专利名称：从纸尿布和其类似物中分离和回收有价值物质的分离装置和分离方法
背景技术：
本发明涉及一种分离方法和装置，此方法和装置用来在一些用来吸收排泄物的物品如纸尿布或卫生巾的制造过程中产生的废品中分离和回收有价值的物质，比如可回收的纸浆中的纤维物质和吸水树脂。
到目前为止，戴在身上用来吸收排泄物的物品(下文中称作“穿戴物品”)，比如纸尿布和卫生巾被用于抑制和吸收排泄物以防外漏，这此物品包括由纤维材料，比如纸浆制成的呈现极好吸湿性的内部构件和用来包住内部构件外表面的袋状的外部构件。由于前述类型的穿戴物品包括不同的成分，这些成分中的一部分，尤其是这些成分中的纤维物质能够被回收，因此，如果制造过程中产生废品的话，可以从废品中分离和回收纤维物质。
这种分离和回收的实行过程中如下。首先，废品被切成小片，使得内部构件露到外面，接着前述状态的废品进入气流中。结果纤维物质被气流拆散和传输。带有只允许纤维物质通过的网孔的过滤网安装在气流中的某个位置，使得纤维物质得以通过，外部构件物质被过滤网捕获。这样，内部构件和外部构件被彼此分离。作为从前述类型的穿戴物品的废品中分离和回收诸如纸浆之类的纤维材料的一种方法，有人们已经知道的比如日本专利公开号58-186615中所揭示的一种结构。
近年来，已经发展了所谓的吸水树脂，它能吸收成百倍的绝对重量的水分。已有人进行过把吸水树脂混合到纤维中的过程。吸水树脂以0.1～1.5mm的颗粒存在，细小的颗粒均匀分散在比如纸浆之类的纤维物质中。由于前述类型的吸水树脂相当昂贵，因此，分离和回收前述的树脂具有很大的经济价值。
然而，当小块的内部吸湿部分通过过滤网的网孔时，日本专利公开号58-186615中所揭示的常规方法遇到一个问题，就是吸水树脂伴随着前述的小块，切断的外部构件以吸水树脂允许粘附于其上的状态被排出，因此，吸水树脂的分离和回收实际上不能进行。
在分离步骤中，如果吸水树脂吸收了大气中的水分，吸水树脂就具有了粘性，粘附在过滤网的网眼上。纤维物质随后可能粘附在堵塞的吸水树脂上，这样引起网眼堵塞。结果引起一个问题，就是不能进行筛选。
本发明已被发现可以克服前述问题，本发明的一个目标是提供一种分离方法和一种分离装置，能以令人满意的结果，有效地从比如纸尿布或卫生巾之类穿戴物品的制造过程中产生的废品中，分离和回收含在内部构件中的纤维物质和吸水树脂。
本发明揭示为了克服前述问题，本发明采用下述结构。
按照本发明的分离和回收装置是这样一种分离和回收装置，它能拆散由具有第一种尺寸的第一种成分和具有比第一种成分的尺寸大的第二种成分组成的物质，以便分离和回收可以被回收的物质，分离和回收装置包括一个处于基本水平的方向，以可旋转方式安装的圆筒形网孔装置；用来使圆筒形网孔装置以预定方向旋转的驱动装置；安装在圆筒形网孔装置中的搅动装置；用来从圆筒形网孔装置的一端把物料提供给圆筒形网孔装置的物料供给装置；用来从圆筒形网孔装置的另一端回收第一种分离物质的回收装置；用来回收允许通过圆筒形网孔装置网孔的第二种分离物质的回收装置。
按照本发明的分离和回收方法是这样一种方法，它拆散由具有第一种尺寸的第一种成分和具有比第一种成分尺寸大的第二种成分组成的物质，以便分离和回收可以被回收的物质，分离和回收方法包括以下步骤从圆筒形网孔装置的一端，通过物料供给装置把物料供给基本成水平方向安装的、可以旋转的圆筒形网孔装置，把上述物料分离成留在圆筒形网孔装置中的第一种分离物质，以及当圆筒形网孔装置以预定方向转动，同时安装在圆筒形网孔装置中的搅动装置转动并搅动物料时，允许通过圆筒形网孔装置的网孔的第二种分离物质。通过第一个分离物质回收装置，从圆筒形网孔装置的另一端回收第一种分离物质；通过第二个分离物质回收装置，回收第二种分离物质。
按照前述的分离和回收装置以及分离和回收方法，由第一种成分和第二种成分组成的物料通过物料供给装置被装进圆筒形网孔装置，同时由于驱动装置的操作，圆筒形网孔装置以预定的方向转动。这样，该装置中的物料被搅动装置搅动，使得物料均匀分布在圆筒形网孔装置的内表面。结果是，第一种成分被允许通过圆筒形网孔装置的网孔，使得它能有效地和第二种成分相分离。留在圆筒形网孔装置中的主要由第二种成分组成的第一种分离物质被第一个分离物质回收装置回收，而由第一种成分组成的第二种分离物质被第二个分离物质回收装置回收。
由于前述分离装置具有这样的结构，使得圆筒形网孔装置和其内部的搅动装置转动从而搅动进入该圆筒形网孔装置的物料，因此由于协同效应，成分分离可以被有效地进行。这样，前述装置对于可靠、快速地分离和回收不同尺寸的成分是有效的。
可以采用另一种结构，它还包括环绕圆筒形网孔装置的箱体；用来抽吸箱体中大气的抽吸装置；穿过圆筒形网孔装置可以绕那里的轴转动的，以同心方式安装的转轴；搅动装置有大量的沿转轴长度方向，通过转轴整个长度的，径向安装在转轴上的搅动棒；箱体有一个物料装料口，用来把物料装到圆筒形网孔装置的上游位置，在它的下游位置有用来排出第一种分离物质的第一个分离物质出料口，和用来排出允许通过圆筒形网孔装置的网孔的第二种分离物质的出料口。
