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磁场发生器的拆卸方法及其回收方法

基本信息

  • 申请号 CN00121906.5 
  • 公开号 CN1280811A 
  • 申请日 2000/07/14 
  • 公开日 2001/01/24 
  • 申请人 住友特殊金属株式会社  
  • 优先权日期  
  • 发明人 青木雅昭 桥本重生  
  • 主分类号  
  • 申请人地址 日本大阪府 
  • 分类号  
  • 专利代理机构 上海专利商标事务所 
  • 当前专利状态 发明专利申请公布 
  • 代理人 王宏祥 
  • 有效性 发明公开 
  • 法律状态
  •  

摘要

一磁场发生器包括一对由一磁轭柱连接的磁轭板。
在一种使钕磁铁消磁并磨去粘结剂的方法中,将该磁场发生器加热至200℃—350℃。
在使钕磁铁消磁后,去除粘结剂,并将钕磁铁从磁场发生器上拆下和收集起来。
在一种使粘结剂碳化的方法中,将磁场发生器加热至350℃—1000℃。
在使粘结剂碳化后,拆下并收集起钕磁铁。
对所收集的钕磁铁的表面进行研磨,从而重复使用该钕磁铁。
而且,对所收集的钕磁铁进行再次时效处理,以便重复使用。
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权利要求书

1.一种磁场发生器的拆卸方法,该磁场发生器包括一磁轭板和一设置在 磁轭板上的永久磁铁,该永久磁铁包括多个由一粘结剂粘结于一起的钕磁铁, 其特征在于,在200℃-1000℃的温度下对磁场发生器进行加热。
2.如权利要求1所述的拆卸方法,其特征在于,该磁场发生器还包括一 连接于磁轭板的磁轭柱。
3.如权利要求1或2所述的拆卸方法,其特征在于,磁场发生器的加热 温度为200℃-400℃。
4.如权利要求1或2所述的拆卸方法,其特征在于,磁场发生器的加热 温度为200℃-350℃,并且先对钕磁铁进行消磁,再去除粘结剂,从而拆下 至少一个钕磁铁。
5.如权利要求1或2所述的拆卸方法,其特征在于,磁场发生器的加热 温度为350℃-1000℃,并通过使粘结剂碳化而拆下至少一个钕磁铁。
6.如权利要求1所述的拆卸方法,其特征在于,该粘结剂是一种丙烯酸 粘结剂。
7.如权利要求1所述的拆卸方法,其特征在于,该钕磁铁是具有R-Fe-B成分的三元素钕磁铁。
8.如权利要求1所述的拆卸方法,其特征在于,该钕磁铁的磁极取相同 的方向。
9.一种磁场发生器的回收方法,该磁场发生器包括一磁轭板和一设置在 磁轭板上的永久磁铁,该永久磁铁包括多个由一粘结剂粘结于一起的钕磁铁, 其特征在于,将磁场发生器加热至200℃-1000℃,然后拆下至少一个钕磁铁, 并对拆下的钕磁铁的表面进行研磨以重复使用该钕磁铁。
10.如权利要求9所述的回收方法,其特征在于,对拆下的钕磁铁进行 再次时效处理。
11.一种磁场发生器的回收方法,该磁场发生器包括一磁轭板和一设置 在磁轭板上的永久磁铁,该永久磁铁包括多个由一粘结剂粘结于一起的钕磁 铁,其特征在于,将磁场发生器加热至200℃-1000℃,然后拆下至少一个钕 磁铁,并对拆下的钕磁铁进行再次时效处理以便重复使用。
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说明书

本发明涉及一种磁场发生器的拆卸方法和回收方法,更具体地是涉及一 种包括钕磁铁的磁场发生器的拆卸方法和回收方法,该磁场发生器用于能够 对人体进行扫描的大型MRI(核磁共振成像)装置中。
钕磁铁是烧结体,其尺寸受限制。
因此,通常在这种大型的磁场发生器 中,用粘结剂将多个钕磁铁固定于一块磁轭板。
