CN105206892B - 一种废旧铅酸电池拆解铅塑分离方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种废旧铅酸电池拆解铅塑分离方法及装置。该分离方法包括以下工艺步骤：（1）.上料准备；（2）.去除上盖；去盖机械利用往复机构与固定在去盖机械支撑架上的挡块配合，利用挤压将废旧铅酸电池上壳去除，（3）.粉碎箱体；经传送机械利用皮带传送方式将废旧铅酸电池箱体送入公知的电池粉碎机粉碎为碎料；（4）.浮力分选；电池粉碎机将废旧铅酸电池箱体碎料投入分离机构的分离池中，分离池中充满分离液，分离液的密度值介于塑料和铅金属密度值之间，利用浮力的不同，将电池箱体碎料的铅金属和塑料自动分离开；（5）.分类回收。该分离装置包括上料机械、去盖装置、传送机械、电池粉碎机械和主要创新的分离机构五个部分。

Description

一种废旧铅酸电池拆解铅塑分离方法及装置

技术领域

本发明涉及机械传动领域，具体为一种废旧铅酸电池拆解铅塑分离方法及装置。

背景技术

铅酸电池(VRLA)，是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的蓄电池。铅酸电池放电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；充电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。

铅酸电池因其质量稳定、可靠性高、安全性能好等优点，在交通、电力、通讯、军事、航天等方面有广泛的应用。因此对废旧铅酸电池的废料的分离和回收十分重要；既可以减少铅酸电池对环境的污染，又节约了资源。

铅酸电池是一种由铅及塑料组成的电池，现阶段虽然有很多已设计方法及设备，但很多方法及设备存在效率不高，实用性较差，加工制造困难等问题。中国专利(CN201410076147.9)介绍了一种全循环回收处理废旧铅酸蓄电池的方法，该方法对废旧铅酸电池锯切后分离，比以往分离方法所得到产品转化率高、纯度好；其不足是该方法需要增加多个设备以实现其功能，实际运行中分离速度不易控制、各设备协调性较差。中国专利(CN200810117607.2)介绍了一种废旧铅酸电池回收自动化分类拆分方法，该方法对物料损害少，物料纯度高；其不足是该设备分选方法采用水力分离器及比重分离器，分离效率较低。中国专利(CN 201210143964.2)介绍了一种废旧铅酸蓄电池的分离筛选装置，该装置可以实现铅酸蓄电池破碎后的分离回收且回收率高，其不足是该装置筛选效率低、实用性和专一性不高。中国专利(CN 104752786 A)则报道了一种废旧铅酸电池高效分选回收利用工艺系统。它利用X光对废旧铅酸电池检测后，对铅酸电池进行切割，破碎后分离回收，该工艺系统对人体及环境危害性大、实现成本高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种废旧铅酸电池拆解铅塑分离方法及装置，该分离方法及装置可将铅酸电池分解、破碎、并将铅塑材料自动分离，具有结构简单，分离效率高，成套性好，操作环境改善，适用于实际应用等优点。

本发明解决所述分离方法技术问题的技术方案是：设计一种废旧铅酸电池拆解铅塑分离方法，该分离方法包括以下工艺步骤：

(1).上料准备；废旧铅酸电池经上料机械传送，进入去盖机械工作位置；

(2).去除上盖；去盖机械利用往复机构与固定在去盖机械支撑架上的挡块配合，利用挤压将废旧铅酸电池上壳去除，废旧铅酸电池上盖由去盖机械收集，废旧铅酸电池箱体被往复机构推送入传送机械；

(3).粉碎箱体；经传送机械利用皮带传送方式将废旧铅酸电池箱体送入公知的电池粉碎机粉碎为碎料；

(4).浮力分选；电池粉碎机将废旧铅酸电池箱体碎料投入分离机构的分离池中，分离池中充满分离液，分离液的密度值介于塑料和铅金属密度值之间，利用浮力的不同，将电池箱体碎料的铅金属和塑料自动分离开，塑料碎料上浮聚集，铅金属下沉聚集；