结果，圆筒形网孔装置中产生的尘埃被抽吸装置抽吸并带走，可以被回收的物质能从被抽吸和带走的尘埃中分出来。由于搅动装置有大量径向安装的，沿搅动装置长度方向穿过其整个长度的搅动棒，则通过物料装料口装进去的物料由于搅动棒的转动向第一个分离物质出料口移动。在前述运动中，由于只有第二种分离物质通过圆筒形网孔装置的网孔，则分离可以有效地进行。
可以采用另一种结构，这种结构中箱体包括一个安装在圆筒形网孔装置下面的可以绕其轴转动的螺旋轴；一个沿螺旋轴全长布置的可以滑动的圆弧形网孔装置。圆弧形网孔装置与螺旋轴的下部以及安装在圆弧形网孔装置下面的运输装置相接触，第二个分离物质出料口在圆弧形网孔装置的下游端，圆弧形网孔装置的网孔尺寸被设置得比圆筒形网孔装置的网孔尺寸小，箱体有一个用来排出允许通过圆筒形网孔装置网孔的并被运输装置运走的第三种分离物质的第三个出料口。
结果，允许通过圆筒形网孔装置的第二种分离物质又被圆弧形网孔装置筛选，使得允许通过网孔的第三种分离物质被回收。
如果搅动棒绕转轴的外表面螺旋形地布置，供给圆筒形网孔装置的物料，由于转轴本身的转动，而在圆筒形网孔装置中被搅动棒搅动。这样，物料被搅动棒沿螺旋轨迹所引导，从上游位置移动到下游位置。因此，没有必要给圆筒形网孔装置提供一个指向下游端的向下的斜面或用来移动物料的单个机构。这样，有利于降低设备成本。
如果转轴的周长比物料的长度长的话，进入圆筒形网孔装置的物料不会缠绕在转轴上。这样，能够防止由于物料缠绕在转轴上而出现的堵塞。因此，能有效地防止圆筒形网孔装置中出现的堵塞。
本发明的另一种分离和回收方法包括对进入圆筒形网孔装置的物料进行的预处理步骤；通过圆筒形网孔装置分离物料的分离步骤；用来回收在分离步骤中被分离开的第一种分离物质和第二种分离物质的回收步骤。其中，在预处理步骤中，物料和包住物料的外层被切成预定尺寸，切断的物质被气流引导进入分离步骤中。在分离步骤中，切断的物质被装进圆筒形网孔装置的一端，以便把切断的物质分离成主要包括第一种成分的第一种分离物质和由第二种成分以及外层组成的第二种分离物质，然后在分离步骤中得到的第二种分离物质被进一步筛选，移走混在第二种分离物质中的第二种成分。在回收步骤中，分离步骤中分开的第一种成分和第二种成分通过气流引导被分别取出，以便被回收装置回收。
由于前述分离和回收方法，由预处理步骤提供的切断物质被装进园筒形网孔装置中，此时箱体中的转轴以预定方向绕着它的轴转动，环绕转轴的圆筒形网孔装置绕着它的轴以相反的方向转动，使得切断的物质随后被搅动棒搅动的时候，向下游方向移动。在前述移动中，物质被正在转动的搅动棒抓住，然后被向上移动，结果撞击在正在以相反方向转动的圆筒形网孔装置的内表面上。结果，第一种成分和外层中的第二种成分被强行排出。在前述过程中，外层没有被切得很细小，只有内部的第一种成分和第二种成分从外层中分离出来，并且被强行排出到大气中。排出的第一种和第二种成分与搅动棒以及正反向转动的圆筒形网孔装置撞击，使得它们随后被拆散。结果，第一种成分允许通过圆筒形网孔装置，并且掉下来，随后通过第二个分离物质出料口被排出。被撕裂的外层和没有被允许通过网孔的第二种成分，随后作为第一种分离物质向下游移动，然后通过第一个分离物质出料口排出到箱体的外部。
通过使圆筒形网孔装置绕它的轴转动，当物料到达网孔部分时，由于圆筒形网孔装置的转动，力便作用在物料上。而且，成分间的碰撞主动地发生，这样，导致物料不允许粘附在网孔上。
在第一种成分是吸水树脂，第二种成分是纤维物质的情况下，如果空气中的水分被吸收，使得第一种成分有粘性，因此第二种成分可能粘附在第一种成分上，使得堵塞发生。当堵塞部分达到接近于圆筒形网孔装置顶端的某个位置时，圆筒形网孔装置的转动使得第二种成分由于重力的作用自然地掉下来。这样，可以有效地防止堵塞。
通过使圆筒形网孔装置以与搅动棒绕其轴转动方向相反的方向转动，在圆筒形网孔装置中加工的物质的堵塞可以被可靠地防止。其原因如下有时达到这样一种状况，其中，被加工的物质被阻止在搅动棒的导入端和圆筒形网孔装置的内表面之间。如果圆筒形网孔装置和搅动棒以相同的方向转动，用来中止前述阻止状态的力不容易作用在被加工的物质上。如果圆筒形网孔装置和搅动棒以相反的方向转动，相反方向的力作用在被阻止的加工物质上，使得堵塞状态被可靠地防止。
在前述分离步骤中分开的第一种成分和第二种成分最后被气流引导并单独地取出，以便被回收装置回收。
通过使圆筒形网孔装置和搅动棒以相反的方向转动，作用在从外部构件分离出来的可吸收构件上的碰撞和搅动作用非常有效。这样，缠绕在纤维物质上的吸水树脂可以被有效地分离。
因此，前述分离和回收方法的采用，通过拆散物料使得分离和回收那些可回收的物质的效率提高。而且，一般被认为以分离的、混在纤维物质中的颗料物质可以被有效地分离和回收。通过回收重新获得的物质，有用的资源可以被有效地使用，这样我们能得到更优的结果。
如果前述分离方法被这样安排，使得从圆筒形网孔装置排出的、可能粘附在切断的外层物质上的第一种成分被气流引导分离和返回到分离步骤，这样可能粘附在外层上的第一种成分也可以被回收。因此，可以方便地提高回收效率。
