專利名稱：用于分解包括陰極射線管的電子產(chǎn)品和回收材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于回收陰極射線管的方法，特別是用于在陰極射線管被廢棄后，按照充分回收原材料的方式處理它們的方法。
背景技術(shù)：
在電視機和計算機顯示器中，使用了數(shù)量巨大的陰極射線管(CRT)。它們以一定速度明顯地被淘汰，并且據(jù)估計，在歐洲范圍內(nèi)，每年廢棄150,000噸的CRT，在芬蘭這個數(shù)字甚至是每年2000噸，大約相當(dāng)250,000個CRT。
在CRT被廢棄時，人們嘗試回收所有可用材料。此外，做出嘗試來確保回收材料盡可能地清潔，這自然使它們的可用性和價值盡可能地大。
代替把CRT壓碎，其他的針對產(chǎn)生更好的最終結(jié)果、用于拆卸的方法也被注意到。這些方法的例子公開在德國4205404號專利申請和4234695號專利公開文本中。這些文獻(xiàn)公開的是，在顯像管前部和圓錐形背后部之間的區(qū)域纏上一根電阻絲，加熱該電阻絲，使得電阻絲猛烈地加熱其下的顯像管，使顯像管裂開并使之沿著裂縫分成兩半。
德國3901842號專利申請也公開了使用高壓水噴射把顯像管切割成幾個部分。
此外，德國3901842和4003497專利公開文本公開了使用一種機械的水冷切割刀，將顯像管切割成幾個部分。后一個公開文本也公開了可以將CRT簡單地壓碎。
另外，已知有幾個方法，在所述方法中，使用激光加熱CRT的圓錐部分和前部之間的鉛焊，使得這些部分彼此分離。
在壓碎處理中，不可能回收干凈的材料。另外，用水切割或者冷卻的方法也有缺點，就是產(chǎn)生了過量的水，所述水混與切屑混合并產(chǎn)生了垃圾。在任何一種情形中，必須除掉水，以便進(jìn)行進(jìn)一步的處理。
如果CRT前部的玻璃能夠回收用于某些用途，那么它不能含有任何的鉛。如果前部回收時完全地干凈，它將自然地比混合廢物具有更大的價值。上述基于激光的分離方法也具有缺點，即所述接合處含有鉛或者是由鉛構(gòu)成的，使得在使用所述方法時，結(jié)果是玻璃價值極小。
CRT的圓錐形部分以及突出的后部是由鉛玻璃構(gòu)成的，所述鉛玻璃用于把電磁輻射完全屏蔽在顯像管內(nèi)。另一方面，前面部分由傳統(tǒng)的玻璃構(gòu)成。顯示色彩要求使用在電子輻射下發(fā)光的涂層，于是產(chǎn)生了顏色。另外，CRT里外都有各種金屬部件，比如偏轉(zhuǎn)線圈，柵極，以及類似的部件。
日本的Matsuhita公司已經(jīng)研制出一種自動化系統(tǒng)，所述系統(tǒng)可以以每臺50秒左右的速度分解電視機。該方法公開在美國6,188,848號專利中。所述專利最重要的特點是待拆卸的設(shè)備置于傳送帶上，所述傳送帶把設(shè)備送到斜臺上，在那里去除設(shè)備后部的保護(hù)外殼，然后用強力的氣體噴射器清潔該裝置，并在側(cè)面板上切出一個U形口。用這種方法，而后對保護(hù)CRT的前部和圓錐形部分之間的接合處的鋼帶進(jìn)行感應(yīng)加熱，并將其機械推出。
此后，刷掉金屬帶的基底及其上的膠，并將CRT的各部件用金剛石盤片機械切斷并加熱，使得熱應(yīng)力把各部件彼此分離。其他部分被分級，壓碎，并回收用來提供盡可能干凈的零件。
上述方法要求五個人工作，以及六個機器人，自然還有包括傳送裝置。上述方法使用分離的傳感器，所述傳感器有好幾個，用來測量尺寸及距離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明意圖實現(xiàn)一種方法，所述方法的使用避免了現(xiàn)有技術(shù)的缺點。本發(fā)明也將提供一種以干凈的形式回收可再生材料的自動化的方法。
