用于处理具有污染物粒子的物体的系统及方法 |
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| 申请号 | CN201310500542.0 | 申请日 | 2013-10-22 | 公开(公告)号 | CN103878164B | 公开(公告)日 | 2017-12-19 |
| 申请人 | 江门市俐通环保科技有限公司; | 发明人 | 张磊; 王明堂; | ||||
| 摘要 | 一种用于处理具有污染物粒子的物体的系统及方法，其包括在 粉碎 室中粉碎物体以形成多个碎片的步骤，其中，粉碎室被设置成充分抗燃的，以及从多个碎片移除污染物粒子的步骤。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于处理具有污染物粒子的物体的方法，其包括下面的步骤： |
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| 说明书全文 | 用于处理具有污染物粒子的物体的系统及方法技术领域[0001] 本发明涉及一种用于处理具有污染物粒子的物体的系统及方法，且具体地，然而不是唯一地，涉及具有墨粉(toner particle)的物体。 背景技术[0002] 印刷机和影印机已经使得当今的印刷变为较简单的任务。在某种程度上由于印刷及影印技术领域的新发展，商家和消费者对印刷机和影印机的接近机会显著地增加了，因为印刷机和影印机现在被定价在差不多可支配的价格。 [0003] 然而，尽管印刷及影印技术上的发展，来自于印刷和影印装置的废物正变成更大的环境问题。特别地，鉴于消费者如今较容易接近这些装置，诸如旧装置、打印机针头或着色墨盒的许多废物正变成主要的环境问题。 [0004] 这些环境问题中的部分是源自这些印刷机和复印机当作印染剂或着色剂使用的实际墨粉是具高毒性且不安全的。有报道称墨粉为致癌物，且墨粉進入入到环境对人类和野生生物是具高毒性的。此外，由于墨粉经常通常被看作“带电”粒子，它还可能易于污染它所储存在的物品或它所被发现的环境。 发明内容[0005] 根据本发明的第一方面，提供一种用于处理具有污染物粒子的物体的方法，其包括下面的步骤：在粉碎室中粉碎物体以便形成多个碎片，其中，粉碎室被设置成充分抗燃；以及将污染物粒子从多个碎片移除。 [0006] 在第一方面的实施例中，粉碎室被冷却。 [0007] 在第一方面的实施例中，粉碎室被热交换设备冷却。 [0008] 在第一方面的实施例中，热交换设备包括围绕粉碎室的冷却剂循环。 [0009] 在第一方面的实施例中，冷却剂为水。 [0010] 在第一方面的实施例中，粉碎室被设置成至少部分地填充有不可燃物质。 [0011] 在第一方面的实施例中，不可燃物质被泵送到粉碎室。 [0012] 在第一方面的实施例中，不可燃物质为氮气。 [0013] 在第一方面的实施例中，污染物粒子通过吸入压力从碎片移除。 [0015] 在第一方面的实施例中，吸引管道被过滤以便收集污染物粒子。 [0016] 在第一方面的实施例中，吸引管道由设置在吸引管道与真空马达之间的筛选单元来过滤。 [0017] 在第一方面的实施例中，筛选单元被设置成防止污染物粒子接触真空马达。 [0018] 在第一方面的实施例中，筛选单元被设置成将污染物粒子收集到一个或多个收集袋。 [0019] 在第一方面的实施例中，污染物粒子为墨粉。 [0020] 在第一方面的实施例中，具有污染物粒子的物体为墨盒。 [0021] 在第一方面的实施例中，该实施例进一步包括从碎片移除一个或多个金属构件的步骤。 [0022] 在第一方面的实施例中，一个或多个金属构件由设置成从碎片中检测和收集金属构件的电磁分选器移除。 [0023] 在第一方面的实施例中，该实施例进一步包括搅动碎片以移除污染物粒子的步骤。 [0024] 在第一方面的实施例中，碎片通过施加振动力来搅动。 [0025] 在第一方面的实施例中，搅动碎片的步骤与通过吸入压力从碎片移除污染物粒子的步骤联合施加。 [0026] 根据本发明的第二方面，提供一种用于处理具有污染物粒子的物体的系统，其包括：粉碎模块，其被设置成在粉碎室中粉碎物体以便形成多个碎片，其中，粉碎室被设置成充分抗燃，以及粒子移除模块，其被设置成从多个碎片移除污染物粒子。 [0027] 在第二方面的实施例中，粉碎室被冷却。 [0028] 在第二方面的实施例中，粉碎室通过热交换设备来冷却。 [0029] 在第二方面的实施例中，热交换设备包括围绕粉碎室的冷却剂循环。 [0030] 在第二方面的实施例中，冷却剂为水。 [0031] 在第二方面的实施例中，粉碎室被设置成至少部分地填充有不可燃物质。 [0032] 在第二方面的实施例中，不可燃物质被泵入粉碎室。 [0033] 在第二方面的实施例中，不可燃物质为氮气。 [0034] 在第二方面的实施例中，污染物粒子通过吸入压力从碎片移除。 [0035] 在第二方面的实施例中，吸入压力经由吸引管道由真空马达传递。 [0036] 在第二方面的实施例中，吸引管道被过滤以收集污染物粒子。 [0037] 在第二方面的实施例中，吸引管道由设置在吸引管道与真空马达之间的筛选单元来过滤。 [0038] 在第二方面的实施例中，筛选单元被设置成放置污染物粒子与真空马达接触。 [0039] 在第二方面的实施例中，筛选单元被设置成将污染物粒子收集到一个或多个收集袋内。 [0040] 在第二方面的实施例中，污染物粒子为墨粉。 [0041] 在第二方面的实施例中，具有污染物粒子的物体为墨盒。 [0042] 在第二方面的实施例中，该实施例进一步包括金属分选器，其被设置成从碎片移除一个或多个金属构件。 [0043] 在第二方面的实施例中，金属分选器被设置成通过施加设置成从碎片检测和收集金属构件的电磁力来移除金属构件。 [0044] 在第二方面的实施例中，该实施例进一步包括振动模块，其被设置成搅动碎片以便移除污染物粒子。 [0045] 在第二方面的实施例中，碎片通过施加由振动模块所传递的振动力来搅动。 [0046] 在第二方面的实施例中，振动器模块被设置成与真空马达联合操作以便通过吸入压力从碎片移除污染物粒子。 [0047] 根据本发明的第三方面，提供一种用于处理具有墨粉的墨盒的方法，其包括下面的步骤：在设置成充分抗燃的室内粉碎墨盒以便形成多个碎片，从碎片移除一个或多个金属构件，通过搅动碎片从碎片移除墨粉，以及从碎片中吸出墨粉。 [0048] 在本发明的实施例中，从碎片移除墨粉的步骤使用具有过滤设备的吸入系统，该过滤设备被设置成防止墨粉进入吸入系统的真空马达。 [0049] 根据本发明的第四方面，提供一种用于处理具有墨粉的墨盒的系统，其包括：粉碎器模块，其被设置成在设置成充分抗燃的室内粉碎墨盒以形成多个碎片，金属分选器，其被设置成从碎片移除一个或多个金属构件，粒子移除模块，其被设置成通过搅动碎片和采用吸入压力以从碎片吸出墨粉来从碎片移除墨粉。 [0051] 现在将参考附图，通过示例的方式，描述本发明的实施例，其中： [0052] 图1为根据本发明的一个实施例的用于处理具有污染物粒子的物体的系统的框图； [0053] 图2为图1的用于处理具有污染物粒子的物体的系统的粉碎器模块的框图； [0054] 图3为根据图1的用于处理具有污染物粒子的物体的系统的粒子移除模块的侧视图； [0055] 图4为根据本发明的另一个实施例的用于处理具有污染物粒子的物体的系统的示意图；以及 [0056] 图5为阐释用于通过图4的系统处理使用过的具有墨粉的墨盒的方法步骤的流程图。