这种磁场发生器的拆卸方法可以如下:具体说,松开将磁轭板连接于磁 轭柱的螺钉,然后用起重机吊起磁场发生器,将其拆开。
而后,将每块磁轭 板浸放于一装满溶剂的筒中,用于溶化粘结剂,并将固定于磁轭板的钕磁铁 取出。
然而,被磁化的钕磁铁具有非常强的磁性。
因此,按照上述的方法很危 险,这是因为一旦粘结剂丧失其粘结强度,钕磁铁将会因钕磁铁之间强大的 排斥力而被甩出筒外。
另一个潜在的危险在于,例如当一个钕磁铁从另一个 钕磁铁上拉开时,工作人员的手可能会被强大的磁吸引力夹于两个钕磁铁之 间。
而且,钕磁铁是一种易碎的烧结体。
因此,一旦粘结剂丧失其粘结强度, 如果磁铁因作用于钕磁铁之间的磁性排斥力而被甩出并撞击到某物,则磁铁 将碎裂。
此外,如果钕磁铁撞击到另一个钕磁铁或磁轭板,会产生火星,这可能 造成火灾或爆炸事故。
可以有这样一种方案,即在拆卸磁场发生器时施加消磁的磁场而对钕磁 铁进行消磁。
但是,用于MRI装置的磁场发生器较大,因而使得必须产生较 强和较大磁场的消磁操作变得非常困难。
大型的消磁设备因巨大的成本而显 得不切实际。
日本专利公开(审定的待异议申请)No.3-20045揭示了一种方法,其中, 先对各永久磁铁进行磁化,然后测量其磁特性,而后加热进行消磁,在装配 时,按照其磁特性对每个磁铁进行再磁化,以便装配入一磁体。
然而,这种 方法是用于适当处置永久磁铁的,而并没有揭示一种用于拆卸或回收大型磁 场发生器的方法。
因此,本发明的一个主要目的是提供一种磁场发生器的拆卸方法及其回 收方法,其中拆卸和回收可以安全而低成本地进行。
按照本发明的一个方面,提供了一种磁场发生器的拆卸方法,该磁场发 生器包括一磁轭板和一设置在磁轭板上的永久磁铁,该永久磁铁包括多个由 一粘结剂粘结于一起的钕磁铁,其中,在200℃-1000℃的温度下对磁场发生 器进行加热。
如果磁场发生器的加热温度低于200℃,则钕磁铁无法被充分消磁,因而 无法安全地取出。
而且,粘结剂在高达200℃时仍具有可逆性,因而如果加热 温度低于200℃,粘结剂在冷却后仍会恢复其粘结强度。
另一方面,如果加热 温度超过1000℃,则会改变钕磁铁的结构,其磁特性变差,使得很难重复使 用所收集的钕磁铁。
因此,在200℃-1000℃的温度下对磁场发生器进行加热, 可使钕磁铁充分消磁,并降低粘结剂的粘结强度。
因此,可以安全地将钕磁 铁取出,并可安全地拆卸磁场发生器。
而且,简单的加热操作可以降低成本。
较佳的是,该磁场发生器还包括一连接于磁轭板的磁轭柱。
受磁化的钕 磁铁是非常危险的,但在磁轭柱连接于磁轭板的状态下加热磁场发生器,可 以使拆卸时对磁场发生器的处理变得更为方便。
而且,较佳的是,磁场发生器的加热温度为200℃-400℃。
由于钕磁铁 的一个特性,如果加热温度超过400℃,必须进行时效处理。
因此,使加热温 度不高于400℃,可以在不进行时效处理的情况下仅对加热的钕磁铁进行再磁 化便能重复使用钕磁铁。
较佳的是,磁场发生器的加热温度为200℃-350℃,并且先对钕磁铁进 行消磁,再去除粘结剂,从而拆下至少一个钕磁铁。
如上所述,通过在200℃ -350℃的温度下加热,使钕磁铁消磁,使粘结剂变质,并降低粘结剂的粘结 强度。
这样,只需去除变质的粘结剂,便可安全地取出钕磁铁。
而且,由于 钕磁铁的表面未受严重损坏,因而可很方便地重复使用钕磁铁。
而且,较佳的是,磁场发生器的加热温度为350℃-1000℃,并通过使粘 结剂碳化而拆下至少一个钕磁铁。
通过在一个不低于350℃的温度下对磁场发 生器进行加热,粘结剂被碳化而丧失粘结强度,并且钕磁铁几乎完全丧失磁 性。
因此,钕磁铁的拆卸而处理变得较为方便。
再者,较佳的是,粘结剂是一种丙烯酸粘结剂。
该丙烯酸粘结剂在室温 下具有较高的粘结强度,而如果在一超过200℃的温度下被加热,则粘结强度 因热变质或碳化而降低。
