【発明の詳細な説明】
名称
低速空気式密度別分離機
技術分野
本発明は一般に、粒状材料を分別分離する装置と方法に関し、特に、属性の相
違に基づいて粒状材料の成分を分離するため空気を使用する装置と方法に関する
。
背景技術
密度に基づいて行われる種々の部分への粒状材料の分雌は、産業的に多くの方
法で行われている。鉱山業界では、鉱石から重量無機物が濃縮され、抽出される
。農業の分野では、籾殻から穀物が分雌され、気流を使って茎から葉が分離され
る。その際、気流は軽い方の籾殻や葉を穀物や茎から分雌させて上昇させる。ウ
ッドパルプ業界では、空気式密度別分離機として知られている装置は、より密度
の高い木のこぶ(knot)を含むチップから軽量の着色した木のウッドチップを分離
するために使用されている。
空気式密度別分離機は、鉛直方向の分離室を使用し、その分諦室を通って、毎
分4000〜5000フィートの速度で気流が引き抜かれる。分離されるべきウッドチッ
プは、オーガーによって測量されて分離室へ送られる。この分雌室で、高速気流
により、チップは分離室に均等に分散される。もっと密度の高い木のこぶは、上
昇気流を通って落下し排除される。一方、軽い方のチップは、、気流によって分
離室から引き抜かれサイクロンによって空気から分離される。
消費済みの廃棄物をリサイクルする際、廃棄物の再使用やその発展に伴って最
近関心事となっているのは、材料の分姉に関する新しいユニークな問題である。
任意に、或る場合は強制的にリサイクルが行われる結果、多くの特定の消費済み
の包装体が収集され、そして分離されることになる。それらの包装体は、かさの
大きい材料で構成されているとして認識され、経済的に再生させる対象となって
いる。そのように認識された材料としては、至るところにあるアルミ缶、ガラス
びん、プラスチック製牛乳カートン、１リットル、２リットル、３リットル入り
のポップボトル(pop bottle)がある。
牛乳びんやポップボトルの再生は、経済的に再生できるものと考えられてきた
。
しかしながら、再生される製品の価値は、主に、その純度によって決まる。
消費後の廃棄物から高い価値を有する材料を再生させることは、消費後の廃棄
物の埋め立て処理量を減らす上で重要な役割を果たす。アルミニウム缶、新聞及
びプラスチック缶のような高い価値を有する製品は、政府の補助金のコストを軽
減し、廃棄物の流れからそれ以外の材料を再生させる際の財政的援助となる。さ
らに、地方自治体の廃棄物の中の最も価値の高いものを使って製品化したり市販
したりすることは、リサイクル製品の市場をつくり、また、リサイクル製品に対
する理解のある社会的風潮をかもし出す。消費後のプラスチックボトルをリサイ
クルする際に１つの重要な問題となるのは、プラスチックボトルからラベルを除
去することである。典型的には、ラベルは紙である。
そこで必要となるのは、消費後のプラスチックボトルから紙や肉薄なプラスチ
ックを除去する装置と方法である。
発明の開示
本発明の空気式密度別分離機は、鉛直方向の空気式分離室を使用する。この鉛
直方向の空気式分離室は、サイクロンに接続され、このサイクロンはファンに接
続される。ファンはサイクロンから空気を引き抜くので、空気は、底部が開口し
た分離室を通って引き抜かれることになる。木のこぶからウッドチップを分離す
る時に使用される従来の空気式密度別分離機では、毎分4000〜5000フィートの割
合で空気が分離室を通って迅速に引き抜かれる。ウッドチップは、計量されて空
気ロック又は供給オーガーを通って分雌室へ送られる。このオーガーはチップを
高速気流中へ放出し、そこで、高速気流が分離室を横切ってチップを分散させる
ので、上昇気流がチップをその密度と横断面積に基づいて分散させる。
本発明の低速空気式密度別分離機では、分離室は幾分大きく、空気は毎分700
〜800フィートの割合で分離室を通って上方へ引き抜かれる。気流が比較的低速
であるために、その気流自体は、寸断されたプラスチックボトルやそれについて
いる紙ラベルを気流中へ均等に分散させることに対して何ら影響を与えない。寸
断されたボトルやラベルを気流中へ均等に分配させるために、極く接近して配列
された細い複数のバーで成るグリッドが分離室内へ伸長する。これらのバーは、
片持ちばり式に取付られて分離室へ伸長し、振動装着体により振動を生じる。寸
断された材料は、エアロックなしに、通常のシュートによってバーで成るグリッ
ドのデッキ上へ送られる。それらのバー間を迅速に移動する空気は、寸断された
ボトルの種々の成分を浮揚させ、分離する。ボトルの密度の高いプラスチック壁
は、バーを通って落下し、ボトルの重い再生可能な部分として回収される。軽い
紙は、分離室を通って引きあげられサイクロンへ流入する。サイクロンは気流が
ら軽い紙を除去し、空気はファンによってサイクロンから引き抜かれる。１立方
フィート当たり18.5ポンドの嵩密度を有する材料を使ってテストした時、本発明
の空気式密度別分離機は、寸断されたプラスチックボトルから紙を95〜98％除去
した。その際、紙と共にプラスチックの損失量は、０〜１％にすぎなかった。
本発明の特徴は、寸断されたプラスチックから寸断された紙を分離することで
ある。
本発明のもうひとつの特徴は、消費後の廃棄物から再生されるプラスチックを
純化することである。
本発明のさらにもうひとつの特徴は、ウッドチップから砂、土塊及び木くずを
分離する空気式密度別分離機を提供することである。
本発明のさらにもうひとつの特徴は、消費後のプラスチック廃棄物を再生のた
めに純化する方法を提供することである。
本発明のさらにもうひとつの特徴は、粒状物質を気流内へ供給し分配する装置
を提供することである。
本発明のその他の目的、特徴、効果は、添付図面に関連しで説明した以下の詳
細な説明から明らかとなるであろう。
図面の簡単な説明
図１は本発明の低速空気式密度別分離機の概略側面図である。
図２は、図１の低速空気式密度別分離機の分離室と送り機構の一部を切除した
等角投影図を示す。
発明を実施するための最良の形態
図１〜図２を参照すれば、両図を通して同一符号は同一部品を示しており、図
１には、低速空気式密度別分離機20を示す。
この空気式密度別分離機20は、鉛直方向の空気による分離室24を形成する鉛直
方向に配置された導管22を有する。混合粒状物44が材料用ホッパー58から分離室
24へ導入される。この空気による分離室24は、ダクト26によりサイクロン28に接
続されている。このサイクロンはファン30に接続されている。ファンはサイクロ
ン28から空気を引き抜き、そのサイクロン28はダクト26を通って空気を引き抜く
ので、矢印32で示す気流が導管22の底部34から流入する。
混合物44は、分離室24内に配設されたグリル36により形成される小孔スクリー
ン上へ傾斜シュート60に沿ってホッパー58から排出される。グリル36は多数のわ
ずかなすき間をおいて位置する細い棒体38を有し、これらの棒体38は、材料の入
口40とくず物の出口42との間で導管22を横切って伸長する。グリル36は、ばね48
でグリル36を弾力的に支持する装着部46から片持ちばり式に支持される。グリル
36には、強磁性部材50が取付られ、この部材はソレノイド52により駆動され、グ
リル36を約60ヘルツで振動させる。一部の材料は上昇する移動空気に乗って、ダ
クト26を通って分離室から離れる。空気で運ばれないでグリル36から落下する大
きさの残りの粒状物は、導管22の底部34を通って分離室24から排出され、コンベ
ア35上に収集される。
従来の空気式密度別分離機では、空気は毎分4000〜5000フィートの速度で分離
室を通って引き上げられ、例えばウッドチップのような分離される粒状材料は、
空気ロックを使ったシュートによって、又は分離室を横切って材料を分配するオ
ーガーによって、分離室へ分配される。従来の空気式密度別分離機では、分離室
を通っで上昇する高速気流は分離される粒状物を気流内に分散させるのに都合が
よい。密度が大きい物質は分離室から落下するが、軽いものは気流に乗って運ば
れ、サイクロン内へ引き込まれ、そこで分離される。
空気式密度分離機は、空気力学的分野で弾道係数として知られているものに従
って、粒状物を分離する。弾道係数は、物体の密度と、気流に対面する物体の面
積と、形に従属する係数である。かくして、物体の弾道係数は、密度が大となる
に従って増大し、逆に、面積の増大と共に減少し、そして、気流に対面する物体
の当たり面の増大と共に減少する。弾道係数は、物体が静かな空気柱を通って落
下する最高比率をコントロールする。物体の空気抵抗は速度の上昇と共に増大す
るので、地球の重力によって加速される物体は、結局、重力による加速力が移動
物体の通る空中の空気の抗力によって平衡となるような速度に到達する。
この原理は、粒状物の弾道係数に基づいて粒状材料を２つ以上の成分に分ける
ために使用される。粒状物の一部の終端速度より高速で、他の粒状物の終端速度
より低速であるような上昇気流内へ粒状物を導入することによって、その粒状材
料は２つの部分に分離される。かくして、ウッドチップを本のこぶから分離する
ために、ウッドチップの終端速度を越えるような、毎分4000〜5000フィートの空
気速度を選択する。それによって、ウッドチップは空気室の頂部まで上昇し、そ
