路を有しており、前記噴射ノズルと前記粉体回収用吸い込み管との間に配置されて前記噴射ノズルが噴射した空気流が前記流路内を流れるように案内するガイド部材と、を備えていることを特徴とする。
本発明の磁力選別装置においては、前記ガイド部材の流路は、前記ヨークの曲率に合わせた曲率で湾曲していることを特徴とする。
また、前記ガイド部材は、前記噴射ノズルの配置部位から前記金属粉除去部材の手前にかけて設けられることを特徴とする。
また、前記粉体回収用吸い込み管は、前記金属粉分離用磁石体に対して接近及び離反の移動が可能となっていることを特徴とする。
また、前記金属粉除去部材は、前記粉体回収用吸い込み管よりも前記金属粉分離用磁石体の回転方向下流側に順次配置された金属粉除去用磁石体及び金属粉除去用吸い込み管からなり、前記金属粉分離用磁石体に吸着された金属粉を引き離しつつ吸引して除去することを特徴する。
本発明による磁力選別装置によれば、
(a)永久磁石を挟むヨークの外面の接線方向に沿って噴射する噴射ノズルを設けたので、粉体からなる選別対象物を空気流と共に金属粉分離用磁石体の外周部に供給するため、粉体が金属粉分離用磁石体に堆積することや塊になることがない。空気流は金属粉分離用磁石体におけるヨークの極めて近く位置を通過するので、粉体に混入している金属粉が良好に金属粉分離用磁石体に吸着されて粉体と分離できる。
(b)流路がヨークの外周面を覆って空気流を案内するガイド部材を設けたので、粉体がガイド部材の外側に飛散しないようにできる。また、流路がヨークの外周面を覆い、この流路に対して粉体を流すため、粉体がヨークと確実に接触でき、粉体中の金属粉をヨークに確実に吸着させることができる。
(c)複数のヨーク及び永久磁石を積層し、一体に回転する金属粉分離用磁力体を設けたので、金属粉分離用磁力体をステンレス製等の薄い円筒体で囲む場合に比べ、磁力の低下がなく、ヨーク付近の強い磁力を直に利用できる。
(d)金属粉分離用磁石体に吸着した金属粉を除去する金属粉除去部材を設けたので、金属粉分離用磁石体の表面をクリーンな状態にできる。
ガイド部材の流路をヨークの曲率に合わせて湾曲させたので、空気流をヨークが外周面に沿って流すことができる。また、流路の断面積が一定となって、所定の流速で空気流を流すことができる。
ガイド部材を噴射ノズルの配置部位から金属粉除去部材の手前にかけて延長した構造とすることにより、空気流が金属粉分離用磁力体の外周面に沿った長い距離を流れるため、それだけ多くの金属粉を金属粉分離用磁力体に吸着できる。
粉体回収用吸い込み管を金属分離用磁石体に対して、接近及び離反可能としたので粉体回収用吸い込み管を噴射ノズルからの空気流を受け止めるのに適切な位置に調整でき、粉体を良好に回収することができる。
金属粉除去部材を金属粉除去用磁石体と金属粉除去用吸い込み管で構成したので、金属粉分離用磁石体に吸着した金属粉を金属粉除去用磁石体の強い磁力で引き離して除去できる。また、金属粉除去用吸い込み管は、吸引力があり、金属粉除去用磁石体の近辺を浮遊する金属粉を吸引し除去できる。
本発明による磁力選別装置の実施例の構成を示す側面図である。 図1の実施例の斜視図である。 図1の実施例に用いるガイド部材の底面からの斜視図である。 金属粉分離磁石体を示す正面図である。 金属粉除去用磁石体を示す正面図である。 本発明の別の実施例の磁力選別装置の構成を示す側面図である。 図6の装置の斜視図である。 図6の装置を図7の反対側から見た斜視図である。 (A)、(B)、(C)は流路の変形例を示す断面図である。 ガイド部材の別の実施例を示す側面図である。 ガイド部材のさらに別の実施例を示す側面図である。 磁力選別装置を組み込んだ磁力選別システムを示す側面図である。
以下、添付の図面を参照して、本発明による磁力選別装置を詳しく説明する。
