JP7454835B2 - 移送システム - Google Patents

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Description

本発明は、破砕対象物を破砕して移送する移送システムに関する。
マンションの解体などにより発生するコンクリートの大塊や岩等を細かく破砕する際に、鉄筋、マンガン、クロムなどの金属が異物として混入している場合がある。通常このような金属製の異物は、コイルに発生させた磁界により検出して除去するのが一般的である。異物の除去の方法としては、磁石による吸着を利用する場合やコンベアを停止して手作業で除去するのが一般的である。
このような破砕対象物に対する異物の除去に関して、例えば特許文献1に示す技術が開示されている。特許文献1に示す技術は、移送される破砕対象物に混入した異物を異物検出部で検出すると、異物が第一のコンベヤから第二のコンベヤに載り移った時点で、制御部が第二のコンベヤを順方向移送状態から逆方向移送状態に切替え、第二のコンベヤ上の異物を破砕装置の投入口とは遠ざけて排出可能とすることから、異物を第二のコンベヤから破砕装置の投入口に投入せずに済み、異物が金属製など硬質である場合に破砕装置内部の各機構と異物との接触、衝突に基づく機構の異常な摩耗や破損を防止でき、破砕装置における摩耗する消耗部品の耐久性を高められ、消耗部品の交換頻度を減らして経済性を向上させられるものである。
特開2017-205737号公報
上述したように、磁石や手作業により破砕対象物から異物を除去する場合に、岩やコンクリートなどとの見分けが付きにくい場合には、どうしても見落としが発生し製品に混入してしまうといった問題がある。
本発明は、破砕対象物に混入している異物を移送ルートの切替制御や速度制御を行うことで確実に除去する移送システムを提供する。
本発明に係る移送システムは、破砕対象物を移送する第1移送手段と、前記第1移送手段で移送された前記破砕対象物を載り移らせて移送する第2移送手段と、前記第1移送手段に設置され、前記破砕対象物に混じった異物の有無を検知する第1検知手段と、前記破砕対象物の移送状態を制御する制御手段とを備え、前記第1検知手段が前記異物を検知した場合に、前記制御手段が前記第1移送手段の移送速度を遅く制御するものである。
このように、本発明に係る移送システムにおいては、破砕対象物を移送する第1移送手段と、第1移送手段で移送された破砕対象物を載り移らせて移送する第2移送手段と、破砕対象物に混じった異物の有無を検知する第1検知手段と、破砕対象物の移送状態を制御する制御手段とを備え、第1検知手段が前記異物を検知した場合に、制御手段が第1移送手段の移送速度を遅く制御するため、第2移送手段に載り移る際の破砕対象物の層厚を薄くして異物が表出しやすくすることで、手作業による異物除去の際に異物の見落としを抑えることができるという効果を奏する。
第1の実施形態に係る移送システム全体の上面図である。 第1の実施形態に係る移送システムにおける第1破砕部の構成を示す側面概略図である。 第1の実施形態に係る移送システムにおける第1切替部の構成を示す側面概略図である。 第1の実施形態に係る移送システムにおける第2移送部の構成を示す側面概略図である。 第1の実施形態に係る移送システムにおける第4移送部の構成を示す側面概略図である。 第1の実施形態に係る移送システムにおける第2破砕部の構成を示す側面概略図である。 第1の実施形態に係る移送システムにおける制御装置の構成を示す機能ブロック図である。 第1の実施形態に係る移送システムにおいて第1検知部が異物を検知した場合の処理を示すフローチャートである。 第1の実施形態に係る移送システムにおいて第2検知部が異物を検知した場合の処理を示すフローチャートである。 第1の実施形態に係る移送システムにおいて第3検知部が異物を検知した場合の処理を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施の形態を説明する。また、本実施形態の全体を通して同じ要素には同じ符号を付けている。
(本発明の第1の実施形態)
本実施形態に係る移送システムについて、図1ないし図10を用いて説明する。本実施形態に係る移送システムは、破砕対象物であるコンクリートや岩を移送する際に、破砕対象物に混入している金属などの異物を検出して確実に除去するものである。