因此,如果将丙烯酸粘结剂用作粘结剂,则钕磁铁 的拆卸会变得较方便。
较佳的是,钕磁铁是具有R-Fe-B(R是稀土元素)成分的三元素钕磁铁。
该三元素钕磁铁与包括Co的四元素钕磁铁相比,在较高的温度范围具有较低 的磁通密度和抗磁力,在较低的温度下开始丧失磁力,并具有较大的消磁率。
因此,如果使用该三元素钕磁铁,可很容易对钕磁铁实现所需的消磁,使磁 场发生器适合于用加热来回收。
此外,较佳的是,钕磁铁的磁极取相同的方向。
如果钕磁铁的磁极取相 同的方向,则可产生更强烈的磁性。
然而,按照本发明,即使在这种状况下, 也可安全地收集钕磁铁。
按照本发明的另一个方面,提供了一种磁场发生器的回收方法,该磁场 发生器包括一磁轭板和一设置在磁轭板上的永久磁铁,该永久磁铁包括多个 由一粘结剂粘结于一起的钕磁铁,其中,将磁场发生器加热至200℃-1000℃, 然后拆下至少一个钕磁铁,并对拆下的钕磁铁的表面进行研磨以重复使用该 钕磁铁。
通过对拆下的钕磁铁的表面进行研磨,其表面被弄干净,并恢复了再次 粘结钕磁铁所必需的附着性,从而能够回收该钕磁铁。
按照本发明的又一个方面,提供了一种磁场发生器的回收方法,该磁场 发生器包括一磁轭板和一设置在磁轭板上的永久磁铁,该永久磁铁包括多个 由一粘结剂粘结于一起的钕磁铁,其中,将磁场发生器加热至200℃-1000℃, 然后拆下至少一个钕磁铁,并对拆下的钕磁铁进行再次时效处理以便重复使 用。
通过对拆下的钕磁铁再次进行时效处理,能可靠地重新建立钕磁铁的特 性,从而顺利地实现钕磁铁的回收。
通过下面参照附图对实施例的描述,本发明的上述目的以及其它的目的、 特点、方面和优点将变得更为清楚,附图中: 图1是应用本发明的一磁场发生器在局部去除后的立体图; 图2是一磁场发生器剖视图; 图3是一磁铁块的立体图; 图4是一钕磁铁的热消磁曲线图; 图5是一粘结剂的热拉伸剪切强度曲线图; 图6表示的是一加热炉和一滑车;以及 图7是表示在加热磁场发生器时的加热曲线图。
下面参照附图来描述本发明的实施例。
图1和图2示出了应用本发明的磁场发生器10的一个实例。
该磁场发生 器10是一种用于MRI装置的磁场发生器,在这里没有示出电气元件,而仅主 要示出了磁构件。
磁场发生器10包括一对磁轭板12a、12b,它们中间隔着一 个空间而彼此相对。
每块磁轭板12a、12b的一个表面与另一块磁轭板的一个 表面相对。
这些表面分别具有永久磁铁14a、14b以及分别设置于其上的磁极 片16a、16b。
磁极片16a、16b通过多个分别穿过磁轭板12a、12b的磁极片 固定螺栓18a、18b而固定于磁铁14a、14b。
每个永久磁铁14a、14b由多个磁铁块20制成。
如图3所示,磁铁块20 由多个钕磁铁22粘结成一长方体而形成,每个钕磁铁例如呈55毫米×50毫 米×50毫米的长方体形,并且磁极取相同方向。
通过使用具有能均匀烧结的 尺寸的钕磁铁22,可获得具有一致的磁特性的永久磁铁14a、14b。
而且,通 过将各钕磁铁22粘结成使其磁极取相同方向,在磁极片16a、16b之间可靠 获得0.2T(特斯拉)-0.3T的强磁场。
从图3可以理解,由于相同磁极的面是并排设置,因而钕磁铁在竖直方 向彼此吸引,而在水平方向彼此排斥。
钕磁铁22例如是美国专利4,770,723中所揭示的一种具有R-Fe-B成分(31 重量%的Nd,1.0重量%的B,其余为Fe,包括量不大于0.3重量%的诸如Al、 Cu等之类的元素)的三元素钕磁铁。
这种三元素钕磁铁的热消磁曲线如图4中 的曲线A所示。
另外,一种还包括0.9重量%的Co的四元素钕磁铁的热消磁 曲线如曲线B所示。
比较两条曲线A和B可以理解,三元素钕磁铁的热阻比四元素钕磁铁的 低,其开始丧失磁性的温度较低,消磁率较高。
