(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料塊から金属、金属酸化物、砂、及び関連する骨材を回収及び分級する回転タンブラ及びメタルリクレーマドラムであって、該回転タンブラ及びメタルリクレーマドラムが前記材料塊を回収するために実質的に水平回転する配置とされ、
第１端部及び該第１端部と反対側の第２端部とを有する内側シリンダにして、第１画室と、該第１画室の内方の第２画室と、該第２画室の内方で且つ前記第１画室とは反対側の第３画室とを有し、前記第１画室が材料塊を受けるインテークチャンバを有し、前記第２画室がクラッシュチャンバを提供し、前記第３画室が摩滅チャンバを提供する内側シリンダと、
該内側シリンダと同中心を有する外側シリンダにして、前記内側シリンダの材料塊用のインテークチャンバを前記第１画室の内部に提供するところの前記第１端部位置を超えて伸延する外側シリンダと、
を含み、
前記インテークチャンバが材料塊を受けるべく大直径とされ且つ螺旋階段状に隔設した歯を有し、該歯が第１画室を通して実質的にサージを生じさせることなく材料塊を進行させ、前記インテークチャンバが前記内側シリンダの直径より大直径であり、
前記インテークチャンバの歯が材料塊を小片に破壊し且つ該小片を前記クラッシュチャンバ内に進行させ、該クラッシュチャンバ内で材料塊を更に小片に破砕し、更に小片化された材料塊が摩滅チャンバ内に送られ、
前記クラッシュチャンバが、前記第２画室と第１画室との交差部分付近に長孔付きのディスクと、該ディスク後方のクラッシャにして、内側シリンダの内面上に部分的に載置されるよう配置した長い材料を有するクラッシャと、前記第１画室に接近し、隔設した複数の歯をその上部に含むヘッド部と、該ヘッド部と反対側のテール部にして、前記内側シリンダに全体が載置され、交互する長孔を有する複数の長手方向リブをその上部に含むテール部とを含み、前記クラッシャが、前記内側シリンダが旋回することにより回転状態とされ、前記ヘッド部が内側シリンダの略中央にピボット的に懸架され、
前記クラッシュチャンバの前記テール部を内側シリンダにピボット的に保持する懸架手段にして、前記クラッシャの前記ヘッド部を前記長孔付きのディスク後方の内側シリンダ内で全体に中央に支持する一連の可撓性のリンクを含む懸架手段と、
前記摩滅チャンバが、少なくとも部分的に孔開けしたシリンダ壁を有し、当該摩滅チャンバにおける転動作用により材料塊が、当該材料の実質部分が前記孔を通過するよう粒状物サイズの小片に更に減寸され、隔設した複数の歯が全体に螺旋態様下に配置され、少なくとも１つの主ベーンが前記各歯間に伸延され、
前記内側シリンダがその第２端部位置に金属出口を有し、該金属出口が部分的に環状とされ且つ前記内側シリンダの直径未満の半径を有し、前記摩滅チャンバの各孔を通過しない材料が当該金属出口を通して摩滅チャンバから排出され、
少なくとも１つの搬送用ベーンが前記内側シリンダと前記外側シリンダとの中間部に設けられ、当該搬送用ベーンが、前記中間部に堆積した材料粒を全体に内側シリンダ内の材料塊の移動方向とは逆方向で長手方向に移動させ、
少なくとも１つの篩が前記インテークチャンバを少なくとも部分的に包囲し、前記搬送用ベーンにより移動される前記材料粒が、該材料粒を更に分級するための前記少なくとも１つの篩上に堆積し、該篩上の残留材料が前記第１画室内に再循環して戻され、
前記ドラムを支持し且つ回転駆動する駆動手段を組み込んだベース部と、
を含み、
前記長孔付きのディスクが中央開口を有し、該中央開口が、該中央開口の周囲方向の複数の半径方向歯を有し、
各一対の前記環状の各長孔がストラットにより離間され、各ストラットが前記長孔付きディスクの周囲から内方の前記中央開口の周囲に伸延され、
前記長孔付きディスクが該長孔を通しての材料塊の小片を通過させて前記テール部により即時破砕させると共に、より大きな材料塊は前記中央開口の前記歯を超えさせて前記ヘッド部により即時破砕させる回転タンブラ及びメタルリクレーマドラム。
【請求項２】
前記インテークチャンバ内部の歯が、少なくとも１つの長手方向ベーンをさらに含む請求項１に記載の回転タンブラ及びメタルリクレーマドラム。
【請求項３】
前記摩滅チャンバ内の歯が、前記内面に対向する部分上に鋸歯状部を有する請求項１に記載の回転タンブラ及びメタルリクレーマドラム。
【請求項４】
前記インテークチャンバを、全体に前記第２画室に接近して少なくとも部分的に包囲する微細篩と、
前記インテークチャンバを、全体に前記微細篩の外側で少なくとも部分的に包囲する粗い篩と、
を含み、
前記微細篩及び粗い篩が共に、別個の収集手段を介して所定サイズの材料粒を再利用及びリサイクルのために除去する請求項１に記載の回転タンブラ及びメタルリクレーマドラム。
【請求項５】
前記クラッシャが前記内側シリンダの略直径範囲を占有する請求項１に記載の回転タンブラ及びメタルリクレーマドラム。
