CN104968464A - 焊料回收装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于从浮渣中重用回收良好焊料的装置和方法。将浮渣引入到加热腔室(108)中，通过例如叶轮(116)部件进行搅拌。被适当热激活的排出阀(118)将回收的焊料排出。借助电动旋转的容器的反转可收集废料。

Description

焊料回收装置和方法

技术领域

本发明涉及工业焊接方法和设备，特别是用于从浮渣中回收焊料的方法和设备。

背景技术

在工业焊接领域，需要保持加热的焊料浴并且有必要以一定时间间隔从焊料浴的顶部刮掉浮渣，浮渣主要由锡和良好焊料的氧化物构成。浮渣的产生在锡-银-铜合金(无铅焊料)中高于在锡-铅焊料(含铅焊料)中。

从工业焊接中收集的浮渣含有大量可用的焊料和氧化残渣，其应该被处理。然而，利用传统的焊料回收方法，氧化的残渣不能被完全移除，并且氧化的残渣仍然含有大量的焊料。

一种从浮渣中回收焊料的传统方法是通过加热并搅拌加热后的残渣。操作员用勺子移除上部的氧化残渣后，焊料随后被收集。然而，这种焊料回收方法，除了移除氧化的残渣，也收集可用的焊料。另外，由于过程或多或少是手动的，它要求高水平的用户技能。并且效率仍然没有达到预期。此外还有安全考虑，因为实现该过程的环境一般是布满灰尘的并且工作温度是相当高的。操作通常是非常密集的劳动密集型。最后，有操作人员暴露于溶剂烟雾的显著风险，其可能是有毒的。

因此需要不仅能安全使用的方法和/或设备，相对其帮助从浮渣中回收的焊料量而言还要有效。

现有技术的简要说明

US 2010187732公开了一种焊料回收设备，包括：熔化存储在熔化坩埚中的焊料浮渣的熔炉，搅拌熔化后的焊料浮渣的搅拌单元，从而使熔化后的焊料浮渣在熔化坩埚中上下分离成氧化残渣和可回收的焊料，以及吸入搅拌产生的氧化残渣的吸入单元，吸入单元将氧化残渣吸入到熔化坩埚的上部从而被移除。

WO 09525823公开了一种从浮渣中回收焊料的装置和方法。将浮渣倒入加热腔室(1)。加热后的浮渣随后被活塞(21)压缩，从而促使良好焊料从浮渣中进入收集盘(17)，也被称为排出盘。

