JP6721258B1 - 磁力選別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粉体に混入した金属粉を除去することができる磁力選別装置を提供する。【解決手段】本発明の磁力選別装置は、隣り合う磁極が同極となるように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、回転軸を中心に回転する金属粉分離用磁石体と、ヨークのそれぞれの外面の接線方向に沿って選別対象物の粉体を含んだ空気流を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良品回収用吸込み管と、良品回収用吸込み管よりも金属粉分離用磁石体の回転方向下流側に配置され、金属粉分離用磁石体に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、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は出願人が提案した磁力選別装置である。こ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。

特許文献１の磁力選別装置は、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るので、これを吹き飛ばすため、エアー噴射パイプが設けられる。粉体がマグネット棒の上面に積もらないようにするには、特許文献１のように、永久磁石が内蔵された回転筒を設け、回転筒の回転により粉体を下方に落下させればよい。しかしながら、粉体を回転筒に落下させるのでは、塊になってしまう場合があり、粉体を均等に分散させ、流動化して供給するような手立てが望まれる。

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、除去することができ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、回転軸を中心に回転する金属粉分離用磁石体と、前記ヨークのそれぞれの外面の接線方向に沿って選別対象物の粉体を含んだ空気流を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良品回収用吸込み管と、前記良品回収用吸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、を備え、前記金属粉分離用磁石体は、前記永久磁石の外面を覆って、前記噴射ノズルの噴射路を前記ヨークの外面接線方向に沿って形成するガードを備えていることを特徴とする。

前記金属粉除去部材は、前記良品回収用吸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とする。

前記良品回収用吸込み管の先端部分に、斜めに切断された吸込み口が形成されていることを特徴とする。

前記良品回収用吸込み管は、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。
前記良品回収用吸込み管は、揺動することにより前記噴射ノズルからの空気流に対して変位可能となっていることを特徴とする。

本発明による磁力選別装置によれば、
（ａ）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、回転軸を中心に回転する金属粉分離用磁石体と、各ヨークの外面の接線方向に沿って選別対象物の粉体を含んだ空気流を噴射する噴射ノズルを設けたので、粉体を含んだ直線状の細い空気流を金属粉分離用磁石体の外周部に供給できる。そのため、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ようにできる。空気流は金属粉分離用磁石体の近くを接線方向に沿って移動するので、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分離できる。
（ｂ）噴射ノズルの噴射方向下流側に、良品回収用吸込み管を設けたので、粉体を含む空気流が分散して広がる前に回収できる。
（ｃ）良品回収用吸込み管よりも金属粉分離用磁石体の回転方向下流側に配置され、金属粉分離用磁石体に吸着された金属粉を除去する金属粉除去部材を設けたので、金属粉が除去され金属粉分離用磁石体の表面がクリーンな状態にできる。

ヨークの上方に噴射ノズルの噴射路を形成するガードを備えたので、ヨーク上方の磁力の強い部分に絞り込んで、空気流を通過させることができる。すなわち、ヨーク上方の両側にガードによる壁を設け、空気流が通過する隙間を形成した。

金属粉分離用磁石体の下方に近接して、金属粉除去用磁石体と金属粉除去用吸込み管を設けたので、金属粉分離用磁石体に吸着した金属粉を引き離して除去できる。金属粉除去用磁石体は、金属粉が金属粉分離用磁石体から浮き上がらせて離れやすくする。その上で、金属粉除去用吸込み管に金属粉を吸引し除去する。

良品回収用吸込み管は、先端が斜めに切断されて吸込口を形成したので、長さ方向に直角に切断した場合より開口径を大きくでき、噴射ノズルからの空気流が多少広がっても、これを回収できる。

良品回収用吸込み管を固定とせず、金属粉分離用磁石体に対して接近及び離反を可能としたので、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る。また、良品回収用吸込み管を揺動可能としたので、噴射ノズルからの空気流に対して変位して、金属粉と良品の選別対象物を分けることができる。

本発明による磁力選別装置及び磁力選別システムの構成図である。 図１の金属粉分離用磁石体の側面図である。 ヨーク付近の磁力の強さを示す図である。 図１の金属粉分離用磁石体とその周辺を示す斜視図である。 噴射ノズルから噴射された粉体を含む空気流の説明図である。 図４に示す金属粉分離用磁石体の縦断面図である。 金属粉固定手段の斜視図である。 粉体供給装置の他の実施例を示す図である。

