JP4616347B2 - スリップ制御された回転ローラを備えた強磁性体用磁力選別機及び適切な運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、材料をその磁気特性に応じて分離するための装置に関するものであり、特にスリップ制御された回転ローラを備えた選別機に関するものである。

一般に磁力選別機は、不活性な材料の残りから透磁性を有する材料を分離するために、混合材料の流れから透磁性を有する全ての材料を摘出するように設計されている。典型的な選別機は、アイドラーローラの周りにループ状に閉じられて混合材料を運ぶベルトを引っ張る駆動ローラとしての役割を果たすマグネットプーリから主に構成される。

高い又は低い透磁性を有する材料を分離するために適切な異なる磁場勾配を備えたマグネットプーリは、材料を分離するために使用される。低い磁場勾配では高い透磁性を有する材料のみが引き付けられるのに対して、高い磁場勾配では高い透磁性を有する材料と低い透磁性を有する材料の両方が引き付けられる。

既知の選別機、特に高い磁場勾配プーリを有する選別機の欠点は、コンベヤベルトがローラから離れ、その結果非常に小さなエリアで引き付けられた材料が分離されるまで、対応する極性によって引きつけられている材料がその極性に引き付けられ続けるということである。結果として、高い透磁性の材料と低い透磁性の材料の両方とも同じエリアに落下し、その後さらに分離しなければならない。

別の欠点は、誘電子（ローラの交互の極性）と誘導されたもの（引き付けられた磁性材料）の間に挟まれ続けるため、磁性材料が不活性な材料を運んでくることである。従って、この場合もまた、分離された材料の質を向上させるために、さらなる分離が要求される。

別のタイプの磁力選別機は、アルミニウム、銅、真鍮などのような磁性のない電気的に伝導性の材料を分離するために使用される渦電流選別機である。この場合、コンベヤベルトが巻きつけられる非磁性チューブの内側で高速回転する磁気ローラが設けられる。

ローラの回転速度は、非常に高く（例えば３０００ｒｐｍ）しなければならず、これは伝導性材料中に、速い磁場の変化によって混合物から分離されるように前記材料に反発力を引き起こす渦電流を誘導するためである。さらに、最大の運転効率を達成するために、磁気ローラと非磁性チューブの間のギャップはできる限り小さくしなければならず、このことは、磁気ローラと非磁性チューブの間の相対的に速い回転速度による過熱の問題が生じる。

したがって、本発明の目的は前述の欠点のない選別機を提供することである。この目的は、アイドラーローラがアイドルチューブの周りに巻かれたベルト用の駆動ローラの役割を果たし、そのアイドルチューブの内側にアイドルチューブと異なるスピードで回転することができる磁気ローラを設けることで強磁性体用磁力選別機が達成される。ある意味においては渦電流選別機に似ているが、スピード範囲が全く異なる。

この選別機の第１の大きな利点は、ベルト速度と関係するローラ速度のコントロールによって、相対スリップを得て挟み込み現象を減少させ、不活性材料が磁気材料と共に運ばれる可能性を大きく減少させることである。

別の大きな利点は、コントロールされたスリップによって、異なる透磁性を有する材料の即時の選別も、高透磁性の材料の遅い放出によって落下域に扇形状のように広がることで、できるということである。

本発明による選別機のさらなる利点及び特徴は、以下に添付された図面に関するいくつかの具体態様の詳述から、熟練の技術者に明らかになる。そこで、

図１及び図２を参照すると、本発明の磁力選別機には従来通りに磁気ローラ２及びアイドラーローラ３の周りに混合材料４を搬送するための閉ループを形成するコンベアベルト１を含んでいることがわかる。前記混合材料４では、材料の磁気特性を以下のように示している。
米形：不活性材料、円形：低透磁性材料、三角形：中透磁性材料、長方形：高透磁性材料

