JPH05253513A - 粒子分離装置 - Google Patents
粒子分離装置Info
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- JPH05253513A JPH05253513A JP2587892A JP2587892A JPH05253513A JP H05253513 A JPH05253513 A JP H05253513A JP 2587892 A JP2587892 A JP 2587892A JP 2587892 A JP2587892 A JP 2587892A JP H05253513 A JPH05253513 A JP H05253513A
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Classifications
-
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- B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
- B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
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- B07C5/366—Sorting apparatus characterised by the means used for distribution by means of air using a single separation means during free fall of the articles
-
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-
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- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/52—Mechanical processing of waste for the recovery of materials, e.g. crushing, shredding, separation or disassembly
Landscapes
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- Sorting Of Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 位相同期ループによって電気的に駆動される
分離機が、うず電流分離方法を使用する高純度磁気分離
機とともに単一のエンクロージャの中に組み立てられる
粒子分離装置を提供する。 【構成】 コンベヤから落下する粒子を受けるべく配置
された第１ステージと付加的ステージとを有するマルチ
ステージスライド１３を具備し、各ステージが、そのイ
ンダクタンスが非鉄材料の近接さに応じて変化する少な
くとも１つの検出コイル１９と、このコイルの変化する
インダクタンスに応答して周波数位相エラー信号を発生
する発生回路と、所定の特性を有する上記粒子の一部を
排出すべく上記周波数位相エラー信号によって駆動され
る粒子除去機構とを有する。
分離機が、うず電流分離方法を使用する高純度磁気分離
機とともに単一のエンクロージャの中に組み立てられる
粒子分離装置を提供する。 【構成】 コンベヤから落下する粒子を受けるべく配置
された第１ステージと付加的ステージとを有するマルチ
ステージスライド１３を具備し、各ステージが、そのイ
ンダクタンスが非鉄材料の近接さに応じて変化する少な
くとも１つの検出コイル１９と、このコイルの変化する
インダクタンスに応答して周波数位相エラー信号を発生
する発生回路と、所定の特性を有する上記粒子の一部を
排出すべく上記周波数位相エラー信号によって駆動され
る粒子除去機構とを有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は異なる成分の材料の分
離に関し、特に、電気的特性に基づく材料の分離、区別
に関する。また、本発明は鉄及び非鉄金属粒子と非金属
粒子との混合物における粒子の分離に関する。例えば、
本発明は固体廃棄材からそのような粒子を回収するのに
適している。
離に関し、特に、電気的特性に基づく材料の分離、区別
に関する。また、本発明は鉄及び非鉄金属粒子と非金属
粒子との混合物における粒子の分離に関する。例えば、
本発明は固体廃棄材からそのような粒子を回収するのに
適している。
【０００２】
【従来の技術】多くの場合、特に、リサイクル可能な材
料を仕分けする場合、鉄及び非鉄金属成分と非金属成分
との混合物の粒子を分離するのが望ましい。従来の固体
廃棄材処理システムは寸断、分類の後に概して、金属と
ガラスを分離する一連の工程を使用する。例えば、米国
特許４，０６９，１４５号（Ｓｏｍｍｅｒ）は電磁うず
電流材料分離機を開示している。すなわち、電磁石をパ
ルス電流によって数回励磁して磁石による磁界の及ぼす
範囲内の粒子内にうず電流を発生させる。これより、材
料の導電率によって直接変化する反発力が磁石と粒子の
間に発生する。粒子が磁石から反発される運動量は、各
粒子が磁石の磁界の影響下にある間発生する電流パルス
の数によって直接変化する。
料を仕分けする場合、鉄及び非鉄金属成分と非金属成分
との混合物の粒子を分離するのが望ましい。従来の固体
廃棄材処理システムは寸断、分類の後に概して、金属と
ガラスを分離する一連の工程を使用する。例えば、米国
特許４，０６９，１４５号（Ｓｏｍｍｅｒ）は電磁うず
電流材料分離機を開示している。すなわち、電磁石をパ
ルス電流によって数回励磁して磁石による磁界の及ぼす
範囲内の粒子内にうず電流を発生させる。これより、材
料の導電率によって直接変化する反発力が磁石と粒子の
間に発生する。粒子が磁石から反発される運動量は、各
粒子が磁石の磁界の影響下にある間発生する電流パルス
の数によって直接変化する。
【０００３】うず電流の原理は従来より良く知られてい
るが、米国特許４０６９１４５号はうず電流磁石を駆動
するために単発の比較的大電流パルスを使用している。
インダクタを流れる電流の急激な変化は磁界を発生する
ことは知られており、そのときの磁束は磁界内に配置さ
れた材料によって遮断される。磁束は時間と共に変化
し、磁界内の伝導材は時間とともに変化する磁束に結合
しないので、材料を流れるゼロ磁束を発生するために、
うず電流が伝導材内に発生する。このうず電流は関連す
る磁界を有し、第１磁界に関して反発力を発生する。も
し、電磁石が所定位置に固定され、他の材料が自由に移
動した場合、うず電流が誘導された材料は磁石から反発
される。反発力は他の要因にもよるが、材料の導電率に
よるうず電流の値によって直接変化する。うず電流によ
る非鉄材料の反発力の効果及び効率を改善するために、
米国特許４０６９１４５号は単発の大電流パルスではな
く、比較的小さい振幅の複数の電流パルスを使用するこ
とを開示している。このような小さな電流パルスは非鉄
材を供給流から分離するのに十分な反発力を発生するに
は小さすぎる。しかしながら、複数の繰り返しパルスの
蓄積効果により、供給流から非鉄金属を分離するのに十
分な反発力となる。
るが、米国特許４０６９１４５号はうず電流磁石を駆動
するために単発の比較的大電流パルスを使用している。
インダクタを流れる電流の急激な変化は磁界を発生する
ことは知られており、そのときの磁束は磁界内に配置さ
れた材料によって遮断される。磁束は時間と共に変化
し、磁界内の伝導材は時間とともに変化する磁束に結合
しないので、材料を流れるゼロ磁束を発生するために、
うず電流が伝導材内に発生する。このうず電流は関連す
る磁界を有し、第１磁界に関して反発力を発生する。も
し、電磁石が所定位置に固定され、他の材料が自由に移
動した場合、うず電流が誘導された材料は磁石から反発
される。反発力は他の要因にもよるが、材料の導電率に
よるうず電流の値によって直接変化する。うず電流によ
る非鉄材料の反発力の効果及び効率を改善するために、
米国特許４０６９１４５号は単発の大電流パルスではな
く、比較的小さい振幅の複数の電流パルスを使用するこ
とを開示している。このような小さな電流パルスは非鉄
材を供給流から分離するのに十分な反発力を発生するに
は小さすぎる。しかしながら、複数の繰り返しパルスの
蓄積効果により、供給流から非鉄金属を分離するのに十
分な反発力となる。
【０００４】米国特許４０３１００４号は電磁うず電流
分離機のための供給システムを開示している。供給スト
ックの経路は減速スライドによって機械的に変更され、
非鉄金属を含む供給ストック材料はうず電流磁石の面に
平行な経路において磁界の影響が最大となる領域に入
る。これによって、平らにされたアルミニウム缶などの
非鉄金属自身が減速スライド上に整列し、磁界の最大影