図1ないし図6は、本実施形態に係る移送システムの構成を示す図であり、図1が移送システム全体の上面図、図2が移送システムにおける第1破砕部の構成を示す側面概略図、図3が移送システムにおける第1切替部の構成を示す側面概略図、図4が移送システムにおける第2移送部の構成を示す側面概略図、図5が移送システムにおける第4移送部の構成を示す側面概略図、図6が移送システムにおける第2破砕部の構成を示す側面概略図である。
図1ないし図6において、移送システム1は、破砕対象物が供給されて破砕処理が実行される第1破砕部10と、第1破砕部10で破砕された破砕対象物を移送する第1移送部11と、第1移送部11上に配設され破砕対象物に含まれる磁性体の異物を除去する第1磁選機12と、当該第1磁選機12の後段側に配設され破砕対象物に含まれる金属の有無を検知する第1検知部13と、第1移送部11で移送された破砕対象物をそのまま製品となり得る製品対象物、異物を含まない破砕対象物(以下、通常対象物という)、又は異物を含む破砕対象物(以下、異物対象物という)に選別して、それぞれの移送ルートに分配する第1切替部14とを備える。
また、移送システム1は、第1切替部14から送出される異物対象物を移送する第2移送部15と、第1切替部14から送出される通常対象物を移送する第3移送部16と、異物対象物に含まれる異物を手作業で除去するための異物除去領域Rと、異物除去領域Rの前段側に配設される第2磁選機17と、異物除去領域Rの後段側に配設される第2検知部18と、第2移送部15で移送された異物対象物の移送先を通常ルートと排出ルートとに切り替える第2切替部19とを備える。
さらに、移送システム1は、第2移送部15及び第3移送部16で移送された異物対象物及び通常対象物を移送する第4移送部20a,20bと、第3移送部16で移送された通常対象物に含まれる磁性体の異物を除去する第3磁選機21と、当該第3磁選機21の後段側に配設される第3検知部22と、第4移送部20bで移送された破砕対象物を破砕する第2破砕部23と、当該第2破砕部23で破砕された破砕対象物を第1破砕部10の送出直後近傍(第1移送部の移送開始地点近傍)に移送する第5移送部24とを備える。
第1破砕部10は図2に示すように、ジョークラッシャ101に原料となる破砕対象物を供給する原料供給装置102を有しており、ジャークラッシャ101で破砕された破砕対象物は、第1案内部103で第1移送部11に案内される。なお、図2においてはジョークラッシャ101を一例として示しているが、ロールクラッシャなどの他のクラッシャを用いてもよく、ここでは大き目の原料を粗目に破砕する粗割が実行される。また、各クラッシャの機構については公知のものと同様であるため、詳細な説明は省略する。
第1移送部11は、例えばベルトコンベアからなり、ジョークラッシャ101から送出された破砕対象物を上昇させながら第1切替部14の位置まで移送する。第1移送部11の途中には、磁力により破砕対象物に含まれる磁性体の異物を除去する第1磁選機12が配設されており、この第1磁選機12により磁性体の異物が除去される。第1磁選機12の後段側には金属検出器である第1検知部13が配設されており、破砕対象物に含まれる金属の有無を検知する。なお、この検知方法は、電磁誘導等を用いる公知の金属検出と同様のものであり、詳細な説明は省略する。
制御部(図1~図6に図示しない)は、第1検知部13の検知結果に応じて第1移送部11の速度制御を行う。具体的には、第1検知部13が金属等の異物を検知した場合に第1移送部11の移送速度を遅く制御することで、後工程における異物除去領域Rでの異物除去を容易にするが、この制御部の制御動作については詳細を後述する。第1移送部11で移送された破砕対象物は、図3に示す第2案内部141に次々に投入される。第2案内部141内には、第1検知部13の検知結果に応じて、破砕対象物を第2移送部15に案内する異物移送案内部144と、第3移送部16に案内する通常移送案内部145とを切り替える第1切替ダンパ142が配設されている。第1切替ダンパ142は図示しない制御部により制御されており、第1検知部13を通過した際に金属の異物が検知された破砕対象物については、当該破砕対象物を異物移送案内部144に送るために第1切替ダンパ142が切替ダンパ142bの位置に切り替え制御される。これに対して、第1検知部13を通過した際に金属の異物が検知されない破砕対象物については、当該破砕対象物を通常移送案内部145に送るために第1切替ダンパ142が切替ダンパ142aの位置に切り替え制御される。