れからダクトを通ってサイクロンへ送られる。他方、毎分4000〜5000フィート以
上の終端速度を有する木のこぶは、空中から落下し分離室の底部から放出される
。
低速空気式密度別分離機20に伴う典型的な問題は、寸断されたプラスチックか
ら寸断された紙を分離することである。使用後のプラスチックボトルの再生作業
が行われるようになって、プラスチック製ミルクボトルやプラスチック製ポップ
ボトルの寸断により、供給原料が生じることになった。この供給原料はボトルか
らのプラスチックと、そのボトルに貼付されたラベルからの紙の両方を含む。そ
の供給原料を経済価値をもった製品にするためには、プラスチックから紙を分離
する必要がある。図２に示すようなプラスチック破片54は、紙又は軽い等級のプ
ラスチックラベルより肉厚の厚さの材料でできているので、それらはより高い弾
道係数を有し、空気式密度別分離機において、それらを分離することは理論上可
能である。しかしながら、プラスチックと紙の両方とも、弾道係数が低いので、
空気式密度別分離機における空気の速度は、毎分500〜1000フィートの範囲にな
けれならず、好ましくは、毎分700〜800フィートである。これらの低速に伴う問
題は、紙のパンチ器によるパンチを入れた紙片のようなひとつかみの色紙片を把
んで、それを空中へ落下させることによって容易に証明される。パンチを入れた
紙片の一部は、四散してその終端速度に達し、ゆっくりと床に落ちる。しかしな
がら、他のものは、一緒にかたまって一つの単体として落下し、床の上に到達す
る。かくして、軽量のものの場合、それらを弾道係数に基づいて容易に分離させ
たい場合には、それらを縦方向の分離室を通って上昇する気流柱の中に適切に分
散させなければならない。
この空気式密度別分離機20では、互いに密接に接近して位置する細いバー38で
形成されるグリル36によって適切な分散が行われる。約14×26インチの大きさの
分離室において、平均寸法が1/4インチ〜1/2インチの寸断された材料44に使用す
る時、バー38の深さは、1.5インチであり、厚みは1.5〜３ミリメートルで、バー
とバーとの間の間隙は、1/8〜1/4インチである。
バー38は、フレーム64内のグリル36として形成される。バー38で形成されるグ
リル36の下側に、１本以上の横行補強部材（図示せず）を備えることもできる。
図１に示すように、低速空気式密度別分離機20は、５馬力容量のファン30を備
えている。第１表は、５馬力ファンの性能パラメータを示す。吸込み圧力ヘッド
は、ファン30の所で測定したものである。この測定値は、分離室24を通る、毎分
当たりの速度をフィート単位で評価し、毎分当たりの流量比を立方フィート単位
で評価するために使用された。これらのテストは、紙とプラスチックとをきれい
に分離すると思われる最適のファン操作レベルを決定するために、紙を含む寸断
されたプラスチックに関して行われたものである。
内部寸法が13.75×25.75インチの空気式分離室24を有するシステムを使用する
場合、紙とプラスチックをうまく分離するためにはファンの位置における静的ヘ
ッドは４インチ水柱であることがわかった。
図２に示すように、寸断されたプラスチックと紙は、グリル36のデッキ62の上
へシュート60を通って送られる。シュート60は、一部分離室内のグリル36の上ま
で伸長する。分離室の外に位置するグリル部分に材料がたまるのを防ぐために、
カバー63を備える。振動するグリル36はデッキを横切って粒状物を分散させる。
デッキのバー38を通って上昇する気流は軽量の紙を持ち上げ、それを気流に乗せ
る。重量のあるプラスチック54は、バーを通ってすべり、ダクト22の開口端から
落下する。
第２表は、空気式密度別分離機20において、20ポンドのサンプルを使って行わ
れた３回のテストの結果をまとめたものである。１立方フィート当たり18.5ポン
ドの嵩密度を有するプラスチックと紙の分離混合物が毎時、1500ポンドの比率で
分離室へ供給された時、紙として5。8％の材料がサイクロンから回収され、94.2
％がプラスチックとして分離室の底部から回収された。
同様に、毎時200ポンドの供給比で、そしてまた、毎時2500ポンドの供給比で
テストを行った。紙の回収量は、高供給比の時の方がわずかに少なかった。分離
されたプラスチックと紙を目で見たとき、プラスチックから紙は約95〜98％が除
去され、その除去された紙と共に失われたプラスチックの量は、ほんの０〜１％
にすぎなかった。
この空気による密度別分離機20の入口40は、気流が比較的低速であるために、
空気ロックを必要としない。導管22の壁70にある開口が気流に対して与える影響
は比較的小さいので、それを利用して、入口側の壁70とは反対側の壁74を通って
グリル36のデッキ62から大型トレイ72を伸長させることができる。粒状材料44に
含まれるごみくずは、傾斜するドリル36を横断し、ダクト22からシュート72を通
って放出される。このシュート72は図１に示すように、ごみくずをごみ入れ78に
収集されるように案内する。
サイクロン28は、遠心力を利用して、気流から粒子材料の大部分を分離させる
。
このサイクロンは、紙をサイクロンから除去することのできる空気ロック80を有
する。サイクロンから引き抜かれる空気は、ファンを通ってバッグハウス（図示
せず）へ送られ、そこで残留するごみが除去され、その後、大気へ放出される。
低速空気式密度別分離機20は、細いバーで成るグリル以外の形の有孔性部材を
使用することもできる。例えば、その有孔性部材は、振動するスクリーンであっ
ても、又はパンチ孔をあけた振動板であってもよい。さらに、その有孔性部材は
、隣接するバーに対して180#位相をずらして振動する交互に配置されたバーで構
成する交互に組み合ったバーのスクリーンで構成することもできる。
ここでは、高さが約10フィートの分離室24を示しているけれども、分離室はそ
れより短くても長くてもよいことは理解されよう。
この低速空気式密度別分離機は、寸断した使用済みプラスチック容器以外の製
品を分離するために使用することもできる。例えば、この密度別分離機20は、チ
ップから土塊や砂を分離するためにも利用できることも理解されよう。
ここでは、振動という用語を使用しているけれども、それは、図１及び図２に
示すソレノイド装置によって生じる鉛直面での振動作用に制限されるものではな
く、全ての面での振動を含み、例えば、バースクリーンによって使用される振動
をも包含するものとする。
振動を与えるようにグリルの有孔部材36を弾力的に装着するために、コイルば
ねを図示しているけれども、例えば、板ばねのようなその他の装着部材を使用す
ることもできる。
60ヘルツのライン周波数により駆動されるソレノイドが、有孔性部材を60ヘル
ツで振動させる時に、グリル36をその他の周波数で振動させることも可能であり
、また、他の振動を生じさせる機構を使用することができ、それには、偏心重り
を使用した駆動体や、クランク軸にあるカム従動部材や、圧電アクチュエータが
含まれ、さらに、音波を含む高振動低周波数の気圧波によって振動を生じさせる
システムも含まれる。
本発明はここに図示かつ説明した通りの部品の構成や配置に制限されるもので
はなく、請求の範囲に含まれる範囲でその変形をも包含するものである。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to an apparatus and method for separating and separating particulate material, and more particularly to an apparatus for separating components of particulate material based on differences in attributes. And a method for using the same. Background Art The distributing of granular material into various parts based on density is performed in a number of industrial ways. In the mining industry, heavy minerals are concentrated and extracted from ores. In the field of agriculture, grains are separated from rice husks and leaves are separated from stems using airflow. At that time, the airflow raises the lighter rice husks and leaves by separating them from the grains and stems. In the wood pulp industry, a device known as a pneumatic density separator is used to separate lightweight colored wood wood chips from