響領域へ入る間のうず電流磁石の磁界の垂直成分に対す
る横断領域を最大にする。これより、非鉄金属はアルミ
ニウム缶を供給流から正確かつ効率よく分離する経路に
おける磁界の最大影響領域から排出される。
分離機のための供給システムを開示している。供給スト
ックの経路は減速スライドによって機械的に変更され、
非鉄金属を含む供給ストック材料はうず電流磁石の面に
平行な経路において磁界の影響が最大となる領域に入
る。これによって、平らにされたアルミニウム缶などの
非鉄金属自身が減速スライド上に整列し、磁界の最大影
響領域へ入る間のうず電流磁石の磁界の垂直成分に対す
る横断領域を最大にする。これより、非鉄金属はアルミ
ニウム缶を供給流から正確かつ効率よく分離する経路に
おける磁界の最大影響領域から排出される。
【０００５】粒子混合物内の鉄及び非鉄金属と非金属粒
子とを分離する他の方法は、ここに参考文献として引用
された米国特許４５４１５３０号、４７１８５５９号
（Ｋｅｎｎｙ等）に開示されているように、コイルと位
相同期ループ（ＰＬＬ）とを使用する検出システムを含
む。このシステムにおいては、位相同期ループ回路とコ
イル回路はフィードバックループを形成し、これによっ
て、コイルが検出器コイルインダクタンスと平行タンク
回路キャパシタンスとの自然電気的共振周波数で駆動さ
れる。コイルインダクタンスの値は電気的コンダクタの
近接さの関数として変化する。その結果、位相同期ルー
プ回路の動作周波数は自然タンク周波数に追従すべく変
化する。周波数が変化する間、位相同期ループ回路は抽
出または分離機構を駆動するのに使用されるエラー信号
を発生する。そのような抽出機構の１つは検出コイルの
下流に配置され、１種類の材料を排出すべくコイルと空
気バルブとの間の距離に基づく適当な時間遅延の後に駆
動される空気バルブである。静止電気的コンダクタの隣
接部が検出システムの感度を大きく減少させないように
周波数の急激な変化のみが空気バルブを駆動可能にす
る。
子とを分離する他の方法は、ここに参考文献として引用
された米国特許４５４１５３０号、４７１８５５９号
（Ｋｅｎｎｙ等）に開示されているように、コイルと位
相同期ループ（ＰＬＬ）とを使用する検出システムを含
む。このシステムにおいては、位相同期ループ回路とコ
イル回路はフィードバックループを形成し、これによっ
て、コイルが検出器コイルインダクタンスと平行タンク
回路キャパシタンスとの自然電気的共振周波数で駆動さ
れる。コイルインダクタンスの値は電気的コンダクタの
近接さの関数として変化する。その結果、位相同期ルー
プ回路の動作周波数は自然タンク周波数に追従すべく変
化する。周波数が変化する間、位相同期ループ回路は抽
出または分離機構を駆動するのに使用されるエラー信号
を発生する。そのような抽出機構の１つは検出コイルの
下流に配置され、１種類の材料を排出すべくコイルと空
気バルブとの間の距離に基づく適当な時間遅延の後に駆
動される空気バルブである。静止電気的コンダクタの隣
接部が検出システムの感度を大きく減少させないように
周波数の急激な変化のみが空気バルブを駆動可能にす
る。
【０００６】上記の米国特許４５４１５３０、４７１８
５５９号はそのような工程は、同質化及び廃棄成分を磁
気的に処理する工程に始まり、高純度の金属片として金
属濃縮物を分離することで終わる工程との中間工程とし
て使用される。その後、高純度のアルミニウムは米国特
許４０６９０４５号に記載された分離方法によって分離
される。
５５９号はそのような工程は、同質化及び廃棄成分を磁
気的に処理する工程に始まり、高純度の金属片として金
属濃縮物を分離することで終わる工程との中間工程とし
て使用される。その後、高純度のアルミニウムは米国特
許４０６９０４５号に記載された分離方法によって分離
される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記米国特許４５４１
５３０及び７１８５５９号は開示されたシステムが米国
特許４０６９１４５号と組み合わせることができること
を開示しているが、実際上は多くの困難が存在する。す
なわち、個々に分離されたエンクロージャ内で２つのシ
ステムを連結し、位相同期ループシステムによって生成
された濃縮物を収集しさらに、Ｓｏｍｍｅｒの高純度分
離機に運搬するにおいて困難を有する。さらに、高純度
分離機のコンベアを故障させる大きな物品を除去する手
段を有していない。さらに、両システムは、もし材料が
材料を運搬するスライドの表面及び検出器が取り付けら
れている表面よりより遠くにバウンドした場合、うず電
流金属検出器が供給材料内のアルミニウム缶を見逃して
しまう確率を最小にするような手段は有していない。ま
た、システムの機械的構成によれば所望の分離効率が得
られない。
５３０及び７１８５５９号は開示されたシステムが米国
特許４０６９１４５号と組み合わせることができること
を開示しているが、実際上は多くの困難が存在する。す
なわち、個々に分離されたエンクロージャ内で２つのシ
ステムを連結し、位相同期ループシステムによって生成
された濃縮物を収集しさらに、Ｓｏｍｍｅｒの高純度分
離機に運搬するにおいて困難を有する。さらに、高純度
分離機のコンベアを故障させる大きな物品を除去する手
段を有していない。さらに、両システムは、もし材料が
材料を運搬するスライドの表面及び検出器が取り付けら
れている表面よりより遠くにバウンドした場合、うず電
流金属検出器が供給材料内のアルミニウム缶を見逃して
しまう確率を最小にするような手段は有していない。ま
た、システムの機械的構成によれば所望の分離効率が得
られない。
【０００８】さらに、システム効率及び感度もまた、位
相同期ループシステム内のコイル間のクロストークによ
って減少してしまう。さらに、上記システムは回路に対
する熱効果のためチュ−ニングドリフトを受けやすい。
相同期ループシステム内のコイル間のクロストークによ
って減少してしまう。さらに、上記システムは回路に対
する熱効果のためチュ−ニングドリフトを受けやすい。
【０００９】高純度分離システムにおいては、磁石から
の強度の磁界による損傷から誘導ピックアップコイルを
保護するために、金属検出コイルは、うず電流磁石から
約１フィート上流に配置されている。しかしながら、こ
の構成は、アルミニウム缶の検出と磁石のファイヤリン
グとの間の時間が十分に長いので供給材料の速度の変化
がシステムのパフォーマンスに大きな影響を与えてしま
う欠点を有する。さらに、検出コイルを遠くに配置する
ことにより誘導ピックアップを減少させることができる
半面、あるレベルのピックアップが依然として存在し、
特に、供給流内の金属が磁石からの磁界を歪曲するとき
のピックアップが大きい。
の強度の磁界による損傷から誘導ピックアップコイルを
保護するために、金属検出コイルは、うず電流磁石から
約１フィート上流に配置されている。しかしながら、こ
の構成は、アルミニウム缶の検出と磁石のファイヤリン
グとの間の時間が十分に長いので供給材料の速度の変化
がシステムのパフォーマンスに大きな影響を与えてしま
う欠点を有する。さらに、検出コイルを遠くに配置する
ことにより誘導ピックアップを減少させることができる
半面、あるレベルのピックアップが依然として存在し、
特に、供給流内の金属が磁石からの磁界を歪曲するとき
のピックアップが大きい。
【００１０】さらに、高純度分離機の問題は磁石の設計
によっても起こる。容易に冷却される高効率の磁石を構
成することが望ましい。再度に、高純度分離機のうず電
流電磁石に使用される駆動回路を簡略化することが望ま
しい。
によっても起こる。容易に冷却される高効率の磁石を構
成することが望ましい。再度に、高純度分離機のうず電
流電磁石に使用される駆動回路を簡略化することが望ま
しい。
【００１１】したがって、本発明の粒子分離装置はこの
ような課題に着目してなされたものであり、その目的と
するところは、位相同期ループによって電気的に駆動さ
れる分離機が、うず電流分離方法を使用する高純度磁気
分離機とともに単一のエンクロージャの中に組み立てら
れる装置を提供することにある。
ような課題に着目してなされたものであり、その目的と
するところは、位相同期ループによって電気的に駆動さ
れる分離機が、うず電流分離方法を使用する高純度磁気
分離機とともに単一のエンクロージャの中に組み立てら
れる装置を提供することにある。
【００１２】本発明の他の目的は、高純度分離機へと運
搬すべく位相同期ループ分離機から濃縮物を収集するた
めに、ライブエッジローラをコンベヤの端部に供給する
ことにある。
搬すべく位相同期ループ分離機から濃縮物を収集するた
めに、ライブエッジローラをコンベヤの端部に供給する
ことにある。
【００１３】本発明の他の目的は、コンベヤ及び高純度
分離機を故障させる大きな物品を除去するために、移動
固定ループ分離機から濃縮物を収集するコンベヤ上方に
バースクリーンを供給することにある。
分離機を故障させる大きな物品を除去するために、移動
固定ループ分離機から濃縮物を収集するコンベヤ上方に
バースクリーンを供給することにある。