【請求項６】
前記クラッシャのヘッド部上の歯が少なくとも１つの長手方向ベーンをその上部に有する請求項１に記載の回転タンブラ及びメタルリクレーマドラム。
【請求項７】
前記クラッシャのヘッド部上の歯が、前記ヘッド部により破砕したより大きな材料塊を爾後の破砕のために前記テール部に向けて案内する全体に螺旋状の構成を有する請求項１に記載の回転タンブラ及びメタルリクレーマドラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件出願は２００９年７月２１日付で提出された米国仮出願特許第１２／４６０，５２４号の優先権を主張するものである。
本発明は、鋳物場、ミルあるいはその他作業における鋳物、スラグ、ドロス、からの金属分離または除去に用いる鋳物砂落としユニットに関し、詳しくは、摩滅チャンバ内に螺旋状の離間したブレード及び鋸歯状のブレードを有する回転タンブラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳物砂落としユニット、回転分離器、媒体ドラム、材料乾燥機、塊破砕リクレーマ、混合ドラム、砂篩、その他等の転動ミルはその構造上、一般に３つのチャンバ、即ち、インテークチャンバ、クラッシュチャンバ、摩滅チャンバを有する。インテークチャンバまたは第１画室は鋳物場あるいはその他プロセスからの鋳造素材や集塊物を受ける。鋳造素材及びその他は先行プロセスからインテークチャンバに投入あるいは直入される。インテークチャンバより装置内方のクラッシュチャンバまたは第２画室は、インテークチャンバで部分破砕された鋳造素材及び集塊物を受ける。
【０００３】
第２画室は、装置とは別個に回転する破砕手段と、装置内面上のローラーとを有する。前記部分破砕された鋳造素材及び集塊は破砕手段に沿って、次いでその下方を通過することで更に減寸及び分離される。
クラッシュチャンバの後方で且つインテークチャンバと全体に反対側の摩滅チャンバまたは第３画室は、金属鋳物を砂及びその他粒状物から分離させる。摩滅チャンバでは装置内部の砂及びその他粒状物を収集し、それら収集物を内外の各シリンダ間の通路を通してインテークチャンバ方向に戻す。摩滅チャンバはその内部に、相互錠止する孔開けプレート上に離間配置した鋸歯状のリフタを有する。各リフタは高速転動時にドロス、スラグ及び塩ケーキを分離し、かくして金属及び金属酸化物の遊離を容易化し且つそれらを清浄化する。摩滅チャンバ内の螺旋状ベーンが金属及び金属酸化物をインテークチャンバと反対側の出口に向けて案内し、他方、摩滅チャンバを通してドロス及び砂を掃拭して孔に、次いで通路に落下させて排除する。
【０００４】
材料塊を破砕してそのコンシステンシーを利用可能化する様々な機械及び装置が市販及び使用されている。例えば、鋳造工業で使用した型または鋳物部品から剥離した直後の全体に化学的に相互結合した砂塊を、次の鋳造で使用する型の形成に直ぐに再利用できる粒状構造に破砕し得る。
本発明の１様相において、塊状物を破壊分離すると共に破壊分離した材料を爾後のグラデーション及びソーティング用に回転タンブラー内に進行させるブレードがインテークチャンバ内に螺旋状に配置される。各ブレードは相互に離間され且つその内縁部上に長手方向の溝を有する。回転タンブラーは、クラッシュチャンバの容積を占有するクラッシャにして、その前縁部上には隔設した歯を持つクラッシャをも有する。クラッシャに続く螺旋状ベーンが摩滅チャンバを通して材料を送り、前記離間された各ブレードが材料を塊状の砂やドロスから更に金属を分離させる。各ブレードは相互に離間され且つ鋸歯状の内縁部を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国仮出願特許第１２／４６０，５２４号
【特許文献２】米国特許第３，９９８，２６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
鋳物砂落としユニット、回転媒体ドラム、砂リクレーマあるいはその他等の転動ユニットは、円筒状の外側シリンダと、当該外側シリンダと同中心の内側シリンダとを含む。内側シリンダは一連の相互嵌合セグメントから構成されるライナを有する。転動ユニットまたは回転媒体ドラム（以下、ドラムとも称する）は材料塊を工業プロセスでの再利用及びリサイクルに好適な粒状材料に破砕する。ドラムは、内側シリンダと、当該内側シリンダと同中心を有し且つその一端が内側シリンダを超えて伸延して、材料塊を受ける大直径のインテークチャンバを形成する外側シリンダとを含む。レーザー整列されたベース部には、回転するドラムを支持及び駆動する、実質的に水平方向に配置した駆動手段が組み込まれる。
【０００７】