如果前述分离方法被这样安排，使得搅动棒的线速度设置在2.0至25米/分的范围内，圆筒形网孔装置的线速度设置在0.1至1.5米/分的范围内，可以防止如果线速度低于2.0米/分时发生的一个问题，即速度太低而不能有效地拆散圆筒形网孔装置中的切断的物质。而且，可以防止如果线速度高于25米/分时出现的另一个问题，就是缠绕在搅动棒上的切断的物质不能被移走，切断的物质不能有效地向下游方向移动，以及圆筒形网孔装置中发生堵塞现象。如果线速度很高，产生一个问题，就是没有被拆散的切断的物质，会通过圆筒形网孔装置，没有经过分离就移动到第一个分离物质出料口。前述问题可以被防止，使得圆筒形网孔装置中的切断的物质能被适当地、有效地拆散，随后向下游移动。因此，更有利于有效地操作分离装置，提高分离效率。
图的简要说明
图1是表示本发明的分离方法的第一种实施例的流程图；图2是表示本发明的分离方法的第二种实施例的流程图；图3是表示两步分离机的一个例子的局部剖开的透视图；图4是沿图3中直线A-A的横断面视图；图5是沿图4中直线B-B的横断面视图；图6是表示单步分离机的一个例子的水平横断面视图；图7是沿图6中直线C-C的横断面视图；图8是表示单步分离机的另一个例子的水平横断面视图。
实施本发明的最好模式在这个实施例中，当从为了清洁而戴在身上的物品，比如纸尿布或其类似物的废品中分离和回收有价值的物质时，采用本发明的分离和回收装置以及分离和回收方法。作为本发明中被处理的对象，穿戴物品(包括第一种成分和第二种成分的材料)并不限于前述的纸尿布，如果纸、未编织的纤维或人造的树脂片被用作外层，由纤维材料(第二种成分)，比如纸浆和吸水树脂(第一种成分)组成的内层被外部构件包住。卫生巾、用来擦皮肤、被褥、席子等的物品及类似物都可作为被处理的对象。在纤维材料，比如纸浆以及外层材料从不包含吸水树脂的内层部分分离的情况下，可以采用按照本发明的分离装置和分离方法。
图1是表示用来从比如纸浆的废品中分离和回收有价值物质的本发明的分离方法的第一种实施例的流程图。如图1所示，本发明的分离方法包括；把穿戴物品的废品(由第一种成分、第二种成分和外层组成的材料)101切成预定尺寸小片的切割步骤(预处理步骤)P1，用来把切割步骤P1中切断的部分102分离成内部构件103和外部构件104的分离步骤P2，以及用来回收分离步骤P2中分离的内部构件104的回收步骤P3。
前述的切割步骤P1装备有用来运输废品101的运输带21，用来切割从运输带21运来的废品101的切割机22，和安装在切割机下游的鼓风机23。运输机21运进的废品101被切割机22切割成预定尺寸，随后被允许通过位于切割机22下游的第一个气流管道S1，然后当鼓风机(物料供给装置)23操作时，被转移到分离步骤P2。
分离步骤P2装备有两步分离机3。两步分离机3包括横向延伸的、有分离空间的箱体31，沿长度方向位于箱体31的上部、通过驱动装置(未画出)绕在那里的轴转动的轴32，通过驱动装置(未画出)以与转轴32的转动方向相反并与转轴32同心转动的圆筒形网孔装置33，沿长度方向位于圆筒形网孔装置33的下面、通过驱动装置(未画出)绕那里的一个轴转动的螺旋轴(第二个分离物质回收装置)34，位于螺旋轴34下方的圆弧形网孔装置35，位于圆弧形网孔装置35下方，通过驱动装置(未画出)绕那里的一个轴转动的下层螺旋轴(第三个分离物质的回收装置和运输装置)36，以及一对位于箱体31顶部的适当位置、通过气流引导来抽吸箱体31中大气的第二个气流管道S2。
箱体31在其上游位置，有一个用来引进切割步骤P1提供的切断部分102的废品装料口(物料装料口)，在其下游位置有用来排出外部构件103的第一个分离物质出料口。而且，用来排出后面所述的、分离的内部构件104中包含的中等级别纤维物质106的第二个分离物质的出料口，位于箱体31的第一个分离物质出料口的下面。此外，第三个分离物质出料口位于箱体31的底部，用来排出后面所述的吸水树脂(第三种分离物质)107。
转轴32的尺寸被确定为其周长比切断部分102的长度长一些。如果这样安排，转轴32的尺寸被确定为有比切断部分102的长度更长的周长，进入圆筒形网孔装置33的废品102不可能缠绕在转轴32的外表面上。这样，由于废品102缠绕在转轴32上而引起的堵塞可以有效地防止。
大量的搅动棒32a沿螺旋线绕转轴32的外表面布置。在圆筒形网孔装置的下游端，有一个用来把圆筒形网孔装置33排出的物质排出到箱体31外部的上层运输带(第一个分离物质回收装置)38。在螺旋轴34的下游位置，有一个用来把螺旋轴34排出的物质运到回收步骤P3的下层运输带39。在箱体31底部的下层螺旋轴36的下游端，有一个通过气流引导用来抽吸下层螺旋轴36排出的物质的第三个气流管道S3。
圆筒形网孔装置33的网孔尺寸被确定为允许拆散的内部构件的纤维材料通过。园弧形网孔装置35的网孔尺寸比圆筒形网孔装置33的网孔尺寸小，它比内部构件的吸水树脂的颗粒尺寸稍大些，只允许吸水树脂通过。
因此，当进入位于两步分离机3的箱体31中的圆筒形网孔装置33中的切断的构件102，由于带有搅动棒32a的转轴32的转动以及被大量搅动棒引导的、圆筒形网孔装置33的相反方向的转动，沿圆筒形网孔装置33的内表面被上下搅动时，切断的物质102向下游方向移动。
在前述运动中，切断的部分102被拆成小片，以便使内部构件104中细小的高级别纤维物质105通过第二个气流管道S2被引走。残余的纤维物质和吸水树脂(第二种分离物质)被允许通过圆筒形网孔装置33的网孔，随后落在下面的圆弧形网孔装置35上。留在圆筒形网孔装置33中的外部构件103，通过上层运输带38，从圆筒形网孔装置33的下游端被排出到系统的外部。