通常移送案内部145に送られた破砕対象物は、選別装置146に投入される。選別装置146では、そのまま製品になり得るサイズの細割された破砕対象物は第3案内部148に送られ、製品にするには大き目で細割処理が必要な破砕対象物は第4案内部147に送られる。第3案内部148に送られた破砕対象物は、製品化するための製品ルートとなるコンベアに案内され、そのまま移送される。第4案内部147に送られた破砕対象物は、細割処理を行うために第3移送部16のコンベアに案内される。一方、異物移送案内部144に送られた破砕対象物は、再度異物除去を行うために第2移送部15のコンベアに案内される。
前述したように、異物移送案内部144に異物対象物が送られたということは、第1検知部13において金属等の異物が検知されているということである。そして、このとき第1移送部11の移送速度が遅く制御されている。つまり、第1移送部11から第2案内部141に投入される単位時間あたりの異物対象物の量が減少することで、第2移送部15で移送される異物対象物の層厚が薄くなり、異物が表面に露出しやすくなっている。
第2移送部15においては、まず第2磁選機17にて磁性体の異物が再度除去される。これは、より確実に磁性体を除去するためのものである。異物除去領域Rでは、手作業により異物を除去する作業が行われるが、上述したように、第1検知部13が異物を検知したことにより第1移送部11の移送速度が遅く制御され、その結果異物除去領域Rにおける異物対象物の層厚が薄くなり、密度も小さく異物が表面に露出しやすくなっているため、作業者の目視による異物発見を容易にすると共に、異物除去の作業を高精度に行うことが可能となっている。
図4に示すように、異物除去領域Rの後段側には、異物対象物に含まれる金属の有無を検知する第2検知部18と、異物対象物の移送先を通常ルートと排出ルートとに切り替える第2切替部19としての第2切替ダンパ191とが配設されており、第2検知部18において異物が検知されなかった場合には、第2切替ダンパ191が異物対象物の移送先を通常ルート192に切り替え、異物が検知された場合には排出ルート193に切り替える。すなわち、手作業によっても異物を除去できないと判断される異物対象物に対しては、製品化することを諦めて廃棄対象又は別途検査対象とする。第2検知部18により異物が検知されない異物対象物は、製品化するために通常ルート192から第4移送部20aに送られる。
図5に示す第4移送部20aには、第3移送部16との合流点又はその後段側に第3磁選機21と第3検知部22とが配設される。第4移送部20aにおいては、第2移送部15で異物が除去された異物対象物、及び第3移送部16で移送された通常対象物(以下、これらを合わせて単に破砕対象物という)に対して、再度第3磁選機21による磁性体の異物除去と第3検知部22による金属等の異物検知とが行われる。ここでの主な目的は、第3移送部16で移送された通常対象物に紛れている可能性がある異物を除去するためである。破砕対象物について、第3検知部22で異物が検知されない場合は、そのまま正逆コンベアである第4移送部20bの正方向への移送を経由して第2破砕部23に投入される。一方、第3検知部22で異物が検知された場合は、第4移送部20bの逆方向への移送により異物が含まれていると推定される破砕対象物を落下させて破棄対象又は別途検査対象とする。
第2破砕部23は、図6に示すように、インパクトクラッシャ231と、当該インパクトクラッシャ231に第4移送部20bから移送されてきた破砕対象物を投入する投入部232と、インパクトクラッシャ231で細割された破砕対象物(以下、製品対象物という)を第5移送部24に案内する第5案内部233とを有している。これまでの過程で異物が除去されている破砕対象物が第4移送部20bから投入部232に投入され、インパクトクラッシャ231により細かいサイズの石に細割処理され、第5案内部233を介して第5移送部24に案内される。なお、図6においてはインパクトクラッシャ231を一例として示しているが、細割可能なクラッシャであればよい。また、それらのクラッシャの機構については公知のものと同様であるため、詳細な説明は省略する。