材料塊を受けるインテークチャンバまたは第１画室は、外側シリンダの残余部分のそれと同等またはそれ以上の直径を有する。インテークチャンバは、第１画室を通して材料塊を内側シリンダ内のクラッシュチャンバに向けて進行させるための螺旋状に配列した高プロファイルの歯をも収納する。内側シリンダの第１画室には、材料塊をずっと小さい部片に破壊し、砂及びその他骨材の仕分け手段を収納する。材料塊を小片に破壊する手段としては組み合わせブレードが好ましい。第１画室は、当該第１画室から入手した材料塊を第２画室の破砕手段内に進行させる歯またはベーンをもその第１セグメント内に収納するのが好ましい。破砕手段は第１画室内で入手された小片を摩滅チャンバに進行させる。
【０００８】
摩滅チャンバは少なくとも部分的に孔開けされたシリンダ壁を有し、高転動動作により当該シリンダ壁で材料小片を、その少なくとも一部が孔を通過するように粒状サイズ化する。孔不通過材料は摩滅チャンバの金属用出口から排出される。更に、内外の各シリンダ間には、当該シリンダ間の付着粒状材をインテーク付近の篩セットへと長手方向に移動させ、当該篩セットで粒状材を更に細分する搬送ベーンが設けられる。篩上の残留材料は、爾後の破砕用装置内に再堆積させるべく第１画室にリサイクルされる。本発明の装置は、砂及び金属の両方であるところの材料塊を所定の粒状材サイズに低減させるために好適である。
【０００９】
本発明は材料塊リクレーム用の回転式塊状物破砕機／砂リクレーム用ドラムを使用する。従来装置では回転媒体ドラムが中子砂と、鋳造素材からの金属とをリクレームする。しかしながら、本発明は回転媒体ドラム用途を、骨材、化学結合した塊状砂、ドロス、鉄及び非鉄スクラップ及びスラグを含む種々の塊状砂材料の処理に拡張するものである。従来、回転媒体ドラムに入る材料は、コンベヤ、ショベル、負荷ホッパ、振動コンベヤ、あるいは、大量の材料を砂塊処理用の回転ドラムのインテーク部内に配置するための任意の所望の手段の一端に供給される。従来、材料塊はドラムに大量投入されると集塊化する傾向があり、当該材料が内側シリンダ内の、材料塊を破砕して小片化する手段を収納する第２画室に達するとサージが発生する。内側シリンダを超えて伸延する大直径の第１画室を形成する、外側シリンダの延長部を通し、前記第１画室に材料塊が累積的に到達することによるサージ発生を防止する如き様式下において、前記延長部を通過させるべき材料をバッチ量で第１画室内に配置し得る。第１画室は、インテークから第１画室へと材料塊を進行させるための、高プロファイルの、セグメント化された螺旋状の歯を有する。高プロファイルの、セグメント化された螺旋状の歯は、材料塊の集塊をより一様下に第１画室内に流入させるに十分分離させる。第１画室はその内側シリンダの外側に、砂及び金属酸化物を粗粒及び細粒の各等級に分離する篩をも含み、分離された砂及び金属酸化物は別個の容器に収集される。
【００１０】
内側シリンダの第１画室は材料塊を破壊及び分離して小片化する。材料塊は内側シリンダ内から内方に突出する歯、ブレード、スパイクあるいはその他により小片に破壊される。材料塊は、これらのブレードまたはスパイクに衝突して減寸され、かくして爾後の処理及び粒状タイプ材料への減寸に好適な材料片を提供する。第１画室の内側端部には、破砕材料を第２画室に案内する特定の機能構造部を有するディスクが配置される。ディスクは内側シリンダの直径位置をスパンする。ディスクはその先端を内方に向けた複数の歯を有する内側開口を有する。内側開口は、以下に説明する、第２画室用の懸架手段を超える直径を有する。ディスクはその周囲方向に離間した弧状の長孔を少なくとも３つ有する。各長孔は幅を有し、各長孔間のスぺーサが、長孔の幅と類似の長さを有する。拘束された材料はディスクを超えて本発明の第２画室に入る。
【００１１】
装置内の第２画室内には、材料塊破壊に好適な他の手段であるクラッシャが配置される。好ましい実施例では大型のクラッシャが、可撓性の懸架手段にピボット取り付けされ、第２画室内で回転する状態下に配置される。懸架手段はクラッシャをその一端位置で保持し、装置内で全体に長手方向に配置されたクラッシャは装置内の支承用支持体上で回転する。材料塊は第２画室に徐々に供給及び送達され、クラッシャの高重量を受けての圧力、重量、衝撃下に実質的に破壊される。それら装置は通常は金属製であり、塊状物を潰してそのサイズを著しく低下させるよう形成される。
【００１２】
