从传送带回收钢加强件的方法
【专利说明】
[0001] 本申请要求2014年2月14日提交的美国第61/940, 099号临时专利申请的利益。 该美国第61/940, 099号临时专利申请的教导全部援引加入本文中。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种用于从橡胶制品回收钢加强元件的方法，橡胶制品诸如由其加强 的传送带。这使得橡胶制品的橡胶和钢构件的循环利用节能且经济高效。
【背景技术】
[0003] 在大量的商业应用中，为了运输产品和材料的目的，通常使用重型的传送带。这样 的传送带可以非常宽，例如十英尺宽，且非常长，例如大约几英里。传送带还可以达到大约 三英寸厚或者甚至更厚。无论如何，重型传送带广泛用于将矿物、煤炭以及多种工业产品从 一处移动至另一处。例如，重型传送带通常用于典型的矿业应用以将地面之下的矿物运输 至地表之上，并最终在地面之上至期望位置，用于加工和/或最终用于在铁路道路车辆、卡 车、驳船或轮船上的运输。
[0004] 重载应用中的常规传送带典型地包括作为顶层（承载覆盖层）的硫化橡胶、作为 底层（皮带轮覆盖层）的硫化橡胶以及位于顶层和底层之间的钢加强件层。在这样的传送 带中使用的主要材料一般为适度地弹性合成橡胶或类橡胶材料，且带典型地通过多个纵向 延伸的钢丝绳或帘线加强，钢丝绳或帘线定位在带内且沿带的长度延伸。
[0005] 当然，所有的传送带易受到正常磨损和撕裂以及来自被运输的材料和/或恶劣的 环境条件的损害。多年以来，对用作传送带的覆盖承载层的橡胶的抗磨损性做出了实质性 的改善，并延长了传送带的有效使用寿命。然而，运输高研磨材料会快速地磨损传送带的承 载覆盖层。无论如何，采矿作业中使用的传送带特别容易受到在其上运输的材料的损害， 且在与被运输材料接触的带的表面（带的承载覆盖表面）上可产生裂口、裂缝、切口或撕 裂。例如，被运输材料的锐利边缘，诸如特别粗糙的铁矿石和铜矿石，可以凿击带的表面，这 可以导致裂口发展并扩散更深入带的本体中。这样的损害可以最终导致带的故障。无论如 何，包括那些在具有轻载需求的应用中使用的所有传送带具有有限长的服务并最终必须被 替换。
[0006] 在当今世界，需求包括大传送带和小传送带二者的许多消费品和工业产品的使用 周期结束的可循环性。然而，因为一般需要将在这样的橡胶制品中的钢加强元件从在其所 在的橡胶构件中分离，所以循环利用由钢加强元件加强的橡胶制品带来了特别的挑战。当 然，在这样的分离完成后，可能在一个循环流中回收橡胶，在分开的循环流中回收钢。然而， 这样的分离并非易事，因为采取了措施将钢加强元件固定地结合至橡胶制品的芯，以使得 在其使用寿命期间不发生分离。无论如何，通过使用常规技术施加高等级的机械力以从带 分离钢加强件来将钢加强元件从传送带移除既不节能也不经济。然而，长期以来需要节能 且经济的手段以从传送带分离钢加强元件。
【发明内容】
[0007] 本发明基于此发现：钢加强元件和橡胶制品之间的粘附等级可通过由感应加热来 加热钢加强元件以破坏带中的钢加强元件和橡胶之间的结合等级而显著减低，橡胶制品诸 如传送带，钢加强元件嵌入在其中。因为从橡胶制品牵拉钢所需要的机械力大幅减小，这使 得从物品的橡胶芯中移除钢加强元件节能。事实上，在感应加热之后从橡胶物品移除钢加 强件所需要的拉脱力可减小80%、90%、95%、98%以及在某些例子中几乎为100%。同样， 从橡胶物品移除后的钢加强件的橡胶覆盖率可减小至少于5%，优选地少于2%，且最优选 地少于1 %。事实上，在某些例子中，橡胶覆盖率可减小至基本上0 %。
