专利名称:高新废旧电子线的分离装置及技术
技术领域:
本发明涉及废旧电子线处理技术领域,特别涉及一种用于废旧电子线的分离装置及方法。
背景技术:
电子线是由聚乙烯或聚氯乙烯塑料包裹金属铜芯或铝芯组成的,对于废旧电子线,很难通过常规方法剥离,多采用丢弃、掩埋、焚烧措施,不仅浪费资源,而且污染环境。例如中国专利申请号为200910309829. 9的专利即公开了上述焚烧方式进行回收的方法,不仅不能回收塑料,造成资源浪费,且易污染环境。
为了塑料与金属的共同回收,如中国专利申请号为89108645. 5的专利还公开了一种通过溶剂离心分离法的技术,通过溶剂浸泡软化废旧电子线外敷的塑料颗粒,在离心分离技术下,金属和塑料得到有效分离,虽然该处理工艺无尘无有害气体排放,不会造成环境污染,但该方法分离速度慢,成本消耗较大,且所采用的溶剂通常具有挥发性,污染环境。如何快速地分离废旧电子线,快速的进行塑料与金属的共同回收,是一个亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种用于废旧电子线的分离装置及方法,以快速的分离废旧电子线,回收塑料与金属。本发明提供的一种用于废旧电子线的分离装置,该装置包括圆筒;加热部件,安装于所述圆筒筒壁内侧;温控器,与所述加热部件电连接,用于控制所述加热部件加热至废旧电子线所覆塑料熔融的温度;筛筒,位于所述圆筒内,用于容纳废旧电子线;动力输入部件,与所述筛筒相耦合,用于驱动所述筛筒旋转。通过对所述废旧电子线进行加热,以使所述废旧电子线的塑料外皮呈现粘流态,之后通过离心运动,从而有效地分离废旧电子线塑料和金属,防止塑料氧化分解释放有毒气体,减少设备损坏和大气污染,并且分离出的塑料是可再生的塑料,分离出的金属可再利用。其中,该分离装置还包括控制单元,与所述动力输入部件及温控器相连,用于控制所述动力输入部件驱动筛筒旋转的速度和时间,以及控制温控器控制加热部件的加热温度及时间。通过控制加热部件的加热温度及时间以及动力输入部件驱动筛筒旋转的速度和时间,从而使废旧电子线塑料呈粘流态,并通过离心运动,快速有效地分离废旧电子线塑料和金属。其中,所述圆筒包括筒壁、可打开的筒盖、筒底;所述圆筒的筒壁顶部位置具有用于引入惰性气体的进气管,筒壁底部位置具有排气管。通过圆筒上部可开闭的筒盖,便于待处理废旧电子线的装入和取出,通过圆筒的进气管和排气管,可导入氮气等惰性气体以及排出圆筒内的废气。其中,所述圆筒筒底沿中心向筒底边缘向下倾斜设置;筒底边缘处设置一出料口。通过使圆筒底部有一定的倾斜角,从而形成倾斜的出料口,便于粘流态塑料汇流排出该分离装置。其中,所述加热部件为红外加热管。利用红外加热管进行加热,由于红外线的热作用强,穿透能力强,升温速度快,红外加热使电子线包裹层快速软化呈液态,由此避免了塑料氧化分解释放有毒气体,减少设备损坏和大气污染。其中,所述加热部件为电磁式加热部件,包括电磁线圈,与圆筒同轴的设置在所述圆筒内壁上; 供电控制部件,与电磁线圈连接,用于驱动电磁线圈产生电磁场。通过电磁式加热部件对废旧电子线进行加热,筛筒旋转使得废旧电线在该电磁场内运动,从而使得废旧电线内的金属产生热量来加热其上的塑料,提高了热效率。其中,所述圆筒的外面覆有保温层和/或所述圆筒内层镀有镍-碳复合涂层。通过在圆筒外面覆着保温层,防止圆筒内的热量散失,维持了分离装置所需要的处理温度,另外避免了操作人员的烫伤危险。在圆筒内壁镀耐高温高自润滑性涂层(镍-碳复合涂层),从而使圆筒内壁表面具有不黏性,并且表面能很低,从而防止离心甩出的粘流态塑料粘附于圆筒内壁上。本发明还提供了一种用于废旧电子线的分离方法,包括A、对废旧电子线进行加热,使所述废旧电子线所覆塑料达熔融状态;B、通过离心运动,将所述废旧电子线的所覆塑料和金属进行分离。通过对所述废旧电子线进行加热,以使所述废旧电子线的塑料外皮呈现粘流态,之后通过离心运动,从而有效地分离废旧电子线塑料和金属,防止塑料氧化分解释放有毒气体,减少设备损坏和大气污染,并且分离出的塑料是可再生的塑料,分离出的金属可再利用。