发明目的

本发明的系统的一些目的，其满足如下本发明的至少一个实施例：

本发明的系统的一个目的是，改进先有技术的一个或多个问题或至少提供一种有用的替代。

本发明的一个目的是，相对利用传统方法和/或设备可实现的，帮助从浮渣中回收更多量的可用(良好)焊料。

本发明的另一目的是，提供用于从浮渣中进行焊料回收的自动设备，这包含最少的人为干预和技能。本发明的再一目的是，提供安全且易于使用的用于焊料回收的方法和/或装置。

发明内容

根据第一实施例，本发明提供一种用于焊料回收的装置，包含：

i)用于接收浮渣的腔室，所述腔室提供有浮渣入口以及回收的焊料可以通过的出口；

ii)所述腔室中用于加热浮渣的加热器；

iii)所述腔室内用于搅拌加热后的浮渣的搅拌器，从而分离良好焊料与残渣。

根据第二实施例，本发明提供一种从浮渣中回收焊料的方法，该方法包含如下步骤：

i)将浮渣引入到腔室中，所述腔室提供有浮渣入口以及回收的焊料可以通过的出口；

ii)加热浮渣；

iii)搅拌浮渣；

iv)在一段时间后允许熔化的焊料从出口流出。

附图说明

现在，本发明将结合非限制性的附图进一步进行解释，其中：

图1示出了根据本发明的实施例的焊料回收设备(焊料回收装置)的示意图；

图2示出了根据本发明的实施例的图1中焊料回收设备的顶视图，给出了叶轮；

图3示出了根据本发明的实施例的操作中的焊料回收设备100的另一示意图；

图4示出了根据本发明的实施例的图1中带有过滤设备的焊料回收设备的另一示意图；

图5示出了根据本发明的实施例的残渣从图1中焊料回收设备中的移除；

图6示出了根据本发明的实施例的焊料回收设备的真实图示，给出了倾斜的排列；

图7示出了根据本发明的实施例的图6中焊料回收设备的叶轮的真实图示；

图8示出了根据本发明的实施例的图6中焊料回收设备的真实图示，给出了焊料回收设备的转轴与电机的耦合；

图9示出了根据本发明的实施例的图6中焊料回收设备的另一真实图示，给出了焊料回收设备的输出部分；

图10示出了根据本发明的实施例的图6中焊料回收设备的过滤设备的各种表示；

图11是根据本发明的完整单元的照片；

图12是被装载进设备的入料斗的浮渣的照片；

图13是从设备的出口倒入焊料收集盘的回收焊料的照片；

图14是装置的过滤器单元的照片；

图15是过滤器单元的照片，给出了内部的过滤介质；

图16给出了从浮渣(左侧)回收的焊料锭，连同废的氧化物副产物(右侧)。

具体实施方式

工业规模的焊接过程中，要保持加热的焊料浴并且有必要以一定时间间隔从焊料浴的顶部刮掉浮渣，浮渣主要由锡和铅的氧化物构成。然而，高达90％的焊料可随浮渣丢失。良好焊料可从浮渣中回收，并且传统上这是通过简单地加热浮渣实现。然而，这是种相对低效的方法且并不经济。

可以理解，浮渣由一袋袋良好焊料组成，像信封一样的锡和铅氧化物(如含铅焊料)或其它金属氧化物(如无铅焊料)外壳将其包围。在现有技术中，当浮渣被加热和压缩时，氧化物外壳破裂并且液体焊料可以逃脱。此外，从焊料浴中移除的浮渣中的任意自由焊料也将被回收。

在现有技术的一种改进方法中，浮渣被加热并被活塞压缩。相比简单加热，这将导致良好焊料的更多回收。利用此过程，回收50～75％的可用焊料是可能的。

令人惊讶的是，已经发现，如果不压缩焊料，而是加热浮渣并适当搅拌，例如利用叶轮或搅拌桨，不仅能实现焊料更多的回收，而且回收的焊料是高纯度的，高达制造商的规格。利用本发明的方法，回收65～85％的焊料是可能的。

现在将结合附图描述根据本发明的实施例的从浮渣中回收焊料的示例性焊料回收设备和方法，其并不限制发明的范围和界限。所提供的描述仅仅通过示例和示出的方式。

本文的实施例及其各种特性和有利细节在下面的描述中参考一个或多个非限制性的实施例进行解释。众所周知的组件和处理技术的描述被省略，为的是不必要模糊本文的实施例。本文所用的例子仅仅是为了便于理解，其中本文的实施例可被实践并进一步促使那些本领域技术人员实践本文中的实施例。因此，这些示例不应被构造成限制本文实施例的范围。

简要地说，本发明的装置包含用于接收浮渣的腔室，腔室提供有浮渣入口以及回收的焊料可以通过的出口；腔室中用于加热浮渣的加热器，以及腔室中用于搅拌加热后的浮渣的搅拌器，从而分离良好焊料与残渣。

腔室(又称为“焊料槽”)可以是任意合适的形状，但通常是圆柱形的，带有截头圆锥形的下端。这种配置有利于搅拌之后焊料从腔室的排出。腔室可由任意合适的材料组成，但一定要能承受过程中采用的温度。因此，金属是优选，而不锈钢更是优选。

入口(或“输入部分”)一般提供在或靠近腔室的顶部，从而使浮渣可以通过重力作用进入腔室中。

出口(或“输出部分”)一般提供在或靠近腔室的底部。这使得良好焊料在重力作用下被排出腔室。在优选实施例中，出口被提供在截头圆锥形的下端的底部，以便于从腔室中完全排除良好焊料。

加热器可以是任意本领域中已知的传统加热器，并且可以是，例如，设置在腔室内或环绕腔室外部的电加热元件(优选后者)。腔室可以是，并且优选是带有绝缘材料的，以提供更高的热稳定性和降低功耗。用气体喷射等方式加热也是可能的。

