JPH07185468A - 不揃いな材料を分別する装置および方法 - Google Patents

不揃いな材料を分別する装置および方法

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JPH07185468A
JPH07185468A JP6248023A JP24802394A JPH07185468A JP H07185468 A JPH07185468 A JP H07185468A JP 6248023 A JP6248023 A JP 6248023A JP 24802394 A JP24802394 A JP 24802394A JP H07185468 A JPH07185468 A JP H07185468A
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    • B65G2203/042Sensors

Abstract

(57)【要約】 【目的】複数片の不揃いな材料を正確に分別する方法及
び装置を提供する。 【構成】まず、複数片の材料をクリートコンベヤ上に落
とす。このコンベヤは傾斜しているので、クリートに引
っ掛からなかった材料は後方に送られる。材料はクリー
トコンベヤから、クリートコンベヤに対して直角に配置
されたクロスコンベヤ上に落とされる。クリートコンベ
ヤの送り出し端はクロスコンベヤよりも少し高い位置に
あり、その間にスライド部材が設けられている。次に、
材料はクロスコンベヤから、分離装置の分離用コンベヤ
上に落とされ、このコンベヤ上を送られている間に、材
料は互いに多少の間隔を保った状態で一列に並べれられ
る。さらに、分離用コンベヤよりも高速で駆動される加
速用のコンベヤに送られる。加速用のコンベヤに乗り移
ると材料の間隔が拡大する。この状態で材料はセンサー
を備えたセンサーコンベヤに送られる。材料の送り方向
および速度を調節することによって、材料の間隔を識
別、分別作業を行うのに適した値に調節することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明はリサイクル可能な材料を分別する
ための装置、より具体的には不揃いな材料を分別する装
置および方法に関する。
【0002】使用済みの材料や機械加工により発生する
スクラップ等のリサイクルを効率的に行うためには、ま
ず材料の分別作業を行わなければならない。鉱石等の特
定の処女材料の場合も同様の作業が必要である。
【0003】これらの材料は形や大きさが不揃いであ
る。このような材料を形や大きさに応じて分類するため
には、まずセンサー等の検出手段で材料を一つずつ正確
に検査しなければならない。複数の材料を同時に検出す
ることはさらに難しい作業であり、現在の技術では不可
能な場合もある。材料を検出したあと、正確に分別する
ためには、材料を一つずつつ分別部に送らなければなら
ない。
【0004】不揃いな材料を正確に検出、分別するため
には、材料を互いに分離した状態で一列に並べて送る装
置および方法が必要である。しかしこのような装置およ
び方法は現在知られていない。
【0005】本発明は複数片の不揃いな材料を分別する
装置および方法を提供するものである。分別すべき材料
はまず傾斜したクリート付コンベヤ上に落とされる。コ
ンベヤを傾斜させているのは、一つのクリートに引っ掛
からなかった材料を後方に送るためである。クリート付
コンベヤ上を運ばれる材料は、クリートコンベヤと直交
するクロスコンベヤ上に落とされる。クリートコンベヤ
とクロスコンベヤの間には上下に隙間があり、この隙間
にスライドが設けられている。クロスコンベヤ上を送ら
れる材料は、次に材料分離用のコンベヤ上に落とされ
る。この分離用コンベヤの送り路中には、複数の邪魔板
が突出している。この邪魔板によって、材料は互いに所
定の間隔を保って一列に整列した状態で、分離用コンベ
ヤ上を送られる。この状態で材料は、分離用コンベヤよ
りも送り速度が高い材料加速用のコンベヤ上に送られ
る。加速用コンベヤに乗り移ると、材料間の間隔がさら
に大きくなる。材料はこの状態でセンサーコンベヤに送