具体实施例 [0057] 参考图1，示出了一种用于处理具有污染物粒子100的物体的系统，其包括：粉碎器模块102，其被设置成在粉碎室104中粉碎多个物体101以形成多个碎片106，其中，粉碎室104被设置成充分抗燃；以及粒子移除模块108，其被设置成从多个碎片106移除污染物粒子 110P。 [0058] 在该实施例中，用于处理具有污染物粒子100的物体的系统，包括粉碎器模块102，其被设置成接收诸如使用过的墨盒或其它物品或废物的物体，以及将这些物体粉碎或切割成小的碎片。由于墨盒通常由用塑料材料制成的外壳和一些未使用过的墨粉组成，该塑料材料具有诸如弹簧、杆或钩的金属零件各种碎块以在墨盒的使用期间有助于墨盒的操作，粉碎器模块102在粉碎墨盒时可能产生包括塑料或非金属的碎片以及将由出现在使用过的墨盒中的剩余墨粉所污染的金属碎片的碎片。在该实施例中，粉碎器模块包括冷却系统，其在下面参考图2来描述。冷却系统被设置成在操作中冷却粉碎器，以及被设置成在粉碎室中保持抗燃的环境以便最小化使污染物粒子燃烧的几率。 [0059] 优选地，当系统100被用于处理使用过的墨盒时，墨盒首先可被放置到粉碎器模块以便被处理成多个碎片。这些碎片可包括可大体被曾出现在使用过的墨盒中的墨粉所污染的塑料或金属的碎片。一旦碎片从粉碎器模块中形成，碎片被传递到粒子移除模块108。 [0060] 在该实施例中，粒子移除模块108被设置成接收被包括来自于墨盒的墨粉的污染物粒子所污染的碎片。一旦这些碎片被接收，粒子移除模块108(也可被称作粒子聚集单元)被设置成充分分离并聚集来自于碎片的污染物粒子。参考图3，阐释了粒子移除模块108的一个实施例的简图，该粒子移除模块被设置成包括提供吸入压力的吸入单元，以至从碎片中移除污染物粒子110P以及以至将这些粒子110P收集或聚集在一个或多个收集容器中。在另一个实施例中，提供振动设备以便搅动碎片106，以使得污染物粒子110P可从碎片106分开并可被从碎片106移除。 [0061] 一旦粒子移除模块108已完成了粒子移除过程，从该过程剩余的碎片106可被收集以用于进一步处理、再循环利用或处理。现在这是可能的，这是因为诸如墨粉的污染物粒子已在处理使用过的墨盒时被充分移除。这有利之处在于，碎片106现在被有效地去污，并且将不再或者至少大体较少地对环境有毒害或造成健康危害。 [0062] 参考图2，示出了粉碎器模块102的实施例，其被在图1的用于处理具有污染物粒子的物体的系统中使用。在该实施例中，粉碎器模块包括两轴粉碎器，其被容纳在限定为粉碎室104的室内。在一个实施例中，两轴粉碎器可包括设置成在多个方向上旋转的多个刀片，以便有效地切割放置在粉碎室内的任一个物体101，以至生成较小块的碎片106。在使用中，作为物体101为墨盒的示例，污染物粒子110P将包括易燃或可燃的墨粉。由于墨粉具有允许它在印刷和影印中使用的独特粒子，墨粉的化学成分使得每个粒子易燃。因此，由于在粉碎过程期间产生热量，施加到墨粉的任何热量可导致燃烧的效果。 [0063] 为了最小化在粉碎室104内引起燃烧过程的几率，粉碎室104被设置成具有在粉碎操作期间有效冷却粉碎器模块102的冷却系统202。优选地，该冷却系统202包括热交换系统，由此冷却剂被用于冷却诸如粉碎器模块102和粉碎室104的内壁的粉碎器模块102的表面，同时避免弄湿物体101或增加其的湿度，碎片106或伴随碎片106的污染物粒子110P，一旦被弄湿，可能使得更难于使污染物粒子110P分离。 [0064] 粉碎器包含冷却系统是有利的，这是因为由粉碎过程产生的热量可通过该热量交换系统被有效地移除。在一个实施例中，热交换系统包括围绕粉碎器内壁的外表面的水或其它形式的冷却剂的循环，且通过这样做，冷却粉碎室内的温度。 [0065] 为了增加粉碎室104内的温度的冷却，冷却系统202可进一步包括设置成在粉碎室104内泵入或注入物质的模块，以至实现冷却效果或增加室104的抗燃性。优选地，不易燃或不可燃气体可被泵入或注入到室104内以降低由粉碎过程所产生的热量引起的燃烧的可能性。这种物质的一个示例为氮气，其可被注入到室内以阻止燃烧，这是因为氮气不易燃。在氮气被注入到室104内时，氮气有效地消除了燃烧的可能性，这是因为室104内的空气的氧含量将远远低于正常空气。此外，氮气为较丰富的气体，其可被以低价购买，且它注入到室内将进一步导致粉碎室104的冷却，而不会增加碎片或污染物粒子的湿度。这有利之处在于，污染物粒子110P和碎片106两者的湿度的增加将使得从碎片106中移除污染物粒子110P变得更加困难。 [0066] 参考图3，阐释了粒子移除模块108的实施例。在该实施例中，粒子移除模块108包括吸入单元300，其被设置成提供移除污染物粒子110P的吸入压力。如该阐释中所示出的，吸入单元包括吸入管道302，其被设置成将吸入压力传递到吸入压力所被需要的特定空间。 [0067] 在该实施例中，吸入单元302包括真空马达306，其被设置成驱动吸入单元302内的气流以产生吸入压力。筛选单元304被设置在真空马达306与吸入管道之间，在该实施例中，其被设置成收集已通过吸入管道吸入的污染物粒子。 [0068] 在某些实施例中，过滤装置用于两个单独的目的。首先，筛选单元304被设置成将污染物粒子收集到用于提取的的单个点。这可包括一个或多个吸入袋，一旦它被污染物粒子充满，就可被倒空。第二目的在于，筛选单元304还被设置成确保污染物粒子不接触真空马达306。在示例中，其特别有利之处在于，污染物粒子包括可导电的墨粉。由于墨粉可为导电的，如果这些粒子接触真空马达306的电触点、线圈、导线或控制板，可发生由短路引起的损坏。因此，筛选单元304可包括具有过滤膜的过滤系统，该过滤膜具有小于0.5微米的直径，以确保诸如墨粉的污染物粒子不可能穿过过滤器，同时允许气流被真空马达306所保持以形成移除污染物粒子的必需吸入能量。 [0069] 如图3中所示的，一旦碎片106被分配到粒子移除模块108，碎片106由振动单元301和吸入单元300来处理。在该实施例中，粒子移除模块108还包括振动单元301，其被设置成与粒子移除模块108的吸入单元300连同操作，尽管本领域技术人员会理解，粒子移除模块108可仅仅包括吸入单元300或振动单元301或同时包括这两个单元300，301，其可单独地或组合在一起工作。 [0070] 在该实施例中，振动单元301被设置成振动或向碎片施加振荡力。通过利用这些振动和振荡力搅动碎片，污染物粒子可有效地被从碎片松开并与碎片106分离。一旦分离，粒子可落入振动单元301的侧部或基底，以便于收集。优选地，振动单元301包括具有多个孔的基底部分，该孔足够大以便污染物粒子穿过，同时足够小以确保碎片不会穿过它落出。这导致了污染物粒子与粉碎的零件之间的分离，且粉碎的零件和污染物粒子都可被在振动单元301的基底处收集。 [0071] 优选地，为了使粒子移除模块108从碎片106移除污染物粒子110P的能力最小化，振动单元301和吸入单元300可被组合使用，以使得松开的污染物粒子可经由吸入压力从碎片106移除，并通过振动单元301的结构而捕获。