Результат интеллектуальной деятельности: БУНКЕР-СЕПАРАТОР ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ЧАСТИЦ ИЗМЕЛЬЧЁННОГО ЭЛЕКТРОННОГО ЛОМА

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к разделению твердых материалов, а конкретно к бункеру-сепаратору для разделения частиц измельченного электронного лома, например, получаемого из использованных компьютерных печатных плат.

Уровень техники

В уровне техники известны различные устройства для разделения частиц, полученных при дроблении или измельчении использованных печатных плат или иных электронных изделий.

Например, в патенте РФ №2193928 (опубл. 10.12.2002) описан гравитационный классификатор порошковых материалов, в котором имеется набор пересыпных полок и создается разрежение, что способствует разделению (классификации) поступающих в это устройство частиц. Однако это техническое решение весьма сложно.

В патенте РФ №2397027 (опубл. 20.08.2010) охарактеризован пневмосепаратор для отделения аэроуносимых частиц, содержащий три вертикальных отделения с разделительными стенками, имеющими регулируемое отклонение. Данное устройство достаточно сложно и имеет ограниченное применение для разделения семян подсолнечника от лузги.

В патенте РФ №2525557 (опубл. 20.08.2014) раскрыт пневматический сепаратор сыпучих материалов, в котором имеется камера со сложной траекторией воздушного потока, благодаря чему и происходит сепарация подаваемых сыпучих материалов. Это устройство тоже довольно сложно.

В патенте США №8627960 (опубл. 14.01.2014) представлено устройство для разделения материалов с помощью сжатого воздуха, которое может быть принято в качестве ближайшего аналога настоящего изобретения. В этом устройстве воздух вдувается через регулируемый клапан в расширительную камеру с изогнутой перегородкой, формирующей в этой камере два отделения. Данное устройство, как и вышеуказанные аналоги, достаточно сложно по своей конструкции и работе, т.к. предусматривает отсечку вдуваемого в камеру воздуха с помощью регулируемых клапанов.

Раскрытие изобретения

Цель настоящего изобретения состоит в разработке такого средства для разделения частиц, которое было бы проще известных, но обеспечивало бы эффективное разделение частиц именно измельченного электронного лома.

Для достижения указанного технического результата в настоящем изобретении предложен бункер-сепаратор для разделения частиц измельченного электронного лома, представляющий собой пылевую камеру, имеющую первое и второе отделения, проходящие вертикально и сообщающиеся между собой в ее нижней части, причем упомянутые первое и второе отделения предназначены для организации в них пневмотранспортного потока, изменяющего свое направление при переходе из первого во второе отделение, при этом пылевая камера содержит: входное отверстие в верхней части первого отделения, предназначенное для вбрасывания частиц измельченного электронного лома и для ввода пневмотранспортного потока в пылевую камеру; выпускное отверстие в верхней части второго отделения, предназначенное для отвода пневмотранспортного потока из пылевой камеры; выгружное отверстие в донной стенке нижней части пылевой камеры, предназначенное для выгрузки металлических частиц, отсепарированных из частиц измельченного электронного лома; при этом высота второго отделения более чем вдвое превышает высоту первого отделения, которая выбрана такой, чтобы обеспечить эффективную гравитационную сепарацию металлических частиц от неметаллических частиц, уносимых пневмотранспортным потоком.

Особенность данного бункера-сепаратора состоит в том, что в первом отделении может быть установлена по меньшей мере одна броневая плита, каждая из которых предназначена для отклонения падающих на нее частиц измельченного электронного лома с целью изменения их траектории движения и интенсификации процесса их сепарации во взаимодействии с упомянутым пневмотранспортным потоком.

Другая особенность данного бункера-сепаратора состоит в том, что плоскость входного отверстия может быть отклонена от горизонтальной плоскости на угол, позволяющий направить частицы измельченного электронного лома, вбрасываемые через входное отверстие, на ближайшую из броневых плит.