搅拌器优选对包含在腔室中的浮渣提供机械搅拌。这可以是垂直捣碎的运动形式，或左右摇晃的运动形式，但优选是提供为适于在腔室中旋转的搅拌器，如叶片或叶轮。

后文对特定实施例的描述将充分揭示本文实施例的一般性质，因此其他人能运用现有的知识，容易地修改和/或适应各种应用的特定实施例，而不背离一般的概念，因此，这种适应和修改应该并且旨在通过公开的实施例的等价物的含义和范围得到理解。可以理解，本文所采用的短语或术语是描述性而不是限制性的目的。因此，尽管本文的实施例已被描述为优选实施例，本领域技术人员将会认识到，本文的实施例可被修改实践，而不背离本文所描述的实施例的精神和范围。

图1示出了根据本发明的实施例的焊料回收设备(焊料回收装置)100的示意图。在本实施例中，焊料回收设备包括输入部分102、流连接到输入部分102的处理部分104、以及流连接到处理部分104的输出部分106。在操作过程中，通过输入部分102，将浮渣倒入焊料回收设备100中，其可以是漏斗。

从输入部分102，浮渣到达处理部分104。在实施例中，处理部分104包括焊料槽108，其被封闭在外壳110中。浮渣到达焊料槽108，在那里被高温加热从而熔化浮渣。焊料槽108内的温度取决于倒入焊料回收设备100的浮渣的熔点。在实施中，倒入焊料回收设备100的浮渣被加热到范围约250℃～400℃的温度。然而在其它实施中，例如，硬焊料被处理的地方温度可进一步增加。

一旦熔化，焊料槽108中的浮渣就被搅拌。为此，焊料回收设备100优选包括至少一个电机112，其驱动轴(如图8所示)耦合到转轴114，其通过焊料槽108并且浮渣在那里被加热。在焊料槽108中的转轴114的远端处，叶轮116具有一个或多个耦合到转轴114的搅拌器叶片。借助转轴114，电机112以顺时针/逆时针方向反复旋转叶轮116，从而分离浮渣和良好焊料。在实施例中，可使用由交流电(AC)或直流电(DC)驱动的齿轮电机。然而，本发明并不限制可实现此目标的电机的选择。

借助排出阀118，从浮渣中分离出来的良好焊料被排出输出部分106。在实施例中，输出部分106被冷却单元冷却，如风扇(如图3所示)。此外，输出部分106包括过滤设备(如图4所示)，其在焊料借助排出阀118离开输出部分106进入锭托盘120(或排出盘)之前对焊料进行过滤。

以这种方式，焊料从浮渣中被分离并被回收。焊料回收后留在焊料槽108内的浮渣是残渣。残渣从焊料槽108中移除，利用稍后部分描述中讨论的步骤。

在优选实施例中，在计算机或微处理器控制下操作加热、搅拌和排出的顺序。操作者将浮渣引入到腔室后，他们启动微处理器或计算机，其控制加热和搅拌在适当的速率下以获得最优的良好焊料回收，还控制焊料排出到锭托盘中。

图2示出了根据本发明的实施例的图1中焊料回收设备100的顶视图，给出了叶轮116。如图所示，叶轮116能够借助电机112(如图1所示)以顺时针/逆时针方向旋转，从而在焊料槽108中产生搅拌流和离心力。这些力和流将焊料与浮渣分离。在实施例中，叶轮116被耦合到电机112的转轴114。在本实施例中，叶轮116有三个叶片。然而，本领域技术人员可以理解，叶片数可少于或多于本实施例中的公开的叶片数，其取决于特定的设置需求。在实施例中，叶轮116的叶片被偏移附加到转轴114的中心轴以便提供叶片相对转轴114的倾斜配置。倾斜或逐渐变细可提供有效的浮渣移除。在实施例中，叶轮116以叶片倾斜方向相反的方向进行旋转以便提供扭转类型的功能。例如，如果叶片偏移朝向转轴114左侧，当从一侧与转轴114的轴线一致时可提供顺时针配置，其中叶轮被附连到转轴114。通过这样的叶片配置，电机112可适于在相反方向旋转，即逆时针方向。

