УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ УПЛОТНЕННОГО МАТЕРИАЛА ОТ СЕТЧАТОЙ ОСНОВЫ ИЗДЕЛИЯ Российский патент 1997 года по МПК H01M10/54 H01M6/52 B01D41/00 

Изобретение относится к устройствам для отделения уплотненного материала от металлической сетчатой основы изделий различного назначения и может быть использовано при утилизации электродов отработанных аккумуляторов, в том числе серебряно-цинковых аккумуляторов.

При утилизации аккумуляторных электродов, выполненных в виде металлического сетчатого токоотвода с напресованной на него активной массой, возникает проблема полноты съема активной массы с токоотвода без его разрушения. В случае разрушения сетчатого токоотвода происходит загрязнение активной массы материалом токоотвода.

Известно устройство для отделения уплотненного материала от металлической сетчатой основы электрода щелочного аккумулятора [1] включающее режущее приспособление типа ножниц для измельчения высушенного электрода и электромагнитный сепаратор.

Недостатком данного устройства является полное разрушение сетчатой основы электрода, приводящее к загрязнению активного уплотненного материала металлическими компонентами основы, а также невысокая производительность устройства.

Известно также устройство для отделения уплотненного материала от сетчатой основы фильтровального материала [2] включающее корпус, заполненный регенерационной жидкостью, внутри которого размещены катушки с фильтровальным материалом, установленные с возможностью вращения, активатор, выполненный в виде двух расположенных параллельно один над другим с возможностью вертикального перемещения барабанов, имеющих на цилиндрической поверхности продольные ребра треугольного сечения, между которыми находится фильтровальный материал, и приемник отдельного материала. Устройство содержит закрепленную в корпусе обойму с ползуном, в котором установлена подпружиненная ось одного из барабанов.

Недостатком данного устройства является то, что отделение уплотненного материала от сетчатой основы происходит за счет излома основы на ребрах барабанов, что в случае металлической сетчатой основы будет приводить к ее частичному разрушению и попаданию металлических частиц в отделенную уплотненную массу. Осуществление процесса в регенерационной жидкости повышает пластичность уплотненного материала и для более полного его отделения приходиться использовать барботирование жидкости сжатым воздухом в зоне действия активатора.

Настоящее изобретение направлено на решение задачи повышения полноты отделения уплотненного материала от металлической сетчатой основы и исключения разрушения основы.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для отделения уплотненного материала от сетчатой основы изделия, преимущественно электрода аккумулятора, включающем корпус, активатор, размещенный внутри корпуса и выполненный в виде двух установленных параллельно один над другим с возможностью вертикального перемещения барабанов, первый из которых имеет на цилиндрической поверхности выступы, и приемники материала и сетчатой основы, согласно изобретению выступы на цилиндрической поверхности первого из барабанов выполнены в виде шипов с закругленными головками, наибольший поперечный размер которых превышает размер ячеи металлический сетчатой основы, цилиндрическая поверхность второго барабана имеет эластичную футеровку или выемки, при этом толщина футеровки и глубина выемки превышают высоту шипа, а шипы входят в соответствующие выемки.

Поставленная задача решается также тем, что корпус выполнен разъемным в виде верхней и нижней частей, которые соединены посредством упругих элементов и сквозных шпилек с гайками с возможностью вертикального перемещения верхней части, при этом первый и второй барабаны установлены соответственно в верхней и нижней частях корпуса.

На решение поставленной задачи направлено то, что упругий элемент выполнен в виде резиновой прокладки.

Решению поставленной задачи способствует то, что головки шипа имеет форму шарового сегмента, наибольший поперечный размер которого составляет 2-10 размеров ячеи сетчатой основы, при этом высота шипа превышает в 4-8 раз толщину изделия.

Поставленная задача решается и тем, что диаметр выемки составляет 1,2-2,0 наибольшего поперечного размера головки шипа.

Выполнение на цилиндрической поверхности одного из барабанов выступов в виде шипов с закругленными головками обусловлено необходимостью создания локальных прогибов изделия, исключающих излом его сетчатой основы. При этом достигается объемная деформация участков изделия, находящихся подо шипами, обеспечивающая разрушение уплотненной массы и отделение ее от основы без разрушения самой основы.

Превышение поперечного размера шипа над размером ячеи металлической сетчатой основы и выполнение головки шипа в виде шарового сегмента позволяет исключить возникновение напряжений излома и среза, ведущих к разрушению сетчатой основы.

Наличие эластичной футеровки на цилиндрической поверхности второго барабана обеспечивает необходимую глубину локальных прогибов изделия при воздействии на него шипами, что способствует эффективному разрушению и отделению уплотненной массы. Такой вариант выполнения поверхности барабана предпочтителен при небольших линейных размерах изделия (до 200•100 мм).