chips containing denser knots. . Pneumatic density separators use a vertical separation chamber through which the air is drawn at a rate of 4000 to 5000 feet per minute. Wood chips to be separated are measured by an auger and sent to a separation chamber. The chips are evenly dispersed in the separation chamber by the high-speed airflow in the separation chamber. The more dense bumps fall through the updraft and are eliminated. On the other hand, the lighter chip is withdrawn from the separation chamber by the airflow and separated from the air by the cyclone. In the recycling of spent waste, a recent concern with the reuse and development of waste is a new and unique problem with the separation of materials. Optionally, in some cases forced recycling results in the collection and separation of many specific spent packages. These packages have been recognized as being made of bulky materials and are being economically reclaimed. Such recognized materials include ubiquitous aluminum cans, glass bottles, plastic milk cartons, 1 liter, 2 liter, and 3 liter pop bottles. The recycling of milk bottles and pop bottles has been considered economically renewable. However, the value of a recycled product depends mainly on its purity. Recycling high value materials from post-consumer waste plays an important role in reducing landfill disposal of post-consumer waste. High value products such as aluminum cans, newspapers and plastic cans reduce the cost of government subsidies and provide financial assistance in regenerating other materials from waste streams. In addition, commercializing and marketing the most valuable municipal waste will create a market for recycled products and create an informed social climate for recycled products. One important issue when recycling used plastic bottles is to remove the labels from the plastic bottles. Typically, the label is paper. What is needed is an apparatus and method for removing paper and thin plastic from consumed plastic bottles. DISCLOSURE OF THE INVENTION The pneumatic density separator of the present invention uses a vertical pneumatic separation chamber. The vertical pneumatic separation chamber is connected to a cyclone, which is connected to a fan. As the fan draws air from the cyclone, air will be drawn through the open bottomed separation chamber. In conventional pneumatic density separators used to separate wood chips from wood bumps, air is rapidly drawn through the separation chamber at a rate of 4000 to 5000 feet per minute. The wood chips are metered and sent to the distribution chamber through an air lock or a supply auger. The auger discharges the chips into a high velocity air stream, where the high velocity air stream disperses the chips across the separation chamber so that the upward air flow disperses the chips based on their density and cross-sectional area. In the low speed pneumatic density separator of the present invention, the separation chamber is somewhat larger and air is drawn upward through the separation chamber at a rate of 700 to 800 feet per minute. Because of the relatively slow airflow, the airflow itself has no effect on the even distribution of shredded plastic bottles or the paper labels attached thereto into the airflow. In order to evenly distribute the shredded bottles and labels into the airflow, a grid of narrow bars arranged in close proximity extends into the separation chamber. These bars are mounted in a cantilever fashion and extend into the separation chamber, where they are vibrated by a vibrating mount. The shredded material is transported, without airlock, by a conventional chute onto a deck of bar grids. The air moving rapidly between the bars lifts and separates the various components of the shredded bottle. The dense plastic wall of the bottle falls through the bar and is collected as a heavy renewable part of the bottle. Light paper is pulled up through the separation chamber and flows into the cyclone. The cyclone removes airflow and light paper, and the air is drawn out of the cyclone by