第5移送部24は、第1破砕部10が破砕対象物を第1移送部11に送出した直後あたりの位置に細割された製品対象物を移送し、当該製品対象物を第5移送部24から第1移送部11に載り移らせる。第1移送部11に載り移った製品対象物は、第1破砕部10で粗割された破砕対象物に混じって、第1移送部11で第1切替部14まで移送される。第1切替部14では、上述したように、製品対象物が選別装置146で第3案内部148に送られ、製品化するための製品ルートとなるコンベアに案内されてそのまま移送される。
図7は、本実施形態に係る移送システムにおける制御装置の構成を示す機能ブロック図である。移送システム1における制御装置25は、第1検知部13、第2検知部18及び第3検知部22が検知した検知情報を受信する検知情報受信部251と、各検知部から受信した検知情報に基づいて第1切替ダンパ142及び第2切替ダンパ191の動作を制御する切替ダンパ制御部252と、各検知部から受信した検知情報に基づいて少なくとも第1移送部11及び第4移送部20bを含む移送手段の動作を制御する移送制御部253とを備える。
以下、具体的な処理について説明する。図8は、第1検知部13が異物を検知した場合の処理を示すフローチャートである。まず、検知情報受信部251が第1検知部13から検知結果を受信し(S1)、異物の混入が検知されたかどうかが判定される(S2)。なお、第1検知部13の検知結果を定期的又は不定期に常時取得するようにしてもよいし、異物の混入が検知された場合のみ検知結果を取得するようにしてもよい。S2において異物の混入が検知された場合は、移送制御部253が第1移送部11の移送速度を低速にする(S3)。また、切替ダンパ制御部252は、第1検知部13にて異物が検知されてから所定時間経過後に第1切替ダンパ142を切替ダンパ142bの位置に切り替え制御する(S4)。ここで言う所定時間経過後とは、第1検知部13で検知された異物が第1切替部14に移送される直前あたりまでの時間が経過した後であり、第1検知部13の異物検知時刻、及び異物検知後の第1移送部11の移送速度を元に算出されるものである。
第1検知部13にて検知された異物が第2移送部15に送られた後(計算上送られたと推定できる時間経過後)、又はS2において第1検知部13にて異物が検知されない場合は、移送制御部253が第1移送部11の移送速度を定常速度に維持する制御を行う(S5)。また、併せて切替ダンパ制御部252が第1切替ダンパ142を切替ダンパ142aの位置に切り替え制御する(S6)。以上のようなS1からS6の処理が、破砕作業中に継続して行われる。
図9は、第2検知部13が異物を検知した場合の処理を示すフローチャートである。まず、検知情報受信部251が第2検知部18から検知結果を受信し(S1)、異物の混入が検知されたかどうかが判定される(S2)。なお、図8の場合と同様に第2検知部18の検知結果を定期的又は不定期に常時取得するようにしてもよいし、異物の混入が検知された場合のみ検知結果を取得するようにしてもよい。S2において異物の混入が検知された場合は、切替ダンパ制御部252が、第2検知部18にて異物が検知されてから所定時間経過後に、異物対象物の移送先を排出ルート193とするように第2切替ダンパ191を切り替える(S3)。ここで言う所定時間経過後とは、第2検知部18で検知された異物が第2移送部15から第4移送部20に載り移る直前あたりまでの時間が経過した後であり、第2検知部18の異物検知時刻、及び異物検知後の第2移送部15の移送速度を元に算出されるものである。第2検知部18にて検知された異物が排出ルート193から排出された後(計算上排出されたと推定できる時間経過後)、又はS2において第2検知部18にて異物が検知されない場合は、切替ダンパ制御部252が第2切替ダンパ191を通常ルート192を維持するように切り替え制御する(S4)。以上のようなS1からS4の処理が、破砕作業中に継続して行われる。
なお、第2切替ダンパ191は排出ルート193への切り替え時間をできる限り短くすることで、排出される破砕対象物の量を最小限に抑え、生産効率の低下を防止することが可能となる。そのためには、異物が含まれている領域をピンポイントで狙って排出ルート193に案内する必要があるため、切替ダンパ制御部252が正確な異物の位置を演算により割り出す構成となっている。
