CN105632657B - 利用废旧独芯电缆生产铜带的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用废旧独芯电缆生产铜带的系统，用于废物再利用。它包括自前向后依次设置的：放卷机、转向轴、涨紧轮、剥皮辊组件、牵引装置、高频加热装置、轧制装置、抛光机和收卷机，其中，剥皮辊组件包括上、下成对设置的刀辊和托辊，其中刀辊位于上侧，由若干刀轮组成，刀轮通过键配合固定在刀辊轴上，每一个刀轮是由左右两片组成的，并在中间夹有一个刀片，所述刀片包括环状部和刀尖部，刀尖部共四块；在刀辊的后侧设置一个加热装置。本发明通过无损伤剥削工艺，将电缆的外皮进行剥削，且不破坏铜芯的表面，可以为后续的铜带的生产带来较好的保障。

Description

利用废旧独芯电缆生产铜带的系统

技术领域

该发明涉及电力技术领域中关于废旧电缆的再利用技术，具体地说是利用废旧电缆生产铜带的系统。

背景技术

关于废旧电缆的回收，以断面为6平方毫米的电缆为例，缆芯一般采用独根铜芯，由于结构简单，仅仅具有铜芯和外皮，其中外皮可以进行二次回收，同时，铜芯更是可以回收。

目前采用的方法主要包括如下三种方法，其一是焚烧法，即直接将外皮焚烧，剩下裸露的铜芯，对其中的高价值铜芯进行回收，此法污染环境。其二是机械剥皮法，即使用刀片将外皮剥开，使二者分离，无论是机械剥皮还是手工剥皮，都存在一个问题，即刀具会在铜芯的表面或多或少的留下划痕，造成划伤，使得铜芯的质量下降，这种机械剥削得到的铜芯仅仅能够用于回炉炼铜，且刀具的磨损比较严重，需要定期的更换刀具。第三种是高压水射流方法去除外皮，例如CN204516498U中公开的基于水射流回收废旧电线电缆装置。

再如中国专利申请号为201410123585.6的一种基于水射流回收废旧电线电缆装置，利用高压纯水射流回收废旧电线电缆，清洁环保、操作简便、成本低，能实现对电线电缆中的金属及包覆材料的高效回收，利用一个喷头通过弧线轨迹不断来回喷射电缆，效率低下的同时在其运动轨迹的绝大部分区域是没有电缆的，也就是说真正作用的只有那几个喷到电缆的瞬间，浪费了大部分的能量和时间在喷射的轨迹上。

同时，在市场上还有一种需求，即具有一定宽度和厚度的铜带、铜包带，通常采用裁剪的方式获得，市场价值较大，如何直接将独芯铜电缆回收并产生新的商品---铜带或者铜包带，是本发明解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种利用废旧电缆生产铜带的系统，在铜芯与外皮分离阶段采用无损分离的方法进行分离，得到完好的铜芯，然后制作成铜带，实现废物的直接回收与利用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

利用废旧独芯电缆生产铜带的系统，其特征在于：包括自前向后依次设置的：

放卷机，用于电缆卷盘的固定与电缆的放卷，在所述放卷机上中设置有至少一个电缆放卷工位，且放卷工位自上而下依次排开，

转向轴，水平的设置在放卷工位后侧且位于支架的中间位置，

涨紧轮，在靠近转向轴后侧设置一个水平杆，在所述水平杆上固定至少一组沿竖轴转动的的涨紧轮；

剥皮辊组件，包括上、下成对设置的刀辊和托辊，其中刀辊位于上侧，托辊位于下侧，所述托辊在高度方向上位置可调，由第一电机直接驱动的所述托辊转动，所述的刀辊静止；

刀辊是由若干刀轮组成的，刀轮通过键配合固定在刀辊轴上，每一个刀轮是由左右两片组成的，并在中间夹有一个刀片，所述刀片包括环状部和刀尖部，刀尖部共四块；

托辊是由多个托轮组合形成的，在每一个托轮中具有一个凹槽，该凹槽为断面为半圆状的凹槽，工作时，电缆穿过凹槽并被设置在刀辊和托辊之间的间隙内，所述刀尖部切入电缆的外壁中并不接触铜芯；