a fan. When tested with a material having a bulk density of 18.5 pounds per cubic foot, the pneumatic density separator of the present invention removed 95-98% of paper from shredded plastic bottles. At that time, the loss of the plastic together with the paper was only 0 to 1%. A feature of the present invention is to separate the shredded paper from the shredded plastic. Another feature of the present invention is to purify plastics recycled from waste after consumption. Yet another feature of the present invention is to provide a pneumatic density separator that separates sand, lumps, and wood chips from wood chips. Yet another feature of the present invention is to provide a method for purifying spent plastic waste for regeneration. Yet another feature of the present invention is to provide an apparatus for supplying and distributing particulate matter into an air stream. Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic side view of a low speed pneumatic density separator according to the present invention. FIG. 2 is an isometric view of the low-speed air-type density-separated separator of FIG. 1 with a part of a separation chamber and a feed mechanism cut away. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Referring to FIGS. 1 and 2, the same reference numerals denote the same parts throughout the drawings, and FIG. 1 shows a low-speed pneumatic density separator 20. The pneumatic density separator 20 has a vertically disposed conduit 22 forming a vertical air separation chamber 24. The mixed particles 44 are introduced from the material hopper 58 into the separation chamber 24. The air separation chamber 24 is connected to a cyclone 28 by a duct 26. This cyclone is connected to the fan 30. The fan draws air from the cyclone 28, which draws air through the duct 26 so that the airflow indicated by the arrow 32 flows in from the bottom 34 of the conduit 22. The mixture 44 is discharged from a hopper 58 along an inclined chute 60 onto a small aperture screen formed by a grill 36 disposed within the separation chamber 24. The grill 36 has a number of small, narrowly spaced rods 38 extending across the conduit 22 between a material inlet 40 and a waste outlet 42. The grill 36 is supported in a cantilever manner from a mounting portion 46 that elastically supports the grill 36 with a spring 48. A ferromagnetic member 50 is attached to grill 36, which is driven by solenoid 52 to oscillate grill 36 at about 60 hertz. Some material rides on the rising moving air and leaves the separation chamber through duct 26. Remaining particulate matter of a size that falls from grill 36 without being carried by air exits separation chamber 24 through bottom 34 of conduit 22 and is collected on conveyor 35. In a conventional pneumatic density separator, air is drawn up through the separation chamber at a speed of 4000-5000 feet per minute, and the granular material to be separated, for example, wood chips, is separated by a chute using an air lock. Alternatively, the material is dispensed to the separation chamber by an auger dispensing material across the separation chamber. In conventional pneumatic density separators, the high velocity air stream that rises through the separation chamber is convenient for dispersing the separated particulates into the air stream. Higher-density substances fall from the separation chamber, while lighter substances are carried in an air stream and drawn into the cyclone where they are separated. Pneumatic density separators separate particulates according to what is known in the aerodynamic field as the ballistic coefficient. The trajectory coefficient is a coefficient that depends on the density of the object, the area of the object facing the airflow, and the shape. Thus, the ballistic coefficient of an object increases as the density increases, conversely, decreases with increasing area, and decreases with increasing contact surface of the object facing the airflow. Ballistic coefficient controls the maximum rate at which an object falls through