JPH02268845A - 固体混成物から非磁性金属を分離する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、磁界交流を用いて固体混成物から非磁性金
属、特に非鉄金属を分離する装置に関する。

〔従来の技術〕

このような装置により、いわゆる渦電流分離を実施でき
る。芸人材料は、ベルト案内又は自由落下により、交流
磁界発生装置の極を通過する。その際、電気伝導性を有
する混成物の材料中に渦電流が生じる。渦電流は交流磁
界発生装置の磁界と反対方向の固有磁界を形成するため
、これらの材料は電磁力により混成物の他の材料に比べ
加速される。渦電流分離により、アルミニウムや銅など
の電気伝導性良好な非強磁性物質を、自動車や電気製品
のスクラップなどの非鉄固体混成物、非鉄金属固体混成
物及び非金属固体混成物から分Ｉｆできる。これらの材
料に強磁性体が含まれている場合は、渦電流分離手段の
前に磁気分離手段を設け、強磁性体をあらかじめ除去す
ることができる。さらに、渦電流分離のほかに、他の選
別・分級装置を前置することができる。装入する固体混
成物をあらかじめできるだけ分別することにより、分離
効果に有利に影響することができる。

ＤＥ−Ｏ５３４１６５０４により公知の分離装置におい
て、固体混成物をまずコンベヤーベルトで磁気分離装置
の下方に案内して強磁性材料を分離したあと、コンベヤ
ーベルトから低速回転する外部ドラムに送り非鉄金属を
分離する。外部ドラムの内部には永久磁石を装着した高
速回転するローターを同心に配置する。永久磁石は同形
で、ローター軸と平行に延び、永久磁石の極間に生じる
磁界の作用ができるだけドラム外に広く作用するように
杆互間隔を大きくとって配置する。この装置では、重力
がまだ作用しないか極めて小さい時点で、交流磁界の分
離力が固体混成物に作用するため、他の渦電流分離法に
くらべ積層高さが大きく、多量の固体混成物を処理でき
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、この公知の装置の場合、材料がドラム半径を越
えて放物線に移行すると相反する妨害が生じる。なぜな
らば、一方で偏向すべき伝導性材料が非伝導性材料によ
って制動され、他方で非伝導性材料が伝導性非鉄金属材
料と接触することにより不利に加速されるからである。

その結果、いずれの生産物においても誤分別が避けられ
ない。

つまり、非鉄金属の回収領域に非電気伝導性材料が混入
したり、その逆が生じるのである。この点を度外視して
も、ドラム中空部に磁気ローターを収容することは、構
造及び製造コスト上少なからず問題がある。なぜならば
、磁気ローターは、直径を任意に拡大できない、特に回
転自在のドラム内部の限られたスペースに軸受けされね
ばならないからである。その際、磁気ローターを、例え
ばドラムの回転軸から半径方向の距離が異なる曲線上又
はそのその周囲の半径で同心に移動自在に形成する場合
、軸受は一層複雑となる。

さらに、このドラムは製作又は加工が困難であり、極め
て正確な仕上げを必要とする。なぜならば、磁力ができ
るだけ失われないように、ドラムを壁を所期のとおり薄
く均等な肉厚で製作し、しかも十分な機械的強度を達成
せねばならないからである。例えば、ドラムのジャケッ
ト面に材料の硬さの差つまり、軟らかい箇所と硬い箇所
があってはならない。そのため、磁気ローターとドラム
の間の小さい隙間は一部非常に縮小し、磁気ローターと
ドラムの摩擦により重大な損傷が生じることもある。

この発明の課題は、構造が簡単で、固体混成物から特に
非鉄金属をより効果的に分離できる装置を得ることであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

この課題は、冒頭に記載した種類の装置において、磁界
発生装置を直線状及び（又は）曲線状に屈折した電気伝
導性不良な材料からなるスライドウェイの側方に配置す
ることによって解決される。

「電気伝導性不良」という表現は、学問的に見ればすべ
ての材料は電気伝導性を有することを考慮したものであ
る。電気伝導性が良好な材料と不良な材料の区別のみが
存在する。その際、電気伝導性が不良な材料の伝導度は
ほとんどゼロである（「電気工学ハンドブック」　（カ
ール・ハンザ−・フェアラーク社）第１巻５２２ページ
参照）。本発明は、形状及び湾曲が回転ドラムとＭ似し
たスライドウェイを磁界発生装置上に配置することによ
り、簡単な手段で渦電流分離の最適な効果を実現できる
という認識に基づいている。さらに、スライドウェイが
比較的簡単に製作でき、それによって複雑な軸受を必要
とする回転ドラムを省略できるため、投資、製造及び組
立コストを大幅に軽減できる。取付は位置を固定した、
又はむしろ調節自在な磁界発生装置を、磁界の全磁力が
以下に「材料投下ゾーン」と呼ぶ領域でスライドウェイ
を運搬される非鉄金属を貫くように配置できる。