[0008] 本发明更具体地公开了一种用于从传送带芯回收钢加强件的方法，该传送带芯具 有结合到该传送带的芯的钢加强件，所述方法包括（1)通过感应加热将传送带中的钢加强 件加热至足够实质上破坏传送带的芯和钢加强件之间的结合的温度，以及（2)将足够从传 送带芯分离钢加强件的机械力施加至钢加强件。
【附图说明】
[0009] 图1是示例1-7中用于评价的测试试样的示意图。这些测试试样被制作为模拟常 规的传送带，其具有包括天然橡胶混合物的6mm厚的承载覆盖层、包括嵌在粘附橡胶未硫 化芯胶（adhesiverubbertiegum)中的2. 5謹规格的7X7钢丝绳的5. 2謹厚的加强件 层以及包括第二天然橡胶混合物的5_厚的皮带轮覆盖层。
[0010] 图2是本发明的一个优选实施方式中的可用于从使用过的（磨损的）传送带连续 地移除钢丝帘线的装置的示意图。
[0011] 图3图示了图2中描绘的装置的一部分，其更清晰地示出了将传送带裂开成近似 两等份的方式。
[0012] 图4A示出了在图2中示出的本发明的优选实施方式中的传送带裂开的位置处，沿 第一方向牵拉每隔一个的帘线而在相反的方向牵拉剩下的帘线的方式。
[0013] 图4b示出了从在图2中示出的本发明的优选实施方式中的传送带的橡胶构件移 除钢丝帘线的方式。
【具体实施方式】
[0014] 在实践本发明中，将电感应加热施加至橡胶物品的金属加强件，橡胶物品诸如到 达了其有效使用寿命末端的传送带。这通过将包含钢加强件的橡胶物品穿过电磁场而完 成，电磁场足够在钢元件内生成涡电流（傅科电流），这导致焦耳加热。无论如何，电磁感应 加热器包括高频交流电穿过的电磁铁。橡胶物品典型地紧密靠近一个或多个这样的电磁感 应加热器传递。
[0015] 利用频率在100KHZ至600KHZ的范围内的高频交流电典型地施加感应加热。利用 频率在150KHz至500KHz的范围内的高频交流电更典型地施加感应加热。例如，可以利用 频率在200KHz至300KHz的范围内或者在250KHz至350KHz的范围内的高频交流电施加感 应加热。利用在30千瓦-秒至1000千瓦-秒的范围内的施加能量典型地施加感应加热。 利用在40千瓦-秒至600千瓦-秒的范围内的施加能量更典型地施加感应加热。例如，可 以利用在50千瓦-秒至400千瓦-秒的范围内、在70千瓦-秒至200千瓦-秒的范围内 或者在70千瓦-秒至150千瓦-秒的范围内的施加能量施加感应加热。
[0016] 橡胶物品可以以连续的方式穿过电磁场。这特别有利于传送带的情况，因为其长 的长度。无论如何，在钢加强元件内产生的涡电流将足够引起焦耳加热，其足够将钢加热至 引起在橡胶芯和嵌入在其中的钢之间的结合被破坏的温度。这允许将钢加强件从橡胶物品 的轻松移除。
[0017] 在橡胶和钢加强元件之间的粘附已经由感应加热破坏之后，在连续的基础上优化 地实施将钢加强元件从传送带的移除。这可以通过将钢加强元件（钢丝帘线）沿一个方向 卷到卷取线轴上而将传送带的橡胶构件沿其他方向卷到一个或多个分开的卷取线轴上完 成。由于在传送带的橡胶构件和钢丝帘线之间的粘附已经大幅度减少，所以这可不需要过 量地高等级的力来完成。然而，在本发明的一些实施方式中，分开装置可包括切削刀，其取 向为促进钢丝帘线从传送带的橡胶层的分开。换句话说，在本发明的一个实施方式中，切削 刀可用于通过从钢丝帘线切削传送带的承载覆盖层和皮带轮覆盖层帮