a quiet air column. As the air resistance of an object increases with increasing speed, an object accelerated by the earth's gravity will eventually reach a velocity such that the acceleration force due to gravity is balanced by the drag of the air in the air through which the moving object passes. This principle is used to divide a particulate material into two or more components based on the ballistic coefficient of the particulate. By introducing the granules into an updraft that is faster than the terminal speed of one of the granules and lower than the terminal speed of the other granules, the granular material is separated into two parts. Thus, to separate the wood chips from the book bumps, an air speed of 4000 to 5000 feet per minute is selected, exceeding the terminal speed of the wood chips. Thereby, the wood chips rise to the top of the air chamber and are then sent through a duct to the cyclone. On the other hand, wood bumps having a terminal speed of 4000 to 5000 feet per minute or more fall from the air and are discharged from the bottom of the separation chamber. A typical problem with the low speed pneumatic density separator 20 is separating the shredded paper from the shredded plastic. The recycling operation of plastic bottles after use has been carried out, and cutting of plastic milk bottles and plastic pop bottles has led to the generation of feedstock. This feedstock includes both plastic from the bottle and paper from the label affixed to the bottle. In order to make the feedstock a product of economic value, it is necessary to separate paper from plastic. Since the plastic shards 54 as shown in FIG. 2 are made of a thicker material than paper or light grade plastic labels, they have a higher ballistic modulus and, in a pneumatic density separator, It is theoretically possible to separate them. However, due to the low ballistic coefficient of both plastic and paper, the velocity of the air in the pneumatic density separator must be in the range of 500-1000 feet per minute, preferably 700-800 feet per minute. is there. The problems associated with these low speeds are easily demonstrated by grabbing a bit of colored paper, such as a paper punched by a paper punch, and dropping it into the air. A portion of the punched piece of paper scatters, reaches its terminal speed, and slowly falls to the floor. However, others collectively fall together as a single entity and reach the floor. Thus, in the case of lightweight ones, if they want to be easily separated on the basis of the ballistic coefficient, they must be appropriately dispersed in the air column rising through the vertical separation chamber. In this pneumatic density-separated separator 20, the appropriate dispersion is provided by a grill 36 formed by thin bars 38 located in close proximity to each other. In a separation chamber approximately 14 x 26 inches in size, when used on shredded material 44 having an average size of 1/4 inch to 1/2 inch, the depth of the bar 38 is 1.5 inches and the thickness is At 1.5 to 3 millimeters, the gap between the bars is 1/8 to 1/4 inch. Bar 38 is formed as grill 36 within frame 64. One or more transverse reinforcing members (not shown) may be provided below the grille 36 formed by the bar 38. As shown in FIG. 1, the low-speed pneumatic density separator 20 includes a fan 30 having a capacity of 5 hp. Table 1 shows the performance parameters of the 5 hp fan. The suction pressure head was measured at fan 30. This measurement was used to evaluate the speed per minute through the separation chamber 24 in feet and the flow rate per minute in cubic feet. These tests were performed on shredded plastic containing paper to determine the optimal fan operating level that would provide a clean separation of paper and plastic. When using a system having a pneumatic separation chamber 24 with internal dimensions of 13.75 x 25.75 inches, the static head at the fan location was found to be a 4 inch water column for good paper and plastic separation. As shown in FIG. 2, the shredded