【００１４】本発明の他の目的は、材料が位相同期ルー
プ及び高純度分離機のスライドに供給されるとき、例え
ば、バウンド抑制カーテンを使用して材料のバウンドを
最小にすることにある。
プ及び高純度分離機のスライドに供給されるとき、例え
ば、バウンド抑制カーテンを使用して材料のバウンドを
最小にすることにある。
【００１５】本発明の他の目的は、スライドアッセンブ
リの傾斜角を最大効率となるように調整可能にすること
によって位相同期ループの効率を改善し、材料がバウン
ドしないで落下するように、第１ステージの終端に段部
を有する２つのステージスライドを組み入れて、供給流
内で第１ステージによって検出されなかった材料を再配
置することにある。
リの傾斜角を最大効率となるように調整可能にすること
によって位相同期ループの効率を改善し、材料がバウン
ドしないで落下するように、第１ステージの終端に段部
を有する２つのステージスライドを組み入れて、供給流
内で第１ステージによって検出されなかった材料を再配
置することにある。
【００１６】本発明の他の目的は、空気バルブから、ノ
ズルを介する空気路を等しい実効長さに構成することに
よって排出される物体への運動量の移動を最大にするこ
とにある。
ズルを介する空気路を等しい実効長さに構成することに
よって排出される物体への運動量の移動を最大にするこ
とにある。
【００１７】本発明の他の目的は、コイルをスライドを
横切って互い違いに配置することによって位相同期ルー
プ分離機のうず電流コイルの間のクロストークを減少す
ることにある。
横切って互い違いに配置することによって位相同期ルー
プ分離機のうず電流コイルの間のクロストークを減少す
ることにある。
【００１８】本発明の他の目的は、狭帯域内の共振周波
数を最適周波数に維持するためにキャパシタを回路の外
部又は内部へと切り換えるセルフ同調能力を含めること
によって、うず電流金属共振回路内で熱的または他の原
因で誘導された周波数ドリフト効果を減少することにあ
る。
数を最適周波数に維持するためにキャパシタを回路の外
部又は内部へと切り換えるセルフ同調能力を含めること
によって、うず電流金属共振回路内で熱的または他の原
因で誘導された周波数ドリフト効果を減少することにあ
る。
【００１９】本発明の他の目的は、高純度分離機内の検
出と磁石の励磁とのタイミングの正確さを改善すること
にある。
出と磁石の励磁とのタイミングの正確さを改善すること
にある。
【００２０】本発明の他の目的は、磁石からの検出コイ
ルによる誘導ピックアップを最小にするために、金属検
出コイルの内部領域内の最終的な磁界を約ゼロに維持す
ることにある。
ルによる誘導ピックアップを最小にするために、金属検
出コイルの内部領域内の最終的な磁界を約ゼロに維持す
ることにある。
【００２１】本発明の他の目的は、磁石からの磁界が検
出コイルの内部領域内で空間的に反転するように、うず
電流磁石の表面部を配置することにある。
出コイルの内部領域内で空間的に反転するように、うず
電流磁石の表面部を配置することにある。
【００２２】本発明の他の目的は、検出コイルを誘導的
ピックアップがキャンセルされるような構成に形成する
ことにある。
ピックアップがキャンセルされるような構成に形成する
ことにある。
【００２３】本発明の他の目的は、８の字形ループの１
つの誘導ピックアップが、他の８の字ループからの誘導
性ピックアップを倍加及びキャンセルするように検出コ
イルを８の字形に形成することにある。
つの誘導ピックアップが、他の８の字ループからの誘導
性ピックアップを倍加及びキャンセルするように検出コ
イルを８の字形に形成することにある。
【００２４】電子的に駆動される分離機とともに組み込
まれる高純度分離機のための改善された磁石の設計を提
供することにある。
まれる高純度分離機のための改善された磁石の設計を提
供することにある。
【００２５】本発明の他の目的は、互いに絶縁された個
々のワイアからなる複数のストランドから製造されたワ
イアロープを有する改善されたうず電流磁石を提供する
ことにある。
々のワイアからなる複数のストランドから製造されたワ
イアロープを有する改善されたうず電流磁石を提供する
ことにある。
【００２６】本発明の他の目的は、大変低い電気導電率
の冷却媒体内のうず電流磁石を冷却することにある。
の冷却媒体内のうず電流磁石を冷却することにある。
【００２７】本発明の他の目的は、例えば、不導体のケ
ーシングを使用して、うず電流磁石からのエネルギの誘
電ロスを防ぐことにある。
ーシングを使用して、うず電流磁石からのエネルギの誘
電ロスを防ぐことにある。
【００２８】本発明の他の目的は、簡単な構成でかつ従
来設計の装置に比較してより低いコストで組み立てられ
るうず電流電磁石駆動回路を提供することにある。
来設計の装置に比較してより低いコストで組み立てられ
るうず電流電磁石駆動回路を提供することにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、鉄及び非鉄金属と非金属材料との混合
物に含まれた粒子を分離する粒子分離装置であって、上
記粒子を受けて第１コンベヤに堆積させるべく配置され
た取り入れ部と、上記第１コンベヤから落下する粒子を
受けるべく配置された第１ステージと、それぞれが前段
のステージと階段状かつ不連続に配置された付加的ステ
ージとを有し、各ステージの端部どうしは接続されてお
り、これによって各ステージからの排出されなかった粒
子が前段のステージに落下するようにしたマルチステー
ジスライドと、排出または排出されなかった粒子のため
の堆積部とを具備し、上記各ステージが、そのインダク
タンスが非鉄材料の近接さに応じて変化する少なくとも
１つの検出コイルと、このコイルの変化するインダクタ
ンスに応答して周波数位相エラー信号を発生する発生回
路と、所定の特性を有する上記粒子の一部を排出すべく
上記周波数位相エラー信号によって駆動される粒子除去
機構とを有する。
めに、本発明は、鉄及び非鉄金属と非金属材料との混合
物に含まれた粒子を分離する粒子分離装置であって、上
記粒子を受けて第１コンベヤに堆積させるべく配置され
た取り入れ部と、上記第１コンベヤから落下する粒子を
受けるべく配置された第１ステージと、それぞれが前段
のステージと階段状かつ不連続に配置された付加的ステ
ージとを有し、各ステージの端部どうしは接続されてお
り、これによって各ステージからの排出されなかった粒
子が前段のステージに落下するようにしたマルチステー
ジスライドと、排出または排出されなかった粒子のため
の堆積部とを具備し、上記各ステージが、そのインダク
タンスが非鉄材料の近接さに応じて変化する少なくとも
１つの検出コイルと、このコイルの変化するインダクタ
ンスに応答して周波数位相エラー信号を発生する発生回
路と、所定の特性を有する上記粒子の一部を排出すべく
上記周波数位相エラー信号によって駆動される粒子除去
機構とを有する。
【００３０】
【作用】すなわち、本発明においては、上記粒子を受け
て第１コンベヤに堆積させるべく取り入れ部を配置し、
第１ステージと付加的ステージを含むマルチステージス
ライドにおいて、第１ステージを上記第１コンベヤから
落下する粒子を受けるべく配置し、付加的ステージをそ
れぞれが前段のステージと階段状かつ不連続に配置し、
さらに、排出または排出されなかった粒子のための堆積
部を配置する。上記各ステージは、そのインダクタンス
が非鉄材料の近接さに応じて変化する少なくとも１つの
検出コイルと、このコイルの変化するインダクタンスに
応答して周波数位相エラー信号を発生する発生回路と、
所定の特性を有する上記粒子の一部を排出すべく上記周
波数位相エラー信号によって駆動される粒子除去機構と
を有する。
て第１コンベヤに堆積させるべく取り入れ部を配置し、
第１ステージと付加的ステージを含むマルチステージス
ライドにおいて、第１ステージを上記第１コンベヤから
落下する粒子を受けるべく配置し、付加的ステージをそ
れぞれが前段のステージと階段状かつ不連続に配置し、
さらに、排出または排出されなかった粒子のための堆積
部を配置する。上記各ステージは、そのインダクタンス
が非鉄材料の近接さに応じて変化する少なくとも１つの
検出コイルと、このコイルの変化するインダクタンスに
応答して周波数位相エラー信号を発生する発生回路と、
所定の特性を有する上記粒子の一部を排出すべく上記周
波数位相エラー信号によって駆動される粒子除去機構と
を有する。
【００３１】
【実施例】まず、本発明の一実施例の概略を述べる。本
発明の目的は、改善された位相同期ループと高純度の分
離機を単一ユニットに組み込む粒子分離装置としてのア
ルミニウム回収システムによって達成される。ガラスや
主成分としての鉄などの物質を除去すべく、選択的にあ
らかじめ処理された分離すべき粒子を含む材料は既知の
位相同期ループの原理に従って動作する第１の電子的に
駆動された分離部へと供給される。第１ステージによっ
て検出されなかった場合、材料はアルミニウム缶などの
材料がバウンドしないで落下して供給路内に再配置され