本發(fā)明的前述以及其他的好處和優(yōu)點以所附權(quán)利要求書中的特征描述的方式實現(xiàn)。


在下文中，參考附圖，不加任何限制地審查本發(fā)明，所述附圖示出本發(fā)明的各種具體特性。
這樣圖1示出用于應(yīng)用本發(fā)明的方法的工作環(huán)境的一種可行的通用布置；
圖2示出一個被看好的用于分解具有陰極射線管的顯示終端或者電視設(shè)備前部面板的過程；圖3a示出如何使用激光在一個CRT上加工出凹槽，用于分解CRT；圖3b依次示出一個方法，通過所述方法顯像管很容易地沿凹槽分開。
具體實施例方式
圖1圖示出一個車間的例子，在所述例子中，例如電視機或者顯示終端被拆卸。這樣，電視機或者類似的待拆卸設(shè)備被傳送所循的實際的傳送線在圖中用箭頭1標(biāo)出。待拆卸設(shè)備從邊上沿著圖示的傳送帶2到達(dá)這條線。3是傳送帶，一些盒子在其上移動，拆卸工4把鏡適當(dāng)分類后的分離部件收集到所述盒子中。分離之后，機殼被吊回到傳送帶5和6上，從傳送帶5和6傳送到橫向傳送帶7上，將對這些機殼進(jìn)行粉碎以及其他進(jìn)一步的處理。
裝滿分離部件的盒子在橫向傳送帶9上被傳送做進(jìn)一步處理。沒有機殼的CRT沿箭頭10所指方向被傳送做進(jìn)一步處理。圖1中待拆卸設(shè)備用附圖標(biāo)記8標(biāo)記。
以下是根據(jù)本發(fā)明一個過程的例子的簡要描述。電視機和CRT計算機顯示終端通常用螺絲裝配，使得機身和顯像管后部在四個點上由螺絲釘擰在一起，形成一個包括設(shè)備機殼的整體。根據(jù)目前開發(fā)的方法，含有CRT的設(shè)備從傳送帶上被取下，利用吸墊被CRT附著，所述吸墊未在圖1中詳細(xì)顯示，但是顯示為設(shè)備8的中心的圓11，后機殼被除去，如以后所述，前機殼向下被除去，使得CRT及其所有電子設(shè)備保持附著在吸墊支架上。吸墊支架應(yīng)該具有充分大的直徑以給出足夠的保持力矩，用來在其他部件之中，從顯像管的細(xì)頸上扭掉偏轉(zhuǎn)線圈。
在目前開發(fā)的方法中，可以感應(yīng)地找出(be sought inductively)上述螺絲釘。這個位置在圖1中以虛線構(gòu)成的塊12顯示。如果一個足夠高頻率的感應(yīng)加熱線圈移動到電視機或者CRT附近，當(dāng)含鐵金屬(ferro-metallic)部件位于附近時，線圈開始消耗更大的電流。上述探測器就這樣被一種例如已知的技術(shù)引導(dǎo)，甚至更靠近鐵磁部件并將它加熱，例如在位置12，從而熔化它周圍的塑料部件。如果所有的，例如四個裝配螺釘，被同時加熱，那么被螺絲釘連接在一起的部件可以彼此分離開，使得機殼后部和前面板被分離開。緊接在所述加熱過程后，當(dāng)拆卸工4把從設(shè)備上分離出的機殼后部簡單地提起放到傳送帶5和6上時，這個工作階段就由拆卸工完成了。
其他從顯示器上分離出的較小的部分被分揀到傳送帶下面的盒子中。一旦盒子裝滿，拆卸工就按下一個按鈕，盒子被倒空9并自動被一個新的空盒子取代。
此后，還希望處理機殼的前部，所述前部通常同樣是一個塑料部件。為此，可以在拆卸工的工作區(qū)執(zhí)行圖2所顯示的系列階段。圖2的右手側(cè)是附著在一吸墊上并且其后部被去掉的設(shè)備處在工作臺上上的情況。首先，用吸墊裝置11把設(shè)備提到上面的位置，即階段II，在其中夾緊裝置13夾緊設(shè)備并保持它上升。機殼的前部14留在工作臺上。在階段III，吸墊裝置釋放它對CRT的夾持，并且該吸墊裝置的臂下降到工作面以下。在這個階段中，可以把機殼的前部14簡單地向側(cè)面推到圖1的傳送帶5和6上。