られ、センサーサーコンベヤ上を運ばれている間にセン
サーを通過する。このように材料の送り方向および送り
速度を調節することによって、検出、分別部に送り込ま
れるまでには、材料間の距離は検出、分別に適した値に
まで十分大きくなる。
【0006】そこで本発明の目的は、不揃いな材料を分
別する装置および方法を提供することである。
【0007】本発明のもう一つの目的は、検出、分別部
に材料を一つずつ送り込むための装置および方法を提供
することである。
【0008】本発明のさらにもう一つの目的は、経済的
なやり方で不揃いな異質材料を分別することである。
【0009】図1の10は本発明の材料分離装置全体を
示す。材料分離装置10は、材料(図2の32)を送り
路26に沿って矢印方向に運ぶためのコンベヤベルト1
4を有するコンベヤ12を有する。送り路26の右側お
よび左側縁をそれぞれ18、20で示す。右側縁18お
よび左側縁20に沿って側壁22、24がそれぞれ設け
られている。右側および左側の壁22、24はコンベヤ
12に対してほぼ直角である。送り路26はコンベヤ1
2の材料供給端34から送出端36まで続いている。送
り路26の幅、すなわち右側縁18から左側縁20まで
の距離を28で示す。また右側縁18と左側縁20の中
間の部分を40で示す。邪魔板16が分離装置10の右
側および左側の壁22、24に取り付けられている。具
体的には第1の邪魔板16aは左側の壁24に固定さ
れ、送り路26中に送出端36に向かって斜めに突き出
ている。第2の邪魔板16bは右側の壁24に固定さ
れ、送り路26中に送出端36に向かって斜めに突き出
ている。三つ目の邪魔板16cは左側の壁24に固定さ
れ、送り路26中に送出端36に向かって斜めに尽きて
いる。四つ目の邪魔板16dは右側の壁24に固定さ
れ、送り路26中に送出端36に向かって斜めに突き出
ている。各邪魔板16の自由端はコンベヤベルトの中心
線40を超えて延びている。この邪魔板16を設けるこ
とによって、材料(図2の32)はコンベヤベルト14
上の送り路26に沿って蛇行して送られることになる。
コンベヤ12上の材料(図2の32)の長手方向の送り
速度は、邪魔板16に当たっている時の方が邪魔板と邪
魔板の間を送られている時より遅くなるため、最初は横
に並んで送られている材料も、コンベヤ上を送られてい
るうちに徐々に長手方向に離反し始める。
【0010】図2は本発明の分離装置10の作用を説明
する図である。材料32a、32bがコンベヤ12のコ
ンベヤベルト14上に落とされ、送り路26に沿って運
ばれる。材料32a、32bが第1の邪魔板16aに接
触したときの位置を32a’、32b’で表す。図示の
ように、まず第1の材料32a’が第1の邪魔板16a
に当たり、長手方向の速度が低下する。しかし第2の材
料32b’はこの状態ではまだ邪魔板に当たっていない
ので、コンベヤベルト12と同一速度で移動している。
さらにもう少し時間が経過すると、各材料32a、32
bは32a”、32b”の位置まで移動する。この位置
では両材料は長手方向に一列に並んでいる。この状態は
第2の邪魔板16bに接触するまで、即ち32a''' 、
32b''' で示す位置まで維持される。さらに材料が送
られると、32a''''、32b''''で示すように再度一
列に並ぶ。好ましい実施例では、送り路に対する邪魔板
の角度は135°にする。したがってコンベヤベルト1
4の送り速度がVb であるとすると、邪魔板16に接触
しているときの材料の長手方向の速度Vd はVb ×co
s45°になる。余弦の値は常に1以下なので、Vd
常にVb 以下である。このため材料は各邪魔板に接触し
た時には互いに接近するが、各邪魔板の先端から離れる
とまた互いに離反することになる。
【0011】複数の材料32が一塊の状態で邪魔板16
に接触した場合、両者の大きさや形の違いにより互いに
分離する傾向がある。たとえばサイズの小さい材料の上
に大きい材料が乗っている場合、後者の方が先に邪魔板
に当たって長手方向の速度が小さい材料より先に低下す
るため両者は分離する。この作用を図3に基づきより詳
