分選裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及從聚集了多個小片的分選對象中對特定材料種類的小片進(jìn)行分選的分選裝置，尤其是涉及從將使用完的家電產(chǎn)品等破碎而獲得的分選對象中對特定樹脂種類的小片進(jìn)行分選的分選裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來的大量生產(chǎn)、大量消耗、大量報廢型的經(jīng)濟(jì)活動引起地球溫室化、資源的枯竭等地球規(guī)模的環(huán)境問題。在這種狀況下，面向循環(huán)型社會的構(gòu)建而著眼于家電回收，有義務(wù)對使用完的空調(diào)、電視、冷藏庫/冷凍庫、洗衣機進(jìn)行回收。
[0003]以往，不需要的家電產(chǎn)品在家電回收工廠被破碎而成為小片后，利用磁、風(fēng)力、振動等按照材料利類對小片進(jìn)行分類使其再資源化。尤其是對于金屬小片而言，通過使用比重分選裝置或磁分選裝置，從而按照鐵、銅、鋁等材料種類高純度地進(jìn)行分類。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的再資源化率。
[0004]另一方面，在樹脂材料中，作為輕比重物的聚丙烯(以下稱為PP)的小片通過利用水的比重分選而與高比重物分選開，以較高的純度被回收。然而，在利用水的比重分選中，產(chǎn)生大量的排水的情況、以及無法對如聚苯乙烯(以下稱為PS)的小片和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(以下稱為ABS)的小片那樣比重接近的小片進(jìn)行分類的情況成為較大的課題。
[0005]在國際公開第2014/174736號(以下稱為專利文獻(xiàn)I)中提出了考慮到與樹脂材料的再資源化相關(guān)的上述課題的分選方法。在專利文獻(xiàn)I所記載的技術(shù)中，通過識別裝置檢測材料種類，由此能夠同時對由無法在比重分選中分選出的樹脂材料構(gòu)成的小片中包含的兩種樹脂進(jìn)行分選。
[0006]圖6是專利文獻(xiàn)I所涉及的現(xiàn)有的分選裝置簡要結(jié)構(gòu)圖。
[0007]該分選裝置從特定材料種類物和特定材料種類物以外的其他材料種類物混合的分選對象中分選特定材料種類物和其他材料種類物。
[0008]輸送機101將載置在輸送機101上的作為分選對象的樹脂小片102朝一個方向搬運。在樹脂小片102通過識別裝置103的下方時，識別樹脂小片102的組成的同時還獲取輸送機1I上的位置信息。
[0009 ]到達(dá)輸送機1I的搬運方向上的輸送機前端部104的樹脂小片102以與輸送機1I的搬運速度VlOO相同的速度水平飛出。
[0010]在輸送機前端部104的上方配置有第一輔助噴嘴106，該第一輔助噴嘴106產(chǎn)生風(fēng)速VlOl與輸送機101的搬運速度VlOO—致的氣流109，在樹脂小片102的飛翔路徑的上方，沿著飛翔路徑配置有第一上部整流板107A，在樹脂小片102的飛翔路徑的下方，在輸送機前端部104的斜下方沿著飛翔路徑配置有兩片下部整流板107B。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠使風(fēng)速與輸送機101的搬運速度一致的氣流109在飛翔路徑內(nèi)沿著樹脂小片102的飛翔路徑流動。
[0011]從輸送機101沿水平方向送出的樹脂小片102在飛翔的同時下落。此時，在樹脂小片102中的相應(yīng)的特定材料種類的樹脂通過接受第一噴嘴組105A及第二噴嘴組105B的噴嘴的脈沖空氣的位置的瞬間，基于來自識別裝置103的指令而噴射脈沖空氣，僅使相應(yīng)的特定材料種類的樹脂被打落，并通過由隔板108隔開的分區(qū)進(jìn)行回收。
[0012]假設(shè)在不存在第一輔助噴嘴106、第一上部整流板107A、以及下部整流板107B的情況下，在樹脂小片102剛從輸送機101飛出之后，從行進(jìn)方向正面受到與輸送機101的搬運速度相同的風(fēng)速V100，由于樹脂小片102的形狀、面積或重量的不同而受到差別非常大的空氣阻力。在該情況下，導(dǎo)致樹脂小片102各自的飛翔路徑不同，因此產(chǎn)生飛翔偏差，從而降低了在接受第一噴嘴組105A及第二噴嘴組105B的脈沖空氣的位置處的打落精度。
[0013]但是，在設(shè)置有第一輔助噴嘴106、第一上部整流板107A、以及下部整流板107B的情況下，第一輔助噴嘴106將風(fēng)速VlOl與輸送機101的搬運速度一致的氣流109向樹脂小片102的飛出方向的朝向供給。因此，樹脂小片102的相對于氣流109的相對速度在飛出時幾乎為0，空氣阻力也幾乎為O。另外，利用第一上部整流板107A以及下部整流板107B，沿著飛翔路徑來維持風(fēng)速VlOl與輸送機101的搬運速度VlOO—致的氣流109。因此，能夠在飛翔路徑的整個范圍內(nèi)實現(xiàn)空氣阻力幾乎為O的狀態(tài)下的飛翔。
