CN110000191A - 微波加热、超声振动、机械翻转复合拆卸电子元器件装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子元器件回收技术领域，且公开了微波加热、超声振动、机械翻转复合拆卸电子元器件装置，包括微波加热系统、超声振动系统和机械翻转系统，本发明综合集成了微波加热、超声振动、机械翻转三种方法，微波加热后处于熔融状态的焊锡在超声振动、机械翻转的作用下沉积于锥形排污阀，并与液体介质自然分离，电子元器件在超声振动、机械翻转的作用下，从废旧电路板脱落后积聚在金属网筛内，随着金属筛网的翻转，将废旧电路板带至上方落下，伴随着导热油的浮力和缓冲轴的阻隔，可以最大限度的延长废旧电路板漂浮的时间，微爆炸冲击波作用在废旧电路板的效果得以提升，进一步提高了电子元件的拆卸去除率。

Description

微波加热、超声振动、机械翻转复合拆卸电子元器件装置

技术领域

本发明涉及电子元器件回收技术领域，具体为微波加热、超声振动、机械翻转复合拆卸电子元器件装置。

背景技术

废旧电路板上都含有大量的元器件，部分元器件寿命长、可靠性高，通过拆卸、检测、重新利用，可大幅提高废旧电路板电子元器件的回收利用价值，减少对环境的污染。

电路板上的电子元器件绝大部分是以焊锡的形式与线路板连接，因此，要实现废旧电路板上电子元器件的拆卸回收利用，首要工作就是去除废旧电路板上的焊锡。既要使焊锡去除干净，又不损坏电子元器件，这是当前电子元器件回收利用的难点之一。

传统的焊锡去除方法主要是对废旧电路板进行加热，使焊锡达到熔点融化，尔后通过施加外力使引脚处焊锡熔化的电子元器件与废旧电路板分离开来。根据加热热源的不同，目前使焊锡熔化的常用加热方式可归结为空气加热、红外线加热、激光加热和液体加热等。这些加热方式各有优缺点，如空气加热主要是利用热空气加热焊锡，使其达到融化温度后，从而去除焊锡，拆卸电子元器件，该方法设备简单、成本低廉，目前在国内一些小型手工拆卸作坊中应用的较为普遍。但由于空气的导热系数低，利用该方法去除焊锡时热利用率不高，加热过程中产生的有毒有害物质易于对人体产生危害，且加热时对于元器件有影响，易于损坏电子元器件。红外线加热是利用红外加热器向废旧电路板辐射出一定波长的红外线，焊锡吸收红外线后被加热，达到融化温度后来拆卸电子元器件。该方法加热升温快，所需时间短，但会自元器件内部产生较高的热应力，从而降低了电子原元件的使用寿命。激光加热主要是利用激光对废旧电路板的焊锡进行加热熔化，该方法具有能量和速度可调，所需时间短，方向性好等优点，能集中加热电子元器件针脚处的焊锡而不加热电子元器件本身，从而能保证电子元器件的品质和功能。但该方法存在设备价格昂贵，花费大等缺点，目前只能选择性的用于去除重要元器件的焊锡，难以大规模推广应用。液体加热是将废旧电路板置入到具有一定性质的液体介质中进行加热，使焊锡在介质中熔化，从而达到去除的目的。该方法具有加热速度快，能量消耗小，焊锡熔化时间短，元器件受热均匀且不易受损伤等优点，特别适合于电子元器件的整体脱除。但该方法存在元器件易于掉入液体难清洗，加热过程易产生有害气体的缺点。

发明内容

针对上述背景技术的不足，本发明提供了微波加热、超声振动、机械翻转复合拆卸电子元器件装置，具备电子元器件去除率高、回收质量好、成本低和节能环保的优点，解决了背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：微波加热、超声振动、机械翻转复合拆卸电子元器件装置，包括微波加热系统、超声振动系统和机械翻转系统；

微波加热系统包括加热箱、微波发射器和波导，所述微波发射器包括磁控管、馈能波导、电源、温度控制调节装置等部件；

超声振动系统包括超声波发生器、换能器、变幅杆和振动板；

机械翻转系统包括电机、传动轴和连接轴。

优选的，所述加热箱的内外层为不锈钢金属，且加热箱的内外层中部设有隔热层，所述加热箱一侧的内层通过波导与微波发射器进行能量传输，所述加热箱位于微波发射器的一侧设有电机，所述电机的输出轴通过联轴器连接有一端贯穿至加热箱内部的传动轴，所述传动轴的一端连接有金属筛网，所述金属筛网另一侧通过连接轴与加热箱的内壁连接，所述连接轴和传动轴的一端分别延伸至金属筛网的内部且与同一缓冲轴的两侧连接，所述超声波发生器的输出端连接有与加热箱连通的换能器，所述换能器通过变幅杆连接有位于连接轴上的振动板，所述振动板固定在变幅杆上，所述变幅杆的中部开设有圆孔并通过圆孔套装在连接轴上，所述加热箱的上端面开有箱门，所述箱门上装有泄压机警报装置，所述加热箱底部的中间位置设有排污阀。