しく説明する。図3において、材料32aが材料32b
の上に乗った状態で、コンベヤベルト14上に落とさ
れ、この状態で送り路26に沿って送られる。すると材
料32aが32a' の位置で先に邪魔板16aに当た
り、一方材料32bは32b' の位置に移動する。邪魔
板の端部42まで送られると、材料32bが邪魔板の端
部を回り終えた時点(32b''の位置)では、材料32
aはまだ第1の邪魔板16aに接触した状態(32a''
の位置)にある。したがって材料32は32a''' 、3
2b''' で示すように、互いに離れた状態で第2の邪魔
板16bに当接する。邪魔板の端部42bから離れた時
点では、32a''''、32b''''で示すように両者の距
離はさらに拡大している。
【0012】図4は3個以上の材料32を同時に運ぶ場
合を示している。この例では、材料32a、32b、3
2c、32d、32e、32fが、一塊の状態でコンベ
ヤの供給端に34に供給されるものとする。邪魔板16
aに当接すると、各材料は32a' 、32b' 、32
c' 、32d' 、32e' 、32f' で示すように一列
に隙間なくぎっしり並ぶ。第2の邪魔板16bに当接し
た状態では、32a''、32b''、32c''、32
d''、32e''、32f''で示すように、密集状態がも
う少し緩和される。さらに第2の邪魔板の端部42bを
離れると、32a'''、32b''' 、32c''' 、32
d''' 、32e''' 、32f''' で示すように、隣接す
る材料の間に隙間が生じる。この状態で材料は第3の邪
魔板16cに送られる。
【0013】材料間の隙間は比較的小さく、均一にする
ことが重要である。装置の処理能力、すなわち一秒当た
り何個の材料を処理できるかは、単位時間当たり何個の
材料を検出し、分離できるかによって決まる。このため
処理能力を高めるためには、材料間の距離を均一に保こ
とが大切である。
【0014】材料32間の距離をさらに大きくする場合
には、送り速度加速用のコンベヤ44を付加すればよ
い。図5aは分離装置10にこの加速用コンベヤ44を
付加した実施例を示す。材料32は、第1、第2、第3
の邪魔板16a、16b、16cに順に当接することに
よって、間隔が揃えられる。加速用のコンベヤ装置は加
速用のコンベヤベルト46を備えている。このコンベヤ
ベルトの速度Vc は、コンベヤベルト14の送り路26
に沿った送り速度Vb の135%に設定する。したがっ
て材料は邪魔板の端部42を通過した時点ではVb の速
度で送られているのに対し、加速用コンベヤベルト46
上に移動すると、Vb の1.35倍の速度に加速される
ことになる。この速度差によって材料32間の距離が拡
大する。
【0015】図5bに示すように、送出端36は加速用
コンベヤベルト46より少し高い位置に設ける。
【0016】また分離装置10には、コンベヤ12に材
料32を供給するための機構を設ける必要がある。現在
材料32をビン48から均一に供給するための、図6
a、6bに示すようなクリート付コンベヤ装置50が公
知である。しかしこの装置の場合、材料が各クリートに
沿って並んでいるため、各クリートから材料が複数の塊
になって間欠的に下方のコンベヤーに落とされることに
なる。このように材料は互いに間隔が離れた複数個の塊
になって送られるため、装置全体の処理能力は低い。
【0017】本発明ではクリート52を備えたコンベヤ
54からなる図6aに示すクリート付コンベヤ装置50
に、このコンベヤ装置と直交するクロスコンベヤ60を
付加する。クリートコンベヤで送られた材料はこのクロ
スコンベヤ上に落とされる。クロスコンベヤ60の送り
速度は、隣接するクリートから落とされた材料の塊5
6、56’が重ならないように調節する。通常クロスコ
ンベヤの送り速度は毎分50−200フィートである。
具体的にはクロスコンベヤの送り速度は、クリートコン
ベヤ装置50の各クリート52の幅と、各クリートから
材料が落とされる時間的間隔とに基づいて決める。クリ
ートコンベヤ装置50の送り速度をVI 、隣接するクリ
ート52間の距離をLc 、クリート52の幅をWc とす
ると、一秒間にVI /Lc 個のクリートから材料が落下