クラッシャは等間隔で伸延するチェーン支持体上に可撓性様式下に回転自在に取り付けられ、モーター等の外部駆動手段で旋回される内側シリンダの回転を介し、その支持手段に関して重力作用下に旋回する。チェーン支持体に可撓性様式下に支持されることでクラッシャの旋回に遊びが生じ、かくして、ドラム内に堆積した材料塊及び任意のその他異物はクラッシャに徐々に接近し、クラッシャの、内側シリンダの連続表面に対して長手方向に接近し且つ整列下に配置されたセグメントの下方に押し出される。本発明ではクラッシャはそのヘッド部の、チェーン支持体から若干離れた位置に隔設した複数の歯を有する。これらの歯はクラッシャの切頭円錐形状のヘッド部分から下方の丸いベース部方向に伸延する。あるいはこれらの歯は材料をクラッシャに沿って当該クラッシャの周囲及び後方に材料を押送するよう螺旋配置される。クラッシャの、ベース部から外側方向で且つヘッド部とは反対側には切頭円錐状のテール部が設けられる。テール部は複数の離間された長手方向長孔と、その間部分のリブとを有する。各リブ及び長孔は協動して破砕された材料をクラッシャ後方の摩滅チャンバに押しやる。本発明ではクラッシャのベース部の直径はほぼ内側シリンダの直径である。
【００１３】
小片化された材料は次いで内側シリンダ内の第２画室を出、当該第２画室に隣接し且つ第２画室と同中心を有する摩滅チャンバに送られる。摩滅チャンバは少なくとも部分的に孔開けしたシリンダ壁を有し、当該孔に顆粒状材料の幾分かを通して減寸させ、減寸されたこれら小片を分離収集するべく、高転動作用により残余の塊状片を更に破砕する。摩滅チャンバは、その実質部分が摩滅チャンバの内側チャンバの前記各孔を通過するところの粒状材へと減寸させるためのブレードまたは歯を有し得る。摩滅チャンバまたは第３画室には、減寸された材料を摩滅チャンバを通して後方に案内する連続螺旋状の主ベーンが含まれる。主ベーンは離間された各歯の間部分を通過する。あるいは摩滅チャンバ内の歯はその内縁上に複数の鋸歯を有する。
【００１４】
摩滅チャンバの前記孔を通過した粒状材は内側シリンダと外側シリンダとの間の空間に入る。当該空間には搬送ベーンが設けられ、当該搬送ベーンが粒状材を、搬送ベーンの向きに依存する所望の長手方向に移動させる。搬送ベーンは内側シリンダ内で破砕される材料の流れとは逆方向でインテークチャンバに向けて移動させ得る。本発明の例示実施例では粒状に減寸された材料は少なくとも２つの篩に向けて移動され、当該篩で分級され、より小さい材料は落下して少なくとも２つの瓶、ダクト、またはコンベヤに収集され、篩不通過の、篩上残留物とも称される大きな材料はインテークチャンバに戻される。分級用の各篩は、粒状材を１つのサイズ以上に分離及び再分級し得るよう、孔開けした金属シート、または種々サイズの多数のシートまたは篩、または１つ以上のワイヤメッシュ篩から構成され得る。
摩滅チャンバの孔を不通過の、一般に金属であるところの材料は引き続き摩滅チャンバ内を送られてブレードにより転動及び破砕され、結局、金属用の出口から排出される。本発明の回転式の塊状物クラッシャ／リクレーマは回転し得るよう実質的に水平配置される。ベース手段がドラムを支持すると共に、当該ドラムを所望の回転速度で駆動する駆動手段を提供する。
【００１５】
従って、解決しようとする課題は、新規且つ改良された回転タンブラー・メタルリクレーマを提供することである。
他の課題は、２つのブレードの合致位置での金属、砂、ドロス、スラグ、塩ケーキ、副産物及びその他の鋳物くずの堆積を、従って、ドラムからの材料排出流れを妨害する詰まりポイントを防止することである。
他の課題は、ブレード及びクラッシャの不等損耗によるドラムの揺れを防止することである。
他の課題は、通常損耗または衝撃を受けた歯またはブレードの交換を容易化させることである。
他の課題は、タンブラーの運転時間当たりにおける金属回収量及び砂取扱量を、既存の装置におけるより少なくとも５％増大させることである。
他の課題は、金属回収量１トン当たりのタンブラーの運転コストを最低化することである。
他の課題は、剛性の鋳物廃棄物を送給、破砕、浄化、分離、篩掛けして被回収金属とすることである。
他の課題は、クラッシャのエネルギーをドロスに配向するがタンブラー外殻には入力させない、力学的に隔絶した混和ローラを使用してクラッシュチャンバ内で塊状物に能動的な破砕作用を生じさせることである。
他の課題は、ドロス及びその他材料から金属を更に分離させて１時間当たりの算出トン量を更に増大させる、高転動作用を有する自生粉砕チャンバを使用することである。
他の課題は、篩上残留物を混和ローラまたはクラッシャ下方に２回自動再循環通過させ、かくして金属回収量を高めることでボールミル使用を回避することである。
他の課題は、配管の単一連結点を使用して本発明の内部にダスト及び熱を収納し、かくしてフード及び換気システムの組み込みを回避することである。
他の課題は、本発明におけるエア洗浄を効率化させ、かくして金属からのダスト分離及び除去を最大化することである。
【００１６】
他の課題は、ドロスから金属を容易に分離させ、次いで爾後のプロセス用に回転タンブラーの対向する各端部からその各々を計測することである。
他の課題は、回転タンブラーを負荷のバッチまたは連続モードの何れかにおいて運転することである。
他の課題は、一体化したベースフレーム及び限られた基礎上に回転タンブラーを位置付けし、かくして設置コストを低減させることである。