优选的，所述金属筛网为圆柱形且左右端面均为网状，所述金属筛网的左端面中部通过轴承与连接轴连接，所述连接轴的另一端与加热箱也利用轴承传动连接，所述金属筛网的右端面固定连接有金属圆柱面，所述金属筛网的右端面与传动轴固定连接，所述金属筛网右端金属圆柱面上设有用于废旧电路板放置和取出的出入口。

优选的，所述金属筛网的内弧网面上焊接有三个呈环形等距分布的横档凸起。

优选的，所述波导与加热箱的连接处设有密封罩。

优选的，所述振动板的端面直径与金属筛网的端面直径相同，所述振动板中部圆孔处的内壁与连接轴之间留有一定的间隙。

优选的，所述加热箱与波导、传动轴、连接轴、换能器及箱门之间的连接均采用良好的密封处理。

优选的，所述缓冲轴的中部均匀分布有圆形的凸起。

本发明具备以下有益效果：

1、拆卸去除率高，本发明综合集成了微波加热、超声振动、机械翻转三种方法，微波加热后处于熔融状态的焊锡在超声振动、机械翻转的作用下沉积于锥形排污阀，并与液体介质自然分离，电子元器件在超声振动、机械翻转的作用下，从废旧电路板脱落后积聚在金属网筛内，随着金属筛网的翻转，通过横档凸起的限位作用，将废旧电路板带至上方落下，伴随着导热油的浮力和缓冲轴的阻隔，可以最大限度的延长废旧电路板漂浮的时间，废旧电路板彼此之间的间隙增大，微爆炸冲击波作用在废旧电路板的效果得以提升，进一步提高了电子元件的拆卸去除率，同时随着横档凸起的转动，通过横档凸起的转动，可以小幅度的对金属筛网内部的导热油形成扰流，结合微爆炸冲击波对废旧电路板进行双重轻微震荡，加快焊锡的脱落效率。

2、回收质量好，本发明利用液体介质加热，具有加热速度快，能量消耗小，焊料熔化时间短等特点，加热过程中不存在强度大的离心力、机械力，因而不易损伤电子元器件，回收质量好。

3、价格低廉，便于推广，当前，我国废旧电路板电子元器件的回收工作还主要集中于中小企业或手工小作坊，该类企业通常经营资金有限，难以采购价格高昂的设备，本发明提供的微波加热-超声振动-机械翻转复合拆卸回收废旧电路板电子元器件装置具有成本低廉、工艺简单、操作方便等优点，适合在国内推广应用。

4、节能环保，通过振动板直径设置，在保证振动板震动产生的冲击波能够刚好作用在金属筛网内的废旧电路板的同时，使得振动板的震动所需能量最小化，符合节能环保的理念，同时本发明具有空气净化装置，可有效净化导热油加热过程中所产生的乙苯、二甲苯、三氯乙烷和三溴苯酚等各种有毒有害气体，从而保护操作人员人身安全。

附图说明

图1为本发明加热箱半剖示意图；

图2为本发明金属筛网的轴向横截面图；

图3为本发明缓冲轴示意图。

图中：1、加热箱；2、微波发射器；3、波导；4、电机；5、传动轴；6、金属筛网；6a、横档凸起；7、连接轴；8、缓冲轴；9、超声波发生器；10、换能器；11、变幅杆；12、振动板；13、箱门；14、泄压机警报装置；15、排污阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，微波加热、超声振动、机械翻转复合拆卸电子元器件装置，包括微波加热系统、超声振动系统和机械翻转系统；