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は、本発明による磁力選別装置１００及び磁力選別システム２００の構成図である。磁力選別装置１００は、四角の筐体１１０を有し、該筐体１１０内で、中央の金属粉分離用磁石体３で選別対象物７に混入した金属粉９を除去する。選別対象物７は、例として粒度が１０〜１００μｍの小麦粉や脱脂粉乳などの粉末であるが、食品に限らず無機物のシリカ粉なども扱える。選別対象物７は、噴射ノズル４からの空気流となって、金属粉分離用磁石体３の外周の接線方向に噴射される。すなわち、選別対象物７は空気内に分散した状態で吹き付けられる。空気流は軸径が細く直線状の空気流で、直線部分は５〜１５ｃｍ程度の長さが確保される。

空気流は、軌道が金属粉分離用磁石体３のヨーク１の外周接線方向なので、金属粉９は金属粉分離用磁石体３に接近して永久磁石２に吸着される。金属粉９が除かれた粉体を回収するため、噴射ノズル４の噴射方向下流側に良品回収用吸込み管６を設けた。良品回収用吸込み管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。良品回収用吸込管６は、図１及び図５に示す矢印Ｍの方向に動かすことができ、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内に拡散することを防止し、良品回収用吸込管６に回収する。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。また、良品回収用吸込み管６は、矢印Ｎで示すように、揺動可能となっている。これにより良品回収用吸込み管６を噴射ノズル４からの空気流に対して変位させ、良品の選別対象物７の中に、磁力により軌道が変更された金属粉９が入り込まないようにできる。

良品回収用吸込み管６よりも金属粉分離用磁石体３の回転方向下流側に、金属除去用磁石体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を配置した。この場合、金属除去用磁石体１２、次に金属粉除去用吸込み管１３の順で、金属粉分離用磁石体３の回転方向下流側に設けられる。金属粉除去用吸込み管１３の吸い込み力で、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の吸引力は、金属粉分離用磁石体３の吸着力よりも強く設定される。金属粉を効率よく吸引するため、金属粉除去用吸込み管１３の先端をガード１１に接近（図２参照）させる。金属粉除去用吸込み管１３の吸込み口に近接する金属粉分離用磁石体３の下方に、棒状の回転する金属粉除去用磁石体１２を備えた。金属粉除去用磁石体１２は、金属粉分離用磁石体３よりも小径のものが使用される。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を引き離すのに都合がよい。なお、金属粉除去用磁石体１２は、金属粉分離用磁石体３の下方に落下した金属粉９を捕捉することもできる。

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。吸込み管６は、第１サイクロン２１に接続され、粉体が底部に集められる。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、マグネット棒２３ａに金属粉９を固定する。これにより金属粉９が飛散せず回収が容易になる。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、モータ１８で駆動されるスクリューコンベヤ１９で粉体が搬送される。粉体は、定量送りができるスクリューコンベヤ１９を介してインジェクタ２５に送り込まれ、圧縮空気の噴射用エアー２０で押し出されて噴射ノズル４に送られる。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して、スクリューコンベヤ１９に送り込む。

図２は、図１の金属粉分離用磁石体３の側面図である。本実施例では、金属粉分離用磁石体３は、円板状のヨーク１で挟んだ同じ円板状の永久磁石２の５つで構成した。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した。ヨーク１の外周部分には磁力線２７が集まるので、強い磁力が得られる。ヨーク１の外周部分に噴射ノズル４から噴射される空気流を通すためガード１１とガード１１の間に間隙を形成している。ガード１１は、６つのリング状の部品からなり、永久磁石２の外側に嵌め込んで固定している。金属粉分離用磁石体３には回転軸３１が設けられ、モータで駆動される。回転軸３１が回転すれば、永久磁石２とヨーク１とガード１１が一体で回転する。

図３は、ヨーク１付近の磁力の強さを示す図である。、図３に示すように、点線のピーク点が最大磁力となり、ヨーク１から離れるほど磁力は弱くなるので、ヨークは３〜５ｍｍ、より好ましくは２ｍｍの厚さで、ヨーク１を挟み込むように、ヨーク１の上方にガード１１、１１を接近させている。空気流はヨーク１の上方に噴射される。

図４は、図１の金属粉分離用磁石体３とその周辺を示す斜視図である。複数の、ここでは５つの噴射ノズル４が、ガード１１の各間隙に向けて配置される。インジェクタ２５は１つで、ホースを５つに分岐させている。複数の、ここでは５つの良品回収用吸込み管６が、ガード１１とガード１１の間の間隙を抜けて出てきた空気流を受け止めるように設けられる。５つの良品回収用吸込み管６は１本にまとめられて、サイクロン２１に送られる。良品回収用吸込み管６は角筒型で、先端を斜めに切断して吸込み口６ａを広くした。これに限らず、良品回収用吸込み管６を円筒型として、先端を斜めに切断して広い吸込み口としてもよい。図４には示さないが、複数の、ここでは５つの金属粉除去用吸込み管１３が設けられ、ガード１１の間隙内に吸着した金属粉９を吸い取って除去する。５つの金属粉除去用吸込み管１３は、１本にまとめられて、サイクロン２２に送られる。