階段IV和V顯示了已經(jīng)去除機殼的CRT是如何從夾緊裝置13的支撐被放下的。CRT行進(jìn)到下一個階段。從現(xiàn)在開始，CRT本身用附圖標(biāo)記15標(biāo)記。
下一個階段是去除保護(hù)CRT前后部分之間接合處并且也可能連接有其他輔助部件的金屬帶。如果需要，金屬帶的位置也可以用感應(yīng)方法搜尋，在這種情況下，被加熱并伸長的金屬帶易于去除。去除工作可手動或者使用類似于機器人的設(shè)備自動完成。
該工作階段接下去是清潔剩下的CRT，所述CRT的機殼和金屬帶已經(jīng)清潔過。該帶下通常是一個膠層，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述膠層用一個激光裝置去除，所述激光裝置提供2-3cm寬的扇形光束，該光束把膠層燒成一種可用刷子或者氣流去除的狀態(tài)。接著，同樣或者類似的激光裝置使用一種感應(yīng)探測器或者光反射傳感器來搜尋各種粘貼標(biāo)簽，所述標(biāo)簽用一束扇形激光以上述相同方式去除。
在此階段中，CRT 15的外表得到清潔，CRT前部與圓錐形部分之間不同的玻璃等級可以在下一階段中分開。
此后，顯示在圖3a中的激光裝置，所述激光裝置在本例中是點激光16，圍繞著CRT移動同時加熱并去除CRT的材料，以這種方式圍繞CRT形成一條小凹槽18。實際上，激光裝置16通常是固定的而CRT 15則旋轉(zhuǎn)。
如果選擇了合適的參數(shù)，CRT就會自然地分裂開，無須采用任何其他的措施。這樣，實際試驗中觀察到，使用輸出功率1200W或者更多，例如1500W的激光束，并且在此階段中激光束沿CRT周圍移動的速度每分鐘小于3m，CRT就會自動分裂開，不必采用后文描述的可能的加熱/冷卻措施。特別是激光束的方向或者其他參數(shù)可以調(diào)節(jié)，用來在凹槽不同的邊上產(chǎn)生特定的溫度梯度，這樣保證CRT的分裂。
圖3b顯示了如果希望幫助分裂或者如果必須加以幫助的話，CRT如何沿著凹槽18分成兩部分。這通過在凹槽18的兩面產(chǎn)生很大溫度差而發(fā)生，所述溫度差將把CRT 15沿凹槽18分開。這樣，在上述激光處理之后，通常緊接其后，通過一根渦管(vortex pipe)吹入壓縮空氣，這同樣是大家都知道的，到利用激光所形成的凹槽的不同側(cè)面上。根據(jù)一個知名的原理，進(jìn)到渦管17中的壓縮空氣分成兩股氣流，一端發(fā)出熱空氣而另一端是冷空氣。這是在由激光所形成的凹槽18的不同側(cè)面上產(chǎn)生溫度差的簡單方法。這個溫度差通常足夠把CRT沿所述凹槽分開。使用多個渦管可以產(chǎn)生足夠快的冷卻/加熱。
以7巴的壓力流經(jīng)渦管17的壓縮空氣已經(jīng)可以產(chǎn)生超過100℃的溫度差，而更大的壓力可以給出高達(dá)170℃的溫度差。
很明顯也可以其他方法產(chǎn)生溫度差。這樣使用常規(guī)冷或熱的氣體噴射器，或者甚至一個單獨的激光裝置來產(chǎn)生溫度差是可能的。
一旦CRT 15業(yè)已被分成兩部分并且其金屬部件業(yè)已以例如已知的手動或者使用機器人的方式被去除，則熒光粉被刷掉并且用來自CRT內(nèi)部的氣流吸走，并且此后使用強力刷子把氧化鋁涂層從側(cè)面刷走。在目前描述的方法中，氧化鋁作為磨粒粘附在上述強力刷子上，所以外來物質(zhì)盡可能地少地與該系統(tǒng)混合。
此后，其他被拆卸的金屬部件借助于感應(yīng)加熱和基于紅外輻射的熱探測器被分開。使用這些措施的結(jié)合，各種金屬物質(zhì)、鐵磁物質(zhì)，以及在不同的加熱下，鋁和銅零件，可被自動分類并單獨地被放到傳送帶上。