plastic and paper are fed through a chute 60 onto a deck 62 of a grill 36. The chute 60 extends partially above the grill 36 in the separation chamber. A cover 63 is provided to prevent material from accumulating on the grill portion located outside the separation chamber. A vibrating grill 36 disperses particulates across the deck. The airflow rising through the deck bar 38 lifts the lightweight paper and places it in the airflow. Heavy plastic 54 slides through the bar and drops from the open end of duct 22. Table 2 summarizes the results of three tests performed on a 20 lb sample on a pneumatic density separator 20. When a separated mixture of plastic and paper having a bulk density of 18.5 pounds per cubic foot was fed to the separation chamber at a rate of 1500 pounds per hour, 5.8% of the material as paper was recovered from the cyclone and 94.2% was recovered. It was recovered from the bottom of the separation chamber as plastic. Similarly, tests were conducted at a feed rate of 200 pounds per hour and also at a feed rate of 2500 pounds per hour. Paper recovery was slightly lower at high feed ratios. When the separated plastic and paper were visually inspected, about 95-98% of the paper was removed from the plastic, and only 0-1% of the plastic was lost with the removed paper. The air inlet 40 of the density separator 20 does not require an air lock because the airflow is relatively slow. The opening in the wall 70 of the conduit 22 has a relatively small effect on the airflow and is used to remove the large tray from the deck 62 of the grill 36 through the wall 74 opposite the inlet wall 70. 72 can be extended. Litter contained in the particulate material 44 traverses the inclined drill 36 and is discharged from the duct 22 through the chute 72. This chute 72 guides the litter to be collected in a trash bin 78 as shown in FIG. Cyclone 28 uses centrifugal force to separate most of the particulate material from the airflow. This cyclone has an air lock 80 that allows paper to be removed from the cyclone. The air withdrawn from the cyclone is passed through a fan to a baghouse (not shown), where residual debris is removed and then released to the atmosphere. The low speed pneumatic density separator 20 may use a perforated member other than a grill made of thin bars. For example, the porous member may be a vibrating screen or a diaphragm with perforated holes. Further, the perforated member may be comprised of alternating bar screens comprising alternating bars oscillating 180 # out of phase with respect to adjacent bars. Although a separation chamber 24 is shown here with a height of about 10 feet, it will be appreciated that the separation chamber may be shorter or longer. This low speed pneumatic density separator can also be used to separate products other than shredded used plastic containers. For example, it will be appreciated that the density separator 20 can also be used to separate lumps and sand from chips. Although the term vibration is used herein, it is not limited to the vibration effect in the vertical plane caused by the solenoid device shown in FIGS. 1 and 2, but includes vibration on all surfaces, for example , The vibrations used by the bar screen. Although a coil spring is shown for resiliently mounting the perforated member 36 of the grill to provide vibration, other mounting members, such as, for example, leaf springs, may be used. When a solenoid driven by a line frequency of 60 Hertz vibrates a porous member at 60 Hertz, it is possible to vibrate the grill 36 at other frequencies, and use a mechanism that causes other vibrations Including a drive using eccentric weights, a cam follower on the crankshaft, a piezoelectric actuator, and a system for generating vibrations by high-vibration low-frequency pressure waves, including sound waves Is also included. The present invention is not limited to the configuration and arrangement of the components as shown and described herein, but also encompasses modifications thereof within the scope of the claims.