微波加热系统包括加热箱1、微波发射器2和波导3，所述微波发射器2包括磁控管、馈能波导、电源、温度控制调节装置等部件；

超声振动系统包括超声波发生器9、换能器10、变幅杆11和振动板12；

机械翻转系统包括电机4、传动轴5和连接轴7。

其中，所述加热箱1的内外层为不锈钢金属，且加热箱1的内外层中部设有隔热层，所述加热箱1一侧的内层通过波导3与微波发射器2进行能量传输，工作时，微波发射器2产生的能量经波导3传播后可对加热箱1进行加热，微波发射器2可对加热箱1的加热温度进行实时调控，所述加热箱1位于微波发射器2的一侧设有电机4，所述电机4的输出轴通过联轴器连接有一端贯穿至加热箱1内部的传动轴5，所述传动轴5的一端连接有金属筛网6，所述金属筛网6另一侧通过连接轴7与加热箱1的内壁连接，所述连接轴7和传动轴5的一端分别延伸至金属筛网6的内部且与同一缓冲轴8的两侧连接，所述超声波发生器9的输出端连接有与加热箱1连通的换能器10，所述换能器10通过变幅杆11连接有位于连接轴7上的振动板12，所述振动板12固定在变幅杆11上，所述变幅杆11的中部开设有圆孔并通过圆孔套装在连接轴7上，所述加热箱1的上端面开有箱门13，通过箱门13设置的大小可便于金属筛网6的安装拆卸，所述箱门13上装有泄压机警报装置14，泄压机警报装置14具有泄压、净化报警功能，正常加热过程中产生的有害气体经净化装置净化后排出，当加热箱内气压超过四个大气压后，泄压机警报装置14自动开启，微波发射器2停止工作，加热箱1内气压下降，属于现有技术，所述加热箱1底部的中间位置设有排污阀15，排污阀15为锥形，去除的焊锡和废旧液体可通过排污阀15排出。

其中，所述金属筛网6为圆柱形且左右端面均为网状，所述金属筛网6的左端面中部通过轴承与连接轴7连接，所述连接轴7的另一端与加热箱1也利用轴承传动连接，保证7转动的同轴性，所述金属筛网6的右端面固定连接有金属圆柱面，所述金属筛网6的右端面与传动轴5固定连接，所述金属筛网6右端金属圆柱面上设有用于废旧电路板放置和取出的出入口，方便废旧电路板的放入和取出。

其中，所述金属筛网6的内弧网面上焊接有三个呈环形等距分布的横档凸起6a，横档凸起6a的数量和宽度可根据实际需求(每次废旧电路板的放置量进行加工生产)，其作用是方便金属筛网6在转动的时候，利用横档凸起6a对废旧电路板进行限位，使其可以随金属筛网6旋转至一定高度落下，充分将废旧电路板分散至金属筛网6内部区域内。

其中，所述波导3与加热箱1的连接处设有密封罩，防止微波外泄。

其中，所述振动板12的端面直径与金属筛网6的端面直径相同，所述振动板12中部圆孔处的内壁与连接轴7之间留有一定的间隙，在保证振动板12震动产生的冲击波能够刚好作用在金属筛网6内的废旧电路板的同时，使得振动板12的震动所需能量最小化，符合节能环保的理念。

其中，所述加热箱1与波导3、传动轴5、连接轴7、换能器10及箱门13之间的连接均采用良好的密封处理，防止加热箱1内的液体和微波泄露。

其中，所述缓冲轴8的中部均匀分布有圆形的凸起，缓冲轴8的材质为弹性且不与导热油反应的材料，通过缓冲轴8的设置可以对废旧电路板进行阻挡，延长废旧电路板落下的时间。

本实施例的工作原理如下：

将废旧电路板放入金属筛网6中，(卡)锁紧金属筛网6的出入口以防止废旧电路板漏出；将导热油从箱门13倒入加热箱1中，使液面高于波导3的上沿高度，启动波导3，选择适当的微波发射功率对加热箱1内的导热油进行加热，并使导热油的温度控制在195℃～210℃之间(现有技术在此不做赘述)，焊锡在导热油的加热下，开始熔化；

加热过程中，当导热油温度升高至190℃时，超声波发生器9启动，发出超声波，导热油在超声波作用下急剧产生微小的空化气泡，这些微小的空化气泡体积迅速膨胀并瞬间破裂，产生的高强度的微爆炸和冲击波，高强度的微爆炸和冲击波轰击处于熔融状态的焊锡，迫使焊锡脱离废旧电路板，从而达到去除焊锡的目的，超声波发生器9启动5分钟后，启动电机4，传动轴5带动金属筛网6翻转，无焊锡焊接的电子元器件在机械翻转的作用下从废旧电路板上脱离并聚集在金属筛网6中，脱离废旧电路板的处于熔融状态的焊锡在斯托克斯效应下沉积至排污阀15上面的锥形凹腔中，并与导热油产生分离界面，超声振动系统启用10分钟后，常用废旧电路板的电子元器件的拆卸率达到98％以上。