這種方法和先前描述的方法大不相同。在本例中，根據(jù)一個實施例，一個激光被用于兩個不同目的，即用于從固定點(凹槽18)除去材料，以及，如果要求的話，也用于在不毀壞底部的情況下從底部除去材料(粘貼標(biāo)簽以及類似物)。如果使用感應(yīng)加熱，可用它來顯示一個金屬以及熔化圍繞在金屬附件上的塑料，也用來分解CRT的金屬帶，和紅外溫度計一起使用用來對金屬分類。
CRT 15的圓錐形部分通常包括一個石墨和/或者金屬氧化物涂層，所述涂層用于防止電子束逃逸。一種被充分證實的除掉所述涂層并清潔玻璃的方法，是把CRT的圓錐形部分放到振蕩研磨機內(nèi)進(jìn)行去除。根據(jù)本發(fā)明，被壓碎的部分發(fā)熒光的玻璃用于清潔，由部分相同的CRT構(gòu)成的0.5-2.0mm的碎片部分被用作被壓碎的材料。碎玻璃和石墨、磨掉標(biāo)簽的殘渣、金屬氧化物一起被加到例如一個旋風(fēng)分離器(cyclone separator)和囊式濾塵器(bag filter)中進(jìn)行分離，然后返回到振蕩研磨機中。代替流態(tài)化振蕩研磨機，自然也能使用同樣的碎玻璃進(jìn)行的噴射。
使用激光處理CRT帶來了常規(guī)的玻璃切割不會出現(xiàn)的特殊問題。問題在于，面板玻璃和圓錐形玻璃之間的接合處的孔隙度，外圍的不對稱形狀，玻璃厚度和玻璃等級的變化，以及接合處的其他雜質(zhì)。從而，廣泛的試驗表明，玻璃必須用大體上8-15mm的激光在面板玻璃(顯像管前面)側(cè)面從接合處開槽，以確保前面玻璃的清潔，并且還表明玻璃優(yōu)選地用處于散焦(de-focus)位置的激光加熱，使得溫度差異在120℃以上，并且此后用至少在兩側(cè)移動的渦管對稱地冷卻玻璃。根據(jù)做過的試驗，優(yōu)選的激光輸出功率為900-800W，優(yōu)選的速度大約3.5m/min。
根據(jù)本發(fā)明所述，在機器人的控制下也使用感應(yīng)加熱器，以顯露出被加熱的螺絲釘，所述螺絲釘被加熱到如此的程度，使得它周圍的塑料熔化并且使用適當(dāng)大小的力可以把螺絲接頭拉開。
利用這種方法，人的工作強度可以減少到最低限度，各種傳感器的數(shù)目也可以減少，并且相同的裝置可以用于不同的任務(wù)。根據(jù)本發(fā)明，拆卸工作可以完全使用人工勞動力進(jìn)行，或者完全地或者部分地自動化進(jìn)行。
本發(fā)明的一個最重要的部分在于如下事實，即所使用的裝置實質(zhì)上僅僅是一個具有兩種不同功能的激光裝置，和感應(yīng)加熱器，以及一個紅外相機和它所引導(dǎo)的分類機器人，更優(yōu)選地還有一個作為次重要因素的“振蕩研磨機”，在所述振蕩研磨機中使用了流體化的碎玻璃來清潔CRT的錐形部分，或者相同的清潔工作使用氣流噴射碎玻璃來完成。
這樣，塑料部件被分離開，玻璃被分成兩類，金屬鐵、鋁和銅，以及電路板被分成不同的類別。此后，使用正常的粉碎和分類方法處理它們，所述方法同樣地是廢料處理中已知的。
權(quán)利要求
1.一種用于分解裝備有一陰極射線管的電子設(shè)備并回收材料的方法，所述方法包括多個階段，在其中，除去所述設(shè)備的機殼，從所述陰極射線管上剝?nèi)タ刹鹦兜妮o助設(shè)備，然后清潔所述材料并將其分類，其特征在于，一點激光被用于在一分離點處形成一凹槽，所述分離點位于朝向前部、距所述前部和所述圓錐形部分之間結(jié)合處一距離處，并且被用于在所述凹槽的不同的側(cè)面引起一溫度差，以保證各部分的分離，以及彼此被分離的清潔部件被用于進(jìn)一步的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