図1〜図5は、本発明の磁力選別装置100の一実施例を示す。図1に示すように、磁力選別装置100は全体を囲む筐体100aを有し、この筐体100a内に金属粉分離用磁石体3と、噴射ノズル4と、粉体回収用吸い込み管6と、金属粉除去部材10と、ガイド部材11とが配置されることにより構成されている。選別対象物7は図2に示すように、インジェクタ25に供給された後、インジェクタ25内に吸引された圧縮空気20と共に噴射ノズル4に供給される。
金属粉分離用磁石体3は図4に示すように、円板状の永久磁石2と軟鉄からなる円板状のヨーク1とを積層することにより形成されている。すなわち薄い円板状のヨーク1を永久磁石2が挟む構造であり、永久磁石2はN極とN極及びS極とS極が互いに向かい合わせとなるように配列されることにより隣り合う磁極が同極となっている。ヨーク1の外周部分には磁力線が集まるので、強い磁力が得られる。この構造では、永久磁石2の表面ではなく、ヨーク1の表面に金属粉を吸着させる。ヨーク1の厚さは、約3〜5mmである。複数のヨーク1及び複数の永久磁石2は回転軸31を共通としており、回転軸31の回転によってヨーク1及び永久磁石2が一体に回転する。
本発明が適用される選別対象物7は、粒度が10〜100μmの小麦粉や脱脂粉乳などの粉末である。食品に限らず無機物のシリカ粉なども扱える。
噴射ノズル4は圧縮空気によって選別対象物7を噴射する。噴射ノズル4は金属粉分離用磁石体3におけるそれぞれのヨーク1の外周の接線方向に沿って選別対象物7の空気流を噴射する。このため、噴射ノズル4はそれぞれのヨーク1に対応するように複数が設けられる。この噴射ノズル4からの空気流は、金属粉分離用磁石体3のヨーク1の外周の接線方向に沿って流動し、選別対象物は空気内に分散した状態で吹き付けられる。噴射流の軸径は細く直線状である。噴射流の直線部分は5〜15cm程度の長さが良好である。
ガイド部材11は噴射ノズル4と粉体回収用吸い込み管6との間に直管状態で配置されており、噴射ノズル4が噴射した空気流がヨーク1の外周面に沿って流れるように案内する。ガイド部材11はそれぞれのヨーク1に対応して設けられる。それぞれのガイド部材11には図3に示すように、ヨーク1の外周面に沿った長さの開口部11bが形成されており、この開口部11bがヨーク1に臨むことによりガイド部材11はヨーク1の外周面を覆う流路11aを形成する。粉体からなる選別対象物7を含む空気流がそれぞれのガイド部材11の流路11aを流れることにより、選別対象物7に混入している金属粉がヨーク1の外周面に吸着される。すなわち図1の軌道K1で示すように、金属粉9がヨーク1の外周面に吸着される一方、選別対象物7自体は軌道K2で示すように、ヨーク1の直線的に流動して粉体回収用吸い込み管6側に流動する。
粉体回収用吸い込み管6は金属粉9が除かれた粉体を回収するものであり、ガイド部材11の下流側に配置されている。この粉体回収用吸込み管6に金属粉分離用磁石体3を通過した選別対象物7が流入する。粉体回収用吸込管6は矢印で示すように、金属粉分離用磁石体3に対して接近及び離反の移動が可能である。適切に位置決めすることで、直線状の空気流が広がって筐体100a内に分散することを防止する。この移動は、ヨーク1の接線方向に沿ってなされるのが良好である。これにより選別対象部7の粉体を効率よく流入させることができる。
粉体回収用吸込み管6の先端部分の吸込み口6aにおいては、下部がヨーク1に接近する一方、上部がヨーク1から離れるような斜め方向に切断されている。これにより、ヨーク1を通過して流れる選別対象物7を効率よく粉体回収用吸込み管6に流入させることができる。
金属粉除去部材10は粉体回収用吸込み管6よりも金属粉分離用磁石体3の回転方向下流側に配置されている。金属粉除去部材10は、金属粉除去用磁石体12と金属粉除去用吸込み管13とからなり、金属粉除去用磁性体12が上流側に、金属粉除去用吸込み管13が下流側に配置されている。金属粉除去用磁石体12は、金属粉分離用磁石体3に吸着された金属粉9を引き離す。金属粉除去用吸込み管13は、吸い込み力が強く設定されており、金属粉分離用磁石体3に吸着された金属粉9と、金属粉除去用磁石体12に吸着された金属粉9を吸引する。これにより金属粉分離用磁石体3の表面がクリーンな状態にされる。