他の課題は、トン当たりの維持費が最低である回転タンブラーを有することである。
他の課題は、トン当たりの維持費が最低であり且つ圧縮エア供給または燃焼燃料が不要である回転タンブラーを有し、アクセス可能な一体化フレーム内に標準的駆動コンポーネントを使用し、かくして運転コストを低下させることである。
他の課題は、レーザー整列した主支持ベアリング上で回転タンブラーを水平状態で運転し、かくして、乗載するリング、ホイール及び支承体の損耗を低下させることである。
他の課題は、入力トン数当たりの金属回収濃度を増大して回転タンブラーのコスト回収を早めることである。
他の課題は、廃棄物流れのトン数及び体積を減少させることである。
他の課題は、連続使用期間中においてさえ、本発明の回転タンブラー運転上の消費電力、必要フラックス、及び溶融の各コストを低減させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
材料塊から金属、金属酸化物、砂、及び関連する骨材を回収及び分級する回転タンブラ及びメタルリクレーマドラムであって、該回転タンブラ及びメタルリクレーマドラムが前記材料塊を回収するために実質的に水平回転する配置とされ、
第１端部及び該第１端部と反対側の第２端部とを有する内側シリンダにして、第１画室と、該第１画室の内方の第２画室と、該第２画室の内方で且つ前記第１画室とは反対側の第３画室とを有し、前記第１画室が材料塊を受けるインテークチャンバを有し、前記第２画室がクラッシュチャンバを提供し、前記第３画室が摩滅チャンバを提供する内側シリンダと、
該内側シリンダと同中心を有する外側シリンダにして、前記内側シリンダの材料塊用のインテークチャンバを前記第１画室の内部に提供するところの前記第１端部位置を超えて伸延する外側シリンダと、
を含み、
前記インテークチャンバが材料塊を受けるべく大直径とされ且つ螺旋階段状に隔設した高プロファイルの歯を有し、該歯が第１画室を通して実質的にサージを生じさせることなく材料塊を進行させ、前記インテークチャンバが前記内側シリンダの直径より大直径であり、
前記インテークチャンバの歯が材料塊を小片に破壊し且つ該小片を前記クラッシュチャンバ内に進行させ、該クラッシュチャンバ内で材料塊を更に小片に破砕し、更に小片化された材料塊が摩滅チャンバ内に送られ、
前記クラッシュチャンバが、前記第２画室と第１画室との交差部分付近に長孔付きのディスクと、該ディスク後方のクラッシャにして、内側シリンダの内面上に部分的に載置されるよう配置した長く且つ重い材料を有するクラッシャと、前記第１セクションに接近し、隔設した高プロファイルの複数の歯をその上部に含むヘッド部と、該ヘッド部と反対側のテール部にして、前記内側シリンダに全体が載置され、交互する長孔を有する複数の長手方向リブをその上部に含むテール部とを含み、前記クラッシャが、前記内側シリンダが旋回することにより回転状態に賦勢され、前記ヘッド部が内側シリンダの略中央にピボット的に懸架され、
前記クラッシュチャンバの前記テール部を内側シリンダにピボット的に保持する懸架手段にして、前記クラッシャの前記ヘッド部を前記長孔付きのディスク後方の内側シリンダ内で全体に中央に支持する一連の可撓性のリンクを含む懸架手段と、
前記摩滅チャンバが、少なくとも部分的に孔開けしたシリンダ壁を有し、当該摩滅チャンバにおける強い転動作用により材料塊が、当該材料の実質部分が前記孔を通過するよう粒状物サイズの小片に更に減寸され、隔設した高プロファイルの複数の歯が全体に螺旋態様下に配置され、少なくとも１つの主ベーンが前記各歯間に伸延され、
前記内側シリンダがその第２端部位置に金属出口を有し、該金属出口が部分的に環状とされ且つ前記内側シリンダの直径未満の半径を有し、前記摩滅チャンバの各孔を通過しない材料が当該金属出口を通して摩滅チャンバから排出され、
少なくとも１つの搬送用ベーンが前記内側シリンダと前記外側シリンダとの中間部に設けられ、当該搬送用ベーンが、前記中間部に堆積した材料粒を全体に内側シリンダ内の材料塊の移動方向とは逆方向で長手方向に移動させ、
少なくとも１つの篩が前記インテークチャンバを少なくとも部分的に包囲し、前記搬送用ベーンにより移動される前記材料粒が、該材料粒を更に分級するための前記少なくとも１つの篩上に堆積し、該篩上の残留材料が前記第１画室内に再循環して戻され、
前記ドラムを支持し且つ回転駆動する駆動手段を組み込んだベース部と、
を含む回転タンブラ及びメタルリクレーマドラムが提供される。
【発明の効果】
【００１８】
段落（００１５）、（００１６）に列挙した課題を解決する回転タンブラー及びメタルリクレーマが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、鋳物砂落としユニットとして使用されることがある、本発明の回転タンブラーの斜視図である。