することになる。この値をCS で表す。各クリートの幅
はWc なので、各クリートから落とされる材料の塊56
がクロスコンベヤ上で隙間なく一列に並ぶためには、ク
ロスコンベヤの送り速度VcをCS のWc 倍に設定しな
ければならない。
【0018】好ましい実施例では、図6bに示すよう
に、傾斜クリートコンベヤ装置50とクロスコンベヤ装
置60の間にスライド74を設ける。スライドを設ける
ことによって、重なり合っている材料が離れるので、よ
り確実に材料をクロスコンベヤの片側に一列に並ばせる
ことができる。
【0019】図6a,6bに示す装置は、分離装置10
の供給端に材料を供給するために用いる。材料はクロス
コンベヤ60上をクリートコンベヤから遠い側の壁64
に沿って、隙間なくほぼ一列に並んだ状態で分離装置に
送られる。好ましい実施例ではクロスコンベヤの送り路
62はクリートコンベヤの送り路58にほぼ直交してい
る。
【0020】図1−5に示す分離装置は、送り路26と
平行な方向の材料32の平均送り速度を落とすことによ
って、材料32間の間隔を小さくする役目をしている。
【0021】分離すべき材料がプラスチックの瓶である
場合は、瓶が邪魔板16と側壁18、20の間に引っ掛
からないように、幅が18−36インチのコンベヤベル
ト14を用いるのが望ましい。邪魔板16は、プラスチ
ックの瓶が一列に並んだ状態で、この列に対して135
°−150°の角度を成すように取り付ける。また邪魔
板16は、コンベヤベルト14の幅方向の1/2から2
/3のあたりに先端がくるように取り付ける。コンベヤ
ベルトの送り速度は、200−400フィート/分とす
る。
【0022】また各邪魔板の先端部42を湾曲させ、材
料32の送り方向を、送り路26に対して斜めの方向か
らこれに平行な方向にスムーズに移行できるようにする
のがよい。さらに隣接する邪魔板16の端部42間の距
離は、端部42と側壁18または20間の距離と少なく
とも等しくするのが望ましい。好ましい邪魔板の数は3
−6枚である。
【0023】分別材料がプラスチックの瓶以外のもので
ある場合は、最も大きい材料32の平均幅の少なくとも
8倍の幅のあるコンベヤを用いるべきである。また邪魔
板の数は3−6枚とする。
【0024】邪魔板16はバネでコンベヤベルト14に
押圧しておくとよい。こうすれば、先端が尖った材料や
砂利などの小さい材料が邪魔板16の下に刺さったり、
引っ掛かったりしにくくなる。またたとえ材料が邪魔板
16に引っ掛かったり、刺さったりしても、コンベヤベ
ルトが邪魔板に接触した状態で移動しているので、この
動きによって材料はたいてい邪魔板から振り落とされ
る。しかし邪魔板に付着した材料をより効果的に振り落
とすために、コンベヤベルトの所定の場所に小さな突起
等を設けてもよい。
【0025】図7、8、9aは材料100を分離するた
めの本発明の装置の作用の説明図である。材料32は材
料供給口49を有するビン48に貯えられている。材料
32は(好ましい実施例では傾斜した)クリート付コン
ベヤ装置50上に落とされる。クリート付コンベヤ装置
50の送出端68の近くには、材料32をクロスコンベ
ヤ装置60上の供給端66の近くにガイドするためのス
ライド74が設けられている。クロスコンベヤ60上に
落とされた材料32は、分離装置10の供給端34まで
運ばれる。材料32は邪魔板16に当たることによって
互いに分離される。この状態で材料は分離装置10の送
出端36から、加速用コンベヤ装置44に送られ、この
コンベヤによって材料間の間隔が広がる。次に材料32
はスライド86を通って、あるいは直接、図8のセンサ
ーコンベヤ76に送られる。好ましい実施例のセンサー
78は、ある種のエネルギーを材料32に当てたり貫通
させる複数のセンサー78a、78b、78cからな
る。また材料32を貫通したエネルギーを受け取り解析
するための 各センサー78a、78b、78cに対応
した受信器80a、80bも備えている。図9bは受信
器80a、80bを取り付けているセンサースライド8
2を示す。スライド82の直前には、埃が受信器80