図5は、金属粉除去用磁性体12の正面図である。金属粉除去用磁性体12は、金属粉分離用磁石体3を構成する永久磁石2の構造と同様の構造を有し、表面をカバー12aで覆っている。運転終了後、金属粉除去用磁性体12を筐体から取り出し、さらに内部の永久磁石を取り出す。これにより、カバー12aに吸着した金属粉9が、磁力の影響がなくなり振り落とせるので、金属粉の回収が容易となる。
このような磁力選別装置100によれば、永久磁石2を挟むヨーク1の外面の接線方向に沿って噴射する噴射ノズル4を設け、粉体からなる選別対象物を空気流と共に金属粉分離用磁石体3の外周部に供給するため、粉体が金属粉分離用磁石体3に堆積することや塊になることがない。この空気流は金属粉分離用磁石体3におけるヨーク1の極めて近く位置を通過するので、粉体に混入している金属粉が良好に金属粉分離用磁石体に吸着されて粉体と分離できる。
また、複数のヨーク1及び永久磁石2を積層して一体に回転する金属粉分離用磁力体3を設けたので、金属粉分離用磁力体3をステンレス製等の薄い円筒体で囲む場合に比べ、磁力の低下がなく、ヨーク1付近の強い磁力を直に利用できる。
さらに流路11aがヨーク1の外周面を覆って空気流を案内するガイド部材11を設けたので、粉体がガイド部材11の外側に飛散しないようにできる。しかも流路11aがヨーク1の外周面を覆い、この流路11aに対して粉体(選別対象物7)を流すため、粉体がヨーク1と確実に接触することができ、粉体中の金属粉をヨーク1に確実に吸着させることができる。
図6〜図8は、本発明の別の実施例を示す。図6に示すように、磁力選別装置100は、筐体100aの内部に設けた金属粉分離用磁石体3によって選別対象物に混入した金属粉を除去する。筐体100aの内部には、金属粉分離用磁石体3に加えて、選別対象物を圧縮空気でヨーク1の外周面の接線方向に沿って噴射する噴射ノズル4と、噴射ノズル4から噴射された粉体を含む空気流を金属粉分離用磁石体3の外周面(ヨーク1の外周面)に沿って流れるように案内するガイド部材11と、ガイド部材11の終端部分に設けられて金属粉分離用磁石体3を通過した選別対象物を吸い込んで回収する粉体回収用吸込み管6と、粉体回収用吸込み管6の下流側に設けられて、金属粉分離用磁石体3に吸着されている金属粉を除去する金属粉除去部材10と、を備えている。
金属粉分離用磁石体3、噴射ノズル4、粉体回収用吸い込み管6及び金属粉除去部材10は図1〜図5に示す上記実施例と同様な構造となっているため、説明を省略する。この実施例のガイド部材11は、その流路11aが金属粉分離用磁石体3におけるヨーク1の外周面に沿うようになっている。すなわち、流路11aは円板状のヨーク1の曲率に合わせた曲率を有して湾曲状に形成されるものである。流路11aがこのように湾曲状に形成されているため、ガイド部材4の全体も湾曲状に形成されており、金属粉分離用磁石体3のほぼ半周を覆っている。これによりガイド部材11は噴射ノズル4の配置部位から金属粉除去部材10の手前にかけて設けられている。これにより、ガイド部材11の流路11aが長くなっており、長さなった分、流路11a内の選別対象物7がヨーク1の外周面と長く接触するため、選別対象物7に混入している金属粉を確実に吸着することができる。
図9(A)〜(C)は、異なる3つのガイド部材11の例であり、図6のA−A断面図に対応している。ガイド部材11は、(A)〜(C)ともヨーク1の外周面側が流路11aとなっており、粉体7の空気流の流路を形成する。流路11aはヨーク1に臨む底面が開口された開口部11bを有しており、開口部11bを介して空気流がヨーク1と接触することが可能となっている。そのため金属粉9は、永久磁石2の磁力によりヨーク1の表面に吸着される。図9(A)はダクト部11aが突出しない構造である。図9(B)と(C)は、ダクト部11aが突出し、外形が矩形か丸形かの相違がある。