るように、少なくとも２つのステージを有するスライド
へと導入される。スライドの傾斜角は調整可能であり、
コンベヤはその角度が供給中の材料の停止の角度よりも
大きくなるように傾斜される。これによって、蓄積され
た材料がパフォーマンスを改善する水平化作用を提供す
るコンベヤの沿って落下する。加速スライドの入力に配
置されたバウンド防止カーテンは材料のバウンドを最小
にしてスライドに供給されるときにコンベヤの端部に配
置されたライブエッジローラは濃縮物を第１の分離機か
ら第２の高純度分離機に移動するのを補助する。上記の
分離機はバウンド防止用カーテンを有している。
発明の目的は、改善された位相同期ループと高純度の分
離機を単一ユニットに組み込む粒子分離装置としてのア
ルミニウム回収システムによって達成される。ガラスや
主成分としての鉄などの物質を除去すべく、選択的にあ
らかじめ処理された分離すべき粒子を含む材料は既知の
位相同期ループの原理に従って動作する第１の電子的に
駆動された分離部へと供給される。第１ステージによっ
て検出されなかった場合、材料はアルミニウム缶などの
材料がバウンドしないで落下して供給路内に再配置され
るように、少なくとも２つのステージを有するスライド
へと導入される。スライドの傾斜角は調整可能であり、
コンベヤはその角度が供給中の材料の停止の角度よりも
大きくなるように傾斜される。これによって、蓄積され
た材料がパフォーマンスを改善する水平化作用を提供す
るコンベヤの沿って落下する。加速スライドの入力に配
置されたバウンド防止カーテンは材料のバウンドを最小
にしてスライドに供給されるときにコンベヤの端部に配
置されたライブエッジローラは濃縮物を第１の分離機か
ら第２の高純度分離機に移動するのを補助する。上記の
分離機はバウンド防止用カーテンを有している。
【００３２】第１の位相同期ループ分離機内にはうず電
流コイルがスライドを横切って互い違いに配置されＳ／
Ｎ比を最適化するとともにコイル間のクロストークを最
小にして検出の感度を改善している。自己同調回路は共
振周波数を最適周波数周辺の狭帯域内に維持するために
キャパシタを外部および内部間でスイッチングすること
によってうず電流金属検出共振回路内の周波数ドリフト
に対処している。
流コイルがスライドを横切って互い違いに配置されＳ／
Ｎ比を最適化するとともにコイル間のクロストークを最
小にして検出の感度を改善している。自己同調回路は共
振周波数を最適周波数周辺の狭帯域内に維持するために
キャパシタを外部および内部間でスイッチングすること
によってうず電流金属検出共振回路内の周波数ドリフト
に対処している。
【００３３】高純度検出器の金属検出コイルは、例えば
アルミニウム缶などの材料の検出と磁気励磁との間のタ
イミングを正確にするために磁石面の真上に配置され
る。磁石からの磁界が検出コイルの内部領域で空間的に
反転されるように、検出コイルはうず電流磁石面の一部
に配置される。検出コイルの内部領域の磁界はいつでも
ほぼゼロであり、これによって、磁石からの検出コイル
による誘導性ピックアップを最小にする。金属検出コイ
ルは誘導性ピックアップをさらに最小にすべく８の字形
構成を有している。８の字構成は８の字ループの１つに
よる誘導性ピックアップが８の字の他のループからの誘
導性ピックアップを倍加及びキャンセルするように作用
する。
アルミニウム缶などの材料の検出と磁気励磁との間のタ
イミングを正確にするために磁石面の真上に配置され
る。磁石からの磁界が検出コイルの内部領域で空間的に
反転されるように、検出コイルはうず電流磁石面の一部
に配置される。検出コイルの内部領域の磁界はいつでも
ほぼゼロであり、これによって、磁石からの検出コイル
による誘導性ピックアップを最小にする。金属検出コイ
ルは誘導性ピックアップをさらに最小にすべく８の字形
構成を有している。８の字構成は８の字ループの１つに
よる誘導性ピックアップが８の字の他のループからの誘
導性ピックアップを倍加及びキャンセルするように作用
する。
【００３４】本発明にかかるマルチストランド磁石はワ
イヤロープを形成すべく共に捩じられた個々の絶縁ワイ
ヤを使用して形成される。ワイヤストランドの半径は動
作周波数での電磁エネルギの貫通のスキン深さに等し
い。磁石はマルチストランドワイヤロープを脱イオン化
水または脱イオン化水とエチレングリコールとの混合物
などの低電気伝導性の冷却媒体内に挿入することによっ
て冷却される。磁石は、冷却媒体に対する通路を提供す
るとともに、エネルギの誘導ロスを防止するために非伝
導性材料内に配置される。うず電流磁石に使用される誘
導性回路は単一のポンピングされた共振回路であり、電
流制限フィードインダクタと高電流シリコン制御整流器
（ＳＣＲ）スイッチと関連する制御回路とうず電流磁石
インダクタとうず電流磁石共振キャパシタとを使用す
る。
イヤロープを形成すべく共に捩じられた個々の絶縁ワイ
ヤを使用して形成される。ワイヤストランドの半径は動
作周波数での電磁エネルギの貫通のスキン深さに等し
い。磁石はマルチストランドワイヤロープを脱イオン化
水または脱イオン化水とエチレングリコールとの混合物
などの低電気伝導性の冷却媒体内に挿入することによっ
て冷却される。磁石は、冷却媒体に対する通路を提供す
るとともに、エネルギの誘導ロスを防止するために非伝
導性材料内に配置される。うず電流磁石に使用される誘
導性回路は単一のポンピングされた共振回路であり、電
流制限フィードインダクタと高電流シリコン制御整流器
（ＳＣＲ）スイッチと関連する制御回路とうず電流磁石
インダクタとうず電流磁石共振キャパシタとを使用す
る。
【００３５】図４は本発明にかかるソータを含むシステ
ムの全体を示す。前処理機１が鉄金属やガラスや砂土を
除去すべく選択的に使用される。例えば、大部分の鉄成
分が除去される磁気分離工程の後に、固体廃棄材は一様
化工程による処理を受ける。一様化工程は寸断、連打圧
搾、混合またはスクリーニングを含む。処理材はコンベ
ヤ３を介してそれぞれ第１部７、第２部９を有する単一
の分離ユニット５へと移送される。第１部７は非鉄材料
の非鉄検出を選択的に行うために使用される。ソレノイ
ド、トラップドア構成、空気システムなどの機械的シス
テムは鉄製コンダクタが無視される電子システムによっ
て非鉄金属粒子を非金属粒子から分離するためにトリガ
ーされる。アルミニウムや他の金属は電磁うず電流材料
分離機を使用する第２部９へと移送される。この分離機
は材料を分離する手段として、電気的に誘導されたうず
電流反発の原理に基づいて動作する。材料は分離された
とき、個々の位置に堆積可能である。
ムの全体を示す。前処理機１が鉄金属やガラスや砂土を
除去すべく選択的に使用される。例えば、大部分の鉄成
分が除去される磁気分離工程の後に、固体廃棄材は一様
化工程による処理を受ける。一様化工程は寸断、連打圧
搾、混合またはスクリーニングを含む。処理材はコンベ
ヤ３を介してそれぞれ第１部７、第２部９を有する単一
の分離ユニット５へと移送される。第１部７は非鉄材料
の非鉄検出を選択的に行うために使用される。ソレノイ
ド、トラップドア構成、空気システムなどの機械的シス
テムは鉄製コンダクタが無視される電子システムによっ
て非鉄金属粒子を非金属粒子から分離するためにトリガ
ーされる。アルミニウムや他の金属は電磁うず電流材料
分離機を使用する第２部９へと移送される。この分離機
は材料を分離する手段として、電気的に誘導されたうず
電流反発の原理に基づいて動作する。材料は分離された
とき、個々の位置に堆積可能である。
【００３６】図２は非鉄金属粒子のための従来の電磁検
出システムである。図から明らかなように、コンベヤ１
１４は非金属粒子１１０、鉄金属粒子１１３、非鉄金属
粒子またはそれらの集塊物または集積物１２などの固体
廃棄材をコンベヤ１１４さらにダウンスライド１１６に
沿って検出コイル１１８の近辺を通過するまで運搬す
る。電子駆動システム１２０に関連する検出コイル１１
８は粒子除去機１２２を駆動する。図２に示すように、
粒子はスライド１１６を滑走し、検出コイル１１８を通
過する。これによって、コイルのインダクタンスの値が
変化する。
出システムである。図から明らかなように、コンベヤ１
１４は非金属粒子１１０、鉄金属粒子１１３、非鉄金属
粒子またはそれらの集塊物または集積物１２などの固体
廃棄材をコンベヤ１１４さらにダウンスライド１１６に
沿って検出コイル１１８の近辺を通過するまで運搬す
る。電子駆動システム１２０に関連する検出コイル１１
８は粒子除去機１２２を駆動する。図２に示すように、
粒子はスライド１１６を滑走し、検出コイル１１８を通
過する。これによって、コイルのインダクタンスの値が
変化する。
【００３７】図３に示すように、従来の電子検出器は位
相同期ループ１５０と検出コイル１５４に沿って配置さ
れた検出コイル駆動回路とを使用する。これによってフ
ィードバックループが形成され、コイルは静的コイルイ
ンダクタンスと並列タンク回路キャパシタンスとによっ
て決定される電気的共振周波数で駆動される。電気伝導