【図２】図２は、本発明の内側コンポーネントを示すべく部分破除した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図面の同じ参照番号は同じパーツを示す。
本発明によれば、従来問題を解決する追加的な塊状物破砕装置が提供される。以下の詳細な説明は本発明の実施例であり、本発明は当該実施例に限定されるものではない。詳細な説明は、当業者が本発明を作製及び使用可能であるよう明瞭に記載され、図１に示す回転タンブラー・メタルリクレーマ１の、現時点で最良実施モードと考えられるところの本発明の実施例、適用例、変更例、別態様及びその使用が記載される。
【００２１】
回転タンブラー１は、米国特許第３，９９８，２６２号に既に記載される様式のミルとして鋳物を転動させて砂落としする構成とされ且つ運転されることが好ましい。図１及び図２では回転タンブラー・メタルリクレーマ１には外側シリンダ２及び内側シリンダ３が設けられる。内側シリンダは外側シリンダより小直径であり、２つのシリンダ間には以下に説明する如く粒状材を搬送するための空間が画定される。外側シリンダには、被処理材料塊を材料破砕用の回転ドラム１内に配置するインテークチャンバ１４が設けられる。インテークチャンバ１４は、大型塊状物や材料塊を先ず小片化してインテークチャンバ１４の内面上にある程度一様に配分させ得るに十分な高さプロファイルを有する螺旋状歯２０を収納する。インテークチャンバ１４はインテーク領域１９を通して材料を受け、前記インテーク領域は回転ドラム１の端部内に開口を有し、前記螺旋歯２０により材料を第１画室１５内に押送し、材料は当該第１画室内で螺旋ベーンまたはライフリング１３により更に処理される。第１画室１５及びその隣の第２画室１６とは螺旋ベーン１３と、以下に説明する破砕及び細砕手段２３の各々を備えた送給セクションを含む。
【００２２】
第２画室は懸架手段２９位置から開始され、図２に示すディスク２９ａを有する。ディスクは内側シリンダを占有し、内向き先端を有する歯２９ｃにより枠取りされる中央開口を有する。材料塊は当該中央開口を通過することで、歯を超えて破砕手段に入る。ディスクは歯２９ｃより外側に複数の部分的に環状の長孔２９ｂを有する。各長孔は内側シリンダに隣り合い且つ当該長孔の高さ未満の材料塊を破砕手段に向けて通過させる。ディスクの、全体に前記長孔の高さに相当する幅を有する支柱２９ｄが隣り合う各長孔を分離する。
【００２３】
破砕及び細砕手段２３は隔設した歯２３ａを有し、ディスク後方で懸架手段２９により第２画室１６内に係止され、前記懸架手段は当該画室の内壁に固定したチェーンを有する。破砕及び細砕手段２３は実質的に円筒形状を有するが、クラッシャ２４の各セグメントの長手方向に沿って伸延する長手方向リブ２６を持つテーパ付きシリンダとして形成される。以下に図２を参照して説明する如く、クラッシャは全体に懸架手段に連結され且つ切頭円錐形状のヘッド部と、リブを有し且つ細長円錐形状の、ヘッド部とは反対側のテール部とを有する。ヘッド部は、材料流れ方向に平行に隔設され且つ交互する螺旋状に配置した複数の歯２３ａを有し得る。シリンダのテール部は、交互する前記リブに全体に隣り合う複数の長孔２６ａをも有する。破砕及び細砕手段２３は、支承体として機能する懸架手段２９に回転自在に取り付けた、全体に金属製のドラム状構造物であり、前記懸架手段により各シリンダが回転して生じる重力で回転する。
【００２４】
クラッシャは一般に内側シリンダの内径全体をほぼ占有する。破砕及び細砕手段が回転すると材料塊は第２画室に沿って移動してクラッシャ下方に入り、かくして破砕及び細砕手段２３の形状、重量及び長さを介して潰され、破砕され、次いで減寸される。
破砕され、減寸された材料は第３画室または摩滅チャンバ１７に送られる。摩滅チャンバ１７はその内側シリンダに孔３６を有し、充分小片化された材料はこれらの孔を通過して分級される。また、摩滅チャンバ１７は、破砕及び細砕手段２３から受けた破砕材の当該摩滅チャンバ１７内での一層の減寸を支援するブレード３３を有する。各ブレードは材料粒及び材料塊を持ち上げて落下させる。少なくとも１つの螺旋ベーン１７ａが材料粒及び材料塊を摩滅チャンバを通して後方に案内及び賦勢する。孔３６を通過するに十分減寸されない金属材料は番号２２で示す如き金属用の開口を通して排出される。回転タンブラー１は、インテークとは反対側位置の、番号２８に示す如き、タンブラー運転中及び管理上使用する点検用ドアを更に含む。
【００２５】