当吸入单元300和主动单元301同时处于工作时，较大部分的污染物粒子可被从碎片106移除，使得碎片106被充分去污。 [0072] 参考图4和5，阐释了用于处理具有污染物粒子400的物体的系统的另一个实施例的示意图(图4)，和阐释墨盒可通过系统400的该实施例来处理的过程的流程图。在该实施例中，粉碎器模块102和粒子移除模块108通过设置成移除金属碎片的金属分选器模块402和设置成在处理具有污染物粒子的物体的过程中至少部分地分解物体的分解点404来补充。 [0073] 在该实施例中，当具有诸如使用过的墨盒的含污染物粒子的物体被系统400处理时，物体首先被传递到分解点404。在过程的该阶段，物体被机器或工人部分地分解，由此物体被部分地分解，或者使较大的钢及其它金属零件从物体移除。在物体为使用过的墨盒的示例中，分解点404可包括从墨盒移除主要金属零件和/或部分分离或打开墨盒的过程。这有利之处在于，通过包括移除较大的金属零件及部分分离或打开使用过的墨盒的该过程，接下来处理物体的粉碎器模块102可遭受由放置在粉碎室内的较大金属零件引起的对粉碎器刀片的降低的磨损。 [0074] 优选地，这些金属零件的移除过程以及物体的打开在具有负离子空气吸入的完全封闭的室内进行，以防止任何墨粉粉末或粒子进入到环境中。由于由来自于已经充有负离子的空气的吸入压力形成的负离子吸入可能与墨粉的静电性能相反应，吸入在移除逸出的墨粉时比普通的吸入压力更有效。 [0075] 一旦这些物体以在分解点404分解成或处理成移除较大的金属零件，物体随后可由如参考图2和3所描述的粉碎器模块102来粉碎。通过注入氮气到粉碎室104以及包括降低粉碎器模块102所产生的热量的诸如水的冷却剂，使用中的粉碎室104随后将变得充分抗燃。这有利之处在于，诸如墨粉的污染物粒子的着火或燃烧的风险将被充分降低，且反过来，支持粉碎器同时粉碎更多的物体，其增加了系统400的处理能力。 [0076] 一旦碎片106由粉碎器释放，碎片106可被放置到传送带以便被传输到粒子移除模块108。当传输时，磁性分选器模块402可被用于将较小的金属碎片从碎片分离。这些金属碎片106M可包括较小的弹簧构件、杆、钩子或螺钉，其在初始分解过程404中未被移除。通过移除这些金属碎片，于是，用于物体的塑料的纯度可被提高以用于随后的处理或进一步循环再利用。在一个示例中，磁性分选器模块402可借助于电磁元件来操作，该电子元件诸如电磁辊或类似类型的元件，其被设置成利用金属碎片的磁性来将金属碎片从非金属碎片分离。这在处理墨盒中是尤其有利的，这是因为大多数墨盒由塑料容器、外壳或主体制成，并因此通过移除这些金属碎片，容器、外壳或主体的塑料可被融化以用于循环再利用的目的，而没有混入金属零件。 [0077] 一旦磁性分选器模块402完成了金属碎片的移除，剩余的碎片106随后由传送带传递到粒子移除模块108，如参考图3所描述的，其在该实施例中包括振动单元301和吸入单元300。一旦粒子移除模块108移除污染物粒子，该碎片106被有效地去污，这是因为这些污染物粒子的大多数已被移除并被在其它处收集。因此，根据系统400，一旦物体已被处理，金属零件、非金属零件和污染物粒子被分离和收集以用于进一步处理、循环再利用或处理。当与使用过的墨盒一起使用时，在系统400的处理完成时，粉碎的塑料碎片、金属零件和使用过的墨粉可被分离以用于收集和进一步处理，并因此移除使用过的墨盒的环境影响。 [0078] 参考图5，提供一种流程图，其阐释了使用过的墨盒根据图4中所示出的用于处理具有污染物粒子110P的物体的系统400来处理的过程。