分離しようとする混成物は、直接スライドウェイによっ
て、又はむしろスライドウェイを包囲するコンベヤーベ
ルトによって形成された湾曲面から重力の作用でちょう
ど落下するときに、材料投下ゾーンに到達する。そのた
め、機械的投下刃とできるだけ遅れて作用する磁界の力
の共同により、非鉄金属の放物線の最大偏向と他の混成
材料の効果的な分離が達成される。交流磁界を発生する
ために、磁気ローター又は交流電圧で作動する定置磁気
システムとしての電気励磁式磁界発生装置を使用できる
。

中空円筒形セグメントとして形成され、磁界発生装置を
包囲するケーシングの部分をなす定置スライドウェイに
おいて、円形に対して偏向し、非常に可変な、場合によ
り無限の曲率半径によって、スライドウェイ下方で製作
に利用できる大きいスペースが確保される。しかも、本
発明によるスライドウェイにおいて、可能な曲率半径と
比較し１ドラム直径がわずかに大きい場合のように、設
ω若しくは渦電流分離装置の所要容積が増すこと番：な
い。湾曲部が直線の場合を度外視すれば、スミイドウェ
イは１個又は数個の種々の曲率の曲線し間及び（又は）
屈折点を有する直線区間などにコっで形成できる。さら
に、磁気ローターによる磁界発生装置は、同様に回転す
るドラム内で軸受りする必要がなく、電気伝導性のない
非磁性材料力らなるケーシングの側壁などで軸受けでき
る。磁気ローターを包囲するケーシングは、磁気ローク
ーとスライドウェイの間の隙間に飛沫やほこりの侵入、
特に鉄粉が侵入してローター直径が拡大して隙間がふさ
がり、その結果スライドウェイの内面と摩擦を生じ、過
熱が発生するのを防止する。

第１に、分離すべき混成物が妨害されることなくスライ
ドウェイの頂点をできるだけ大きく越えて運搬され、第
２に、混成物がちょうど材料投下ゾーンにあるときに非
鉄金属に対して最大の反発力が作用する場合、固体混成
物の分離すべき材料が互いに妨害するこきはほぼ避けら
れる。その際、本発明において、半径方向及び周方向に
調節自在な磁界発生装置は、すべての運転条件に適合で
きる十分な調節範囲を有する。固体混成物は、スライド
ウェイ上方で終了する独立のコンベヤーなどを用いて、
スライドウェイの頂点を大きく越えた、材料が重力の作
用によりちょうど落下する所期の範囲に投入できる。

本発明の有利な実施例において、固体混成物は２個のガ
イドプーリによってスライドウェイ上を案内されたコン
ベヤーベルトによって運搬することができる。材料の運
搬方向前方のガイドプーリを駆動する場合はコンベヤー
ベルトが牽引されるために、運搬方向後方、即ち固体混
成物の投入領域に配置され、コンベヤーベルトを押動す
るガイドプーリを駆動する場合より小さい力ですむ。さ
らに、前方ガイドブーりを駆動すると発生する摩擦力も
小さい。なぜならば、できるだけ摩擦の少ない非金属材
料からなるスライドウェイの範囲の摩擦のみ克服すれば
よいからである。

前方ガイドプーリは移動自在に軸受けすることが望まし
い。それによって、コンベヤーベルトの張力に影響し、
大きい包囲角及び牽引する前方ガイドプーリの大きい摩
擦係合を達成できる。コンベヤーベルトの張力は、テン
ションプーリによって調節することも可能である。