孔３６を通過した材料粒は外側シリンダ２及び内側シリンダ３の間の空間に堆積する。前記空間内の螺旋ベーン３７の形態の連続搬送手段が材料粒を、破砕中におけるそれと逆の方向で内側シリンダ内をインテークチャンバ１４方向に掃拭する。材料は出口ポート３２を出た後、先ず微細篩３５上に落下する。微細篩は第１画室の外側部分を構成する。微細篩３５、第２または粗篩３５ａ、インテークチャンバ１４の表面、との間には螺旋ベーン１８が位置付けられる。螺旋ベーン１８は微細篩３５、粗篩３５ａの表面を掃拭して材料粒を前方に送り、これら各篩上で微細及び粗い金属酸化物を収集し、次いで篩を通過しない大きさの材料を材料ピックアップポート３４方向に送る。かくして、粗大材料、または篩上は出口ポート３４によりインテークチャンバ１４内に再循環され、再度破砕及び摩滅される。微細篩３５及び粗篩３５ａを通過した材料は、微細材料３０ａ及び粗材料３０ｂ用のサブ収集器を備える材料粒収集器３０内に堆積する。インテークチャンバ１４上方には集塵器２１が配置される。集塵器は回転媒体ドラムの一部としては回転せず、材料粒収集器３０及びサブ収集器３０ａ及び粗材料３０ｂの一部としても回転しない。
【００２６】
外側シリンダ２はその外側表面上に、番号６及び７で示す如き、装置の何れかの側部に設けられ且つベース手段８内に形成したロールベアリングまたはガイド上に載置または摺動するよう位置決めされた離間した一対のガイド、軌道、またはレース４及び５を有する。ベース手段８は外側シリンダ２及び装置１の全体を回転させるべく支持する。外側シリンダ２及びその内側に配置した各コンポーネントを一般に１〜１０ｒｐｍの範囲内の制御速度で制御下に回転させるための必要に応じて、任意の好適な相互連結用ギヤ手段を介してスプロケット１０と協動する、番号９で示すモーター等の駆動手段を設ける。ベース手段８は番号１１で示す如き一連のストラットで構成され、一般に、装置の振動減衰及び騒音低減のために番号１２で示す如き緩衝器上に取り付ける設計とされる。
外側シリンダ２は、タンブラーのインテークチャンバ１４と反対側の出口位置にオペレータまたはメカニックによる検査用の点検ドア２８を有する点を除き、装置長さの実質的に全体に伸延される。
【００２７】
外側シリンダ２及び内側シリンダ３は回転タンブラー・メタルリクレーマと相互固着されて同時回転する。内側シリンダは随意的に改変し得る。例えば、インテークチャンバ１４内の壁を貫いて、処理開始時から充分小さい材料を微細篩３５及び粗篩３５ａに通過させ得る孔を設け得る。同様に、第１画室１５内で内側シリンダに孔を設け、それら孔を通して材料粒を外側シリンダ２及び内側シリンダ３の間部分に送り、かくして材料を先に説明した如く微細篩３５及び粗篩３５ａ上に搬送させて分級させ得る。
【００２８】
本発明のプロセスの実施に際し、材料塊は図示しない機材、ロードホッパ、または振動コンベヤによりインテークチャンバ１４内に送給される。インテークチャンバに入った材料塊は、当該インテークチャンバが内側シリンダ３のある装置のその他部分より大直径であることからサージを生じないよう調整される。材料塊は、インテークチャンバ内に螺旋配置した歯２０及び第１画室１５内の螺旋ベーンまたは螺旋リブ１３の組み合わせにより調量されつつ破砕用の第２画室１６内に入る。破砕及び細砕手段２３が、種々のサイズ及び堅さの大型材料塊を能動的に減寸させる。破砕手段２３は相当の長さ及び直径を有し且つ、クラッシャ２４位置等において相当長いセグメントまたはテールを含み得、当該セグメントまたはテールは、底面から内側シリンダ３に掛けて全体に連続配置されると共に、当該領域内に送られる材料がロールの高重量によって更に微細サイズへと実質的に摩滅されるよう、一連の長さ方向のリブ２６及び長孔２６ａを含み得る。前記破砕手段はそのヘッド部上で一端方向に懸架されると共に、そのテール部上でシリンダ回転中に重力により回転する。
【００２９】
破砕手段はその入口端またはヘッド部に、装置運転中の内側シリンダ３の回転に従い、当該内側シリンダ３内でピボット回転するための懸架手段２９を含む。当該懸手段はその前方に示すディスク２９ａを有する。当該ディスクは内側シリンダを占有し、その先端を内向きとする歯２９ｂにより枠取りされる中央開口を有する。材料塊は当該中央開口を通過して前記歯から破砕手段に入る。歯２９ｂはその外側に環状の複数の長孔２９ｂを有する。各長孔は内側シリンダに隣り合って配置され、当該長孔の高さ未満の材料塊を破砕手段へと通過させる。全体に１つの前記長孔の高さに相当する幅を有する前記ディスクのストラット２９ｄが、隣り合う各長孔を分離する。
【００３０】
懸架手段２９は、前記ディスクから後方に移動する一体の支承体を有し、当該支承体により、破砕手段２３は内側シリンダの速度とは異なる速度で回転可能となる。懸架手段２９は、全体に三角形あるいはその他形状を有するハウジングを収納し、その先端位置にはチェーン３１等の可撓性の連結手段がリンク連結される。チェーン３１はコネクタ手段により内側シリンダ３の独立及び補強されたパーツに固定され、かくして破砕及び細砕手段２３の上方ピボット端を装置の略中央に、しかし尚、可撓性取付け状態下に懸架する。このように、コンベヤとしての螺旋ベーン１３による第２画室またはクラッシュチャンバ１６付近への材料塊移動に抗する若干の干渉が提供される。第２画室またはクラッシュチャンバ１６を通過する材料塊は破砕及び細砕手段２３により、あるサイズに減寸され、次いで摩滅チャンバ１７内で、当該摩滅チャンバの孔サイズ未満に減寸される。破砕セクションは、大型の材料塊を破砕リブ２６及び隣り合う長孔２６ａの作用を介してずっと小さいサイズに減寸させる能動作用を提供する。