其中,步骤A前还包括通过导入惰性气体使废旧电子线保持处于无氧或低氧环境下。通过导入氮气或惰性气体,使处理装置处于无氧或低氧环境下,然后对所述废旧电子线进行加热,以使所述废旧电子线的塑料外皮呈现粘流态,之后通过离心运动,从而有效地分离废旧电子线塑料和金属,防止塑料氧化分解释放有毒气体,减少设备损坏和大气污染。其中,所述加热是使用红外加热方式。利用红外加热管进行加热,由于红外线的热作用强,穿透能力强,升温速度快,红外加热使电子线包裹层快速软化呈液态,由此避免了塑料氧化分解释放有毒气体,减少设备损坏和大气污染。其中,对该废旧电子线进行加热的温度范围为160-180°C。对所述废旧电子线进行加热使所述废旧电子线的塑料外皮呈现粘流态,之后通过离心运动,从而有效地分离废旧电子线塑料和金属,防止塑料氧化分解释放有毒气体,减少设备损坏和大气污染。
图I为本发明实施例提供的一种用于废旧电子线的分离装置的结构示意图;图2为图I所示的分离装置的俯视图;图3为本发明实施例提供的一种用于废旧电子线的分离方法的流程示意图。
具体实施例方式本发明实施例提供了一种用于废旧电子线的分离装置及方法。其主要原理为首先该分离装置的控制单元通过与其相连接的温控器控制加热管对容纳在筛筒内的待处理的废旧电子线进行加热,直至废旧电子线的塑料外皮呈现粘流的熔融态,然后该分离装置的控制单元通过与其相连接的筛筒的动力输入部件,控制圆筒内的筛筒高速旋转,将呈现粘流态的废旧电子线的塑料外皮和金属进行分离。
下面将结合附图,对本发明实施例进行详细描述。参见图I和图2,本发明实施例提供的一种用于废旧电子线的分离装置,包括侧面封板I、圆筒2、筛筒3、排气管4、出料口5、进气管6、加热管7、滚动轴承8、设备支架台9、皮带轮10、皮带11、电机12、温控器13以及控制单元14。控制单元14分别与温控器13和电机12相连接,温控器13与加热管7相连接,控制单元14可采用小型的PLC可编程控制器,可通过控制电机12来控制筛筒3的旋转以及通过控制温控器13来控制加热管7的温度,包括对筛筒3的旋转速度和旋转时间、加热管7的加热温度和加热时间进行控制。圆筒2可为厚度为I. 5mm、内半径为475mm的钢铁圆筒,圆筒2的外壁覆有保温层21,圆筒2的内壁镀有耐高温高自润滑性涂层,如镍-碳复合涂层。圆筒2内具有同轴的筛筒3,用于容纳需要处理的废旧电子线。保温层21的材料可选用5mm厚的硅酸铝纤维板,硅酸铝纤维板的保温范围可达500°C以上。此外还可选择保温绝热性能更好且具有防水、不可燃特性的复合铝板。可根据尺寸把保温层弯曲后缠绕在圆筒的外面,起到保温绝热的作用。圆筒2可支撑保温层21,保温层21可防止圆筒2的热量散失,维持所需要的处理温度。圆筒2的靠近顶部的筒壁上具有进气管6,其靠近底部的筒壁上具有排气管4,通过进气管6,向所述圆筒内导入氮气等惰性气体,使其成为无氧或低氧环境。防止加热废旧电子线时,圆筒2内的氧气与废旧电子线的金属发生氧化反应,在分离了电子线的塑料外皮和金属后,通过排气管4,排除氮气等惰性气体。进气管6上可具有进气阀,排气管4上具有排气阀,进气管6可连接外部的氮气罐,排气管连接布袋收集器和碱性溶液过滤装置,用于除尘、吸附杂质和吸收含氯废气。所述圆筒上部具有可开闭的耐高温的密封圈的筒盖,在所述筒盖和圆筒之间具有卡扣结构。通过该卡扣结构,可实现了门的打开和关闭功能,通过该筒盖,可以将待处理的废旧电子线装入和取出,另外通过密封圈可以阻止废气的泄露。圆筒底部靠近筒壁的一位置还具有倾斜向下的出料口 5,较佳的,如图所示,圆筒2底部从中心向圆周呈一定角度向下倾斜设置,且出料口 5处进一步低于圆筒2底部其他位置(未图示),便于粘流态的塑料通过该倾斜的出料口 5,汇流排出该分离装置,由于圆筒2采用了直立的方式,可随时收集处理过程中产生的塑料。另外,圆筒2底部与筒壁结合处圆角设置(未图示)较佳。本例中,筛筒3的筒壁上带有细密的筛孔,筛筒3可为厚度为I. 5mm、外半径为360mm,筛孔直径为3mm、孔中心等间距IOmm排列。根据筛筒3上筛孔的半径数据可计算出,废旧电子线长度适合范围要至少大于3mm。