前方ガイドブーりをベルトブーり分離装置として形成す
ると、鉄の分別が渦電流分離の前に全く又は十分できな
い場合に、この箇所で鉄材料を独立に選別できる。

本発明の有利な実施例において、コンベヤーベルトの上
部水平部分が滑り面に接触する。それによって、スライ
ドベルトコンベヤーが実現し、コンベヤーベルトは運搬
方向後方のガイドプーリの領域に位置する材料投入部か
ら、スライドウェイの前端部まで、即ち材料投下ゾーン
を大きく越えて、コンベヤーベルトを同時に支える支持
台上を滑行する。トラフ、即ち側壁によって形成され、
後方ガイドプーリとスライドウェイの間を架橋する滑り
面の材料には、非磁性特殊鋼、プラスチック又はガラス
など、滑り性能が良好なすべての非帯電性材料が適して
いる。トラフ状の滑り面において側壁は、材料が投入地
点からスライドウェイに向かう途中でコンベヤーベルト
から落下するのを防ぐ。トラフは同時にコンベヤーベル
トの案内を支援する。

本発明の他の実施例において、スライドウェイ下方及び
（Ｂスローター上方の空間に、運搬方向軸上に延びる磁
気伝導性良好かつ電気伝導性不良な材料からなる誘導体
を、磁気ローター又は磁界発生装置の磁界に配置する。

渦電流損失を防止するためにフェライトなど電気伝導性
不良かつ磁気伝導性良好な材料からなる誘導体とは、磁
界発生装置の磁力線を偏向させ、磁束を下方即ち磁界発
生装置方向に向け、強化する平板又は曲板などの物体を
意味する。これによって磁界発生装置の磁力線を方向づ
け、磁界を誘導する。実験により、磁界は頂点に到達す
る前に固体混成物に作用し、材料は早期に相対運動を開
始する結果、頂点又は材料投下ゾーンに到達したときに
、交流磁界は材料に有利に作用しえず、分離効果が損な
われることが確認された。しかし、曲率半径の大きい定
置スライドウェイによって、設備全体の寸法を拡大せず
、又、回転ドラムに比すべき機械上の問題もなく、磁界
発生装置のほかに、運搬方向及び反対方向に移動自在な
誘導体を収容する十分な空間をスライドウェイ下方に確
保できる。誘導体を移動させることにより、磁界発生装
置のその都度の位置に適合させることができる。

誘導体がスライドウェイの運搬方向後方の端部から前方
に向かって延びる場合、固体混成物はコンベヤーベルト
上を静かに、つまり磁界の作用を受けないで運搬され、
スライドウェイの頂点、次に材料投下ゾーンに到達し、
ここで磁界の全磁力が非鉄金属を貫く。

本発明の他の実施例において、磁界発生装置の磁界にス
ライドウェイの湾曲部と隔てて補正体を配置する。補正
体は磁気伝導性良好かつ電気伝導性不良な材料からなる
。平板又は曲板などからなる補正体とは、磁気ローター
から発生する磁力線をその表面に向ける、つまり引き付
ける物体を意味する。それによって磁力線は集束し、材
料投下ゾーンで非鉄金属に対し磁界の最大の磁力が作用
する。

補正体は移動自在なため有利である。補正体を半径方向
に調節自在、かつ、半径上で磁界発生装置の旋回軸若し
くは旋回点中心に旋回自在に配置する場合、スライドウ
ェイ若しくは磁界発生装置までの距離を、固体混成物の
組成に応じて調節できる。この距離は、加工された材料
の最大粒径の１．５〜３倍に相当する。さらに、補正体
は正確に材料投下ゾーンに旋回できる。

誘導体及び補正体の幅は磁界発生装置の幅に等しい。そ
れによって磁界の磁気作用は材料投下ゾーンの全範囲に
わたって最適化される。

誘導体及び補正体は冷却するのが望ましい。そのために
、これらの構成部分はオイルが循環する冷却フィン及び
（又は）冷却パイプを備えることができる。それによっ
て、渦電流の貫流に起因する誘導体及び（又は）補正体
の過熱が避けられる。

〔実施例］ 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

本発明による渦電流分離装置を採用する設備において、
第１図により、図示しないバイブレーティングシュート
などの供給装置から、非鉄金属を含む固体混成物を投入
部１でコンベヤーベルト２に投入する。運搬方向３（矢
印参照）に周回するコンベヤーベルト２は、運搬方向３
前方の端部で４分の１中空円筒体として形成されたスラ
イドウェイ４を包囲する。さらに、コンベヤーベルト２
は投入部１に配置した後方ガイドブーＩ７５及び駆動さ
れる前方ガイドプーリ６　（ドラムモーター）によって
転向する。後方ガイドプーリ５と運搬方向３後方のスラ
イドウェイ４端部の接合部７の間に架橋する、第３図に
より側壁９を具備するトラフとして形成された滑り面１
０を、スライドウェイ４に前置する。滑り面１０若しく
はトラフ８は、継ぎ目なく接続する曲面板状のスライド
ウェイ４と結合して、コンベヤーベルト２の上部水平部
分１１の案内及び支持を行う。トラフ８の側壁９は、コ
ンベヤーベルト２に投入された材料が投入部１から接合
部７に向かう途中で落下するのを防ぐ。