a、80bに付着するのを防ぐための埃よけシュート8
4を設ける。また反射型のセンサーを用いる場合は、受
信器80cをセンサー支持部86に取り付ける。受信器
80からの情報はコンピューターに送られ、材料が種類
毎に分類される。材料32が分離用コンベヤ88に送ら
れると、受信器80からの情報に基づき、各材料はエア
ノズル90によって所定のシュート92内に吹き飛ばさ
れ分別される。こうして分別された材料はリサイクルで
きる。
【0026】スライド82の角度は15−25°程度が
よい。センサー78を通過する際の隣接する材料間の距
離は、4インチ程度が望ましい。受信器は磨耗を最小に
するためにウェアカバーで覆う。
【0027】材料を分別するための本発明の装置および
方法の実施例を詳しく説明したが、これはこの発明の範
囲を限定することを意図したものではない。発明の範囲
は添付の請求の範囲によってのみ判断されるべきであ
る。また好ましい実施例の説明中で装置の各部の寸法に
言及しているが、これも発明を限定することを意図した
ものではないことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の材料分離装置の斜視図
【図2】本発明の材料分離装置の平面図
【図3】本発明の材料分離装置の平面図
【図4】本発明の材料分離装置の平面図
【図5】aは本発明の材料分離装置および加速用コンベ
ヤの平面図 bは本発明の材料分離装置および加速用コンベヤの側面
【図6】aは本発明のクリートコンベヤおよびクロスコ
ンベヤの平面図 bは本発明のクリートコンベヤおよびクロスコンベヤの
側面図
【図7】クリートコンベヤから加速用コンベヤまでの材
料の運搬工程を示す平面図
【図8】本発明の装置全体の側面図
【図9】aは本発明の加速用コンベヤおよびセンサーコ
ンベヤの平面図 bは本発明の加速用コンベヤおよびセンサーコンベヤの
側面図
【符号の説明】
10 分離装置 14 コンベヤベルト 16a、16b 第1の邪魔板 18 右側縁 20 左側縁 22 右側壁 24 左側壁 26、58、62 送り路 32 材料 34 材料供給端 36 送出端 44 コンベヤ 48 ビン 50 クリート付コンベヤ 52 クリート 60 クロスコンベヤ 64 スライド 66 供給端 68 送出端 76 センサーコンベヤ 78 センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル エー スキーン アメリカ合衆国 37013 テネシー アン ティオク デルヴィン ドライブ 150

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 a.右側縁、左側縁、材料供給端、材料
    送出端を有する送り路に沿って複数片の材料を運搬する
    運搬手段と、 b.前記右側縁から前記送り路中に斜めに突出する第1
    の邪魔板と、 c.前記左側縁から前記送り路中に斜めに突出する第2
    の邪魔板とからなる複数片の材料を互いに分離するため
    の装置。
  2. 【請求項2】 前記第1の邪魔板と第2の邪魔板は、前
    記各側縁から前記送り路の幅方向の中央線を越えてのび
    ている請求項1に記載の装置。
  3. 【請求項3】 前記複数片の材料を運搬するための運搬
    手段が、第1のコンベヤベルトである請求項1に記載の
    装置。
  4. 【請求項4】 a.前記右側縁の近くに取り付けた右壁
    と、 b.前記左側縁の近くに取り付けた左壁とを有する請求
    項1に記載の装置。
  5. 【請求項5】 前記送り路の前記送出端から前記材料を
    受け取る材料加速用の送り路を有する加速用のコンベヤ
    を備え、前記加速用コンベヤによる材料の送り速度が、
    前記運搬手段上での材料の送り速度よりも高い請求項1
    に記載の装置。
  6. 【請求項6】 前記加速用コンベヤが、前記運搬手段の
    送り路とほぼ一直線上に配列されている請求項5に記載
    の装置。
  7. 【請求項7】 a.複数片の材料を前記供給端に送るク
    ロスコンベヤと、 b.複数片の材料を前記クロスコンベヤの供給端に送る