落在圆弧形网孔装置35上的纤维材料和吸水树脂，由于螺旋轴34的转动，向下游移动。在这个过程中，只有吸水树脂107被允许通过圆弧形网孔装置35的网孔，随后落在下层螺旋轴36上，由于螺旋轴36的转动而被移动到下游端，然后通过第三个气流管道S3被供给下一步骤。另一方面，含有一定数量吸水树脂的、留在圆弧形网孔装置35中的中等级别的纤维物质，从螺旋轴34的下游被供给下层运输带39，然后被运给下一个步骤。
在回收步骤P3中，有一对和前述每个第二个气流管道S2相连接的打包机41，用来接受下层运输带39供给的物质并将其打包的打包机42，以及与第三个气流管道S3相连的回收机43。每个第二个气流管道S2有一个抽风机44。当抽风机44操作时，箱体31中的大气伴随有高级别的纤维物质105，通过第二个气流管道S2，然后被推进供给打包机41。
每个打包机41包括一个象碗一样的漩风器部分41a，与漩风器部分41a的底部相连的压缩部分41b，以及与压缩部分41b相连的打包部分41c。这样，被漩风器部分41a捕获的、包含在气流中的高级别纤维物质105被压缩，容量减少，为的是在漩风器部分41a下面的压缩部分41b中形成矩形的平行六面体形状，然后在打包机部分41c中被自动打包，以便排出到系统的外部。
每个漩风器部分41a延伸出一个第四个气流管道S4。在第四个气流管道S4的相交部位，布置有一个袋状的尘埃收集器51，用来收集没有被漩风器部分41a捕获的细小的纤维物质。袋状尘埃收集器51中收集的纤维物质也作为分离物质被回收。
打包机42回收通过下层运输带39从两步分离机3中的螺旋轴34排出的中等级别纤维物质106。打包机42包括一个用来接受下层运输带39供给的中等级别纤维物质106的漏斗42a，位于漏斗42a下面的压缩部分42b，以及与压缩部分42b相连的打包部分42c。通过下层运输带39供给漏斗42a的中等级别纤维物质106，在压缩部分42b中尺寸被压缩和减小，为的是形成有预定尺寸的矩形平行六面体形状，然后在打包部分42c中被打包，以便排出到系统外部。
回收机43包括漩风器部分43a和位于漩风器43a下面的聚集部分43b。另一方面，第三个气流管道S3安装有一个抽风机45，抽风机45用来把由于气流引导从两步分离机3的底部输出的吸水树脂(第三种分离物质)107引进到漩风器部分43a中。在漩风器部分43a的顶端有一个延伸的第五个气流管道S5。在第五个气流管道S5的一端，安装了一个有收集袋的袋状尘埃收集器52。
因此，允许从两步分离机3的底部通过第三个气流管道S3，使得因抽风机45的操作被引进到漩风器部分43a的吸水树脂107，由于气流的环形运动产生的离心力的作用，附着在漩风器部分43a的内壁上，随后被下面的聚集部分43b聚集，然后正如人们所期望地被分离出来，排出到系统外面。可能粘附在吸水树脂107上的细小的纤维物质，通过第五个气流管道S5，从漩风器部分43a的顶部被排出，然后被袋状尘埃收集器52所收集和捕获。
由于按照第一种实施例的分离方法的构造如上所述，进入切割步骤P1的废品101，最初通过运输机21供给切割机22，以便切成预定尺寸的小块，使得内部构件露出来。同时，操作鼓风机23、抽风机44以及45，用于气流引导的气流在第一个气流管道S1、两步分离机3、第二个气流管道S2和第三个气流管道S3中形成。而且，两步分离机3、打包机41、打包机42和回收机43处于操作状态。
气流在前述第一个气流管道S1中形成之后，切断的部分102从切割机22被供给第一个气流管道S1。结果，切断的部分102伴随着气流，进入第一个气流管道S1中，以便从两步分离机3的上游位置进入箱体31。箱体31包括有大量径向布置的搅动棒32a的转轴32，以及环绕转轴32并与转轴32以相反方向同心转动的圆筒形网孔装置33。切断部分102被供给有上述结构的圆筒形网孔装置33。因此，圆筒形网孔装置33中的切断部分102，由于圆筒形网孔装置33和搅动棒32a的转动，彼此充分地搅动和撞击，结果使得内部构件从切断部分102中伸出。而且，由于搅动和拆散操作，箱体31的内部覆盖在由细小的纤维物质组成的尘埃中。
当前述状态的切断部分102被沿螺旋线布置的搅动棒32a引导时，切断部分102通过圆筒形网孔装置33，向下游移动。这样，由前述纤维材料组成的尘埃，作为高级别纤维物质105，伴随着第二个气流管道S2中的气流排出，而且，粗纤维材料和吸水树脂被允许通过圆筒形网孔装置33的网孔，随后落在下面的部件上。被撕开的外部构件103的残余部分，从圆筒形网孔装置33的下游端排出，然后通过上层运输带38被排出到系统的外部。
允许通过圆筒形网孔装置33的吸水树脂和粗的纤维材料落在圆弧形网孔装置35上，当螺旋轴绕着位于圆弧形网孔装置35上方某一位置的轴转动时，上述物质被螺旋轴34搅动，向下游移动。由于圆弧形网孔装置35的网孔被确定为只允许吸水树脂107通过，因此只有吸水树脂107被允许通过网孔，落在下面的部件上。残余的中等级别纤维材料106从圆弧形网孔装置35的下游端被送到下层运输带39上，然后排出到两步分离机3的外部。另一方面，允许通过圆弧形网孔装置35网孔的吸水树脂107落到箱体31的底部，然后由于下层螺旋轴36绕那里的轴的转动，随着气流从下游端被排出到第三个气流管道S3。