(5).分类回收；分别运用铅金属传送机械和塑料收集器，将铅金属和塑料分别回收投入到相应收集器中，完成筛选。

本发明解决所述分离装置技术问题的技术方案是：设计一种废旧铅酸电池拆解铅塑分离装置，包括上料机械、去盖装置、传送机械、电池粉碎机和分离机构五个部分；其特征在于所述分离机构包括塑料回收装置、分离池、减速器输出轴、减速器输出轴联轴器、减速器输入轴联轴器、减速器、铅金属回收容器、皮带轴、传动皮带、塑料回收容器、电机、电机支撑架、金属回收装置连接轴、金属回收装置联轴器、金属螺旋回收装置、金属回收装置主动皮带轴及金属回收装置从动皮带轴；其中，塑料回收装置和金属螺旋回收装置分别固定在分离池上，塑料回收容器及铅金属回收容器安装在分离池的一侧，且固定三者为一个整体，电机支撑架上安装电机，电机输出轴经金属回收装置联轴器与金属回收装置连接轴连接，皮带轴与金属回收装置连接轴通过传动皮带连接，皮带轴通过减速器输入轴联轴器与减速器连接，减速器输出轴与塑料回收装置通过减速器输出轴联轴器连接；减速器可改变电机的驱动方向90°，从而驱动塑料回收装置正常运行；分离机构的分离池中装有密度介于塑料与铅金属之间的分离液，金属螺旋回收装置为螺旋机构，倾斜安装；运行时，由电机通过金属回收装置联轴器带动金属螺旋回收装置旋转，利用螺旋抬升沉集在底部的铅金属，以回收；塑料回收装置由电机通过减速器输入轴联轴器、减速器带动回转，利用离心力将废旧铅酸电池的塑料碎料分离到塑料回收容器中。

与现有技术相比，本发明的废旧铅酸电池拆解铅塑分离方法工艺简单、造价低、应用性强；在废旧电池分离过程中，可以持续不间断地进行分离工作，且分离效果好，分离速度可调，操作环境改善，资源充分循环利用。本发明的废旧铅酸电池拆解铅塑分离装置结构简单，自动化程度高，成套性好，有效利用现有技术设备，成本低，便于实际推广应用。

附图说明

图1为本发明废旧铅酸电池拆解铅塑分离方法的工艺流程图。

图2为本发明废旧铅酸电池拆解铅塑分离装置一种实施例的三维线框示意图。

图3为本发明废旧铅酸电池拆解铅塑分离装置一种实施例的主视结构示意图。

图4为本发明废旧铅酸电池拆解铅塑分离装置一种实施例的俯视结构示意图。

图5为本发明废旧铅酸电池拆解铅塑分离装置一种实施例的图3俯视结构示意图中的A-A断面图。

图6为本发明废旧铅酸电池拆解铅塑分离装置一种实施例的三维线框俯视结构示意图。

图7为废旧铅酸电池的三维线框结构示意图(等轴测图)。

图8为废旧铅酸电池箱体的三维线框结构示意图(等轴测图)。

图中，1.上料机械、2.去盖装置、3.传送机械、4.电池粉碎机、5.分离机构,6.废旧铅酸电池；101.上料机械传送装置、201.推送装置、202.去盖装置配合支架、203.挡块、301.传送装置皮带、302.推送装置转轴、303.传送装置支架、401.破碎机进料口、402.破碎机出料口、501.塑料回收装置、502.分离池、503.减速器输出轴、504.减速器输出轴联轴器、505.减速器、506.铅金属回收容器、507.减速器输入轴联轴器、508.皮带轴、509.传动皮带、510.塑料回收容器、511.电机、512.电机支撑架、513.金属回收装置连接轴、514.金属回收装置联轴器、515.金属螺旋回收装置、516.金属回收装置主动皮带轴、517.金属回收装置从动皮带轴、610.铅酸电池上盖、620.铅酸电池箱体、611.铅酸电池负极,612.铅酸电池正极,621.铅酸电池正极板、622.铅酸电池下壳、623.铅酸电池负极板。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明。

本发明设计的废旧铅酸电池拆解铅塑分离方法(简称分离方法，参见图1)，该分离方法包括以下工艺步骤：

(1).上料准备；废旧铅酸电池经上料机械传送，进入去盖机械工作位置；

(2).去除上盖；去盖机械利用往复机构与固定在去盖机械支撑架上的挡块配合，利用挤压将废旧铅酸电池上壳去除，废旧铅酸电池上盖由去盖机械收集，废旧铅酸电池箱体被往复机构推送入传送机械；