【００３１】
上述した手順の後、摩滅された材料は追加送給材料の容積、螺旋ベーン１７ａにより、あるいは恐らくは内側シリンダ３の構成上の若干の傾斜により摩滅チャンバ１７の領域に再押送され、そこで粒子サイズが更に減寸される。内側シリンダ３は当該粒子サイズ減寸位置で孔開けされ、一般に約１．８ｃｍ（３／４ｉｎ）未満の粒子サイズの材料粒がそれらの孔を通過して外側シリンダ２及び内側シリンダ３の間の空間に入り、連続ベーン３７により装置長手方向に沿って移動して第１画室方向に戻される。孔３６サイズ以上の材料粒はブレード３３により持ち上げられ、次いで内側シリンダ表面上に落下され、かくして更に破壊される。
【００３２】
破壊されて減寸された材料は一般に金属酸化物であって、内側シリンダ及び外側シリンダ間を通過して第１画室付近の篩セクションに入る。摩滅チャンバ１７内における過剰サイズ材料粒の堆積量が多すぎる場合、その堆積深さが十分となった後、ドア２８から除去する。微細篩３５及び粗篩３５ａは、用途の微細及び粗さ仕様に合致する孔開けプレートまたはワイヤ織り篩を使用する。材料は、材料ピックアップ出口３４を介し、仕様以上の材料片を自動再循環させる単一または多数の篩システムにより分級される。各孔は材料戻しを可能とするべく壁３４ａを貫通する。集塵器、即ちダスト収集フード２１が、速度制御された空気が微細材料を除去し手材料を分級するところの篩セクションを包囲する。
本発明の回転タンブラー及びメタルリクレーマの回転速度は、特定用途に依存するが、通常は約１〜約１０ｒｐｍ、好ましくは約４〜１０ｒｐｍである。ドラムはバッチタイプベースでも運転され得る。
【００３３】
ここに引用することにより本明細書の一部とする本件出願人の各先行特許に提示される如く、内側シリンダの種々のセクションをセグメントコンポーネント化し得、前記内側シリンダの各セグメントは、当該セグメントに一体形成したリブまたは螺旋状部分を有する矩形の、しかし円弧形状とし得、また同様に、同じく前記セグメントに一体形成したベーンセグメントを有し得、かくして、各セクションを従来説明される如く相互連結して作製することで、本発明の回転式塊状物破砕ドラムの一様な内側シリンダが形成される。
【００３４】
特別の特徴は、自蔵型の単独ユニット内で破砕、転動、スクラビング、篩掛け、分級、が実施される点である。オペレータ不要の、自動篩掛けによる再循環、自動部ブリ除去または金属廃棄手段もまた提供される。内側シリンダはその構成上、本件出願人の先行特許に提示及び説明した如く、少なくとも部分的には直線セグメントを構成する。
上述した如く、回転タンブラー及びメタルリクレーマが説明された。回転タンブラーは、金属製造運転後における、スラグ、砂、ドロス、及び酸化物からの金属量を低減させ得且つそれらを分離させ得る点において独自性がある。回転タンブラーは、金属やスラグ、砂、ドロス、酸化物、を異なる再利用流れに分離する。回転タンブラー及びその種々のコンポーネントは、これに限定しないが、鉄及び非鉄の各金属、それらの合金、ポリマー、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、及びその複合物を含む多くの材料から製造し得る。
以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解されたい。
【符号の説明】
【００３５】
１  回転タンブラー・メタルリクレーマ
２  外側シリンダ
３  内側シリンダ
４  レース
８  ベース手段
１０  スプロケット
１３  螺旋ベーン
１４  インテークチャンバ
１５  第１画室
１６  第２画室（クラッシュチャンバ）
１７  第３画室（摩滅チャンバ）
１７ａ  螺旋ベーン
１８  螺旋ベーン
１９  インテーク領域
２０  螺旋歯
２１  集塵器（ダスト収集フード）
２３  破砕及び細砕手段
２３ａ  歯
２４  クラッシャ
２６  長手方向リブ
２６ａ  長孔
２８  点検ドア
２９  懸架手段
２９ａ  ディスク
２９ｂ  長孔
２９ｃ  歯
２９ｄ  ストラット
３０  材料粒収集器
３０ａ  微細材料、サブ収集器
３０ｂ  粗材料
３１  チェーン
３２  出口ポート
３３  ブレード
３４  出口ポート、材料ピックアップ出口
３４ａ  壁
３５  微細篩
３５ａ  粗篩
３６  孔
３７  螺旋ベーン
【図１】
0005753166.tif 000002
【図２】
0005753166.tif 000003