図10は、図6に対し、ガイド部材11を短くした場合の内部構成を示す。すなわち図10に示すガイド部材11は、噴射ノズル4が配置された配置部位が始点となって、金属粉分離用磁性体3(ヨーク1)の外周面に沿って延び、その終端は金属粉分離用磁性体3(ヨーク1)の外周長の1/4よりも短い部位となっている。永久磁石2の磁力が強い場合、金属粉9は直ちに金属粉分離用磁石体3に吸着されるので、このようなガイド部材11が短い構造でも金属粉が確実に吸着されて除去される。
図11は、永久磁石2を金属製の回転筒27で囲んだ構造の金属粉分離用磁性体3を示す。永久磁石2は左下部分を切り欠いて、金属粉9の回収を容易としている。左下部分の切り欠きにより永久磁石2の左下部分は磁力を小さくできるので、金属粉除去用磁石体12と金属粉除去用吸込み管13によって金属粉9を回収しやすい。回転筒27は、回転軸31の回転で回転させる。一方、永久磁石2は、回転軸31に装着されるが回転はしない。図9には示さないが、永久磁石2の切り欠き部分が左下方を向くように永久磁石2の長手方向の両端部にバランス用の重りが設けられる。
図12は、磁力選別装置100を組み込んだ磁力選別システム200の例である。選別システム200は、磁力選別装置100とその周辺装置から構成される。粉体回収用吸込み管6は、第1サイクロン21に接続され、粉体が沈降により底部に集められる。金属粉除去用吸込み管13は、第2サイクロン22に接続され、金属粉9が沈降して底部に集められる。第2サイクロン22の底部には、金属粉固定手段23が設けられ、3本のマグネット棒23aに金属粉9を固定する。マグネット棒23aはステンレスのカバーで覆われており、マグネット棒23aをカバーの筒から引き出すと、金属粉9が落下するので、運転終了後の金属粉9の回収が容易になる。
図12に示すように、磁力選別装置100の噴射ノズル4は、粉体供給装置29に接続される。粉体供給装置29は、定量供給式のもので、粉体がモータ18で駆動されるスクリューコンベヤ19で搬送される。粉体7からなる選別対象物7は、スクリューコンベヤ19を介して定量ずつインジェクタ25に送り込まれる。粉体7はインジェクタ25により、圧縮空気20で押し出され、噴射ノズル4から噴射される。粉体供給装置29のタンクは、メインタンク14とサブタンク15からなる。メインタンク14に投入された粉体の選別対象物7は、流動用エアー16で流動化された後、サブタンク15に入って沈降させる。サブタンク15の底部には、メッシュバイブレータ17が備えられ、粉体が塊にならないようにスクリューコンベヤ19に送り込む。
以上の本発明によれば、
(a)金属粉分離用磁石体の外周面接線方向に粉体を噴射できる噴射ノズル4を設けたので、金属粉分離用磁石体3が近くを通過する金属粉を吸着して、金属粉を粉体から分離できる。
(b)ヨークの外周面を覆い、空気流を案内するガイド部材11を設けたので、粉体がガイド部材の外側に飛散しないようにできる。また、ヨーク1の外周面に沿って粉体を流すため、粉体がヨーク1と確実に接触することができ、粉体中の金属粉をヨークに確実に吸着させることができる。
(c)ヨーク1を覆うガイド部材11を設け、ヨーク1の表面に金属粉を吸着させるようにしたので、金属製の回転筒を設けて回転筒の表面に金属粉を吸着させる場合に比べ、ヨーク1付近の強い磁力を直接利用できる。
(d)金属粉除去用磁石体12と金属粉除去用吸込み管13からなる金属粉除去部材10を設けたので、金属粉分離用磁石体の表面をクリーンな状態にできる。
本発明は、粉体に混入した金属異物を除去する磁力選別装置として好適である。
1 ヨーク
2 永久磁石
3 金属粉分離用磁石体
4 噴射ノズル
6 粉体回収用吸込み管
7 選別対象物(粉体)
9 金属粉
10 金属粉除去部材
11 ガイド部材
11a 流路
11b 開口部
12 金属粉除去用磁石体
12a カバー
13 金属粉除去用吸込み管
14 メインタンク
15 サブタンク
16 流動用エアー