在筛筒3的底部中间外嵌滚动轴承8,滚动轴承8 (即筛筒)的旋转速度可达到300转/分,筛筒3的动力输入部件为电机驱动结构,该电机驱动结构包括电机12、皮带11以及皮带轮10。通过皮带11和皮带轮10,电机12驱动筛筒3的滚动轴承8旋转,另外,可通过电机的变频器控制筛筒的旋转速度。加热管7可为红外加热管,可采用辐射率高,无磁性,耐腐蚀,冷热态塑性很好的材料,红外线加热管7可做成各种形状,其高温强度可达1200°C。红外线加热管7可镶嵌在圆筒2内侧,在本实施例中,分离装置采用了三组红外加热管,每组红外加热管有两只红外加热管。三组红外加热管镶嵌在圆筒2内侧,三组红外加热管在360度平面上呈等角分布,为了便于供电,加热管的位置是固定的。可通过温控器13,控制红外加热管7的加热。温控器13可采用泛达1900系列回流焊专用温控器,保证了控温过程的可靠性。该温控器采用触控按键设定温度值,操作简单,设定值及测量值采用超大LED显示,控温精度达1°C,而且具有开机自动检测及出错提示功能。温控器固定于两根加热管的中间,控制单元14与温控器13,根据温控器13上所设定的温度值,控制红外加热管7进行加热。 可通过设备支架台9把圆筒2、筛筒3、加热管7和电机12连接在一起,构成一套完整的处理设备。由控制单元14控制电机12,电机12带动皮带11,从而联动筛筒3、废旧电子线一起旋转,旋转的速度可通过电机的变频器调节转速来适应不同种类的废旧电子线和元器件,筛筒刚启动时,转速较低,以使废旧电子线均匀加热,然后逐步加速,达到设定的转速后,维持在该速度进行加热和离心分离,待熔融塑料全部甩出筛筒后,可减速制动。该分离装置的具体工作过程如下将废旧电源线、数据线、排线等通过圆筒2的筒盖放入筛网3内,可将电子线平摊均匀,通过卡扣,将圆筒2的筒盖关闭卡住。通过圆筒2顶部的进气管6,向分离装置内注入氮气或氩气等惰性气体,排除圆筒2内的空气,使电子线处于封闭的无氧状态下。控制单元14控制红外加热管7以及筛筒3的动力输入部件,使筛3筒低速旋转,经过红外加热管7加热后的高温氮气透过筛孔,使电子线均匀受热。然后,控制单元14控制红外加热管7以及筛筒3的动力输入部件,提高加热温度以及提高筛筒3的旋转速度,使温度快速升温至160-180°C之间,经过预热的电子线迅速进入熔融过程,温度控制在160°C。塑料软化呈粘流态。粘流态的塑料在维持高速旋转的筛筒3内,在离心力的作用下,粘流态的塑料和金属完全分层,通过筛孔甩出筛筒3,实现了塑料和金属的高效快速分离。筛筒3的旋转速度降低,直至停止,甩出的粘流态的塑料经过倾斜的出料口收集,处理结束后,通过按压卡扣,打开圆筒2的筒盖,用铲子将分离的金属取出,从而获得了较为纯净的塑料和金属原料。通过导入氮气等惰性气体,使处理装置处于无氧或低氧环境下,然后对所述废旧电子线进行加热,以使所述废旧电子线的塑料外皮呈现粘流态,之后通过离心运动,分离废旧电子线塑料和金属,防止塑料氧化分解释放有毒气体,减少设备损坏和大气污染,并且分离出的盒塑料是可再生的塑料,分离出的金属可再利用。本发明实施例还提供了一种用于废旧电子线的分离方法。参见图3,该方法包括
步骤300 :将废旧电子线装入分离装置内,并向该分离装置导入氮气等惰性气体;步骤310 :对所述废旧电子线进行加热,以使所述废旧电子线的塑料外皮呈现粘流态;步骤320 :通过离心运动,将所述废旧电子线塑料和金属进行分离。可对该废旧电子线进行红外加热。对该废旧电子线进行加热的温度范围为160-180。。。本实施例提供的方法与本实施例的上述装置相对应,在本发明实施例提供的装置上可以实施上述任一方法实施例中的方法,其具体实现过程详见装置实施例,这里不再赘述。通过导入氮气等惰性气体,使处理装置处于无氧或低氧环境下,然后对所述废旧电子线进行加热,以使所述废旧电子线的塑料外皮呈现粘流态,之后通过离心运动,分离废旧电子线塑料和金属,防止塑料氧化分解释放有毒气体,减少设备损坏和大气污染,并且分·离出的塑料是可再生的塑料,分离出的金属可再利用。