図５は、噴射ノズル４から噴射された粉体を含む空気流の説明図である。空気流は、側面視でガード１１の間隙内を流れる。詳細には、永久磁石２の接線方向に沿った軌道で流れる。金属粉９は、永久磁石２の磁力により間隙内の底部、ヨーク１の表面に吸着する。磁力の影響を受けない選別対象品７は、良品回収用吸込み管６の吸込み口６ａに落ち、吸引されてサイクロン２１に送られる。

良品回収用吸込み管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を効率よく良品回収用吸込み管６に流入させることができる。

図６は、図４に示す金属粉分離用磁石体３２の縦断面図である。図６では回転軸３１の図示を省略した。ガード１１は、６つのリング状の部品からなり、永久磁石２の外側に嵌め込んで固定している。ガード１１は磁力線を通過させる樹脂製とした。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した。

図７は、金属粉固定手段２３の斜視図である。金属粉固定手段２３は、３本のマグネット棒２３ａで構成した。マグネット棒２３ａはステンレスのカバー３２で覆われており、マグネット棒２３ａをカバー３２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８は、粉体供給装置の他の実施例を示す図である。図８に示す粉体供給装置３０は吸い上げ式のもので、粉体の選別対象物７は粉体用タンク７に投入される。粉体用タンク２６の底部には、流動用エアー１６が供給されて、粉体を流動化させている。粉体用タンク２６に投入された選別対象物７は、インジェクタ２５に圧縮空気の噴射用エアー２０が供給されると吸引され、ホース２８により噴射ノズル４に送られる。定量式の粉体供給装置２９は、粉体供給量の変動が少ない。これに対し吸い上げ式の粉体供給装置３０は、粉体供給量の変動がやや大きい。

本発明による実施例によれば、
（ａ）噴射ノズルによって、回転する金属粉分離用磁石体の外周面接線方向に粉体の空気流を噴射したので、空気流が金属粉分離用磁石体の極めて近い部分を通過でき、金属粉が磁力により金属粉分離用磁石体に吸着され、これを分離することができる。
（ｂ）金属粉除去部材を設けたので、吸引により金属粉分離用磁石体に吸着した金属粉を除去し、金属粉分離用磁石体の表面（具体的にはヨークの表面）がクリーンな状態となり、吸着性能を維持できる。
（ｃ）金属粉分離用磁石体の外側を覆うガードを設け、噴射路となる間隙を形成し、間隙に沿って空気流を通過させたので、粉体の飛散が抑制できる。
（ｄ）良品回収用吸込み管の先端に、斜め方向に開口した吸込口を設けたので、開口径を大きくでき、空気流の径が多少広がっても良好に吸引できる。
（ｅ）金属粉除去部材を金属粉除去用磁石体と金属除去用吸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効率よく引き離して除去できる。

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 良品回収用吸込み管
６ａ 吸込み口
７ 選別対象物
９ 金属粉
１０ 金属粉除去部材
１１ ガード
１２ 金属粉除去用磁石体
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 噴射用エアー
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 粉体用タンク
２７ 磁力線
２８ ホース
２９ 粉体供給装置（定量供給式）
３０ 粉体供給装置（吸い上げ式）
３１ 回転軸
３２ カバー
１００ 磁力選別装置
１１０ 筐体
２００ 磁力選別システム

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、回転軸を中心に回転する金属粉分離用磁石体と、
   前記ヨークのそれぞれの外面の接線方向に沿って選別対象物の粉体を含んだ空気流を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良品回収用吸込み管と、
   前記良品回収用吸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、
   を備え、
   前記金属粉分離用磁石体は、前記永久磁石の外面を覆って、前記噴射ノズルの噴射路を前記ヨークの外面接線方向に沿って形成するガードを備えていることを特徴とする磁力選別装置。
2. 前記金属粉除去部材は、前記良品回収用吸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とする請求項１に記載の磁力選別装置。
3. 前記良品回収用吸込み管の先端部分に、斜めに切断された吸込み口が形成されてい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. 前記良品回収用吸込み管は、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乃至３のいずれか１項に記載の磁力選別装置。
5. 前記良品回収用吸込み管は、揺動することにより前記噴射ノズルからの空気流に対して変位可能となっていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の磁力選別装置。
   

Images