体が近接されていることによってインダクタンスの値が
変化するとき、位相同期ループの動作周波数とエラー信
号が発生される。エラー信号は出力周波数フィルタ１５
６によって高域通過濾波され、時間遅延回路１６０を駆
動するために増幅器１５８によって増幅される。時間遅
延回路１６０は分離された材料を排出するために適当な
時間で非鉄金属粒子除去機１６２を駆動する。
相同期ループ１５０と検出コイル１５４に沿って配置さ
れた検出コイル駆動回路とを使用する。これによってフ
ィードバックループが形成され、コイルは静的コイルイ
ンダクタンスと並列タンク回路キャパシタンスとによっ
て決定される電気的共振周波数で駆動される。電気伝導
体が近接されていることによってインダクタンスの値が
変化するとき、位相同期ループの動作周波数とエラー信
号が発生される。エラー信号は出力周波数フィルタ１５
６によって高域通過濾波され、時間遅延回路１６０を駆
動するために増幅器１５８によって増幅される。時間遅
延回路１６０は分離された材料を排出するために適当な
時間で非鉄金属粒子除去機１６２を駆動する。
【００３８】図１は本発明のシステムの電子的に駆動さ
れた分離部の側面図である。コンベヤ３は分離すべく材
料を取り入れ部としての入力部１１に移送し、これよ
り、材料はスライド１３に落下される。スライド１３は
ステージ間に段部を形成するために直列に配置された多
数のステージを有する。
れた分離部の側面図である。コンベヤ３は分離すべく材
料を取り入れ部としての入力部１１に移送し、これよ
り、材料はスライド１３に落下される。スライド１３は
ステージ間に段部を形成するために直列に配置された多
数のステージを有する。
【００３９】図１、５は２つのステージ１５、１７を有
するが他のステージを付加することも可能である。各ス
テージは少なくとも１つの検出コイル１９と、空気導入
路またはホース２５、２７を介して空気貯蔵部２９、３
１にそれぞれ接続された空気ノズル２１、２３などの関
連排出機構とを有する。
するが他のステージを付加することも可能である。各ス
テージは少なくとも１つの検出コイル１９と、空気導入
路またはホース２５、２７を介して空気貯蔵部２９、３
１にそれぞれ接続された空気ノズル２１、２３などの関
連排出機構とを有する。
【００４０】スライド１３の傾斜角はアジャスタ３３を
使用して調整可能である。また、当業者に知られた数多
くの調整機構が使用される。図１、５に示すように、調
整機構はスライド１３に取り付けられたブラケット３７
に対するピボット結合部３５を有する。アジャスタ３３
の対向端はブラケット３９にピボット式に接続されてい
る。スライドの長さはさらに、例えばそれぞれセグメン
ト４１、４３の選択穴４７、４９を介してコネクタ４５
を使用して、スライドアジャスタセグメント４１、４３
の位置を変化することによって調整可能である。
使用して調整可能である。また、当業者に知られた数多
くの調整機構が使用される。図１、５に示すように、調
整機構はスライド１３に取り付けられたブラケット３７
に対するピボット結合部３５を有する。アジャスタ３３
の対向端はブラケット３９にピボット式に接続されてい
る。スライドの長さはさらに、例えばそれぞれセグメン
ト４１、４３の選択穴４７、４９を介してコネクタ４５
を使用して、スライドアジャスタセグメント４１、４３
の位置を変化することによって調整可能である。
【００４１】図６のスライドの上面図はスライドステー
ジの対向側面に互い違いに配置された検出コイル１９を
示し、分離すべき材料はスライドステージの下方を通過
するときに互い違いに配置されたコイルの上方を通過す
る。前記したように、位相同期ループ回路のうず電流コ
イルを使用して、鉄および非鉄材料がコイルに近接する
ことによって発生するインダクタンスの変化によって周
波数を変化させることは既知である。これによって、空
気ノズル２１、２３などの排出機構を適当なときに駆動
するためのエラー信号が発生される。本発明によれば、
複数のうず電流コイルがスライドの終端部に互い違いに
配置される。これより、コイル間のクロストークが最小
となるとともに、コイルを並置した場合よりも互いに物
理的に離すことによって検出感度を改善する。
ジの対向側面に互い違いに配置された検出コイル１９を
示し、分離すべき材料はスライドステージの下方を通過
するときに互い違いに配置されたコイルの上方を通過す
る。前記したように、位相同期ループ回路のうず電流コ
イルを使用して、鉄および非鉄材料がコイルに近接する
ことによって発生するインダクタンスの変化によって周
波数を変化させることは既知である。これによって、空
気ノズル２１、２３などの排出機構を適当なときに駆動
するためのエラー信号が発生される。本発明によれば、
複数のうず電流コイルがスライドの終端部に互い違いに
配置される。これより、コイル間のクロストークが最小
となるとともに、コイルを並置した場合よりも互いに物
理的に離すことによって検出感度を改善する。
【００４２】スライド１３に入る分離すべき材料はコン
ベヤ３から落下するが、スライドへと供給されるときに
バウンドする。その結果、アルミニウム缶などは検出す
べきスライド面よりもかなり大きくバウンドするので、
うず電流金属検出器１９は供給材料のうちアルミニウム
缶または他の物品の検出を見逃してしまう。このような
バウンドを減少するために、カーテン５１が入力部１１
近くのスライド１３の上方に配置されている。このカー
テンは物品が垂直にバウンドするときこの物品に接触す
るように配置されており、スライドへとさらに移動する
のを防止する。すなわち、カーテン下方を通過する物品
は検出コイルの垂直検出範囲内に入る物品のみである。
ベヤ３から落下するが、スライドへと供給されるときに
バウンドする。その結果、アルミニウム缶などは検出す
べきスライド面よりもかなり大きくバウンドするので、
うず電流金属検出器１９は供給材料のうちアルミニウム
缶または他の物品の検出を見逃してしまう。このような
バウンドを減少するために、カーテン５１が入力部１１
近くのスライド１３の上方に配置されている。このカー
テンは物品が垂直にバウンドするときこの物品に接触す
るように配置されており、スライドへとさらに移動する
のを防止する。すなわち、カーテン下方を通過する物品
は検出コイルの垂直検出範囲内に入る物品のみである。
【００４３】前記したように、スライドの勾配はスライ
ド調整機構３３によって調整可能である。また、他の調
整機構５３を提供することも可能である。これは、図
１、５に示すように、簡単なピンおよびブラケット機構
または当業者に知られた他の手段によって達成される。
ド調整機構３３によって調整可能である。また、他の調
整機構５３を提供することも可能である。これは、図
１、５に示すように、簡単なピンおよびブラケット機構
または当業者に知られた他の手段によって達成される。
【００４４】さらに、前記したように、スライド１３は
多数のステージを有する。例えば、ステージ１５の終端
部の段部５４はステージ１５から排出されなかった材料
がバウンドせずにステージ１７へと落下させる機能を有
する。アルミニウム缶などの材料は第１ステージによっ
て検出されなかった場合、供給路内に再配置される。こ
のことは、１つのステージしか使用しない従来のシステ
ムに比較して分離効率を改善させることができる。
多数のステージを有する。例えば、ステージ１５の終端
部の段部５４はステージ１５から排出されなかった材料
がバウンドせずにステージ１７へと落下させる機能を有
する。アルミニウム缶などの材料は第１ステージによっ
て検出されなかった場合、供給路内に再配置される。こ
のことは、１つのステージしか使用しない従来のシステ
ムに比較して分離効率を改善させることができる。
【００４５】さらに、システムを供給するコンベヤ３の
傾斜はその傾斜角が分離すべく供給されている材料の静
止角度を越えるように配置することができる。これよ
り、蓄積された材料が移送中にコンベヤに沿って落下さ
れ、供給が水平になるのでシステムのパフォーマンスを
改善することができる。
傾斜はその傾斜角が分離すべく供給されている材料の静
止角度を越えるように配置することができる。これよ
り、蓄積された材料が移送中にコンベヤに沿って落下さ
れ、供給が水平になるのでシステムのパフォーマンスを
改善することができる。
【００４６】前記したように、検出コイルのインダクタ
ンスの変化に応答して位相同期ループ回路によって発生
されたエラー信号に基づいて、空気ノズルが適当な時に
駆動され、材料が例えばキャッチャ５５へと排出され
る。異なる材料のための堆積位置として複数のキャッチ
ャを使用できることはもちろんである。しかしながら、
材料をキャッチャ内に配置するために十分なエネルギを
排出材料に与えるために、空気から排出中の物体への運
動量の移動を最大にすればよい。これは、ノズルを介し
てのすべての空気通路を等しい実効長さに配置すること
に達成される。図７は等しい実効長さの複数の空気通路
５７を有する上方空気ノズル全面プレートを示す。空気
は空気貯蔵部から移送された後、共通部５９に入る。空