Наличие выемок на цилиндрической поверхности второго барабана также обеспечивает необходимую глубину локальных прогибов изделия при воздействии на него шипами. Такой вариант выполнения поверхности барабана предпочтителен при значительных линейных размерах изделия (более 200•100 мм).

Превышение толщины футеровки или глубины выемки над высотой шипа обеспечивает эффективное разрушение и отделение уплотненного материала.

Размещение шипов первого барабана в выемках второго барабана обусловлено необходимостью создания достаточных усилий в местах локальных прогибов изделия при воздействии на него шипами. В случае эластичной футеровки положение шипов относительно нее зависит от толщины изделия, при этом шипы могут соприкасаться с футеровкой, быть вдавленными в ее поверхность или находиться на некотором расстоянии от нее.

Выполнение корпуса разъемным в виде верхней и нижней частей, соединенных посредством упругих элементов, представляющих собой резиновые прокладки, и сквозных шпилек с гайками, с установкой первого и второго барабанов соответственно в верхней и нижней частях корпуса обеспечивает возможность регулировки зазора между барабанами, величина которого зависит от толщины изделия.

Выполнение шипов высотой, равной 4-8 значениям толщины изделия при наибольшем поперечном размере головки шипа, составляющем 2-10 размеров ячеи сетчатой основы, обеспечивает эффективное разрушение и отделение уплотненного материала без разрушения самой основы.

При высоте шипов менее 4-х толщин изделия и наибольшем поперечном размере головки шипа более 10 размеров ячеи основы имеет место неполное отделение уплотненной массы от сетчатой основы.

При высоте шипов более 8 толщин изделия и наибольшем поперечном размере головки шипа менее 2-х размеров ячеи основы происходит частичное разрушение металлической основы, что приводит к загрязнению отделенного материала металлическими компонентами основы.

При диаметре выемки менее 1,2 и более 2,0 наибольшего поперечного размера головки шипа имеет место соответственно заклинивание шипов в выемках и неполное отделение уплотненной массы.

Указанные выше задачи и преимущества изобретения станут более понятны из следующего конкретного выполнения и чертежей.

На фиг. 1 изображено устройство для отделения уплотненного материала от сетчатой основы изделия, вид сбоку; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3- узел барабанов активатора с выемками на поверхности второго барабана.

Устройство для отделения уплотненного материала от сетчатой основы изделия (фиг. 1-2) включает корпус 1, состоящий из верхней 2 и нижней 3 частей, между которыми установлены резиновые элементы 4. Корпус 1 имеет крышку 5 и закреплен на станине 6 при помощи шпилек 7, которые проходят через крышку 5, верхнюю 2 и нижнюю 3 части корпуса, станину 6 и фиксируются гайками 8. Наличие резиновых элементов 4 и сквозных шпилек 7 обеспечивают подвижность верхней части 2 корпуса 1 относительно его нижней части 3, которая достигается путем вращения гаек 8 на крышке 5 корпуса 1. Внутри корпуса 1 размещен активатор 9, выполненный в виде первого 10 и второго 11 барабанов, которые установлены параллельно один над другим соответственно в верхней 2 и нижней 3 частях корпуса.

На цилиндрической поверхности 12 первого барабана 10 выполнены выступы в виде шипов 13 с закругленными головками, а цилиндрическая поверхность 14 второго барабана 11 имеет эластичную футеровку 15 или выемки 16 (фиг. 3). В последнем случае шипы 13 входят в соответствующие выемки 16. Барабаны 10 и 11 имеют соответственно оси 17, 18, которые установлены в корпусе 1 на подшипниках 19. Одна из осей 17 первого барабана 10 соединена с приводным механизмом (на фиг. 1-3 не показан).

Второй барабан 11 заключен в бункер 20 с щелевой течкой 21, в верхней части которого установлены лоток 22 для подачи изделия 23 в рабочую зону 24 и лоток 25 для приема металлической сетчатой основы 26 из рабочей зоны. Течка 21 проходит через щелевой вырез 27 в станине 6. Под течкой 21 бункера 20 расположен приемник 28 отделенного материала 29. На станине 6 ниже уровня лотка 25 размещен приемник 30 металлической сетчатой основы 26.

Работа устройства для отделения уплотненного материала от сетчатой основы осуществляется следующим образом. При включении приводного механизма первый барабан 10 приводится во вращение против часовой стрелки (фиг. 1 и 2), а второй барабан 11, находящийся в соприкосновении с шипами 13 барабана 10, по часовой стрелке. На лоток 22 кладут изделие 23 и подают его в рабочую зону 24 до захвата его шипами 13 первого барабана 10. При движении изделия 23 в рабочей зоне шипы 13 вдавливают его в эластичную футеровку 15 второго барабана 11. При этом происходят локальные разрушения уплотненного материала изделия по всей его поверхности, находящейся в рабочей зоне 24. На выходе из рабочей зоны происходит отделение разрушенного материала, частицы которого попадают в пространство бункера 20 между его стенками и вторым барабаном 11 и далее поступают в приемник 28. Металлическая сетчатая основа 26 поступает на лоток 25, с которого попадает в приемник 30. В случае неполного отделения материала за один проход металлическую сетчатую основу 26 с остатками материала повторно пропускают через рабочую зону 24.