(3).粉碎箱体；经传送机械利用皮带传送方式将废旧铅酸电池箱体送入公知的电池粉碎机粉碎为碎料(包括碎片、碎块和碎粒等)；

(4).浮力分选；电池粉碎机将废旧铅酸电池箱体碎料投入分离机构的分离池中，分离池中充满分离液，分离液的密度值介于塑料和铅金属密度值之间，利用浮力的不同，将电池箱体碎料的铅金属和塑料自动分离开，塑料碎料上浮聚集，铅金属下沉聚集；

(5).分类回收；分别运用铅金属传送机械和塑料收集器，将铅金属和塑料分别回收投入到相应收集器中，完成按类回收。

本发明分离方法的进一步特征是所述的电池粉碎机的进料口直径为铅酸电池箱体长边的2-3倍。

本发明分离方法的进一步特征是所述的电池粉碎机粉碎的废旧铅酸电池箱体碎料的长×宽×高≤40mm×40mm×40mm。

本发明分离装置所述的上料机械1包括传送装置101及其支撑机构，传送装置101为传统的皮带传动，通过皮带的移动带动废旧铅酸电池6的移动，从而实现传送废旧铅酸电池6的功能。

本发明分离装置的去盖装置2是利用往复机构与固定在去盖机械支撑架上的挡块203配合，利用挤压将废旧铅酸电池上盖610去除。废旧铅酸电池上盖610在去盖机械处收集，废旧铅酸电池箱体被往复机构推送入传送机械3。铅酸电池由铅酸电池上盖610和铅酸电池箱体620组成；铅酸电池箱体620由铅酸电池正极板621、铅酸电池外壳622和铅酸电池负极板623组成。

本发明分离装置的去盖装置2包括推送装置201，去盖装置配合支架202和挡块203。推送装置201和挡块203固定在去盖装置配合支架202上，挡块203与推送装置201之间为上料机械1所传递过来的废旧铅酸电池6，挡块203与废旧铅酸电池6的上盖601相接合，推送装置201推动废旧铅酸电池6运动，并使废旧铅酸电池6的上盖610与挡块203产生挤压，实现去除上盖610。

本发明分离装置的进一步特征是所述的往复机构(即推送装置201)为曲柄滑块机构、液压缸或气缸等可实现不断推送任务的往复机构。

传送机械3利用皮带传送方式将废旧铅酸电池送入电池粉碎机。

所述传送机械3包括传送装置皮带301、推送装置转轴302和传送装置支架303。传送装置支架303上装推送装置转轴302，转轴302上固定有皮带，利用皮带的移动，将去上盖601后的废旧铅酸电池6投入到公知的电池粉碎机4中。

所述电池粉碎机采用公知的破碎机4，该机械进料口直径为铅酸电池箱体最长边的2倍至3倍，且可将铅酸电池破碎为小于40mm×40mm×40mm的碎块。

所述电池粉碎机将废旧铅酸电池箱体碎片投入分离机构5的分离池中，分离池中充满介于塑料和铅金属密度值之间的分离液，分离液将电池组成部分(铅金属、塑料)分离；分别运用铅金属传送机械、塑料收集器，将铅金属和塑料分别回收投入相应收集器中，从而完成筛选。