気チャネル５７は共通部５９からノズルまでの空気の移
動の実効長さが同じになるように構成されている。その
結果、各ノズルは空気の最大運動量を排出中の物体に移
送することができる。
ンスの変化に応答して位相同期ループ回路によって発生
されたエラー信号に基づいて、空気ノズルが適当な時に
駆動され、材料が例えばキャッチャ５５へと排出され
る。異なる材料のための堆積位置として複数のキャッチ
ャを使用できることはもちろんである。しかしながら、
材料をキャッチャ内に配置するために十分なエネルギを
排出材料に与えるために、空気から排出中の物体への運
動量の移動を最大にすればよい。これは、ノズルを介し
てのすべての空気通路を等しい実効長さに配置すること
に達成される。図７は等しい実効長さの複数の空気通路
５７を有する上方空気ノズル全面プレートを示す。空気
は空気貯蔵部から移送された後、共通部５９に入る。空
気チャネル５７は共通部５９からノズルまでの空気の移
動の実効長さが同じになるように構成されている。その
結果、各ノズルは空気の最大運動量を排出中の物体に移
送することができる。
【００４７】図８は自己同調能力を有するうず電流金属
検出共振回路を示す。共振周波数は回路の熱効果のた
め、最適周波数からドリフトする可能性がある。すなわ
ち、共振回路６１の共振周波数のドリフトは周波数ドリ
フト検出器６３によって検出される。これより、スイッ
チ６５によってキャパシタバンク６７内のキャパシタが
共振回路６１の内部へおよび外部へと切り換えられ、共
振周波数を補正する。このような自己同調は連続または
不連続で行われシステムの正確さを改善する。
検出共振回路を示す。共振周波数は回路の熱効果のた
め、最適周波数からドリフトする可能性がある。すなわ
ち、共振回路６１の共振周波数のドリフトは周波数ドリ
フト検出器６３によって検出される。これより、スイッ
チ６５によってキャパシタバンク６７内のキャパシタが
共振回路６１の内部へおよび外部へと切り換えられ、共
振周波数を補正する。このような自己同調は連続または
不連続で行われシステムの正確さを改善する。
【００４８】上記したように、本発明によれば、電子的
に駆動された分離工程の終りにキャッチャ５５に分離さ
れ得なかった濃縮物は磁気的方法によってさらに分離す
ることができる。この場合、ライブエッジローラ６９が
さらに分離すべく濃縮物を収集してコンベヤに配送して
エンクロージャ内の第２ソート機構へと移送する。カー
ドボードなどの大きな物品はコンベヤを故障させる。こ
の問題をさけるため、バースクリーン７１をコンベヤ上
方に配置して材料ジャムを起こす大きな物品を除去すべ
く濃縮物を収集する。すなわち、小さな物品のみがうず
電流分離方法を使用して高純度アルミニウムを分離すべ
く磁気的分離部に運搬される。
に駆動された分離工程の終りにキャッチャ５５に分離さ
れ得なかった濃縮物は磁気的方法によってさらに分離す
ることができる。この場合、ライブエッジローラ６９が
さらに分離すべく濃縮物を収集してコンベヤに配送して
エンクロージャ内の第２ソート機構へと移送する。カー
ドボードなどの大きな物品はコンベヤを故障させる。こ
の問題をさけるため、バースクリーン７１をコンベヤ上
方に配置して材料ジャムを起こす大きな物品を除去すべ
く濃縮物を収集する。すなわち、小さな物品のみがうず
電流分離方法を使用して高純度アルミニウムを分離すべ
く磁気的分離部に運搬される。
【００４９】図９は従来の電磁うず電流材料分離機を示
す。このシステムにおいては、濃縮物の供給流は点２１
９から点２１９Ａへの線によって示され、磁界領域２１
２の端部外側に位置して供給ストックを磁界２１４の最
大影響領域内に運搬する通路に沿ってうず電流磁石２０
１の磁界へと導入される。供給流経路は減速スライド２
２７によって、磁界と供給ストックとの相互作用が最大
となるうず電流磁石２０１表面近くの領域へ供給ストッ
クを導入するのに最適な方向に円滑に変更される。うず
電流磁石２０１の磁界との相互作用の後、供給流内の非
鉄金属は供給流を横断して物品流２３１または中間流２
３２へと移送され、関連する貯蔵部内に収集される。非
金属及び鉄金属はうず電流磁石２０１の磁界によって反
発されず、後続流２３３へと落下する。
す。このシステムにおいては、濃縮物の供給流は点２１
９から点２１９Ａへの線によって示され、磁界領域２１
２の端部外側に位置して供給ストックを磁界２１４の最
大影響領域内に運搬する通路に沿ってうず電流磁石２０
１の磁界へと導入される。供給流経路は減速スライド２
２７によって、磁界と供給ストックとの相互作用が最大
となるうず電流磁石２０１表面近くの領域へ供給ストッ
クを導入するのに最適な方向に円滑に変更される。うず
電流磁石２０１の磁界との相互作用の後、供給流内の非
鉄金属は供給流を横断して物品流２３１または中間流２
３２へと移送され、関連する貯蔵部内に収集される。非
金属及び鉄金属はうず電流磁石２０１の磁界によって反
発されず、後続流２３３へと落下する。
【００５０】複数の比較的低い振幅の電流パルスが磁石
２０１を駆動する。各パルスは非鉄金属を供給流から分
離するのに十分な反発力を発生するには小さい。しかし
ながら、複数の連続パルスが蓄積されることによって非
鉄金属を供給流から分離するのに十分な大きさとなる。
金属検出器２６５と金属検出器からの信号に応答して駆
動するパワーユニット２０２とによって供給流内の金属
を検出することによって、うず電流磁石２０１は非鉄金
属が磁界の最大影響領域内に存在するときのみ駆動され
る。例えば、金属検出器２６４はうず電流磁石の上流点
の供給流に隣接するうず電流磁石領域の外部に配置され
る。この上流の距離は約１フィートである。供給流の速
度と、金属検出器２６５とうず電流磁石２０１の磁界２
１４の最大影響領域との間の距離とを知ることによっ
て、金属検出器２６４によって検出された金属がうず電
流磁石２０１が駆動されたとき、磁界２１４の最大影響
領域内にあるように、適当なタイムラグが金属検出器か
らの検出信号の発生とパワーユニット２０２が駆動され
る時間との間に導入される。金属検出器２６５を磁界の
最大影響領域に直接位置させ、金属検出と同時にうず電
流磁石を駆動することは可能であるが、磁石の強い磁界
が金属検出器誘導性ピックアップコイルに損傷を与え
る。すなわち、上記したように、金属検出コイルをうず
電流磁石から約１フィート上流の距離に配置することが
必要とされた。この構成は可能であるが、アルミニウム
缶の検出と磁石の励磁との間の時間は十分長いので、供
給材の速度の変化はパフォーマンスに大きな影響を与え
る。
２０１を駆動する。各パルスは非鉄金属を供給流から分
離するのに十分な反発力を発生するには小さい。しかし
ながら、複数の連続パルスが蓄積されることによって非
鉄金属を供給流から分離するのに十分な大きさとなる。
金属検出器２６５と金属検出器からの信号に応答して駆
動するパワーユニット２０２とによって供給流内の金属
を検出することによって、うず電流磁石２０１は非鉄金
属が磁界の最大影響領域内に存在するときのみ駆動され
る。例えば、金属検出器２６４はうず電流磁石の上流点
の供給流に隣接するうず電流磁石領域の外部に配置され
る。この上流の距離は約１フィートである。供給流の速
度と、金属検出器２６５とうず電流磁石２０１の磁界２
１４の最大影響領域との間の距離とを知ることによっ
て、金属検出器２６４によって検出された金属がうず電
流磁石２０１が駆動されたとき、磁界２１４の最大影響
領域内にあるように、適当なタイムラグが金属検出器か
らの検出信号の発生とパワーユニット２０２が駆動され
る時間との間に導入される。金属検出器２６５を磁界の
最大影響領域に直接位置させ、金属検出と同時にうず電
流磁石を駆動することは可能であるが、磁石の強い磁界
が金属検出器誘導性ピックアップコイルに損傷を与え
る。すなわち、上記したように、金属検出コイルをうず
電流磁石から約１フィート上流の距離に配置することが
必要とされた。この構成は可能であるが、アルミニウム
缶の検出と磁石の励磁との間の時間は十分長いので、供
給材の速度の変化はパフォーマンスに大きな影響を与え
る。
【００５１】本発明によれば、金属検出コイルの新しい
構成が開示される。図１１に示したように、コイルは数
字８の字に構成される。図１１の各連結コイルはワイヤ
を逆時計回りに１０回巻いたものである。最外部のワイ
ヤループの代表的な外部寸法は７フィート７／８インチ
であり、外部寸法はワイヤが中心に向けて内側に向かう
につれて漸次小さくなっている。すなわち、コイル２全
体が一対のループ４、６で数字８の字になるように配置
されている。２つのループ４、６は磁気パルスに対する
誘導性応答が１８０度位相が異なるように相互連結され
ている。金属検出コイルが磁石面の真上に配置されたと
き、磁石からの磁界は検出コイルの内部領域で空間的反
転を受ける。すなわち、図１１に示すように、中央線８
に沿った内部領域上に集積された正味の磁界はほぼゼロ
である。これによって、磁石からの検出コイルによる誘
導性ピックアップは最小となる。図１２は磁石１０の一