図10は、第3検知部22が異物を検知した場合の処理を示すフローチャートである。まず、検知情報受信部251が第3検知部22から検知結果を受信し(S1)、異物の混入が検知されたかどうかが判定される(S2)。なお、図8の場合と同様に第3検知部22の検知結果を定期的又は不定期に常時取得するようにしてもよいし、異物の混入が検知された場合のみ検知結果を取得するようにしてもよい。S2において異物の混入が検知された場合は、移送制御部253が第4移送部20bの移送方向を逆方向(第4移送部20aの方に戻る方向)にする(S3)。第3検知部22にて検知された異物が第4移送部20bの逆方向の移送により当該第4移送部20bから落下した後(計算上落下したと推定できる時間経過後)、又はS2において第2検知部18にて異物が検知されない場合は、移送制御部253が第4移送部20bの移送方向が順方向(第2破砕部23に進む方向)を維持するように制御する(S4)。以上のようなS1からS4の処理が、破砕作業中に継続して行われる。
上記3段階の異物検知により異物が排除された破砕対象物は、第2破砕部23で細割処理が行われ、第5移送部24を経由して再び第1移送部11に載り移る。第1移送部11では、第1破砕部10から供給される破砕対象物と第5移送部24から載り移る破砕対象物とが混合される場合があるが、第1切替部14の選別装置146により異物が除去されて細割された破砕対象物は製品対象物として選別されて製品となる。一方、まだ細割処理がされていない異物対象物や通常対象物は、第2移送部15又は第3移送部16により細割処理を行う第2破砕部23に向けて移送される。
なお、本実施形態に係る移送システム1においては、上記制御に加えて、効率化のために各移送部の移送速度に対して、異物対象物が異物除去領域Rを通過する場合のみ第2移送部15の移送速度を特に遅めに制御するようにしてもよい。
また、第1~第3の各検知部の検知感度を調整できるようにしてもよい。例えば原料となる破砕対象物に多くの金属等の異物が混入している場合(頻繁に第1検知部13が反応する場合)は、第1検知部13の検知感度を上げると共に各移送部の移送速度を低速にすることが望ましい。逆に原料となる破砕対象物に金属等の異物があまり混入していない場合(第1検知部13の反応頻度が少ない場合)は、第1検知部13の検知感度を下げると共に各移送部の移送速度を高速にすることが望ましい。
このように、本実施形態に係る移送システム1においては、第1検知部13が異物を検知した場合に、移送制御部253が第1移送部11の移送速度を遅く制御するため、第2移送部15に載り移る際の破砕対象物の層厚を薄くして異物が表出しやすくすることで、手作業による異物除去の際に異物の見落としを抑えることができる。
また、破砕対象物を載り移らせる先を第2移送部15又は第3移送部16に切り替える第1切替部14を備え、第1検知部13により第1移送部11にて異物が検知されない通常運転においては第1切替部14を第3移送部16に切り替え、第1検知部13により第1移送部11にて異物が検知された異常運転においては第1切替部14を第2移送部15に切り替えるように制御するため、異物が含まれる破砕対象物の移送と異物が含まれない破砕対象物の移送とが明確に区分され、異物が含まれる破砕対象物のみを重点的に確認するだけで異物を確実に除去することができる。
さらに、第2移送部15の異物除去領域Rの後段側に設置され、破砕対象物に混じった異物の有無を検知する第2検知部18と、第2移送部15において異物が除去された砕石対象物を載り移らせて移送する第4移送部20aと、異物が混入している砕石対象物を排出する排出ルート193と、第2移送部15で移送された破砕対象物の移送先を第4移送部20a又は排出ルート193に切り替える第2切替部19とを備え、切替ダンパ制御部252が、第2検知部18により第2移送部15にて異物が検知されない場合は第2切替部19を第4移送部20aに切り替え、第2検知部18により第2移送部15にて異物が検知された場合は第2切替部19を排出ルート193に切り替えるように制御するため、万が一第2移送部15にて異物の除去を逃した場合であっても、第2検知部18により確実に異物を検知しつつ、第2切替部19により異物が含まれる破砕対象物を排出ルート193にて確実に排出することが可能になる。