Еще одна особенность данного бункера-сепаратора состоит в том, что входное отверстие может быть предназначено для размещения над ним молотковой дробилки, обеспечивающей измельчение загружаемого в нее электронного лома до частиц крупностью не более 5 мм, при этом направление вращения этой молотковой дробилки выбрано так, чтобы вылетающие из нее и вбрасываемые в пылевую камеру частицы измельченного электронного лома были направлены в сторону второго отделения.

Еще одна особенность данного бункера-сепаратора состоит в том, что каждое из первого и второго отделений может иметь в горизонтальной плоскости прямоугольное поперечное сечение.

Еще одна особенность данного бункера-сепаратора состоит в том, что пневмотранспортный поток может быть сформирован разрежением воздуха, которое создано высоконапорным вентилятором, установленным за выпускным отверстием.

Еще одна особенность данного бункера-сепаратора состоит в том, что выгружное отверстие может быть снабжено затвором, закрытым в процессе работы пылевой камеры.

Наконец, еще одна особенность данного бункера-сепаратора состоит в том, что он может содержать по меньшей мере по одному окну в каждом из первого и второго отделений, при этом каждое окно, предназначенное для ревизии и ремонта пылевой камеры, в процессе ее работы закрыто соответствующей заглушкой.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение иллюстрируется приложенным чертежом, на котором показана условная схема бункера-сепаратора по настоящему изобретению.

Подробное описание вариантов осуществления

Возможное выполнение бункера-сепаратора для разделения частиц измельченного электронного лома по настоящему изобретению иллюстрируется на приложенном чертеже, где ссылочная позиция 10 обозначает бункер-сепаратор в целом.

Этот бункер-сепаратор 10 представляет собой так называемую пылевую камеру, каковое название поясняется далее. Поэтому в данном тексте выражения «бункер-сепаратор» и «пылевая камера» используются в качестве синонимов.

Пылевая камера 10 имеет первое отделение 11 и второе отделение 12. Как показано на чертеже, оба этих отделения 11 и 12 проходят вертикально и сообщаются между собой в нижней части 13 пылевой камеры. Эта нижняя часть 13, как видно на чертеже, предпочтительно выполнена сужающейся вниз, однако ее выполнение может быть и иным, к примеру, без сужения или даже с расширением. Каждое из первого отделения 11 и второго отделения 12 предпочтительно имеет в горизонтальной плоскости прямоугольное поперечное сечение, хотя, как понятно специалисту, это сечение может быть и иной формы, например, треугольное, овальное и т.п.

Выполнение первого и второго отделений 11 и 12 вертикальными с соединением в нижней части 13 обеспечивает возможность гравитационного разделения частиц, попадающих в первое отделение 11 сверху через входное отверстие 14 в верхней части первого отделения 11. Для этого в пылевой камере 10 организуется, как описано ниже, пневмотранспортный поток, вводимый через то же самое входное отверстие 14 и изменяющий свое направление при переходе из первого отделения 11 во второе отделение 12 (в нижней части 13). На чертеже этот пневмотранспортный поток условно показан штрихпунктирной линией, обозначенной ссылочной позицией 25. Для отвода этого пневмотранспортного потока из пылевой камеры 10 служит выпускное отверстие 15 в верхней части второго отделения 12.

Бункер-сепаратор 10 предназначен, в первую очередь, для отделения (сепарирования) металлических частиц из вбрасываемых в него частиц измельченного электронного лома. Эти более тяжелые частицы должны падать вниз, и для их выгрузки в донной стенке нижней части 13 пылевой камеры предусмотрено выгружное отверстие 16. В процессе работы пылевой камеры 10 выгружное отверстие 16 закрыто затвором 19, выполнение которого может быть любым, как это известно специалисту.