部の上方に配置された検出器コイル２と結果的に得られ
る磁界プロファイル１２を示す。図１２に示すように、
磁界は磁気コイルの中央に沿ってゼロである。
構成が開示される。図１１に示したように、コイルは数
字８の字に構成される。図１１の各連結コイルはワイヤ
を逆時計回りに１０回巻いたものである。最外部のワイ
ヤループの代表的な外部寸法は７フィート７／８インチ
であり、外部寸法はワイヤが中心に向けて内側に向かう
につれて漸次小さくなっている。すなわち、コイル２全
体が一対のループ４、６で数字８の字になるように配置
されている。２つのループ４、６は磁気パルスに対する
誘導性応答が１８０度位相が異なるように相互連結され
ている。金属検出コイルが磁石面の真上に配置されたと
き、磁石からの磁界は検出コイルの内部領域で空間的反
転を受ける。すなわち、図１１に示すように、中央線８
に沿った内部領域上に集積された正味の磁界はほぼゼロ
である。これによって、磁石からの検出コイルによる誘
導性ピックアップは最小となる。図１２は磁石１０の一
部の上方に配置された検出器コイル２と結果的に得られ
る磁界プロファイル１２を示す。図１２に示すように、
磁界は磁気コイルの中央に沿ってゼロである。
【００５２】金属検出コイルの数字８の構成は、励磁さ
れたとき、とくに供給流の一片の金属が磁石からの磁界
を歪曲するとき、うず電流磁石からのコイルによる誘導
性ピックアップを最小にする。この８の字構成はループ
４、６の１つによる誘導性ピックアップが合計されて８
の字の他のループからの誘導性ピックアップをキャンセ
ルするように作用する。
れたとき、とくに供給流の一片の金属が磁石からの磁界
を歪曲するとき、うず電流磁石からのコイルによる誘導
性ピックアップを最小にする。この８の字構成はループ
４、６の１つによる誘導性ピックアップが合計されて８
の字の他のループからの誘導性ピックアップをキャンセ
ルするように作用する。
【００５３】図１３（ａ）は丸い空洞の銅管２５５から
製造された平らなパンケ−クコイル２５４を使用する従
来のうず電流磁石２０１を示している。銅管２５５の空
洞内部は冷却のために銅管を介して水が流れるようにす
べく水ポンプ回路に接続されている。図示しないが、構
造上の支持体又は枠組みは通電したときコイル巻線が互
いに移動するのを防止する。図１３（ｂ）は丸い空洞の
銅管２５５の代わりに積層コンダクタ２５６が磁気巻線
２５３として使用される他の従来例を示している。積層
コンダクタ２５６はバック層２５７と冷却流体のための
穴２５７Ａとを有するスチール支持体から製造され、銅
性コンダクタ２５８は支持体２５７に固定されている。
製造された平らなパンケ−クコイル２５４を使用する従
来のうず電流磁石２０１を示している。銅管２５５の空
洞内部は冷却のために銅管を介して水が流れるようにす
べく水ポンプ回路に接続されている。図示しないが、構
造上の支持体又は枠組みは通電したときコイル巻線が互
いに移動するのを防止する。図１３（ｂ）は丸い空洞の
銅管２５５の代わりに積層コンダクタ２５６が磁気巻線
２５３として使用される他の従来例を示している。積層
コンダクタ２５６はバック層２５７と冷却流体のための
穴２５７Ａとを有するスチール支持体から製造され、銅
性コンダクタ２５８は支持体２５７に固定されている。
【００５４】図１４は高純度磁気的分離のための本発明
による改善された電磁石を示す。前記したように、金属
検出コイル２は磁石１６の領域１４の上方に位置され
る。磁石１６は、脱イオン化水または脱イオン化水とエ
チレングリコールとの混合物などの低電気伝導率の冷却
媒体が配置される冷却通路１８を含む。磁石は高電圧に
よる電気分解によって損害を受けるので、通常の水道水
は使用されない。冷却通路１８内にはマルチストランド
のワイヤ２０が配置されている。各マルチストランドは
ロープを形成すべく共に捩じられた複数の個々の絶縁ワ
イヤから形成されている。ロープは数百のワイヤストラ
ンドから形成されることが望ましい。ロープの数及びス
トランドに使用される各ワイヤの寸法は磁石の動作周波
数の関数となる。ワイヤストランドの半径は磁石の動作
周波数で電磁エネルギの貫通のスキン深さに等しくされ
る。これは次の公式で与えられる。
による改善された電磁石を示す。前記したように、金属
検出コイル２は磁石１６の領域１４の上方に位置され
る。磁石１６は、脱イオン化水または脱イオン化水とエ
チレングリコールとの混合物などの低電気伝導率の冷却
媒体が配置される冷却通路１８を含む。磁石は高電圧に
よる電気分解によって損害を受けるので、通常の水道水
は使用されない。冷却通路１８内にはマルチストランド
のワイヤ２０が配置されている。各マルチストランドは
ロープを形成すべく共に捩じられた複数の個々の絶縁ワ
イヤから形成されている。ロープは数百のワイヤストラ
ンドから形成されることが望ましい。ロープの数及びス
トランドに使用される各ワイヤの寸法は磁石の動作周波
数の関数となる。ワイヤストランドの半径は磁石の動作
周波数で電磁エネルギの貫通のスキン深さに等しくされ
る。これは次の公式で与えられる。
【００５５】γ＝Ｃ／（２πμωσ）1/2 ここで、Ｃは光速、μは媒体の透磁率、ω＝２πｆ（ｆ
は周波数）、σは媒体の導電率である。ここで、磁石１
６は磁石からケーシングへの誘導性エネルギロスを防ぐ
ために非伝導材のケーシング内に配置される。もし、ケ
ーシングが金属などの伝導性材料から製造されている場
合はエネルギの誘電性ロスが発生する。
は周波数）、σは媒体の導電率である。ここで、磁石１
６は磁石からケーシングへの誘導性エネルギロスを防ぐ
ために非伝導材のケーシング内に配置される。もし、ケ
ーシングが金属などの伝導性材料から製造されている場
合はエネルギの誘電性ロスが発生する。
【００５６】図１５は本発明によるうず電流磁石を駆動
するために使用される単一ポンプ共振回路を示す。この
回路は米国特許４０６９１４５号に開示された従来の回
路と比較して構成がより簡単で、より低コストであり、
信頼性がより高い。駆動回路は電流制限供給インダクタ
２２と、うず電流磁石共振キャパシタ２８とうず電流磁
石３０とに接続された制御回路２６によってゲート接続
されたシリコン制御整流器スイッチ２４とを含んでい
る。シリコン制御整流器スイッチ２４が検出に応答して
制御回路２６によってＯＮされるように、駆動回路は金
属検出コイル２の検出結果に基づいて高電圧ＤＣパワー
サプライ３２によって励磁される。シリコン制御整流器
スイッチ２４がＯＮすると、電流がパワーサプライ３２
からうず電流磁石３０を介して流れ、これより、キャパ
シタ２８とともに共振する。この共鳴は、制御回路２６
からのゲート信号に応答してサイクル中の適当な時間
に、シリコン制御整流器２４をさらにスイッチングする
ことによって共振サイクルごとに一度ポンピングされ
る。このポンピングシーケンスは、シーケンスを開始し
た金属粒子がリジェクトされるのに十分な時間の間継続
される。この時間は概して１０乃至１５共振サイクルが
起こるのに要する時間である。
するために使用される単一ポンプ共振回路を示す。この
回路は米国特許４０６９１４５号に開示された従来の回
路と比較して構成がより簡単で、より低コストであり、
信頼性がより高い。駆動回路は電流制限供給インダクタ
２２と、うず電流磁石共振キャパシタ２８とうず電流磁
石３０とに接続された制御回路２６によってゲート接続
されたシリコン制御整流器スイッチ２４とを含んでい
る。シリコン制御整流器スイッチ２４が検出に応答して
制御回路２６によってＯＮされるように、駆動回路は金
属検出コイル２の検出結果に基づいて高電圧ＤＣパワー
サプライ３２によって励磁される。シリコン制御整流器
スイッチ２４がＯＮすると、電流がパワーサプライ３２
からうず電流磁石３０を介して流れ、これより、キャパ
シタ２８とともに共振する。この共鳴は、制御回路２６
からのゲート信号に応答してサイクル中の適当な時間
に、シリコン制御整流器２４をさらにスイッチングする
ことによって共振サイクルごとに一度ポンピングされ
る。このポンピングシーケンスは、シーケンスを開始し
た金属粒子がリジェクトされるのに十分な時間の間継続
される。この時間は概して１０乃至１５共振サイクルが
起こるのに要する時間である。
【００５７】図１６は本発明にかかる磁気分離機のアッ
センブリを示す。図１６に示すように、高純度分離を受
ける材料は図１に示すように、まず、分離機３４によっ
てあらかじめ集中され、スライド３８上に落下すべくコ
ンベヤ３６によって移送される。カーテン４０はバウン
ドする材料がスライド３８から滑り落ちるのを防ぐよう
に動作する。うず電流磁石４２と金属検出器４４は従来
の電磁うず電流材料分離機について述べた方法で配置さ
れる。
センブリを示す。図１６に示すように、高純度分離を受
ける材料は図１に示すように、まず、分離機３４によっ
てあらかじめ集中され、スライド３８上に落下すべくコ
ンベヤ３６によって移送される。カーテン４０はバウン
ドする材料がスライド３８から滑り落ちるのを防ぐよう