因此,使用三元素钕磁铁更 便于对钕磁铁22实现所需的消磁。
例如,如果将三元素钕磁铁加热到200℃, 则消磁率将为70%。
翻到图2,永久磁铁14a的每个磁铁块20设置成与相邻磁铁块紧密接触, 并使一个特定的磁极(例如北极)朝上。
另一方面,永久磁铁14b的每个磁铁 块20设置成与相邻磁铁块紧密接触,并使另一磁极(在该例中为南极)朝下。
这样,永久磁铁14a和永久磁铁14b彼此面对,同时使不同磁极表面彼此相 对,因此便形成了一均匀的磁场。
这里应予注意的是,在每个永久磁铁14a、 14b中,磁铁块20由粘结剂并排粘结。
用于钕磁铁22之间和磁铁块20之间彼此粘结的粘结剂是一种丙烯酸粘 结剂。
例如,环氧粘结剂必须经加热才能快速硬化。
然而,丙烯酸粘结剂可 在室温下快速硬化,因而适合于粘结钕磁铁22。
因此,使用丙烯酸粘结剂, 较容易将具有强磁力、彼此排斥的钕磁铁22固定于磁轭板12a、12b上。
另 一方面,丙烯酸粘结剂的粘结强度在加热时会降低。
丙烯酸粘结剂在不低于200 ℃的温度下会发生热变质,在不低于350℃的温度下会被碳化,并在不低于420 ℃的温度下会被点燃。
这便使得很容易去除钕磁铁22。
丙烯酸粘结剂例如可 以是由电气化学工业株式会社(Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha)生产 的HARDLOCK C-323-03,其热拉伸剪切强度如图5所示。
该对磁轭板12a、12b由四根均为圆形截面的磁轭柱24支承成间隔一预 定距离彼此面对,并磁性连接。
利用上述结构,磁场发生器10在磁极片对16a、 16b之间的空间中提供一均匀的磁场。
这里应予注意的是,磁轭板12a、12b 和磁轭柱24通过螺钉26彼此固定和连接。
例如,磁场发生器10长220厘米、宽120厘米、高170厘米。
磁极片16a、 16b之间的距离为40厘米-50厘米。
将图3中所示的长方体钕磁铁22在每 块磁轭板12a、12b上放置两或三层,从而在磁极片16a、16b之间形成一直 径为30厘米-40厘米的均匀球形磁场空间。
该磁场空间的磁场强度为0.2T -0.3T。
下面来描述上述结构的磁场发生器10的拆卸步骤和钕磁铁22的回收步 骤。
首先,将例如从医院收集到的MRI装置送入一具有如图6中所示的加热 炉28的工厂。
接下来,拆下绝热材料、电线和其它电气布线构件,也就是非金属零件, 因而仅留下磁场发生器10。
然后,如图6中所示,将磁场发生器10放于一滑 车30上,并送入加热炉28。
加热炉28必须大到足以容纳整个装配状态的磁 场发生器10。
例如,如果磁场发生器10的尺寸约为:长×宽×高=1.9米×1.1 米×1.5米,则加热炉28的入口尺寸最好约为2米×2米,深度约为5米。
加 热炉28可以是电炉或重油炉,其中电炉在温度控制方面更为容易。
而后,根据一个加热曲线来进行加热操作,这将在下面描述。
在加热操 作结束后,让磁场发生器10自然冷却。
之后,松开磁场发生器10的螺栓18a、 18b,并拆下和收集钕磁铁22。
或者,在拆下钕磁铁22之前可将磁轭板12a、 12b与磁轭柱24分离。
对收集的钕磁铁22的外表面进行研磨。
根据需要,在 450℃-600℃的温度下于一回火炉(未图示)中对钕磁铁22进行例如不少于三 小时的时效(热)处理,以恢复磁特性。
然后,检查钕磁铁22的尺寸和磁特性, 并重复使用。
这里,详细描述加热操作。
首先,将描述一种对钕磁铁22进行消磁和磨去粘结剂的加热操作方法。
适用于该方法的加热炉28是一电炉。
在该方法中,加热是在这样一个温度下进行,即钕磁铁22被消磁到不致 使磁特性变差的程度,并且粘结剂不致被碳化。
粘结剂因热量而被变质和变 脆,但不到钕磁铁22可很容易拆下的程度,因而必须磨去该粘结剂。