【手続補正書】
【提出日】１９９７年３月２８日
【補正内容】
請求の範囲
１．上昇気流の流路を構成する頂部と、下方へ開口する底部(34)とを備えた壁
(70)を有する事実的に鉛直方向へ伸長する導管(22)と；
導管の頂部に接続され、導管(22)を通って空気を引き込むように、導管に接合
されるダクト(26)と；
ダクト(26)に接続され、粒状材料を分離し、分散させることはできない程度に
低速で導管(22)を通って空気を引ぎ込むファン(30)と；
導管(22)へ、そして空気の流路へ伸長する有孔性部材(36)であって、同有孔性
部材(36)は、前記導管(22)の実質的に壁から璧まで伸長し、前記粒状材料を通過
させることのできる大きさの開口を有する有孔性部材(36)と；
有孔部材(36)を振動させる手段(50,52)とを備え；
前記有孔部材(36)の上へ放出される混合粒状材料は、導管(22)内の上昇気流内
へ前記横断面積を横切って事実的に均等に分離され、そして分散される、かくし
て、個々の粒状物は前記気流にさらされ、一部の粒状物は空気に乗って導管(22)
から上方へ運ばれ、その他の粒状物は、有孔性部材(36)を通って導管の底部から
放出されることとで成る空気力学的要素に基づいて軽量の混合粒状材料を分離す
る装置。
２．前記有孔性部材は、互いに間隔をおいて平行関係に配列された複数の細い
バー(38)で成る請求の範囲１に記載の装置。
３．グリル(36)を形成するバー(38)は、幅が1.5〜３ミリメートルであり、互
いに、1/8〜1/4インチだけ間隔をおいて位置している請求の範囲２に記載の装置
。
４．有孔性部材は導管にその外部で弾力的に装着され、導管内へ下方一へ向か
って傾斜している請求の範囲１に記載の装置。
５．ダクト内へ伸長し、有孔性部材(36)の上に位置づけられ、混合粒状材料を
有孔性部材へ送る供給シュート(60)を更に備えた請求の範囲１に記載の装置。
６．ダクトとファンとの間に接続されるサイクロン(28)を更に備えた請求の範
囲１に記載の装置。
７．導管の壁は或る横断面積を構成し、ファンは、その最大容量で作動する時
、
導管の横断面積の１平方フィート当たり毎分500〜1000立方フィートの空気を引
き込む能力を有するようになっている請求の範囲１に記載の装置。
８．有孔性部材を振動させる手段は、有孔性部材と磁気的に接続して、それを
振動させるソレノーイド(52)で成る請求の範囲１に記載の装置。
９．導管は、材料の入口(40)とその入口の下方でかつその反対側に位置する材
料の出口(42)とを有し、有孔性部材は、前記入口と出口との間を伸長し入口から
出口へ下向きに傾斜しているので、有孔性部材を通って落下せず導管を通って上
昇する気流に乗ることもせず有孔性部材上に残る粒状材料は、有孔性部材に沿っ
て入口から出口まで前進して導管から排出されるようになっている請求の範囲１
に記載の装置。
10．導管は矩形横断面を有し、有孔性部材は導管の横断面に事実的に等しいか
又はそれより大きい表面積を有する請求の範囲１に記載の装置。
11．底部から頂部へと気流が引き抜かれるように、底部(34)が大気へ開口する
導管(22)と；
間隔をおいて平行に配列された細いバー(38)で構成され導管(22)内へ伸長する
グリル(36)で成り、同グリル(36)は、バー(38)が導管(22)内へ下向きに傾斜する
ように導管(22)にその外部で弾力的に装着されている有孔性部材(36)と；
導管(22)にその外側で装着されたグリル(36)を、そのグリル(36)と駆動関係で
振動させる手段(50,52)と；とを備え；
更に；
グリル(36)の上方でダクト(26)内へ伸長し、終端速度の異なる少なくとも２つ
の成分を有する混合粒状材料をグリル(36)へ送る供給シュート(60)と；
導管(22)の頂部でダクト(26)を受入れる関係に配置され混合粒状材料の中で、
低速の終端速度を有する成分を空気から分離するサイクロン(28)と；
サイクロン(28)に接続されていて、導管(22)とサイクロン(28)を通って気流を
引き抜くファン(30)と；
を備えた請求の範囲１〜10のいずれかに記載の装置。
12．導管(26)内に収容された有孔性振動部材(36)へ終端速度が異なる少なくと
も２つの成分を有する粒状材料の流れを送る工程と；
空気の少なくとも一部が有孔性部材を通過するように、毎分500〜1000フィー
トの速度で、導管を通って上方へ気流を引き抜き、有孔性部材を通過する空気は
粒状部材を分散させてその粒状材料をその終端速度に基づいて気流中で分離する
工程と；
で成る粒状材料の分離方法。
13．分離される粒状材料は、粒状材料を形成するために寸断される使用済みプ
ラスチック製品で成り、第１成分はプラスチック片で成り、第２成分はより低速
の終端速度を有する肉厚材料で成る請求の範11に記載の方法。
14．材料の流れを、ダクト(26)内に包囲された有孔性振動部材(36)へ送る工程
と；
前記材料を事実的に均等にダクト(26)を横切って分散させるため有孔性部材(3
6)を振動させる工程と；
材料のかたまりを分離、分散させるには不十分であるが、軽量プラスチックと
紙の少なくとも大部分を空気に乗せて運ぶには十分な速度で、ダクト(26)を通っ
て気流を上方へ引き抜く工程と；
前記空気に乗って運ばれる軽量プラスチックと紙を前記ダクト(26)から運び出
す工程と；
空気に乗せられなかったプラスチック材料を有孔性部材(36)を通過させる工程
と；
で成るプラスチックのくずと軽量プラスチックを含む軽量の材料の流れ部分と
紙片とを分離する分離方法。[Procedure amendment]
[Submission date] March 28, 1997
[Correction contents]