最初，一个或多个使用过的墨盒被提供给分解点404，由此机器或工人被设置成从墨盒中的每一个中移除较大的金属零件(506)。在该特定步骤中，移除过程可包括分解墨盒以最小化将发生在粉碎器模块102中的磨损。为了最小化墨粉的逸出，负离子吸入被提供在要进行分解的室内，以便确保在分解过程期间逸出的逸出墨粉被充分捕获(504)。 [0079] 一旦完成，传送带可被用于将分解的墨盒传递给粉碎器模块102，其在该实施例中为已填充或泵入有氮气来保持粉碎室冷却的两轴粉碎器(508)。粉碎器模块102被设置成将分解的墨盒粉碎成多个碎片106，诸如用于制造墨盒的塑料或金属的碎片(510)。在该过程完成时，传送带可将这些碎片传递到粒子移除模块108(512)。然而，在它输送期间，金属分选器模块402被设置成检测和从传送带上的碎片106中分离金属碎片，以至进一步从碎片106分离金属碎片(518)，其在墨盒的情形很大程度上将为塑料碎片。 [0080] 一旦金属碎片被分离，碎片106将进入粒子移除模块108，其包括设置成搅动碎片106中的每一个的振动模块301，以使得墨粉可被从粉碎的零件的每一个的表面松开(516)。 一旦被松开，墨粉可落入振动模块301的底部，振动模块包括充分大的网或类似的过滤结构，以使得墨粉能够落入振动器的底部，同时碎片106被保持在传送带上。优选地，除了通过振动单元301振动和振荡力的搅动之外，如参考图3所描述的吸入单元300也被与振动单元 301联合使用以便吸离任何松开的墨粉(514)。随后，这些墨粉可被收集在过滤袋或过滤膜中，以及被进一步单独处理。 [0081] 可替换地，金属碎片的分离(518)可在图5中所示的墨粉移除过程516之后进行。 [0082] 该过程的最终结果为，墨盒可被分离成三个主要部分，第一个为随后可被循环再利用的金属块，而诸如塑料的限定这些墨盒的外壳的主要部分及各种塑料块(520)随后可被从出现在这些使用过的墨盒的剩余墨粉中分离和去污。通过使这些墨盒的核心构件去污，系统400能够降低来自于逸出到环境的污染的墨粉的影响，同时还允许这些塑料及金属碎片通过通常的装置循环再利用。 [0083] 优选地，循环再利用、分解404、粉碎、由金属分选器模块402移除金属碎片以及由粒子移除模块108(吸入单元300和振动模块301)移除粒子的这些阶段中的每一个都为模块化的，其中，系统400可包括这些阶段中的每一个中的任何一个，或者可移除这些阶段中的一个或多个，以便处理具有污染物粒子的物体。作为示例，振动模块301在特定类型的处理中可不是必需的。在特定示例中，取决于当前被处理的物体，第一物质404或振动模块301或磁性分选器模块402中的物体的分解可能不是必需的。在其它示例中，取决于污染物粒子的尺寸，粉碎器模块102或吸入单元300可不是必需的。除了由于用于处理具有污染物粒子110P的物体的系统400的模块化结构所导致的这些优点之外，这些单元中的每一个可基于要被处理的物体的体积被相应地调整。例如，取决于正被处理的物体的性质和体积，在系统中可使用多个粉碎器模块102或多个振动模块301及吸入模块300。 [0084] 这些实施例的有利之处在于，出现在墨盒中的墨粉可被在没有逸出的情况下处理，同时还确保作为可燃的且导电的墨粉的危害性质不会在粉碎器单元和吸入单元中引起任何重要问题。 [0086] 除非另外指明，本文中所包含的对现有技术的任何参考不被看作承认该信息为公知常识。 |
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