に動作する。うず電流磁石４２と金属検出器４４は従来
の電磁うず電流材料分離機について述べた方法で配置さ
れる。
【００５８】本発明の特定された実施例が説明かつ例示
されたが、添付の特許請求の範囲に規定された本発明の
精神及び範囲から逸脱しないで他の変形及び変更が可能
であることはもちろんである。
されたが、添付の特許請求の範囲に規定された本発明の
精神及び範囲から逸脱しないで他の変形及び変更が可能
であることはもちろんである。
【００５９】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の粒子分離
装置においては、位相同期ループによって電気的に駆動
される分離機が、うず電流分離方法を使用する高純度磁
気分離機とともに単一のエンクロージャの中に組み立て
可能となる。
装置においては、位相同期ループによって電気的に駆動
される分離機が、うず電流分離方法を使用する高純度磁
気分離機とともに単一のエンクロージャの中に組み立て
可能となる。
【図１】本発明にかかるシステムの電子的に駆動される
分離部を示す図である。
分離部を示す図である。
【図２】従来の電子的に駆動される非鉄金属分離機を示
す図である。
す図である。
【図３】図２に示す従来の電子的に駆動される検出器の
構成図である。
構成図である。
【図４】本発明に係る全体的システム図である。
【図５】本発明の電子的に駆動された分離システムの調
整可能なスライドアッセンブリの詳細な図である。
整可能なスライドアッセンブリの詳細な図である。
【図６】互い違いに配置された検出コイルを示す電子的
に駆動される分離部のスライドアッセンブリのステージ
の上面図である。
に駆動される分離部のスライドアッセンブリのステージ
の上面図である。
【図７】本発明の電子的駆動部内の排出機構の空気ノズ
ルアッセンブリを示す図である。
ルアッセンブリを示す図である。
【図８】うず電流金属検出の共振周波数のドリフトを引
き起こす熱効果を減少するための自己同調回路を示す図
である。
き起こす熱効果を減少するための自己同調回路を示す図
である。
【図９】従来の電磁うず電流材料分離機を示す図であ
る。
る。
【図１０】磁石面を横切る位置の関数としての、うず電
流磁石の磁界の垂直成分の強度の２乗の大きさのプロフ
ァイルである。
流磁石の磁界の垂直成分の強度の２乗の大きさのプロフ
ァイルである。
【図１１】本発明の金属検出コイル構成の上面図を示す
図である。
図である。
【図１２】うず電流磁石面の一部の上に配置されたコイ
ルの側面図における本発明の金属検出器コイルの磁界プ
ロファイルを示す図である。
ルの側面図における本発明の金属検出器コイルの磁界プ
ロファイルを示す図である。
【図１３】従来の電磁石を示す図である。
【図１４】高純度電磁分離のための本発明の電磁石を示
す図である。
す図である。
【図１５】本発明の電磁駆動回路を示す図である。
【図１６】高純度分離のためのユニットの電磁分離部の
横断面を示す図である。
横断面を示す図である。
１…前処理機、３…コンベヤ、５…分離ユニット、１１
…取り入れ部（入力部）、１３…スライド、１５、１７
…ステージ、１９…検出コイル。
…取り入れ部（入力部）、１３…スライド、１５、１７
…ステージ、１９…検出コイル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームス・エー・ケアリー アメリカ合衆国、テネシー州 37205、ナ ッシュビル、デイビッドソン・ロード 1020 (72)発明者 チャールス・イー・ルース アメリカ合衆国、テネシー州 37215、ナ ッシュビル、リッジウッド・ドライブ 2507
Claims (23)
- 【請求項１】 鉄及び非鉄金属と非金属材料との混合物
に含まれた粒子を分離する粒子分離装置であって、 上記粒子を受けて第１コンベヤに堆積させるべく配置さ
れた取り入れ部と、 上記第１コンベヤから落下する粒子を受けるべく配置さ
れた第１ステージと、それぞれが前段のステージと階段
状かつ不連続に配置された付加的ステージとを有し、各
ステージの端部どうしは接続されており、これによって
各ステージからの排出されなかった粒子が前段のステー
ジに落下するようにしたマルチステージスライドと、 排出または排出されなかった粒子のための堆積部とを具
備し、 上記各ステージが、そのインダクタンスが非鉄材料の近
接さに応じて変化する少なくとも１つの検出コイルと、
このコイルの変化するインダクタンスに応答して周波数
位相エラー信号を発生する発生回路と、所定の特性を有
する上記粒子の一部を排出すべく上記周波数位相エラー
信号によって駆動される粒子除去機構とを有することを
特徴とする粒子分離装置。 - 【請求項２】 上記スライドに入る粒子に接触すべく上
記マルチステージスライドの第１ステージに近接して配
置されたバウンド防止用カーテンを含み、これによって
上記粒子のバウンドを減少させることを特徴とする請求
項１記載の粒子分離装置。 - 【請求項３】 上記マルチステージスライドの少なくと
も１つのステージの傾斜角を変化させる勾配調整器をさ
らに含む請求項１記載の粒子分離装置。 - 【請求項４】 上記コンベヤはその角度を上記粒子の静
止角よりも大きい傾斜角に調整可能であり、これによっ
て、上記コンベヤ内に堆積された粒子が所定の垂直高さ
へ落下することを特徴とする請求項１記載の粒子分離装
置。 - 【請求項５】 上記粒子除去機構が、上記堆積部の１つ
に所定の粒子を排出するために上記位相エラー信号に対
して駆動される空気ノズルを含む請求項１記載の粒子分
離装置。 - 【請求項６】 上記空気ノズルの空気通路の長さがほぼ
等しく、上記各空気ノズルによって上記粒子に与えられ
た運動量がほぼ等しいことを特徴とする請求項５記載の
粒子分離装置。 - 【請求項７】 上記マルチステージスライドの各ステー
ジが、上記スライドの対向側面に互いに横方向に千鳥状
に配置された複数の検出コイルを含む請求項１記載の粒
子分離装置。 - 【請求項８】 上記周波数位相エラー信号発生回路が自
己同調共振回路を含む請求項７記載の粒子分離装置。 - 【請求項９】 上記自己共振回路が複数のキャパシタと
スイッチを含み、このスイッチが、共振周波数を所定の
共振周波数の所定の範囲に維持するために上記キャパシ
タを回路の内部かつ外部へと切り換えるべく動作可能で
あることを特徴とする請求項８記載の粒子分離装置。 - 【請求項１０】 上記排出された粒子を受けてその粒子
を粒子が滑走する滑走部を有する第２スライドへと移送
すべく配置された第２コンベヤと、上記第２スライドの
上記滑走部が通過する磁気面部を有するうず電流磁石
と、上記うず電流磁石の上方に配置された検出コイルと
を含み、上記磁石からの磁界がこの検出コイルの内部で
空間的反転を受けるようにしたことを特徴とする請求項
１記載の粒子分離装置。 - 【請求項１１】 上記検出コイルの内部の正味の磁界が
ほぼゼロであることを特徴とする請求項１０記載の粒子
分離装置。 - 【請求項１２】 上記検出コイルが８の字形に形成され
たワイヤを含む請求項１０記載の粒子分離装置。 - 【請求項１３】 上記８の字形コイルが一対のワイヤル
ープを含み、このループの１つの誘導性ピックアップが
上記ループの他の１つの誘導性ピックアップをキャンセ
ルすべく作用することを特徴とする請求項８記載の粒子
分離装置。 - 【請求項１４】 上記磁石が個々に絶縁され、共により
合された複数のワイヤストランドを含む請求項１０記載
の粒子分離装置。 - 【請求項１５】 上記複数のワイヤストランドの数が磁
石動作周波数に応じて選択されることを特徴とする請求
項１４記載の粒子分離装置。 - 【請求項１６】 各ワイヤの半径が磁石動作周波数に応
じて選択されることを特徴とする請求項１４記載の粒子
分離装置。 - 【請求項１７】 各ワイヤの半径が上記磁石の動作周波
数の電磁エネルギの貫通スキン深さに等しいことを特徴
とする請求項１６記載の粒子分離装置。 - 【請求項１８】 上記ワイヤの半径がγ＝Ｃ／（２πμ
ωσ）1/2 （Ｃ：光速、μ：ワイヤの透磁率、ω＝２π
ｆ、ｆ：周波数、σ：ワイヤの導電率）の式で表される
ことを特徴とする請求項１６記載の粒子分離装置。 - 【請求項１９】 低電気導電率の冷却媒体を含み、この
冷却媒体が上記より合されたワイヤストランドを包囲し
ていることを特徴とする請求項１４記載の粒子分離装
置。 - 【請求項２０】 上記冷却媒体が脱イオン化された水で
あることを特徴とする請求項１９記載の粒子分離装置。 - 【請求項２１】 上記冷却媒体が脱イオン化された水と
エチレングリコールとの混合物であることを特徴とする
請求項１９記載の粒子分離装置。 - 【請求項２２】 上記磁石の周囲に配置された非伝導性
ケーシングをさらに含むことを特徴とする請求項１０記
載の粒子分離装置。 - 【請求項２３】 上記うず電流磁石がポンピングされた
共振回路によって駆動された電磁石を含む請求項１０記
載の粒子分離装置。
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