The scope of the claims
1. A wall having a top part constituting a flow path of an updraft and a bottom part (34) opening downward.
A substantially vertically extending conduit (22) having (70);
Connected to the top of the conduit and joined to the conduit so as to draw air through the conduit (22)
Duct (26) to be made;
Connected to the duct (26) to the extent that the granular material cannot be separated and dispersed
A fan (30) which draws air through the conduit (22) at low speed;
A porous member (36) extending into the conduit (22) and into the air flow path, said porous member being
Member (36) extends substantially from the wall to the wall of the conduit (22) and passes through the particulate material.
A perforated member (36) having an opening sized to be operable;
Means (50, 52) for vibrating the perforated member (36);
The mixed particulate material discharged onto the perforated member (36) is in the updraft in the conduit (22).
, Substantially evenly separated and dispersed across the cross-section,
Individual granules are exposed to the air stream, and some granules ride on the air (22)
From the bottom of the conduit through the perforated member (36).
Separating lightweight mixed particulate material based on aerodynamic factors that are to be released
Device.
2. The porous member has a plurality of thin lines arranged in a parallel relationship at intervals.
An apparatus according to claim 1, comprising a bar (38).
3. The bars (38) forming the grill (36) are 1.5 to 3 millimeters wide and
3. The apparatus of claim 2, wherein the apparatus is spaced apart by 1/8 to 1/4 inch.
.
4. The perforated member is resiliently attached to the outside of the conduit and is directed downwardly into the conduit.
The device of claim 1 wherein the device is inclined.
5. It extends into the duct and is positioned on the porous material (36) to remove the mixed particulate material.
The apparatus of claim 1, further comprising a supply chute (60) for feeding the perforated member.
6. The claim further comprising a cyclone (28) connected between the duct and the fan.
The device according to box 1.
7. The walls of the conduit make up a cross-section and the fan is operating at its maximum capacity
,
Draw 500-1000 cubic feet of air per minute per square foot of conduit cross section.
2. The device according to claim 1, wherein the device is adapted to be implanted.
8. The means for vibrating the porous member is magnetically connected to the porous member, and
An apparatus as claimed in claim 1 comprising a vibrating solenoid (52).
9. The conduit is the material inlet (40) and the material located below and opposite the inlet.
Material outlet (42), the porous member extends between the inlet and the outlet and extends from the inlet.
It slopes down to the outlet so that it does not fall through the porous material and
The particulate material remaining on the porous member without riding in the rising airflow is distributed along the porous member.
Claim 1 which is adapted to be advanced from an inlet to an outlet and discharged from a conduit.
An apparatus according to claim 1.
Ten. The conduit has a rectangular cross-section and the porous material is substantially equal to the cross-section of the conduit.
The device of claim 1 having a surface area greater than or equal to.
11． Bottom (34) opens to atmosphere so airflow is drawn from bottom to top
Conduit (22);
Consists of narrow parallel bars (38) spaced apart and extending into conduit (22)
Consists of a grill (36), in which the bar (38) tilts downward into the conduit (22)
Perforated member (36) resiliently mounted externally to conduit (22) as such;
The grill (36) attached to the outside of the conduit (22) is driven in relation to the grill (36).
Means for vibrating (50, 52);
Further;
At least two of which extend into the duct (26) above the grill (36) and have different terminal speeds
A feed chute (60) for feeding the mixed granular material having the following components to the grill (36):
At the top of the conduit (22) arranged in a relationship to receive the duct (26), among the mixed granular material,
A cyclone (28) for separating components having a low terminal velocity from the air;
Connected to the cyclone (28) and directs airflow through the conduit (22) and the cyclone (28)
Withdrawing fan (30);
An apparatus according to any one of claims 1 to 10, comprising:
12． The terminal speed differs at least to the porous vibrating member (36) housed in the conduit (26).
Delivering a stream of particulate material also having two components;
500-1000 feet per minute so that at least some of the air passes through the porous material
At the speed of the air, the air flow is drawn upward through the conduit, and the air passing through the porous member is
Disperse the granular material and separate the granular material in the air stream based on its terminal velocity
Process;
A method for separating a granular material comprising:
13. The granular material to be separated is a used process that is cut to form the granular material.
Consists of a plastic product, the first component consisting of a piece of plastic, the second component slower
12. The method according to claim 11, comprising a thick material having a terminal velocity of
14. Sending the flow of material to a perforated vibrating member (36) enclosed in a duct (26)
When;
The porous material (3) is used to distribute the material substantially evenly across the duct (26).
Vibrating 6);
Insufficient to separate and disperse blocks of material
Pass through the duct (26) at a speed sufficient to carry at least most of the paper in the air.
Extracting the airflow upwards;
The lightweight plastic and paper carried on the air are carried out of the duct (26).
Process;
Passing the plastic material that has not been put on the air through the porous member (36)
When;
Consisting of plastic waste and light-weight material, including light-weight plastic
A separation method for separating paper pieces.