Важной предпочтительной особенностью бункера-сепаратора 10 по настоящему изобретению является наличие одной или нескольких броневых плит 17. На чертеже показаны две броневые плиты 17.1 и 17.2, однако это всего лишь иллюстрация, и может иметь место иное количество таких броневых плит 17. Каждая из этих броневых плит предназначена для отклонения падающих на нее частиц измельченного электронного лома с целью изменения их траектории движения и интенсификации процесса их сепарации. Специалисту понятно, что вместо, скажем, броневой плиты 17.1 можно просто удлинить вниз стенку между первым и вторым отделениями 11 и 12. Однако следует иметь в виду, что броневые плиты 17 более долговечны в условиях постоянного абразивного воздействия падающих на них частиц, имеющих, чаще всего, острые края.

Пылевая камера 10 может иметь также по меньшей мере по одному окну в каждом из первого и второго отделений 11 и 12, при этом каждое окно, предназначенное для ревизии и ремонта пылевой камеры 10, в процессе ее работы закрыто соответствующей заглушкой, выполнение которой может быть любым, как известно специалисту. Две таких заглушки показаны на чертеже двойными линиями и помечены ссылочными позициями 20.1 (для первого отделения 11) и 20.2 (для второго отделения 12).

Как уже отмечено, входное отверстие 14 предназначено для ввода пневмотранспортного потока 25 и для вбрасывания частиц измельченного электронного лома в пылевую камеру 10. Для того чтобы частицы измельченного электронного лома, вбрасываемые через входное отверстие, точнее попадали на ближайшую броневую плиту 17 (17.1 на чертеже) или, в ее отсутствие, на разделительную стенку между первым и вторым отделениями 11 и 12, плоскость входного отверстия 14 может быть отклонена от горизонтальной плоскости на соответствующий угол. Величина этого угла может подбираться экспериментально или заранее рассчитываться в зависимости от размеров частиц, вбрасываемых в бункер-сепаратор 10, а также от скорости их вбрасывания и от размеров первого отделения 11.

Такое вбрасывание может осуществляться различными средствами, к примеру, простой засыпкой этих частиц с ленты транспортера во входное отверстие 14. Однако предпочтительно над входным отверстием 14 размещается молотковая дробилка 18, в которую засыпаются куски электронного лома (на чертеже условно показан загрузочный бункер молотковой дробилки 18 в виде сужающегося к ней раструба). В принципе молотковая дробилка 1 может иметь любое известное специалистам выполнение, например, такое же, как приведенное в патенте Китая на полезную модель №202830116 (опубл. 27.03.2013). Предпочтительно, эта молотковая дробилка 18 должна обеспечивать измельчение загружаемого в нее электронного лома до частиц крупностью не более 5 мм.

Направление вращения 21 молотковой дробилки 18 целесообразно выбрать так, чтобы вылетающие из нее и вбрасываемые в пылевую камеру 10 частицы измельченного электронного лома были направлены в сторону второго отделения 12. На чертеже ссылочной позицией 22 обозначен поток частиц, вбрасываемых в пылевую камеру 10 из молотковой дробилки 18 и попадающие на первую броневую плиту 17.1, которая установлена как раз на разделительной стенке между первым и вторым отделениями 11 и 12. Ссылочными позициями 23 и 24 обозначены потоки частиц, отраженные, соответственно, первой и второй броневыми плитами 17.1 и 17.2.

В пылевой камере 10 пневмотранспортный поток 25 предпочтительно сформирован разрежением воздуха, которое создано высоконапорным вентилятором (не показан), установленным за выпускным отверстием 15. Специалисту понятно, что между выпускным отверстием 15 и высоконапорным вентилятором могут размещаться, к примеру, циклон и рукавный фильтр для удаления пыли из воздуха, выходящего из пылевой камеры 10.

Бункер-сепаратор 10 по настоящему изобретению работает следующим образом.

При утилизации отработанных электронных компонентов, например использованных электронных плат, осуществляют их дробление или размалывание на мелкие частицы, которые в дальнейшем более пригодны для извлечения из них металлов и иных компонентов. Размолотый (измельченный) электронный лом представляет собой сложный продукт, состоящий из различных материалов, отличающихся друг от друга удельным и объемным весом, видом материала, магнитными свойствами, формой частиц и т.д. Например, это может быть смесь различных металлов (железо, медные и алюминиевые сплавы, другие металлы), смесь различных пластмасс (корпусные детали, изоляция проводов), частицы стекла, резины и т.п. Переработку этих разнородных частиц для большей эффективности следует проводить раздельно. Именно для сепарации разнородных частиц измельченного электронного лома и используется бункер-сепаратор 10.