随着气流进入第二个气流管道S2的箱体31中的高级别纤维物质105，通过抽风机44，进入打包机41的漩风器部分41a，然后受到离心分离。漩风器部分41a的内表面捕获到的高级别纤维材料105掉落下来，被供给位于漩风器部分41a下面的压缩部分41b，以便受到预定的容量压缩步骤，然后在打包部分41c中被打包，以便作为回收的高级别纤维物质105排出到系统外部。应该注意到，由漩风器部分41a中产生的细小的纤维材料组成的尘埃，通过第四个气流管道S4，供给尘埃收集器51，并且被尘埃收集器51捕获。被捕获的尘埃，作为高级别纤维材料105，也被单独回收。
从两步分离机3的圆弧形网孔装置35中出来的，由下层运输带39运输的中等级别纤维材料106，进入打包机42的漏斗42a中，然后在位于漏斗42a下面的压缩部分42b中受到预定的容量压缩步骤，然后在打包部分42c中被打包，以便作为回收的中等级别纤维材料106被排出到系统外部。
被两步分离机3底部的下层螺旋轴36引进第三个气流管道S3的吸水树脂107，进入回收机43的漩风器部分43a，结果由于离心分离的作用，具有大比重的吸水树脂被分离到漩风器部分43a的内表面，随后滑落下来，被聚集部分43b收集，在适当的时刻作为回收的吸水树脂107排出到系统外部。可能粘附在吸水树脂107外表面的细小的纤维物质，在漩风器部分43a的旋动气流中，从吸水树脂107中分离出来，被允许通过第五个气流管道S5，然后供给袋状尘埃收集器52，并且被袋状尘埃收集器52捕获。被捕获的纤维材料作为中等级别的纤维材料被单独回收。
正如上面所描述的，本发明的分离方法包括装备有切割机的切割步骤P1，装备有两步分离机3的分离步骤P2以及装备有打包机41、打包机42和回收机43的回收步骤P3。各步骤之间通过气管道S1、S2、S3、S4、和S5相连接，以便随着气流引导切断的部分102时，执行预定的处理。
特别是，前述两步分离机3形成两步的结构，包括绕在那里的轴转动的圆筒形网孔装置33和位于圆筒形网孔装置33下面的圆弧形网孔装置35。在圆筒形网孔装置中，由于带有搅动棒32a的，同心反向转动的转轴32的转动，切断部分102被搅动和拆散。而且，由搅动和拆散操作产生的尘埃，作为高级别纤维材料105，被加以回收。允许通过圆筒形网孔装置33网孔的吸水树脂107和附着在吸水树脂107上的纤维材料，当被螺旋轴34搅动时，在位于圆筒形网孔装置33下方的圆弧形网孔装置35中被筛选。因此，一般认为难以分离的均匀地混在内部构件104的纤维材料中的吸水树脂107，可以有效地被分离。
图2是表示按照本发明的分离方法的第二种实施例的流程图。在这个实施例中，分离步骤P2被分成采用两步分离机3的第一个分离步骤P21和采用单步分离机5的第二个分离步骤P22。采用前述第二个分离步骤的原因是少量的纤维材料和吸水树脂残留在并且可能粘附在通过上层运输带38从两步分离机3排出的外部构件103的表面上，前述有价值的物质必须被进一步回收。按照第二种实施例的分离方法这样安排，是使第二个分离步骤P22加到第一种实施例中；允许通过干燥机61的干燥空气进入两步分离机3和回收机43中；振动过滤网43c设置在回收机43的下方。其他组成部分基本上和第一种实施例相同。
两步分离机3和回收机43采用通过干燥机61的干燥空气的原因是在下雨或其他大气湿度很高的情况下，必须防止吸水树脂107吸水。振动过滤网43c加到回收机43上的原因是很少量的可能粘附在回收的吸水树脂107上的细小的纤维材料108必须被去掉，以提高吸水树脂107的纯净度。
单步分离机5包括横向延伸的箱体51；沿长度方向位于箱体的，绕那里的轴转动的转轴52；环绕转轴52的圆筒形网孔装置53；位于圆筒形网孔装置53下方的运输带54；用来把圆筒形网孔装置下游端的外部构件103排出到系统外部的运输带55；位于圆筒形网孔装置53下方的运输带54。转轴52和圆筒形网孔装置53被驱动装置(未画出)驱动，作圆周转动。
大量的搅动棒52a沿长度方向布置在转轴52的外表面周围。从第一个分离步骤P21通过上游端进入圆筒形网孔装置53的外部构件103被搅动棒52a撞击，使得可能粘附在外部构件103的表面的纤维材料由于撞击和搅动，被冲到下面，然后允许通过圆筒形网孔装置53的网孔，被筛选后进入下面的部件中。到达圆筒形网孔装置53下游端的外部构件103a被运输带55排出到系统外部。
第六个气流管道S6连接到对应于箱体51中运输带54下游的一个部分上。第六个气流管道S6的引入端连接到第一个分离步骤P21提供的两步分离机3的圆筒形网孔装置33下方的一个空间。当位于第六个气流管道S6的中间位置的抽风机46操作时，箱体51中的大气被返回到两步分离机3中圆筒形网孔装置33下面的空间中。
因此，圆筒形网孔装置53中，由于外部构件103的撞击，被搅动棒52a带下来的纤维材料，被允许通过圆筒形网孔装置53的网孔，然后落在运输带54上。当运输带54圆周转动时，这些纤维材料被运到下游端，在下游端，纤维材料作为中等级别纤维材料106a，由于抽风机46的抽吸力的作用，随着气流被引导到第六个气流管道S6，然后被返回到两步分离机3中圆筒形网孔装置33下面的空间中，以便被圆弧形网孔装置35再一次筛选。