图3示出了根据本发明的实施例的焊料回收设备100在操作中的另一示意图。这里，冷却单元被示为风扇302，其被放置在焊料回收设备100的输出部分106附近，良好焊料304从那里排出。风扇302可以是外部风扇或内置在焊料回收设备中的风扇。在实施例中，当风扇302被停止时，排出阀118允许良好焊料304自动流出排出阀118。良好焊料通过排出阀118的停止/流动由焊料槽108内部的热传导操纵。当风扇302处于打开和运行状态时，热量从排出阀118被带走并因此，排出阀118周围的温度下降并低于焊料槽108内的浮渣的熔点。因此，良好焊料304停止流动。当风扇302处于关闭状态并且排出阀118周围的温度相当于浮渣的熔化温度时，良好焊料304开始流出排出阀118。在优选实施例中，排出阀(118)上增加了加热器(119)。如果在规定的时间内熔化的焊料没有出来，它将开始加热。

图4示出了根据本发明的实施例的图1中带有过滤设备402的焊料回收设备100的示意图。如图所示，焊料回收设备100的输出部分106包括过滤设备402，其过滤通过输出部分106排出焊料回收设备100的焊料。过滤设备402位于输出部分106中，刚好在排出阀118上。在实施例中，过滤设备402是可拆卸过滤网，其具有至少一个穿孔钢盘以及被穿孔钢盘困在过滤设备402里面的不锈钢丝绒(如图10a所示)。过滤器设备402可在几个周期的焊料移除之后被拆卸和清洗，也可在完成其周期之后被替换。为此提供了手柄404，其被附接到过滤设备402上并且允许过滤设备402附接到焊料回收设备100或与其脱离。

图5示出了根据本发明的实施例的图1中焊料回收之后残渣从焊料回收设备100中的移除。在从焊料回收设备100中排出良好焊料之后，留在焊料槽108中的残渣被移除到单独的浮渣容器502中。为此，焊料回收设备100利用倾斜机构进行倾斜(如图6所示)，其可以是电机，独立于电机112，耦合到合适的传输机构。在实施例中，用于倾斜焊料回收设备100的电机借助链和链轮机构耦合到焊料回收设备100(如图6所示)。当被激活时，用于倾斜的电机通过链和链轮机构使焊料回收设备100以预定角度倾斜，从而使残渣从焊料回收设备100中移除，例如通过相同的输入部分(102)(即借助料斗)，在那里待处理的浮渣首先被倒入焊料回收设备100。除了倾斜，叶轮116还利用电机112同时旋转，从而在焊料回收之后移除几乎所有焊料槽108中沉积的残渣。

腔室的中枢安装是有利的，因为它允许容易地排空过程中不想要的产品，通常是金属氧化物的粉末。它还最小化设备的表面区域或“占用空间”，意味着它占用的空间比其它设备小。

图6到10示出了根据实施例的前述焊料回收设备100以及焊料回收设备100的各种部件/组件的真实图示。

例如，图6从侧面示出了焊料回收设备100的真实图示，给出了倾斜机构602。在本实施例中，倾斜机构是耦合到电机604的链和链轮机构602。

图7示出了根据本发明的实施例的焊料回收设备100的叶轮116的真实图示。叶轮116耦合到转轴114，使得叶轮116的轴与转轴114的轴一致。

优选地，叶轮包括围绕中心轴的放射状排列的多个叶片。优选地，叶片是倾斜的或锥形的以提供扭转功能。优选地，每个叶片都包括一个或多个插槽，当旋转时用来增强搅拌效果。

图8示出了根据本发明的实施例的焊料回收设备100的电机112与转轴114耦合的真实图示。所示转轴114借助皮带和皮带轮机构802耦合到电机112。

图9示出了根据本发明的实施例的图1中焊料回收设备100的输出部分106的真实图示。输出部分106，除其他外，是封闭在热保护覆盖中以避免不必要的热量损失。

图10示出了根据本发明的实施例的图1中焊料回收设备100的过滤设备402的各种表示。过滤设备402是圆筒外壳的形式。此外，排出阀118附接到过滤设备402的一端，如图所示。手柄404借助耦合器1002连接到过滤设备402。

图10b给出了过滤设备402的顶视图。如图所示，可拆卸的穿孔盘1004被放置在过滤设备402中以允许浮渣慢慢流出。图10c给出了描述可移除穿孔盘1004和钢丝绒1006的过滤设备402的示意图。钢丝绒被放置在穿孔盘1004下面并且将焊料中的杂质轻拍出排出阀118。