本発明の新規な態様は、この強磁性体用選別機では、非磁性用選別機と似た構造が用いられているということである。該非磁性用選別機は、ベルト１はローラ２によって駆動されず、モータの付いたアイドラーローラ３によって駆動されており、またベルト１は直接ローラ２に巻かれずローラ２が最小のギャップで配置された内側の非磁性材料（例えばステンレス鋼、ガラス強化プラスチック等）のアイドルチューブ３′に巻かれている。

図２に示されるように、ローラ２は、軸端部がベアリング９によって支持され、チューブ３′はローラ２の軸にベアリングで回転できるように支持されている。ローラ２の回転速度はモータ減速機１０または同種のものを用いて、その角速度がベルト１の角速度の１％〜２００％の間であり、ローラ２とチューブ３′の間の相対的な回転が異なるようにするためにどんな場合においても１００％とならないようにコントロールされる。

この回転の違いの目的は、相対的なすべりを生じその結果異なる速度を持った２つの面を形成し、それによって引き付けられる材料を得ることである。磁気エリアに１８０°の角度で接触するように定義される経路に位置する間、磁極の前進又は後退を、ベルトの進行方向に関して前進または後退して回転することで得られる。

このことは、実質的に全ての不活性材料が離れ、ベルト１の垂直接線下方に位置する第１の落下エリア５で重力によって落ちることになる。さらに、透磁性を増した材料の遅い放出が、材料を異なる落下エリア６、７及び８へ至る扇状に広がる分離によって得られる。

つまり、重要なものは材料の透磁率であり、また重要なものはスリップと遠心力を合わせた作用に耐えるその容量である。結果として、それぞれの材料は、その落下エリアに影響する高い透磁性材料によって引き起こされる挟み込み作用を受けることなく、その磁気特性に対応する点でベルト１から離れるであろう。

好ましい実施態様では、スピード又はローラ２をコントロールするためにモータ減速機１０が使用され、前記スピードは単にローラ２のシャフト上に固定されたクラッチを用いることによってもまた（より小さな速度範囲であるが）コントロールすることができる。実際に、モータ減速機１０が無い場合には、ベルト１上を強磁性体が通過すること自体で、一旦初期の慣性が克服されればベアリング９の回転摩擦を単に持っているだけのローラ２の回転を下げる傾向がある。

混合材料４が多くの強磁性体材料を有する場合に限り、このことが明らかに起こり得るが、その量が低いか、現在の材料の透磁性が低い場合、ベアリング９の摩擦及び／又はその慣性によって十分にベルト１の速度未満の速度を維持することができるので、ローラ２は駆動手段又はクラッチ手段を完全になくすことができる。

明らかにこれら２つの場合には、ローラ２の速度はベルト１の速度よりも遅くなりえるが、一般にモータ減速機１０を有している場合、材料の選択に役立つときはいつでも、たとえモータの駆動によってより高速で回転させることが可能であっても、ローラ２をベルト１より遅い速度で回転させることが望ましい。

使用されるローラ２のタイプ（モータ駆動、クラッチ、アイドル）に関わらず、より高い透磁性を有する材料の選別は図３に示した具体例によって行うことができる。

この場合、前記選別機には、あらかじめ傾斜を設定できる調整可能なそらし傾斜偏向器１１が加えられている。カバーがローラ２に関して反対方向に回転し、望ましくは永久磁石を有する磁気ドラム１２の方へ高透磁性又は低透磁性の材料を向かわすようにしている。

偏向器１１によって落下エリア８の方へ逸らされた材料の流れから高透磁性を有する材料を引き出すことを可能とするように、ドラム１２の位置は望ましくは調整可能とし、該材料はカウンタ回転ドラム１２によって反転され、続いて収集エリア１３に放出される。調節機能と偏向器１１及びドラム１２の追加によって現行の選別機の適用の場を広げることが可能となる。