为克服现有技术的不足，更好地满足所述分离方法的功能要求，本发明对现有铅塑分离装置进行了改进，并重新设计了分离机构。

本发明同时设计的废旧铅酸电池拆解铅塑分离装置(简称分离装置，参见图2-7)，该分离装置包括依次连接的上料机械1、去盖装置2、传送机械3、电池粉碎机4和分离机构5,其特征在于所述的分离机构5包括塑料回收装置501、分离池502、减速器输出轴503、减速器输出轴联轴器504、减速器505、铅金属回收容器506、减速器输入轴联轴器507、皮带轴508、传动皮带509、塑料回收容器510、电机511、电机支撑架512、金属回收装置连接轴513、金属回收装置联轴器514、金属螺旋回收装置515、金属回收装置主动皮带轴516和金属回收装置从动皮带轴517；其中分离池502整体为长方体(无上表面)，分离池内部呈现类似于倒锥形形状，可引导铅金属沉积于倾斜安装的金属螺旋回收装置515底部的功能，俯视观测分离池502内部整体布局为向一侧变窄，在塑料回收装置501处分离池502与塑料回收装置501等宽；分离池502上固定塑料回收装置501、金属螺旋回收装置515、塑料回收容器510和铅金属回收容器506，其中塑料回收容器510及铅金属回收容器506安装于分离池502一侧，与分离池502三者为一整体；电机支撑架512上安装电机511，电机511输出轴通过金属回收装置联轴器514与金属回收装置连接轴513连接，皮带轴508与金属回收装置连接轴513通过传动皮带509连接，皮带轴508通过减速器输入轴联轴器507与减速器505连接，减速器505输出轴与塑料回收装置501通过减速器输出轴联轴器504连接。其中减速器505采用公知的减速器(如锥齿轮减速器)，安装在分离池502外表面上，减速器输入轴通过减速器输入轴联轴器507连接皮带轴508，减速器输出轴通过减速器输出轴联轴器504连接塑料回收装置501；分离池502中装有密度介于废旧铅酸电池塑料与铅金属之间的分离液(由于密度不同，金属下沉，塑料上浮)，用于分离废旧铅酸电池的金属和塑料，实施例的分离液比重调节在比废旧铅酸电池塑料壳的比重大0.07-0.15的范围内，金属螺旋回收装置515包括螺旋叶片，螺旋叶片外部套有圆形外罩，螺旋叶片略长于圆形外罩(伸出端为远离电机一侧)，金属螺旋回收装置整体倾斜安装，实施例的倾斜角范围为35°～75°之间；运行时，由电机511通过金属回收装置联轴器514带动金属螺旋回收装置515中螺旋叶片旋转，螺旋叶片与外部圆形外罩配合将沉在底部的铅金属回收；塑料回收装置501主要由圆柱形滚筒组成，滚轴上装有弧形叶片，且叶片上开有功能性小孔便于塑料回收时减少带起的液体，运行时塑料回收装置501由电机511通过金属回收装置主动皮带轴516、金属回收装置从动皮带轴517和传送皮带509带动皮带轴508运动，皮带轴508通过减速器输入轴507连接减速器并由减速器输出轴联轴器504连接塑料回收装置501带动回转，利用离心力将废旧铅酸电池6的塑料碎料投入到塑料回收容器510中。

本发明的进一步特征是所述分离机构5将废旧铅酸电池碎料经分离液体分选后，运用倾斜安装的金属螺旋回收装置515将废旧铅酸电池的铅金属回收，而回转叶轮旋转(利用离心原理)将漂浮在分离液面上的塑料回收。

本发明分离方法和装置的工作原理和过程是：首先，由上料机械传送装置101，将废旧铅酸电池6传送到去盖装置2上的废旧铅酸电池去盖工位(参见图3、图4)，由推送装置201将废旧铅酸电池6推入到去盖装置配合支架202上；去盖装置配合支架202上装有挡块203，利用挡块203的挤压力将废旧铅酸电池的上盖610去除；铅酸电池箱体620经传送装置传送入破碎机进料口401，铅酸电池箱体620经破碎机破碎后，将废旧铅酸电池碎料经破碎机出料口402送入分离机构5中；铅酸电池正极板621和铅酸电池负极板623由铅金属制成，铅酸电池外壳622由塑料制成，在分离机构5中进行铅金属碎料和塑料碎料的分离。

本发明分离机构5依据的基本原理是阿基米德浮力定律。该定律说明：固体可以在密度大于固体介质的液体中漂浮、也可以在密度小于固体介质的液体中下沉，或者当固体介质密度等于液体介质时悬浮于液体中的任意位置。本发明设计分液体的密度刚好介于两种不同密度固体的密度之间，因此分离液即可将混合物(废旧铅酸电池拆解铅塑的粉碎料)分为两部分；密度小于分离液体的一部分固体(即塑料)上浮，而密度大于分离液体的一部分固体(即铅金属)下沉，从而可实现两种密度固体的自动分离；进而运用机械装置把分离物分类回收整理。

本发明分离机构5的分离池502本身由斜坡及曲面组成，其中装满了介于被分离两固体密度之间的分离液，将混合物投入分离池502中，分离液可以自动地使得大于分离液体密度的固体沉积于分离池502的底部，密度小于分离液体的固体上浮聚集于分离池502中的分离液表面处。运行中，密度大的固体由于重力作用而堆积在底部，分离机构5利用电机511通过金属回收装置联轴器514、金属回收装置连接轴513带动金属螺旋回收装置515运行，运用螺旋机构传送密度大的金属固体，从而将底部的重物顺着螺旋杆机构传输出来，由铅金属回收容器506收集。密度小的固体由于浮力作用上浮在分离液水面上，通过塑料回收装置501收集。由电机511通过传动皮带509带动皮带轴508、减速器输入轴联轴器507、减速器505运动，从而带动塑料回收装置501转动，将破碎的塑料固体通过离心原理运送到塑料回收容器510中去。