注：导热油选用联苯低熔混合物型导热油，该类导热油热稳定性好，使用温度高(400℃)，挥发性小，可反复利用；

波导3拥有10只磁控管，每只最大输出功率为400W，总功率在2000W～4000W之间，可根据加热要求分6档调节使用；

波导3选用的频率为f＝25±3KHz，低频率超声波空化作用更明显，产生的冲击力更大，更易于剥离处于熔融状态的焊锡而不损坏电子元器件；

金属筛网6其网格尺寸为1mm×1mm，该网格尺寸既有利于处于熔融状态的焊锡渗漏至加热箱底部，又可有效防止脱离后的电子元器件泄漏至加热箱底部，从而很好地实现焊锡与电子元器件的分离；

金属筛网6的机械翻转速度可在10r/min、20r/min和30r/min三档之间调节。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.微波加热、超声振动、机械翻转复合拆卸电子元器件装置，其特征在于：包括微波加热系统、超声振动系统和机械翻转系统；

微波加热系统包括加热箱(1)、微波发射器(2)和波导(3)，所述微波发射器(2)包括磁控管、馈能波导、电源、温度控制调节装置等部件；

超声振动系统包括超声波发生器(9)、换能器(10)、变幅杆(11)和振动板(12)；

机械翻转系统包括电机(4)、传动轴(5)和连接轴(7)。

2.根据权利要求1所述的微波加热、超声振动、机械翻转复合拆卸电子元器件装置，其特征在于：所述加热箱(1)的内外层为不锈钢金属，且加热箱(1)的内外层中部设有隔热层，所述加热箱(1)一侧的内层通过波导(3)与微波发射器(2)进行能量传输，所述加热箱(1)位于微波发射器(2)的一侧设有电机(4)，所述电机(4)的输出轴通过联轴器连接有一端贯穿至加热箱(1)内部的传动轴(5)，所述传动轴(5)的一端连接有金属筛网(6)，所述金属筛网(6)另一侧通过连接轴(7)与加热箱(1)的内壁连接，所述连接轴(7)和传动轴(5)的一端分别延伸至金属筛网(6)的内部且与同一缓冲轴(8)的两侧连接，所述超声波发生器(9)的输出端连接有与加热箱(1)连通的换能器(10)，所述换能器(10)通过变幅杆(11)连接有位于连接轴(7)上的振动板(12)，所述振动板(12)固定在变幅杆(11)上，所述变幅杆(11)的中部开设有圆孔并通过圆孔套装在连接轴(7)上，所述加热箱(1)的上端面开有箱门(13)，所述箱门(13)上装有泄压机警报装置(14)，所述加热箱(1)底部的中间位置设有排污阀(15)。

3.根据权利要求2所述的微波加热、超声振动、机械翻转复合拆卸电子元器件装置，其特征在于：所述金属筛网(6)为圆柱形且左右端面均为网状，所述金属筛网(6)的左端面中部通过轴承与连接轴(7)连接，所述连接轴(7)的另一端与加热箱(1)也利用轴承传动连接，所述金属筛网(6)的右端面固定连接有金属圆柱面，所述金属筛网(6)的右端面与传动轴(5)固定连接，所述金属筛网(6)右端金属圆柱面上设有用于废旧电路板放置和取出的出入口。

4.根据权利要求3所述的微波加热、超声振动、机械翻转复合拆卸电子元器件装置，其特征在于：所述金属筛网(6)的内弧网面上焊接有三个呈环形等距分布的横档凸起(6a)。

5.根据权利要求2所述的微波加热、超声振动、机械翻转复合拆卸电子元器件装置，其特征在于：所述波导(3)与加热箱(1)的连接处设有密封罩。

6.根据权利要求2所述的微波加热、超声振动、机械翻转复合拆卸电子元器件装置，其特征在于：所述振动板(12)的端面直径与金属筛网(6)的端面直径相同，所述振动板(12)中部圆孔处的内壁与连接轴(7)之间留有一定的间隙。

7.根据权利要求2所述的微波加热、超声振动、机械翻转复合拆卸电子元器件装置，其特征在于：所述加热箱(1)与波导(3)、传动轴(5)、连接轴(7)、换能器(10)及箱门(13)之间的连接均采用良好的密封处理。

8.根据权利要求2所述的微波加热、超声振动、机械翻转复合拆卸电子元器件装置，其特征在于：所述缓冲轴(8)的中部均匀分布有圆形的凸起。