，激光源還被用于除去雜質(zhì)，例如膠、標(biāo)簽以及來自所述陰極射線管的外表面的類似的雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，一所謂扇形激光或所述激光的散焦設(shè)定被用于除去所述雜質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，一感應(yīng)加熱器被用于搜尋金屬元件并將它們加熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，一激光束被用于制作所述分離凹槽，所述激光束具有1200W以上的輸出功率，和在所述陰極射線管之上小于每分鐘3m的移動速度。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述分離凹槽已經(jīng)完成后，特別在緊接所述凹槽的附近，在所述凹槽一側(cè)的區(qū)域，所述扇形的或者散焦的激光也還被用于加熱所述陰極射線管。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述相同的感應(yīng)加熱元件被用于搜尋并加熱需要加熱的所述金屬部件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，接著使用通過粉碎與將要被清潔的陰極射線管類似的一陰極射線管的一些部分所獲得的材料做為磨料清潔所述陰極射線管的被分離的部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在搜尋并加熱螺絲釘時在所述感應(yīng)加熱器里使用400-1000KHz的頻率，而在加熱所述陰極射線管的金屬帶時使用200-600KHz的頻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過使用一個或多個渦管，在所述凹槽的不同側(cè)面產(chǎn)生所述溫度差，所述渦管的熱氣流被導(dǎo)向所述凹槽的一側(cè)，而冷氣流則被導(dǎo)向另一側(cè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述凹槽的不同側(cè)面上產(chǎn)生至少120℃左右的一溫度差。
12.根據(jù)以上權(quán)利要求之中任意一項所述的方法，其特征在于，以標(biāo)準(zhǔn)功率輸出的感應(yīng)加熱和使用基于紅外線的一器件測量所述部件的溫度被用于對所述部件，特別是從所述陰極射線管的分解中獲得的金屬部件，進(jìn)行分類。
全文摘要
一種用于分解裝備有一陰極射線管的電子設(shè)備并回收材料的方法，所述方法包括多個階段，在其中，除去所述設(shè)備的機殼，從所述陰極射線管上剝?nèi)タ刹鹦兜妮o助設(shè)備，然后清潔所述材料并將其分類，其特征在于，一點激光被用于在一分離點處形成一凹槽，所述分離點位于朝向前部、距所述前部和所述圓錐形部分之間結(jié)合處一距離處，并且被用于在所述凹槽的不同的側(cè)面引起一溫度差，以保證各部分的分離，以及彼此分離的清潔部件用于進(jìn)一步的目的。如果要求，激光源還被用于除去雜質(zhì)，例如膠、標(biāo)簽以及來自所述陰極射線管的外表面的類似的雜質(zhì)。
文檔編號H01J9/52GK1650385SQ03809769
公開日2005年8月3日 申請日期2003年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月22日
發(fā)明者勞諾·霍拉帕, 卡爾維·萊斯基南, ?；だ惯_(dá)爾 申請人:普羅文蒂亞自動化公司