17 メッシュバイブレータ
18 モータ
19 スクリューコンベヤ
20 圧縮空気
21 第1サイクロン
22 第2サイクロン
23 金属粉固定手段
23a マグネット棒
25 インジェクタ
26 粉体回収タンク
27 回転筒
28 ホース
29 粉体供給装置(定量供給式)
31 回転軸
100 磁力選別装置
100a 筐体
200 磁力選別システム
本発明による磁力選別装置は、隣り合う磁極が同極となるように円板状のヨークを介して重ねられる円板状の複数の永久磁石からなり、前記ヨーク及び永久磁石が一体に回転する金属粉分離用磁力体と、前記ヨークのそれぞれの外面の接線方向に沿って、粉体からなる選別対象物を圧縮空気で噴射する噴射ノズルと、前記噴射ノズルの噴射方向下流側に設けられ、前記金属粉分離用磁石体を通過した選別対象物が流入する粉体回収用吸い込み管と、前記粉体回収用吸い込み管よりも前記金属粉分離用磁石体の回転方向下流側に配置され、前記金属粉分離用磁石体に磁気吸着された金属粉を前記金属粉分離用磁石体から除去する金属粉除去部材と、前記ヨークに臨む開口部が形成された状態で前記ヨークの外周面を覆う流路を有しており、前記噴射ノズルと前記粉体回収用吸い込み管との間に配置されて前記噴射ノズルが噴射した空気流が前記流路内を流れるように案内するガイド部材と、を備え、前記ガイド部材は、前記噴射ノズルの配置部位から前記金属粉除去部材の手前にかけて設けられることを特徴とする。
本発明の磁力選別装置においては、前記ガイド部材の流路は、前記ヨークの曲率に合わせた曲率で湾曲していることを特徴とする。
また、前記粉体回収用吸い込み管は、前記金属粉分離用磁石体に対して接近及び離反の移動が可能となっていることを特徴とする。
また、前記金属粉除去部材は、前記粉体回収用吸い込み管よりも前記金属粉分離用磁石体の回転方向下流側に順次配置された金属粉除去用磁石体及び金属粉除去用吸い込み管からなり、前記金属粉分離用磁石体に吸着された金属粉を引き離しつつ吸引して除去することを特徴する。

Claims (5)

  1. 隣り合う磁極が同極となるように円板状のヨークを介して重ねられる円板状の複数の永久磁石からなり、前記ヨーク及び永久磁石が一体に回転する金属粉分離用磁力体と、
    前記ヨークのそれぞれの外面の接線方向に沿って、粉体からなる選別対象物を圧縮空気で噴射する噴射ノズルと、
    前記噴射ノズルの噴射方向下流側に設けられ、前記金属粉分離用磁石体を通過した選別対象物が流入する粉体回収用吸い込み管と、
    前記粉体回収用吸い込み管よりも前記金属粉分離用磁石体の回転方向下流側に配置され、前記金属粉分離用磁石体に磁気吸着された金属粉を前記金属粉分離用磁石体から除去する金属粉除去部材と、
    前記ヨークに臨む開口部が形成された状態で前記ヨークの外周面を覆う流路を有しており、前記噴射ノズルと前記粉体回収用吸い込み管との間に配置されて前記噴射ノズルが噴射した空気流が前記流路内を流れるように案内するガイド部材と、を備えていることを特徴とする磁力選別装置。
  2. 前記ガイド部材の流路は、前記ヨークの曲率に合わせた曲率で湾曲していることを特徴とする請求項1に記載の磁力選別装置。
  3. 前記ガイド部材は、前記噴射ノズルの配置部位から前記金属粉除去部材の手前にかけて設けられることを特徴とする請求項1又は2に記載の磁力選別装置。
  4. 前記粉体回収用吸い込み管は、前記金属粉分離用磁石体に対して接近及び離反の移動が可能となっていることを特徴とする請求項1に記載の磁力選別装置。
  5. 前記金属粉除去部材は、前記粉体回収用吸い込み管よりも前記金属粉分離用磁石体の回転方向下流側に順次配置された金属粉除去用磁石体及び金属粉除去用吸い込み管からなり、前記金属粉分離用磁石体に吸着された金属粉を引き離しつつ吸引して除去することを特徴する請求項1に記載の磁力選別装置。
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