通过给这样安排的分离步骤P2提供第二个分离步骤P22，可能粘附在外部构件103上的纤维材料可以被回收。因此，系统回收有价值物质的总的效率能被提高。由于允许通过干燥机61的干燥空气进入两步分离机3和回收机43，甚至在下雨时，大气中含水量很大的情况下，吸水树脂107的回收比率也能被提高。由于振动过滤网43c加到回收机43上，要被回收的吸水树脂107的纯净度能被进一步提高。为了进一步提高吸水树脂107的回收比率，最好把经过干燥的干空气和干氮气引进整个系统。
参考图3至8，现在来详细说明两步分离机和单步分离机。图3是表示两步分离机的一个例子的局部剖面透视图，图4是沿图3中直线A-A的横断面视图，图5是沿图4中直线B-B的横断面视图。正如前述图中所示的，在这个实施例中，两步分离机3的箱体31是横向延伸的箱形体，它的下部宽度向下逐渐减小，象一个漏斗。第一个气流管道S1连接到这种结构转轴32上部的上游端(图的左手部分)。切断的部分102通过第一个气流管道S1进入箱体31中。
长度方向上有大量搅动棒32a的转轴32以这样一种方式位于有前述结构的箱体31的上部，使得它能整体地绕中心轴32b转动。转轴32的表面有螺杆320。搅动棒32a以这样一种方式安装在螺杆320上，使得邻近的搅动棒32a以基本上相同的间隔被设置。中心轴32b和驱动装置(未画出)相连接。同心的圆筒形网孔装置33环绕有前述结构的转轴32，圆筒形网孔装置33的两侧部分是打开的。环形横杆33a，每个的表面上有一个环形槽，环形横杆以这样一种方式贴放在两个侧面，使得环形横杆33a和圆筒形网孔装置33形成一个整体。
另一方面，长度方向上延伸的一对左右支承轴33c安装在箱体31中圆筒形网孔装置33的下面，滑轮33d以同心的方式安装在支承轴33c上对应于环形横杆33a的部分。滑轮33d的尺寸和位置被确定为使滑轮能够以滑轮33d嵌入环形横杆33a的环形槽中的状态来支承圆筒形网孔装置33。
用来以相同方向使上述结构的那对支承轴33c旋转的驱动装置被安装。当支承轴33c被上述驱动装置旋转时，滑轮33d绕着支承轴33c转动。结果，以可滑动方式和滑轮33d相接触的环形横杆33a被旋转，这样使得和环形横杆33a成整体安装的圆筒形网孔装置被旋转。有环形密封槽的密封环33b以整体的形式从外面贴放在圆筒形网孔装置33的端部。上垂直壁37a的环形孔的内部端项住密封环33b的密封槽。用螺栓固定的橡胶密封部分贴放在上述的内部端，橡胶密封部分和密封环33b在箱体31的外部和内部之间起密封作用。
大量的第二个气流管道S2和箱体31的顶部相连接。第二个气流管道S2的导入端插进箱体31中，气流管道S2有帽盖S2a以便容易地吸入箱体31中的大气。
用来密封箱体31中圆筒形网孔装置33的上隔板37安装在箱体31中圆筒形网孔装置33的下游位置(在图中的右手位置)。上隔板37包括一个带有用来从外面安装圆筒形网孔装置33的孔口的上垂直壁37a和一个从上垂直壁37a上延伸出来的在较低的位置形成的上水平底板37b。
而且，用来把通过圆筒形网孔装置33的下游处的孔口排出的已分离的外部构件103排出到箱体31的外部的上层运输带38，安装在圆筒形网孔装置33的下游端。上层运输带在安装在上水平底板37b上的托架37c上的辊子之间延伸，以便被驱动装置(未画出)驱动作圆周运动，把运输带38上的外部构件103运到系统的外部或下一个步骤。
安装在箱体31中圆筒形网孔装置33下面的螺旋轴34，被设置成能够绕着穿过箱体31两端的沿箱体31长度方向布置的中心轴34a成一整体地转动。中心轴34被驱动装置(未画出)驱动，绕着那里的轴转动。中心轴34a的转动引起螺旋轴34也转动，结果从圆筒形网孔装置33上落下来的吸水树脂和纤维材料的混合物向下游移动，只有吸水树脂107作为被圆弧形网孔装置35筛选后获得的物质而被分离。
用来密封箱体31中螺旋轴34的下隔板37位于螺旋轴34的下游。下隔板包括一个下垂直壁37a’和一个下水平底板37b’。下垂直壁37a’有一个通孔，螺旋轴34的螺旋形刀片能透过这个通孔伸出来。
下水平底板37b’有一对直立的托架37c’，托架37c’有辊子，下层运输带39在辊子之间延伸。下层运输带被驱动装置(未画出)驱动作圆周运动，使得从螺旋轴34的下游端排出的中等级别纤维材料106被下层运输带39运到下一个步骤。
下层螺旋轴36位于圆弧形网孔装置35的下面。如图4所示，下层螺旋轴36以同心方式成整体地安装在穿过箱体31的左壁和下垂直壁37a’的中心轴36a’上。箱体31的底部形成一个圆弧形状，其尺寸为使得下层螺旋轴36的刀片的外表面可以操作，并且和箱体成滑动接触。第三个气流管道S3和箱体31底部的下游端(图的左手位置)相连接。
因此，允许通过圆弧形网孔装置35并且落在下面部件上的吸水树脂107，由于下层螺旋轴36的转动，向下游方向移动，然后由于气流引导，通过第三个气流管道S3被排出到下一个步骤。