    ための複数のクリートを有するクリートコンベヤとを備
    えた請求項1に記載の装置。
  8. 【請求項8】 前記クロスコンベヤが送り速度が毎分5
    0−200フィートである請求項7に記載の装置。
  9. 【請求項9】 前記クリートコンベヤの送出端が、前記
    クロスコンベヤの供給端の上方に位置する請求項7に記
    載の装置。
  10. 【請求項10】 a.前記加速用コンベヤの送り路と一
    直線上に設けられた、複数片の材料を前記加速用コンベ
    ヤから受け取るセンサーコンベヤと、 b.前記センサーコンベヤの送り路に沿って送られる材
    料を検査するためのセンサーを備えた請求項5に記載の
    装置。
  11. 【請求項11】 前記材料を種類別に分類するための、
    前記センサーと連動する分別装置を備えた請求項10に
    記載の装置。
  12. 【請求項12】 a.分離装置の送り路に沿って複数片
    の異種材料を運搬する工程と、 b.前記送り路に対して鈍角を成す方向に前記材料を送
    る工程とからなる異種材料の分離方法。
  13. 【請求項13】 a.クリート付コンベヤ上に前記材料
    を落とす工程と、 b.前記クリート付コンベヤからクロスコンベヤに前記
    材料を送る工程と、 c.前記クロスコンベヤから前記分離装置に前記材料を
    送る工程を含む請求項12に記載の方法。
  14. 【請求項14】 前記分離された材料を加速する工程を
    含む請求項12に記載の方法。
  15. 【請求項15】 前記加速された材料を検出する工程を
    含む請求項14に記載の方法。
  16. 【請求項16】 前記検出された材料を種類別に分類す
    る工程を含む請求項15に記載の方法。
  17. 【請求項17】 a.複数片の異種材料貯蔵用の供給口
    を有するビンと、 b.前記供給口の下方に設けられ、前記材料を所定の方
    向に運搬するためのクリート付のコンベヤと、 c.前記クリート付コンベヤから落とされた材料を受け
    るための、前記クリート付コンベヤに取り付けられたス
    ライドと、 d.前記材料を前記スライドから受け取るクロスコンベ
    ヤを備え、前記クロスコンベヤの送り路は前記クリート
    付コンベヤの送り路と直交しており、前記クロスコンベ
    ヤの送り速度は、クリート付コンベヤから落とされた材
    料が、ほぼ一列でクロスコンベヤ上を送られるように設
    定されており、 e.さらに右側縁、左側縁、材料供給端、材料送出端を
    有する送り路に沿って前記材料を運搬するための材料分
    離装置を有し、前記分離装置は前記右側縁から前記送り
    路中に斜めに突出する第1の邪魔板と、前記左側縁から
    前記送り路中に斜めに突出する第2の邪魔板とを有し、
    前記第1の邪魔板と第2の邪魔板は、前記各側縁から前
    記送り路の幅方向の中央線を越えてのびており、前記分
    離装置はさらに材料分離用コンベヤベルトと、前記右側
    縁の近くに取り付けた右壁と、前記左側縁の近くに取り
    付けた左壁とを備え、 f.さらに前記送り路の前記送出端から前記材料を受け
    取る材料加速用の送り路を有する加速用のコンベヤを備
    え、前記加速用コンベヤによる材料の送り速度は、前記
    運搬手段上での材料の送り速度よりも高く、前記加速用
    コンベヤは、前記運搬手段の送り路とほぼ一直線上に配
    列されており、 g.さらに前記加速用コンベヤの送り路と一直線上に設
    けられた、前記材料を前記加速用コンベヤから受け取る
    センサーコンベヤと、 h.前記センサーコンベヤの送り路に沿って送られる材
    料を検査するたの前記センサーコンベヤの近くに設けら
    れたセンサーと、 i.前記材料を種類別に分類するための、前記センサー
    と連動する分別装置を備えた異種材料の分類装置。
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