图11是根据本发明的实施例的焊料回收设备的透视图。在单元顶部给出了提取有害气体的管道。

图12是入口或输入部分的透视图，给出了正被引入到设备中的浮渣。

图13给出了回收的焊料从出口流动并进入排出盘。

图14给出了过滤设备的另一实施例，其包括开槽盖。

图15给出了移除了盖的过滤设备，给出了内部过滤介质(在本例中是丝绒)。

图16给出了回收焊料锭，连同过程的副产物，以金属氧化物的形式。

以这种方式，最大量的良好焊料被回收而需要任何人的技能或不必要的劳动力。此外，由于焊料槽108被放置在外壳110中，整个焊料回收过程对处理员也是安全的。

技术优势与经济意义

本发明的系统所提供的技术优势，其增加了本发明的经济意义，包括如下实现：

a)一种用于从浮渣中最大限度地回收良好焊料的设备；

b)一种从浮渣中回收焊料的成本有效的方法；

c)一种方法和设备，能促进安全和保障焊料从浮渣的回收，以最小化的

人为干预和劳动力。

在本说明书中，术语“包含”，或其变化如“包括”或“含有”，将被理解为包含所述的单个元素、整数或步骤，或成组的元素、整数或步骤，但不排除任意其它单个元素、整数或步骤，或成组的元素、整数或步骤。

表达“至少”或“至少一个”的使用建议使用一个或多个元素或成分或数量，因为这样的使用可在实施例中实现一个或多个期待的目标或效果。

任意已包含在本说明书中的文件、行为、材料、设备、物品等的讨论，仅仅是为了提供本发明上下文的目的。它不被用来承认任意或所有这些事务组成部分先有技术的基础或是与发明相关的领域中的一般知识，因为它于本申请的优先权日期之前是任意存在的。

所提到的用于各种物理参数、尺寸或数量的数值仅仅是近似的，可以设想，高于/低于这些数值的值可被指定给参数、尺寸或数量且仍在本发明的范围内，除非说明书中有特定的相反的声明。

Claims (16)

1.一种焊料回收装置，包含：

i)用于接收浮渣的腔室，所述腔室提供有浮渣的入口以及回收的焊料可以通过的出口；

ii)在所述腔室中用于加热浮渣的加热器；以及

iii)在所述腔室中用于搅拌加热后的浮渣的搅拌器，从而分离良好焊料与残渣。

2.根据权利要求1的装置，其中所述入口提供在或靠近所述腔室的顶部。

3.根据前述任意权利要求的装置，其中所述出口提供在或靠近所述腔室的底部。

4.根据前述任意权利要求的装置，其中所述出口提供有过滤器，可允许熔化的焊料通过同时拦住残渣。

5.根据前述任意权利要求的装置，其中所述搅拌器是搅拌机。

6.根据权利要求6的装置，其中所述搅拌机是叶轮。

7.根据权利要求6的装置，其中所述叶轮包括放射状围绕中心轴排列的多个叶片。

8.根据权利要求7的装置，其中所述叶片是倾斜的或锥形的以提供扭转功能。

9.根据前述任意权利要求的装置，其中所述出口提供有用于控制焊料从所述腔室流出的部件。

10.根据权利要求9的装置，其中所述用于控制焊料流动的部件是加热器，当被激活时其在出口处熔化所述焊料，并允许焊料从所述腔室流出。

11.根据前述任意权利要求的装置，其包含位于所述出口下方的排出盘，并适于从所述腔室接收熔化的焊料。

12.根据前述任意权利要求的装置，其还包含外壳，所述腔室旋转安装在其上以允许倾斜所述腔室并倒出浮渣。

13.一种从浮渣中回收焊料的方法，所述方法包含如下步骤：

i)将浮渣引入到腔室中，所述腔室提供有浮渣入口以及回收的焊料可以通过的出口；

ii)加热所述浮渣；

iii)搅拌所述浮渣；以及

iv)在一段时间后允许熔化的焊料流出所述出口。

14.根据权利要求13的方法，其中所述搅拌通过叶轮实现。

15.根据权利要求13或14的方法，其中所述搅拌以顺时针和逆时针运动交替进行。

16.根据权利要求13或14的方法，其中所述腔室被加热到250～400℃之间。