图6是表示用于第二种实施例的单步分离机的一个例子的水平横断面视图，图7是沿图6中直线C-C的横断面视图。正如图6和图7所示，单步分离机5有这样一种结构，使得两步分离机3中的螺旋轴34和圆弧形网孔装置35被去掉，以便执行只包括一步的分离过程。也就是说，箱体31包括一个类似于转轴32的带有搅动棒52a的转轴52。而且，安装有类似于圆筒形网孔装置33用来环绕转轴52的圆筒形网孔装置53。转轴52被驱动装置(未画出)转动。
用来支承箱体51中圆筒形网孔装置53的结构，以类似于第一种实施例的方式被安装，使得圆筒形网孔装置53在宽度方向上被位于圆筒形网孔装置53下面的一对支承轴53c所支承。特别地，当安装在支承轴53c和环形横杆53a上的，从外面贴放在圆筒形网孔装置53上的滑轮53d彼此相接触，而且支承轴53c被驱动装置(未画出)转动时，圆筒形网孔装置53通过滑轮53d，以与转轴52的转动方向相反的方向转动。用来把已经去掉可能粘附于其上的纤维材料的外部构件103排出到系统外部的运输带55，被设置在圆筒形网孔装置53的下游端。
用来把外部构件103a引进单步分离机5的圆筒形网孔装置53中的外部构件引入部件56位于箱体31的下游处。这个结构不同于第一种实施例的结构在于，分离的外部构件103通过外部构件引入部件56，从两步分离机3的上层运输带38进入圆筒形网孔装置53。
特别地，外部构件引入部件56包括一个用来从上层运输带38接受外部构件103的漏斗56a，一个位于漏斗56a下方有中空部分的壳体，以及一个位于壳体下部的装料传送带56b。当装料传送带被圆周驱动时，从上层运输带38进来的外部构件103被引进圆筒形网孔装置53中。
类似于前述的实施例，由于圆筒形网孔装置53中搅动棒绕着它的轴转动，从圆筒形网孔装置53送来的外部构件103被撞击。这样，可能粘附在表面上的纤维材料被冲下来。被冲下来的纤维材料，允许通过圆筒形网孔装置53的网孔，以便被筛下来。残余的外部构件103，从圆筒形网孔装置53的下游端的孔口被送到运输带55上，以便由于运输带55的圆周运动被排出到系统外部。
运输带54位于箱体51中圆筒形网孔装置53的下方。从上面落下来的纤维材料被运输带54接收，然后由于圆周运动被运到下游。第六个气流管道S6和外壳51下部的下游端相连接。由于图2中所示抽风机46的操作而实现的气流引导，使得运输带54下游端聚集的纤维材料，作为中等级别的纤维材料106a，被返回到两步分离机3的中间位置。
图8是表示用于第二种实施例的单步分离机的另一个例子的水平横断面视图。按照本发明的单步分离机5’和前面实施例的单步分离机5有相同的结构，除了圆筒形网孔装置53’从上游位置扩大到下游位置。通过使圆筒形网孔装置53’形成扩大的形状，外部构件103能被容易地从上游位置移动到下游位置。
(运行的实例)通过采用按照本发明第二种实施例的分离方法，穿戴物品，比如纸尿布的废品，以实际规模被处理。使用一个有50吨/天的生产能力的装置，在进行操作之前，先设定两步分离机的操作状态。特别地，两步分离机3的搅动棒32a的线速度被设定成2.0至25米/分范围内的一个值，圆筒形网孔装置33的线速度被设定为0.1至1.5米/分范围内的一个值。需要注意的是，两步分离机3的搅动棒32a的线速度被设定在2.0至25米/分范围内的原因是，如果周向速度低于2.0米/分，那么速度太低而不能可靠地撕开圆筒形网孔装置33中的切断的部分102。如果速度高于25米/分，缠绕在搅动棒32a上的切断的部分102不能被去掉。这样，切断的部分102不能可靠地向下游移动，导致圆筒形网孔装置33中堵塞现象的发生。如果速度相当高，没有被撕开的切断的物质102可能通过圆筒形网孔装置33，移动到上层运输带38上，导致没有发生分离的可能性。
两步分离机3中螺旋轴34的线速度被设定为0.1至3米/分范围内的一个值。采用上述值的原因是，如果螺旋轴34的刀片的线速度被设定成0.1米/分或更低，那么纤维材料在圆弧形网孔装置中不能可靠地移动。如果线速度高于3米/分，由于刀片和圆弧形网孔装置35之间的快速滑动，圆弧形网孔装置35容易破裂。下层螺旋轴36的刀片的线速度被设定为0.1至2.5米/分之间的一个值。
单步分离机5的搅动棒52a的线速度被设定成2.0至25米/分范围内的一个值。采用上述设定的原因和上面的完全相同。圆筒形网孔装置53的线速度设定为0.05至3米/分之间。
在前述操作状态被设定之后，操作每个装置进行分离和回收纸尿布或其类似物的废品101过程的结果，从50吨废品101中，回收到2至5吨吸水树脂107，5至8吨高级别纤维材料105，18至22吨中等级别纤维材料106和15至25吨外部构件103。总的回收比率是100％。
回收到的吸水树脂107的纯净度是按重量算99.9％，高级别纤维材料105的纯净度是按重量算99.9％，中等级别纤维材料106的纯净度是99.0％。结果已经证实，作为回收物质的吸水树脂107和高级别纤维材料105能被用作新的物质，中等级别纤维物质106可以被用作生产卫生巾的原材料。这样，可以理解的是，本发明能够取得一个重大的进步。
工业上的应用正如上面所述的，本发明能使有价值的吸水部分和纤维材料高效而可靠地从比如纸尿布的废品中加以回收，每个纸尿布中，吸水部分被包在外层中。通过使用回收的物质，可以有效地使用有用的资源。这样，在有效地使用资源和维护地球环境方面取得了重大的进步。