上述实施例是以红外加热管7作为加热部件为例进行描述,还可以采用下述方式A、电加热丝等加热部件,技术成熟,实现简单,但能效相对于红外加热方式低。B、电磁式加热部件,其结构可为设置在圆筒内壁上、与圆筒同轴的电磁线圈,供电控制部件,该线圈通过供电控制部件通入电流,使圆筒内产生电磁场,筛筒旋转使得废旧电线在该电磁场内运动(相当于变化的电磁场作用于废旧电线),从而使得废旧电线内的金属产生热量来加热其上的塑料。当圆筒为金属材料制成时,则所述电磁场为非变化的电磁场,通过筛筒旋转使得废旧电线在电磁场中运动而加热。当圆筒为陶瓷等非金属材料制成时,所述电磁场也可以为变化的电磁场,直接作用于废旧电线加热。上述实施例的动力输入部件是由电机、皮带、皮带轮、滚动轴承实现,不难理解,也可以是电机通过齿轮结构驱动等方式,不再赘述。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,例如,可以将不同功能的模块通过一个集成芯片来实现等,均在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于废旧电子线的分离装置,其特征在于,包括 圆筒; 加热部件,安装于所述圆筒内; 温控器,与所述加热部件电连接,用于控制所述加热部件加热至废旧电子线所覆塑料溶融的温度; 筛筒,位于所述圆筒内,用于容纳废旧电子线; 动力输入部件,与所述筛筒相耦合,用于驱动所述筛筒旋转。
2.根据权利要求I所述的装置,其特征在于,还包括 控制单元,与所述动力输入部件及温控器相连,用于控制所述动力输入部件驱动筛筒旋转的速度和时间,以及控制温控器控制加热部件的加热温度及时间。
3.根据权利要求I所述的装置,其特征在于,所述圆筒包括筒壁、可打开的筒盖、筒底; 所述圆筒的筒壁顶部位置具有用于引入惰性气体的进气管,筒壁底部位置具有排气管。
4.根据权利要求I所述的装置,其特征在于,所述圆筒筒底沿中心向筒底边缘向下倾斜设置;筒底边缘处设置一出料口。
5.根据权利要求I所述的装置,其特征在于,所述加热部件为红外加热管。
6.根据权利要求I所述的装置,其特征在于,所述加热部件为电磁式加热部件,包括 电磁线圈,与圆筒同轴的设置在所述圆筒内壁上; 供电控制部件,与电磁线圈连接,用于驱动电磁线圈产生电磁场。
7.根据权利要求I所述的装置,其特征在于,所述圆筒的外面覆有保温层和/或所述圆筒内层镀有镍-碳复合涂层。
8.一种用于废旧电子线的分离方法,其特征在于,包括 A、对废旧电子线进行加热,使所述废旧电子线所覆塑料达熔融状态; B、通过离心运动,将所述废旧电子线的所覆塑料和金属进行分离。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,步骤A前还包括 通过导入惰性气体使废旧电子线保持处于无氧或低氧环境下。
10.根据权利要求8或9所述的方法,其特征在于,所述加热是使用红外加热方式。
11.根据权利要求8或9所述的方法,其特征在于,对该废旧电子线进行加热的温度范围为 160-180。。。
全文摘要
本发明提供了一种用于废旧电子线的分离装置,包括圆筒;加热部件,安装于所述圆筒内;温控器,与所述加热部件电连接,用于控制所述加热部件加热至废旧电子线所覆塑料熔融的温度;筛筒,位于所述圆筒内,用于容纳废旧电子线;动力输入部件,与所述筛筒相耦合,用于驱动所述筛筒旋转。本发明还提供了一种用于废旧电子线的分离方法,通过导入氮气等惰性气体,使处理装置处于无氧环境下,然后对废旧电子线进行加热,以使所述废旧电子线的塑料外皮呈现粘流态,之后通过离心运动,分离废旧电子线塑料和金属,防止塑料氧化分解释放有毒气体,减少设备损坏和大气污染,并且分离出的塑料是可再生的塑料。
文档编号B09B3/00GK102886371SQ201110202499
公开日2013年1月23日 申请日期2011年7月19日 优先权日2011年7月19日
发明者李洪涛, 尹凤福, 刘振宇, 李玉祥, 周晓东, 杜宝亮, 苏艳岩 申请人:海尔集团公司, 海尔集团技术研发中心