本发明废旧铅酸电池拆解铅塑分离方法及装置的突出优点在于，在现有技术基础之上，设计实现利用分离液将废旧铅酸电池铅金属及塑料分离，螺旋回收装置515倾斜安装，并利用螺旋叶片旋转实现抬升，塑料回收装置501通过旋转收集塑料废料并利用离心原理投入塑料回收容器510中。本发明分离方法及装置自动化程度高，成套性好，结构简单，加工制造容易，操纵性和实用性强，可实现持续筛选等。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (5)

1.一种废旧铅酸电池拆解铅塑分离装置，包括上料机械、去盖装置、传送机械、电池粉碎机和分离机构五个部分；其特征在于所述分离机构包括塑料回收装置、分离池、减速器输出轴、减速器输出轴联轴器、减速器输入轴联轴器、减速器、铅金属回收容器、皮带轴、传动皮带、塑料回收容器、电机、电机支撑架、金属回收装置连接轴、金属回收装置联轴器、金属螺旋回收装置、金属回收装置主动皮带轴及金属回收装置从动皮带轴；其中，塑料回收装置和金属螺旋回收装置分别固定在分离池上，塑料回收容器及铅金属回收容器安装在分离池的一侧，且固定三者为一个整体，电机支撑架上安装电机，电机输出轴经金属回收装置联轴器与金属回收装置连接轴连接，皮带轴与金属回收装置连接轴通过传动皮带连接，皮带轴通过减速器输入轴联轴器与减速器连接，减速器输出轴与塑料回收装置通过减速器输出轴联轴器连接；减速器可改变电机的驱动方向90°，从而驱动塑料回收装置正常运行；分离机构的分离池中装有密度介于塑料与铅金属之间的分离液，金属螺旋回收装置为螺旋机构，倾斜安装；运行时，由电机通过金属回收装置联轴器带动金属螺旋回收装置旋转，利用螺旋抬升沉集在底部的铅金属，以回收；塑料回收装置由电机通过减速器输入轴联轴器、减速器带动回转，利用离心力将废旧铅酸电池的塑料碎料分离到塑料回收容器中；所述的电池粉碎机的进料口直径为铅酸电池箱体长边的2-3倍。

2.一种废旧铅酸电池拆解铅塑分离方法,该分离方法使用权利要求1所述的分离装置，包括以下工艺步骤：

(1).上料准备；废旧铅酸电池经上料机械传送，进入去盖机械工作位置；

(2).去除上盖；去盖机械利用往复机构与固定在去盖机械支撑架上的挡块配合，利用挤压将废旧铅酸电池上壳去除，废旧铅酸电池上盖由去盖机械收集，废旧铅酸电池箱体被往复机构推送入传送机械；

(3).粉碎箱体；经传送机械利用皮带传送方式将废旧铅酸电池箱体送入公知的电池粉碎机粉碎为碎料；

(4).浮力分选；电池粉碎机将废旧铅酸电池箱体碎料投入分离机构的分离池中，分离池中充满分离液，分离液的密度值介于废旧铅酸电池塑料和铅金属密度值之间，利用浮力的不同，将电池箱体碎料的铅金属和塑料自动分离开，塑料碎料上浮聚集，铅金属下沉聚集；

(5).分类回收；分别运用铅金属传送机械和塑料收集器，将铅金属和塑料分别回收投入到相应收集器中，完成筛选。

3.根据权利要求2所述的废旧铅酸电池拆解铅塑分离方法,其特征在于所述的电池粉碎机粉碎的废旧铅酸电池箱体碎料的长×宽×高≤40mm×40mm×40mm。

4.根据权利要求2所述的废旧铅酸电池拆解铅塑分离方法,其特征在于所述的往复机构为曲柄滑块机构、液压缸或气缸。

5.根据权利要求2所述的废旧铅酸电池拆解铅塑分离方法,其特征在于所述的分离液比重调节在比废旧铅酸电池塑料壳的比重大0.07-0.15的范围内。