第１図にガイドプーリ５，６を概念的に示すように、コ
ンベヤーベルトはサポート１２を通して基礎１３に定着
している。

コンベヤーベルト２の下方のスライドウェイ４の側方で
、本発明において磁界発生装置として採用する磁気ロー
ター１５を揺動部１６に軸受けする。磁気ロークー１５
は揺動部１６の旋回点１７中心に二重矢印１８の方向に
旋回する。さらに、磁気ローター１５は矢印方向１９で
半径方向に調節自在に配置されているため、任意の曲線
軌道で旋回できる。第２図に詳細に示すように、磁気ロ
ーター１５はローター軸２０の縦方向に延び、Ｓ／Ｎ極
が交互するように基体２１に固着した数個の永久磁石２
２を具備する。極数は必ず極が交互できるように選択す
る。スライドウェイ４下方のケーシング内におけるロー
ター軸２０の位置及び永久磁石２２の作用範囲は、はぼ
垂直線２３及び水平線２４によって限定され、コンベヤ
ーベルト２に載せた固体混成物が重力の作用によって落
下する投下ゾーン内で移動できる。磁気ローター１５と
スライドウェイ４の内面の間の隙間は、この破線で示す
材料投下ゾーン２６を包含する範囲で最小テする。コン
ベヤーベルト２によって垂直線２３を大きく越えて投下
ゾーンの範囲に運搬された混成物は放物線２７内に入る
。ここで、磁気ローター１５の最適作用に対応する作用
線２８上に位置する材料投下ゾーン２６に渦電流の全磁
力が作用するため、最外方に位置する曲線及びこれに伴
う非鉄金属の大きい偏向が生じる。放物ｖＡ２７に対応
して偏向する非鉄金属は、確実に他の混成材料の回収部
から離れて位置する図示しない回収容器に落下する。頂
点を主として水平方向に調節自在の分離サドル２９によ
り、高価な非鉄金属と他の混成材料の分離を支援する。

他の混成材料は矢印３０に従い偏向せずに落下し、運搬
方向３に見て分離サドル２９の手前に到達する。

定置磁気ローター１５の範囲において、スライドウェイ
４を４分の１中空円筒形として形成し、コンベヤーベル
ト２を駆動ガイドプーリ６で牽引することにより、スラ
イドウェイ４下方でケーシング１４内に誘導体３１をケ
ーシング１４の側壁と剛に結合するなどの方法で配置す
るのに十分なスペースが得られる。誘導体３１は磁気ロ
ーター１５上方で、運搬方向３軸上に延び、磁束を下方
に、磁気ローター１５方向に戻す。つまり、磁気ロータ
ー１５から発生する交流磁界の磁力線を一定に方向づけ
、誘導する。これにより、接合部７と垂直線２３の間に
おいて、磁界がコンベヤーベルト２上にある固体混成物
に作用するのを防ぐ。

それによって固体混成物の材料はコンベヤーベルト２で
静かに運搬されてスライドウェイ４の湾曲部に到達し、
ここで材料投下ゾーン２６において最大磁力の作用を受
ける。