权利要求
1.分离和回收装置，它拆散由具有第一种尺寸的第一种和具有比第一种成分尺寸大的第二种成分组成的材料，以便分离和回收能被回收的物质，上述的分离和回收装置包括沿基本水平的方向、以可转动方式安装的圆筒形网孔装置；用来以预定方向驱动上述圆筒形网孔装置的驱动装置；安装在上述圆筒形网孔装置中的搅动装置；用来把上述物质从上述圆筒形网孔装置的一端送到圆筒形网孔装置中的物料供给装置；用来回收从上述圆筒形网孔装置的另一端输出的第一种分离物质的第一个物质回收装置；用来回收允许通过上述圆筒形网孔装置网孔的第二种分离物质的第二个物质回收装置。
2.按照权利要求1所述的分离和回收装置，进一步包括环绕上述圆筒形网孔装置的箱体；用来抽吸箱体中气体的抽吸装置；穿过上述圆筒形网孔装置、可以绕那里的轴转动的、和圆筒形网孔装置同心安装的转轴；上述搅动装置有大量的沿上述转轴的长度方向、通过上述转轴全长的、径向地安装在上述转轴上的搅动棒。上述箱体有一个用来把上述物质装到上述圆筒形网孔装置上游位置的物料装料口，在圆筒形网孔装置的下游位置，有用来排出上述第一种分离物质的第一个物质出料口，以及用来把允许通过上述圆筒形网孔装置的网孔的第二种分离物质排出的第二个物质出料口。
3.按照权利要求2所述的分离和回收装置，其中，上述箱体包括一个位于上述圆筒形网孔装置的下面、能够绕那里的轴转动的螺旋轴；一个通过上述螺旋轴全长的、和上述螺旋轴下部相接触的可滑动的圆弧形网孔装置，以及位于上述圆弧形网孔装置下面的运输装置。上述第二个分离物质出料口在上述圆弧形网孔装置的下游端，上述圆弧形网孔装置的网孔的尺寸被设定成比上述圆筒形网孔装置的网孔的尺寸小一些，上述箱体有用来把允许通过上述圆弧形网孔装置并且被上述运输装置运送的第三种分离物质排出的第三个物质出料口。
4.按照权利要求3所述的分离和回收装置，其中，上述搅动棒沿螺旋线绕着上述转轴的外表面布置。
5.按照权利要求3或4所述的分离和回收装置，其中，上述转轴的周长比上述材料的长度长一些。
6.分离和回收方法，用来拆散由具有第一种尺寸的第一种成分和具有比第一种成分尺寸大的第二种成分组成的材料，以便分离和回收能被回收的物质，上述的分离和回收方法包括如下步骤通过物料供给装置，从上述圆筒形网孔装置的一端，把上述物质供给基本上成水平方向布置的、正在转动的圆筒形网孔装置；把上述物质分离成留在上述圆筒形网孔装置中的第一种分离物质和由于上述圆筒形网孔装置中的搅动装置的转动，上述物质被搅动时允许通过上述圆筒形网孔装置的网孔的第二种分离物质；通过第一个分离物质回收装置从上述圆筒形网孔装置的另一端回收上述第一种分离物质；通过第二个分离物质回收装置回收上述第二种分离物质。
7.按照权利要求6所述的分离和回收方法，进一步包括一个用来使装进上述圆筒形网孔装置的上述物质受到预处理的预处理步骤；通过上述圆筒形网孔装置用来分离上述物质的分离步骤；以及用来回收上述分离步骤中分离的第一种分离物质和第二种分离物质的回收步骤；其中，在上述预处理步骤中，上述物质和包住上述物质的外层被切成预定尺寸，切断的物质被气流引导到上述分离步骤中，在上述分离步骤中，上述切断的物质从上述圆筒形网孔装置的一端被装进去，以便把上述切断的物质分离成主要包括上述第一种的第一种分离物质和上述第二种组成成分以及上述外层组成的第二种分离物质，然后上述经过分离的第二种分离物质被进一步筛选，以去掉上述第二种分离物质中混有的上述第二种成分，在上述回收步骤中，在上述分离步骤中分离的上述第一种成分和第二种成分被气流引导带出，被回收装置回收。
8.按照权利要求7所述的分离和回收方法，其中，从上述圆筒形网孔装置出来的、可能粘附在上述切断的外层上的上述第一种成分被加以分离，并且被气流引导返回到上述分离步骤中。
9.按照权利要求6至8中任何一项所述的分离和回收方法，其中，上述搅动装置包括一个绕其轴转动的转轴，以及大量的沿上述转轴的长度方向、通过上述转轴的全长、径向布置在上述转轴上的搅动棒，上述搅动棒的线速度被设定在2.0至25米/分的范围内，上述圆筒形网孔装置的线速度被设定在0.1至1.5米/分的范围内。
全文摘要
箱体31包含转轴32，与转轴32以相反方向、同心方式转动的、环绕转轴32的圆筒形网孔装置33，布置在圆筒形网孔装置33下面的螺丝轴34，位于螺丝轴34下面、与螺丝轴34相接触的、可滑动的圆弧形网孔装置35，位于圆弧形网孔装置35下方的下层螺丝轴36，其中，用来抽吸箱体31中大气的抽吸管道与箱体31的上部相连接，大量的搅动棒被布置在转轴32的表面，箱体31有一个废品装料口，一个用来排出第一种分离物质的第一个物质出料口，一个用来排出留在圆弧形网孔装置35中的第二种分离物质的第二个物质出料口和用来排出被下层螺丝轴36运走的最后一种分离物质的最后一个物质出料口。
文档编号A61F13/15GK1137245SQ95191070
公开日1996年12月4日 申请日期1995年10月19日 优先权日1994年10月20日
发明者荐田林太郎, 吉冈雅, 津下修 申请人:株式会社神户制钢所, 株式会社三姆星古, 日新商事株式会社, 荐田林太郎