Частицы измельченного электронного лома вбрасываются во входное отверстие 14, через которое в пылевую камеру 10 также входит пневмотранспортный поток 25, который формируется высоконапорным вентилятором, установленным за выпускным отверстием 15 и создающим разрежение воздуха в пылевой камере 10. Как уже отмечено, вбрасывание частиц в первое отделение 11 может осуществляться любым подходящим средством, например транспортером, подающим измельченный электронный лом от любого размалывающего средства. Однако предпочтительно размещать это размалывающее средство прямо над входным отверстием 14 для упрощения всей системы переработки.

При использовании в качестве размалывающего средства молотковой дробилки 18 целесообразно устанавливать ее так, чтобы направление вращения ее размалывающих элементов обеспечивало вбрасывание частиц измельченного электронного лома на броневую плиту 17.1, установленную на стенке, разделяющей первое и второе отделения 11 и 12, либо (если броневые плиты 17 не используются) на эту разделительную стенку. Это нужно для улучшения сепарации более тяжелых металлических частиц от более легких пластмассовых частиц. С этой же целью плоскость входного отверстия 14 желательно отклонить от горизонтальной плоскости на угол до 30°. Тогда, в отличие от традиционной разгрузки раздробленного материала из дробилки по вертикальной траектории, будет обеспечена сложная траектория падения частиц раздробленного материала. Наличие же хотя бы еще одной броневой плиты 17.2 обеспечит двойное отклонение падающих частиц при соударении их потока о броневые плиты 17. В результате траектория падения частиц измельченного электронного лома (ссылочные позиции 22-24 на чертеже) несколько раз пересекает пневмотранспортный поток 25.

Такая сложная кинематика этой траектории с учетом динамики вбрасывания материала (частиц измельченного электронного лома) из дробилки в присутствии пневмотранспортного потока 25 обеспечивает разделение неметаллических и металлических частиц, удельный вес которых различается более чем в 4 раза. Разделение металлических и неметаллических частиц дополнительно стимулируется тем, что пневмотранспортный поток 25 меняет свое направление с направления вертикально вниз в первом отделении 11 на направление вертикально вверх во втором отделении 12. Вертикальный размер второго отделения 12, более чем в два раза превышающий вертикальный размер первого отделения 11, также способствует гравитационной сепарации металлических частиц, даже если они по какой-либо причине не выпали на закрытый затвор 19 в первом отделении 11.

Пневмотранспортный поток 25 воздуха, освобожденный от металлических частиц и несущий неметаллические частицы, забирается из выпускного отверстия 15 в верхней части второго отделения 12 и направляется в следующий аппарат пневмотранспортной системы, например циклон, для выделения неметаллических частиц и дальнейшей очистки от пыли, например, в рукавном фильтре.

Металлический концентрат скапливается в нижней части 13 пылевой камеры 10 и разгружается для дальнейшей переработки с помощью затвора 19, который может иметь откидной клапан или, например, может быть регулируемым наклонным плоским затвором.

Специалисту понятно, что свое название пылевая камера 10 получила за то, что она предназначена для выделения металлического концентрата, содержащего, как правило, остатки железа, медь и алюминий, из измельченного электронного лома, поскольку все остальные неметаллические частицы уносятся пневмотранспортным потоком 25 в виде взвешенных в этом пневмотранспортном потоке частиц пыли в выпускное отверстие 15.

При необходимости ревизии и ремонта пылевой камеры 10 доступ внутрь нее осуществляется с помощью окон 20, которые в процессе ее работы закрыты соответствующими заглушками.

Таким образом, в настоящем изобретении предложено средство для разделения частиц именно измельченного электронного лома, которое проще известных, но обеспечивает эффективное разделение вбрасываемых в нее частиц измельченного электронного лома.