発明による前記及び図示の磁力選別機の実施態様は、様々な修正の余地がある単なる例であることは明らかである。特に、ローラ２は永久磁石タイプであることが好ましく、異なる性質の磁石、例えば大きな磁界（５０÷３００ Ｏｅ／ｃｍ）、非常に大きな磁界（３００÷１０００ Ｏｅ／ｃｍ）、極めて大きな磁界（１０００÷２０００ Ｏｅ／ｃｍ）のような異なる磁石から作ることができるが、さらに電磁気タイプとすることもできる。

同様に、ベルト１、チューブ３′及び駆動ローラ３は具体的な製造のニーズに合わせて修正することができ、１つ以上のアイドラーローラがベルト１の形状及び／又は長さに応じて用意される。

本選別機によって達成される材料選別及び選別効果を示す軸方向の断面図である。 コントロールされたスリップシステムの第１の実施態様を示す正面図である。 高透磁性材料の選別のための追加デバイスと共に提供される本選別機の変形例を示す図１と同類の図である。

Claims (8)

1. 磁気ローラ（２）及び少なくとも１つのアイドラーローラ（３）の周りに閉ループを形成するコンベヤベルト（１）を含む強磁性体用磁力選別機において、
   前記少なくとも１つのアイドラーローラ（３）がモータ駆動であり、前記ベルト（１）は前記磁気ローラ（２）に直接巻きつけられずに、前記磁気ローラ（２）に対してスリップすることができて磁気ローラ（２）を内側に配置する非磁性材料のアイドルチューブ（３′）に巻きつけられ、磁気ローラ（２）の角速度をベルト（１）の角速度の１％と２００％の間の範囲において１００％にならないようにコントロールする手段を有し、
   前記ベルト（１）のうち前記アイドルチューブ（３′）を介して前記磁気ローラ（２）に当接する外側表面には、選別された物質が落下する落下エリアが設けられていることを特徴とする強磁性体用磁力選別機。
2. 磁気ローラ（２）の角速度をコントロールする手段がモータ減速器（１０）から成ることを特徴とする請求項１記載の磁気選別機。
3. 磁気ローラ（２）の角速度をコントロールする手段が磁気ローラ（２）のシャフト上に固定されたクラッチから成ることを特徴とする請求項１記載の磁気選別機。
4. 磁気ローラ（２）がベアリング（９）によってシャフトの端で支持されているとともにアイドルチューブ（３′）が前記磁気ローラ（２）のシャフトにベアリングを介して回転支持されることを特徴とする請求項１〜３何れかに記載の磁気選別機。
5. 磁気ローラ（２）の下方に調整可能な傾斜偏向器（１１）を有することを特徴とする請求項１〜４何れかに記載の磁気選別機。
6. 永久磁石を有し、カバーがローラ（２）に関して反対方向に回転し、高透磁性材料の落下エリア（８）に位置する磁気ドラム（１２）を有することを特徴とする請求項１〜５何れかに記載の磁気選別機。
7. 磁気ドラム（１２）の位置を調整可能とすることを特徴とする請求項６記載の磁気選別機。
8. 磁気ローラ（２）及び少なくとも１つのモータ駆動アイドラーローラ（３）の周りに閉ループを形成するコンベヤベルト（１）を含む強磁性体用磁気選別機の運転方法において、
   前記ベルト（１）は前記磁気ローラ（２）に対してスリップすることができて磁気ローラ（２）を内側に配置する非磁性材料のアイドルチューブ（３′）に巻きつけられ、磁気ローラ（２）の角速度をコントロールする方法を有し、磁気ローラ（２）をベルト（１）の角速度の１％と２００％の間の１００％にならない角速度で回転させ、
   前記ベルト（１）のうち前記アイドルチューブ（３′）を介して前記磁気ローラ（２）に当接する外側表面に設けられた落下エリアにて、選別された物質を落下させることを特徴とする強磁性体用磁気選別機の運転方法。

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