さらにまた、第1移送部11の前段に設置され、原料となる破砕対象物を粗割する第1破砕部10と、第4移送部20bの後段に設置され、当該第4移送部20bで移送された破砕対象物を細割する第2破砕部23と、第2破砕部23で細割された破砕対象物を第1破砕部10の送出直後の第1移送部11に載り移らせる第5移送部24とを備えるため、第1破砕部10で粗割された破砕対象物が最終的に第2破砕部23で細割されつつ、異物が完全に除去された高品質な製品にすることができる。
さらにまた、第1切替部14が、第1移送部11で移送された破砕対象物を載り移らせる先を第2移送部15、第3移送部16又はそのまま製品として送出する製品移送手段のいずれかに切り替えるため、破砕対象物の投入から製品が出来上がるまでの一連の処理を自動化して効率化を図りつつ、異物を正確に除去した高品質な製品を生成することができる。
1 移送システム
10 第1破砕部
11 第1移送部
12 第1磁選機
13 第1検知部
14 第1切替部
15 第2移送部
16 第3移送部
17 第2磁選機
18 第2検知部
19 第2切替部
20a,20b 第4移送部
21 第3磁選機
22 第3検知部
23 第2破砕部
24 第5移送部
101 ジョークラッシャ
102 原料供給装置
103 第1案内部
191 第2切替ダンパ
192 通常ルート
193 排出ルート
141 第2案内部
142 第1切替ダンパ
144 異物移送案内部
145 通常移送案内部
146 選別装置
147 第4案内部
148 第3案内部
231 インパクトクラッシャ
232 投入部
233 第5案内部
251 検知情報受信部
252 切替ダンパ制御部
253 移送制御部

Claims (2)

  1. 原料となる破砕対象物を粗割する第1破砕部と、
    前記第1破砕部で破砕された前記破砕対象物を移送する第1移送手段と
    記第1移送手段に設置され、前記破砕対象物に混じった異物の有無を検知する第1検知手段と、
    異物除去領域を有し、前記第1移送手段で移送された前記破砕対象物を載り移らせて移送する第2移送手段と、
    前記第2移送手段の異物除去領域の後段側に設置され、前記破砕対象物に混じった異物の有無を検知する第2検知手段と、
    前記第2移送手段において前記異物が除去された破砕対象物を載り移らせて移送する第4移送手段と、
    前記第4移送手段の後段に設置され、当該第4移送手段で移送された破砕対象物を細割する第2破砕部と、
    前記第2破砕部で細割された破砕対象物を前記第1破砕部の送出直後の前記第1移送手段に載り移らせる第5移送手段と、
    前記第1移送手段で移送された前記破砕対象物の移送先を、少なくとも前記第2移送手段、又は、そのまま製品として送出する製品移送手段に切り替える第1切替手段と、
    前記第2移送手段で移送された前記破砕対象物の移送先を、前記第4移送手段、又は、異物が混入している破砕対象物を排出する排出手段に切り替える第2切替手段と、
    前記破砕対象物の移送状態を制御する制御手段とを備え、
    前記制御手段が、
    前記第1検知手段が前記異物を検知した場合に、前記第1移送手段の移送速度を遅くする制御を行い、
    前記第2検知手段が前記異物を検知しない場合に、前記第2切替手段を前記第4移送手段に切り替え、前記異物を検知した場合に、前記第2切替手段を前記排出手段に切り替える制御を行い、
    前記第1切替手段において、製品になり得るサイズに細割された前記破砕対象物を前記製品移送手段に案内する制御を行うことを特徴とする移送システム。
  2. 請求項1に記載の移送システムにおいて、
    前記第1移送手段で移送された前記破砕対象物を載り移らせて移送する第3移送手段を備え、
    前記第1切替手段が、前記第1移送手段で移送された前記破砕対象物を載り移らせる先を前記第2移送手段、前記第3移送手段、又は、前記製品移送手段に切り替え、
    前記制御手段が、前記第1検知手段により前記第1移送手段にて異物が検知されない通常運転においては前記第1切替手段を前記第3移送手段、又は、前記製品移送手段に切り替え、前記第1検知手段により前記第1移送手段にて異物が検知された異常運転においては前記第1切替手段を前記第2移送手段に切り替えるように制御する移送システム。
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