具体地说,将温度升高到200℃-350℃,更好是升高到300℃,如图7 中曲线C所示,然后,将该温度保持5小时。
从图4可以理解,该操作将钕 磁铁22的磁性减小到不高于0.07T。
在自然冷却后,将磁轭板12a、12b从磁 轭柱24上拆下,然后,分别将磁极片16a、16b从磁轭板12a、12b上拆下, 磨去粘结剂并取下钕磁铁22。
粘结剂例如可以用一表面研磨机通过机械方式 磨去。
按照上述方法,只需物理地去除变质的粘结剂,便可安全地取出钕磁铁 22,从而安全地拆卸磁场发生器10。
而且,由于钕磁铁22的表面的质量没有 变差,因而只需清洁钕磁铁22的表面并对钕磁铁22进行再磁化,便可很容 易地重新使用钕磁铁22。
而且,由于加热是在不高于400℃的温度下进行,因而在加热操作后无需 对钕磁铁22进行时效(热)处理。
此外,由于加热炉28可用于加热磁场发生器10,因而拆卸成本可低于现 有技术中所需的。
应予注意的是,如果粘结剂在热变质后也是可溶于一种溶剂的,则可以 将粘结剂放于一装满溶剂的筒中溶解。
能用于该操作的溶剂可以是乙酸乙酯、 丁酮、丙酮等,但由于这些溶剂的渗透性较差,因而必须将钕磁铁22浸泡约 一个星期。
另一方面,如果使用诸如二氯甲烷、氯乙烯等之类渗透性较强的 溶剂,则可以在约24小时内拆下钕磁铁22,但这必须用一诸如通风系统之类 的大规模设备来处理溶剂强烈的挥发。
下面将描述一种对粘结剂进行碳化的加热操作方法。
适用于该方法的加 热炉28是一重油炉。
该重油炉所需的加热成本较低。
在该方法中,磁场发生器10被加热到一个居里温度(340℃)以上的温度, 粘结剂被碳化,以便拆卸磁场发生器10。
首先,将整个磁场发生器10放于加热炉28中,如图7中的曲线D所示, 花四个小时将温度升高到550℃。
而后,将该温度保持5小时,进行自然冷却, 然后将该磁场发生器10取出加热炉。
在自然冷却后,将磁轭板12a、12b从 磁轭柱24上拆下,将磁极片16a、16b分别从磁轭板12a、12b上拆下,从而 拆下钕磁铁22。
碳粘附于拆下的钕磁铁22的表面上。
而且,钕磁铁22的表 面被碳化和氧化,因而拆下的钕磁铁22不容易重新粘结。
因此,研磨所拆下 的钕磁铁22的约0.1毫米-0.5毫米深的表面,以便除去碳化和氧化的部分。
在研磨后,在500℃的温度下进行一个小时的再次时效处理,以使钕磁铁22 重新获得磁特性。
这里应予注意的是,加热温度不得高于1000℃,因为加热 炉中太高的温度会促进Nd2Fe14B的四方晶体的晶粒生长,从而使钕磁铁22 的抗磁力变差。
按照上述方法,粘结剂被碳化而丧失粘结强度,并且钕磁铁22几乎完全 丧失磁性,因此使得对钕磁铁22的拆卸和处理较为容易,能安全地对磁场发 生器10进行拆卸。
而且,通过研磨所收集的钕磁铁22的表面,可重新获得对钕磁铁22再 次进行粘结所必需的附着性。
并且,通过对钕磁铁22的再次时效处理,能可 靠地重新建立钕磁铁22的特性。
通过拆卸和回收使用过的、具有强磁场的磁场发生器10,可以有效地使 用资源。
而且,留下磁场发生器10所造成的危险得以避免,确保了安全性。
被磁化的钕磁铁22是非常危险的。
然而,通过在至少连接于磁轭板12a 或12b的情况下或如图1所示在整装于磁场发生器10中的情况下,于加热炉 28中对磁轭柱24进行加热,可更为安全地进行拆卸操作。
不用说,在拆卸中, 与永久磁铁相连的磁轭板可以在与磁轭柱24分离的状态下于加热炉28中进 行加热。
以上详细描述和示出了本发明,显然,这些描述和附图仅仅表示本发明 的一个实例,而不应理解为对本发明的限制。
本发明的精神和范围仅由所附 权利要求书中文字来限定。
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