Обработка изделий больших линейных размеров осуществляется с использованием второго барабана 11 с выемками 16 на цилиндрической поверхности (фиг. 3). Процесс обработки изделий при этом ведут аналогично вышеизложенному.

Пример. Устройство для отделения уплотненного материала от сетчатой основы, выполненное согласно настоящему изобретению, имеет следующие конструктивные характеристики: длина барабанов 0,16 м, диаметр первого барабана 0,052 м, диаметр второго барабана 0,024 м, толщина его резиновой футеровки 0,018 м. Шипы на поверхности первого барабана имеют высоту 0,0035 м, наибольший поперечный размер головки шипа 0,004 м. Скорость вращения барабанов одинакова и составляет 30 об/мин.

Посредством данного устройства осуществлялось отделение активной массы от катодов серебряно-цинкового аккумулятора. Катод имеет сетчатую основу из медной проволоки с никелевым покрытием, толщина которой равна 0,0003 м, а размер ячеи 0,0014 м. На сетчатую основу с обеих сторон напрессована активная масса, состоящая из 60% Ag₂O и 40% AgO. Толщина катода равна 0,0006 м, его длина 0,125 м, ширина 0,070 м. Предварительно высушенные катоды были дважды пропущены через рабочую зону устройства при скорости обработки 75 катод/ч. В результате отделение активной массы от сетчатой основы составило 99,9% Визуальный контроль металлических сетчатых основ не выявил их разрушения. Последующий химический анализ серебра, полученного из отделенной активной массы, показал наличие в нем микропримесей меди и никеля на уровне 0,001 мас. что соответствует техническим требованиям на металлическое серебро марки Cp А-2 и свидетельствует об отсутствии разрушения металлической сетчатой основы катода.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет обеспечить высокую (до 99,9% ) степень отделения уплотненного материала от металлической сетчатой основы и исключить разрушение основы. Устройство характеризуется быстродействием, простотой и надежностью в работе.

Использование: утилизация материалов, преимущественно химических источников тока. Сущность изобретения: устройство содержит корпус с помещенным в нем активатором, выполненным в виде двух установленных параллельно один над другим барабанов, верхний 10 из которых имеет на цилиндрической поверхности выступы 13 в виде шипов с закругленными головками, наибольший поперечный размер которых превышает размер ячей металлической сетчатой основы 26, а нижний барабан 11 имеет эластичную футеровку 15 или выемки для шипов 13, при этом толщина футеровки 15 и глубина выемки превышает высоту шипа 13. Корпус может быть выполнен разъемным из верхней 2 и нижней 3 частей, соединенных упругими элементами в виде резиновых прокладок и сквозными шпильками 7 с гайками 8 с возможностью вертикального перемещения верхней части 2. Головка шипа 13 может иметь форму шарового сегмента, наибольший поперечный размер которого составляет 2-10 размеров металлической сетчатой основы 26, высота шипа в 4-6 раз больше толщины утилизуемого изделия 23, а диаметр выемки может составлять 1,2-2,0 наибольшего поперечного размера головки шипа. Устройство обеспечивает полное разделение материалов и предотвращает разрушение основы 26. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для отделения уплотненного материала от сетчатой основы изделия, преимущественно электрода аккумулятора, включающее корпус, активатор, размещенный внутри корпуса и выполненный в виде двух установленных параллельно один над другим барабанов, первый из которых имеет на цилиндрической поверхности выступы, и приемники материала и сетчатой основы, отличающееся тем, что выступы на цилиндрической поверхности первого барабана выполнены в виде шипов с закругленными головками, наибольший поперечный размер которых превышает размер ячеи металлической сетчатой основы, цилиндрическая поверхность второго барабана имеет эластичную футеровку или выемки, при этом толщина футеровки и глубина выемки превышают высоту шипа, а шипы входят в соответствующие выемки. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус выполнен разъемным в виде верхней и нижней частей, которые соединены посредством упругих элементов и сквозных шпилек с гайками с возможностью вертикального перемещения верхней части, при этом первый и второй барабаны установлены соответственно в верхней и нижней частях корпуса. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что упругий элемент выполнен в виде резиновой прокладки. 4. Устройство по пп. 1 3, отличающееся тем, что головка шипа имеет форму шарового сегмента, наибольший поперечный размер которого составляет 2 - 10 размеров ячеи металлической сетчаткой основы, при этом высота шипа превышает в 4 8 раз толщину изделия. 5. Устройство по пп. 1 4, отличающееся тем, что диаметр выемки составляет 1,2 2,0 наибольшего поперечного размера головки шипа.