[0014]根據(jù)該作用，與樹脂的形狀、面積或重量無關(guān)地在飛翔路徑內(nèi)不受到空氣阻力，因此能夠抑制樹脂的飛翔偏差。
[0015]作為結(jié)構(gòu)例，例如舉出如下的結(jié)構(gòu):利用第一噴嘴組105A僅打落樹脂小片102中的PS的小片，且利用第二噴嘴組105B僅打落樹脂小片102中的PP的小片。從樹脂小片102通過識別裝置103的下方的時刻起，預(yù)先計算或測定通過接受第一噴嘴組105A及第二噴嘴組105B的脈沖空氣的位置的時刻。接著，根據(jù)由識別裝置103測定出的輸送機101上的位置信息，在樹脂小片102中的相應(yīng)的PS的小片2通過接受第一噴嘴組105A的脈沖空氣的位置的瞬間、以及樹脂小片102中的相應(yīng)的PP的小片2通過接受第二噴嘴組105B的脈沖空氣的位置的瞬間，向各個相應(yīng)的樹脂小片102噴射脈沖空氣。通過這樣構(gòu)成，各個樹脂的樹脂小片102被脈沖空氣打落，打落的樹脂小片通過由隔板108隔開的分區(qū)按照類別進(jìn)行回收。
[0016]根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠從特定材料種類物和其他材料種類物混合的分選對象中，同時且高精度地分選兩種特定材料種類物和其他材料種類物。
[0017]然而，現(xiàn)有的分選裝置存在如下問題點。在上述的現(xiàn)有的分選裝置中，樹脂小片102的飛翔偏差的抑制只能在距輸送機前端部104的飛翔距離最多為400?500mm的范圍內(nèi)實現(xiàn)。由于該距離的制約，打落樹脂小片102的噴嘴組105A、105B最多只能設(shè)置兩組。在設(shè)置三組噴嘴組的情況下，抑制飛翔偏差后的飛翔距離至少需要600?700mm。
[0018]為了實現(xiàn)該飛翔距離，如圖7那樣，沿著飛翔路徑設(shè)置第二上部整流板107C并使其延長，設(shè)置第三噴嘴組105C，并且對分選精度進(jìn)行研究。
[0019]將輸送機前端部104設(shè)為原點，將搬運方向的朝向設(shè)為正X軸，將重力方向的向上朝向設(shè)為正Z軸，則輸送機前端部104的坐標(biāo)為PlOO(X，Z) = (0mm,Omm)。此時，接受來自第一噴嘴組1054的脈沖空氣時的對象物所通過的位置為？1010，2) = (250111111，-60臟)。接受來自第二噴嘴組1058的脈沖空氣時的對象物所通過的位置為？1020，2) = (450111111，-160臟)。接受來自第三噴嘴組105C的脈沖空氣時的對象物所通過的位置為P103(X，Z) = (600mm，-250mm)。另外，輸送機101的搬運速度VlOO為V100 = 3m/s。從第一輔助噴嘴106以風(fēng)速VlOl =3m/ s ± 15 %的方式供給與輸送機1I的搬運速度同等的氣流109，并進(jìn)行與專利文獻(xiàn)I同等的實驗。
[0020]為了以利用破碎機將家電樹脂破碎成小片時產(chǎn)生的粒度小的樹脂為對象，使用I Omm見方至I OOmm見方的大小不同的樹脂來作為所使用的樹脂小片102。
[0021]將樹脂小片102飛出輸送機前端部104的時刻設(shè)為0，將通過接受第一噴嘴組105A、第二噴嘴組1058、第三噴嘴組105(:的脈沖空氣的位置的時刻分別設(shè)為丨101、丨102、丨103。上述時刻利用高速攝像機(株式會社DITECT HAS-LlM 500FPS)和圖像解析軟件來測定。
[0022]圖8以3σ示出接受來自第一噴嘴組105A、第二噴嘴組105B、第三噴嘴組105C的脈沖空氣的位置PlOl、Ρ102、Ρ103處的、樹脂小片102的到達(dá)時間偏差，另外，在將X方向的飛翔速度VlOO設(shè)為3m/s的狀態(tài)下，將樹脂小片102的到達(dá)時間偏差換算成樹脂小片102的飛翔偏差。
[0023]該結(jié)果為，以樹脂小片102為例，在接受第一噴嘴組105A的脈沖空氣的位置PlOl處，產(chǎn)生6.76ms的打落時機偏移。另外，在接受第二噴嘴組105B的脈沖空氣的位置P102處，產(chǎn)生12.18ms的打落時機偏移。另外，在接受第三噴嘴組105C的脈沖空氣的位置P103處，產(chǎn)生16.25ms的打落時機偏移。若換算為距離，則在噴嘴組噴射出脈沖空氣的時刻，在接受第一噴嘴組105A的脈沖空氣的位置PlOl處產(chǎn)生最大為19.9mm的偏移。在接受第二噴嘴組105B的脈沖空氣的位置P102處產(chǎn)生最大為35.8mm的偏移。在接受第三噴嘴組105C的脈沖空氣的位置P103處產(chǎn)生最大為47.8mm的偏移。
[0024]為了將噴嘴組設(shè)置為三級以上且同時分選出三種樹脂小片，需要使至第三噴嘴組105C為止的飛翔距離至少為600mm，在該飛翔距離的范圍內(nèi)必須抑制飛翔偏差。因此，必須進(jìn)一步控制飛翔路徑內(nèi)的氣流109的風(fēng)速VlOl。
[0025]圖9A示出將重力加速度設(shè)為g且假設(shè)不存在空氣阻力的情況下的、從輸送機101將物體沿水平方向送出時作用的重力和下落速度的示意圖。將水平方向