分離効果の品質は、特に投入された固体混成物の粒径の
小さい材料を包含する場合は、さらに、スライドウェイ
４の湾曲部上方に位置し、誘導体３１と同様に磁気ロー
ター１５の全幅に延びる補正体３２によって改善される
。なぜならば、補正体３２は、磁気ローター１５から発
生する交流磁界の磁力線を補正体３２まで引き付け、所
期の方法で集束するからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁気ローターによる磁界発生装置上方の分離領
域に本発明によるスライドウェイを具備した渦電流分離
装置の概念的側面図、 第２図はスライドウェイの側方で軸受けした第１図によ
る磁気ローターの部分拡大側面図、第３図は第１図によ
るスライドウェイに前置したトラフとして形成された運
搬材料の滑り面の断面図である。 ・・・固体混成物投入部 ・・・スライドウェイ ・・・前方ガイドプーリ ４・・・ケーシング ６・・・揺動部 ２・・・永久磁石 ２・・・コンベヤーベルト ５・・・後方ガイドプーリ １０・・・滑り面 １５・・・磁気ローター ２０・・・ローター軸 ２６・・・材料投下ゾーン ２９・・・分離サドル ３２・・・補正体 ■・・・誘導体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、交流磁界を用いて固体混成物から非磁性金属、特に
   非鉄金属を分離する装置において、磁界発生装置（１５
   ）を電気伝導性不良な材料からなる直線状及び（又は）
   曲線状に屈折したスライドウェイ（４）の側方に配置す
   ることを特徴とする固体混成物から磁化しえない金属を
   分離する装置。 ２、スライドウェイ（４）の湾曲が円形に対して偏向す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３、スライドウェイ（４）を中空円筒形セグメントとし
   て形成することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の装置。 ４、磁界発生装置に磁気ローター（１５）を使用するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項までの
   いずれか一つに記載の装置。 ５、スライドウェイ（４）が磁界発生装置（磁気ロータ
   ー１５）を包囲するケーシング（１４）の部分をなすこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項から第４項までの
   いずれか一つに記載の装置。 ６、磁界発生装置（磁気ローター１５）の位置が調節自
   在であることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第
   ５項までのいずれか一つに記載の装置。 ７、コンベヤーベルト（２）をスライドウェイ（４）上
   で案内することを特徴とする特許請求の範囲第１項から
   第６項までのいずれか一つに記載の装置。 ８、コンベヤーベルト（２）を案内する２個のプーリ（
   ５、６）を具備することを特徴とする特許請求の範囲第
   ７項記載の装置。 ９、コンベヤーベルト（２）の運搬方向（３）前方のガ
   イドプーリ（６）を駆動することを特徴とする特許請求
   の範囲第８項記載の装置。 １０、前方ガイドプーリ（６）を移動自在に軸受けする
   ことを特徴とする特許請求の範囲第８項又は第９項記載
   の装置。 １１、前方ガイドプーリ（６）をベルトプーリ分離装置
   として形成することを特徴とする特許請求の範囲第８項
   から第１０項までのいずれか一つに記載の装置。 １２、コンベヤーベルト（２）の上部水平部分（１１）
   が滑り面に接触することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項から第１１項までのいずれか一つに記載の装置。 １３、滑り面（１０）をトラフ状に形成することを特徴
   とする特許請求の範囲第１２項記載の装置。 １４、滑り面（１０）が後方ガイドプーリ（５）とスラ
   イドウェイ（４）の間を架橋することを特徴とする特許
   請求の範囲第１２項又は第１３項記載の装置。 １５、スライドウェイ（４）下方及び磁気ローター（１
   ５）上方の空間において、運搬方向（３）軸上に延びる
   誘導体（３１）を磁界発生装置（磁気ローター１５）の
   磁界に配置することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   から第１４項までのいずれか一つに記載の装置。 １６、誘導体（３１）が磁気伝導性良好かつ電気伝導性
   不良な材料からなることを特徴とする特許請求の範囲第
   １５項記載の装置。 １７、誘導体（３１）がスライドウェイ（４）の運搬方
   向（３）後方の領域から前方に延びることを特徴とする
   特許請求の範囲第１４項又は第１５項記載の装置。 １８、誘導体（３１）が運搬方向（３）及び反対方向に
   移動自在であることを特徴とする特許請求の範囲第１６
   項又は第１７項記載の装置。 １９、磁界発生装置（磁気ローター１５）の磁界におい
   て、スライドウェイ（４）の湾曲部から隔てて補正体（
   ３２）を配置することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項から第１７項記載の装置。 ２０、補正体（３２）が移動自在であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１９項記載の装置。 ２１、補正体（３２）が磁気伝導性良好かつ電気伝導性
   不良な材料からなることを特徴とする特許請求の範囲第
   １９項又は第２０項記載の装置。 ２２、誘導体（３１）及び補正体（３２）の幅が磁界発
   生装置（磁気ローター１５）の幅に等しいことを特徴と
   する特許請求の範囲第１５項から第２１項までのいずれ
   か一つに記載の装置。 ２３、補正体（３２）がコンベヤーベルト（２）にほぼ
   同速で回転するローターであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１９項から第２２項までのいずれか一つに記
   載の装置。 ２４、誘導体（３１）及び（又は）補正体（３２）を冷
   却することを特徴とする特許請求の範囲第１５項から第
   ２３項までのいずれか一つに記載の装置。