在刀辊的后侧设置一个加热装置，所述加热装置为火焰加热装置；

转向辊与收卷机，在剥皮辊组件的后侧设有一个转向辊，其中转向辊的表面设置有橡胶层，电缆脱落的外皮绕过转向辊后向下折返，并由一个收卷机进行收卷，分离的铜芯继续向后；

牵引装置，位于转向辊的后侧且用于铜芯的牵引，包括上、下布置的副辊和主辊组成，其中主辊上通过键连接固定有若干牵引轮盘，所述牵引轮盘上带有凹槽，铜芯自牵引轮盘上缠绕一周后引出继续向后，其中主辊使用的为变频电机，主辊表面材质为尼龙材质，副辊辅助的压在上侧；

高频加热装置，其中高频加热装置的加热线圈位于牵引装置和轧制装置之间，且让单根的铜芯穿过加热线圈，

轧制装置，所述轧制装置为辊式轧机，通过轧制形成铜带；

抛光机，用于对铜带的上下表面进行抛光；

收卷机，所述收卷机中设置有至少一组独立动作的收卷装置，所述收卷装置包括收卷轴、收卷轮和电机，所述收卷轴是由独立的电机驱动，所述收卷轮通过键连接可拆装的设在收卷轴上，使用紧固挡圈和螺钉紧固。

进一步地，所述放卷机包括支架和设置在支架上的用于形成放卷工位的放卷轴，放卷轴两端为可拆卸结构，所述支架为U形，由两侧的侧板和下端的底座组成，在两侧的侧板上相对设置有成对的阻尼器；所述两个转轴中的一个通过方形插接口进行插接连接，另一个通过Z形的咬合结构与放卷轴配合，并使用螺钉锁紧结构进行锁紧，形成放卷轴与转轴之间的可拆卸结构。

进一步地，所述阻尼器为尼龙阻尼器，包括转轴、尼龙轴座，尼龙轴座固定在侧板上，转轴插入在尼龙底座的安装圆孔内，然后通过调节尼龙轴座与转轴之间的预紧力进行调节两者之间的阻力。

进一步地，在放卷轴上设有电缆盘固定与锁定结构，包括套置并锁紧在放卷轴上的固定套筒，固定套筒的断面呈现为H形，将电缆盘固定在其中，用于电缆盘的固定。

进一步地，将托辊两端的轴承设置在一个可竖向滑动的轴承座中，实现上下调节。

进一步地，所述加热线圈加热加热铜线的温度控制在800至900度。

进一步地，所述收卷轮两侧分别设置一个限位盘，且在收卷轮上设有一个斜向开口的嵌入槽。

进一步地，所述轧制装置包括两级热轧机组，每一级的轧制都由成对设置的轧制辊组成，通过链传动有第二驱动电机驱动，其中轧制辊之间的间距可调。

进一步地，火焰加热装置为：在刀辊后侧方向设置一个横向的燃气管，燃气管上引出多个喷嘴，通过点火的方式使得喷火点给电缆表面加热，所述喷嘴的数量和位置和电缆的数量和位置是一一对应的。

所述刀辊两端通过滑块机构实现在竖直方向上的直线滑动，并在刀辊轴的两端设置有锁紧机构；所述锁紧机构为设置在刀辊轴端部和滑块之间的棘轮棘爪机构。

进一步地，所述涨紧轮为一个尼龙轮，且在尼龙轮中设有电缆导向槽。

本发明的有益效果是：

1、通过无损伤剥削工艺，将电缆的外皮进行剥削，且不破坏铜芯的表面，可以为后续的铜带的生产带来较好的保障。

2、直接用来生产铜带，产生的铜带表面质量高。

3、生产效率高，每分钟可以处理10米的废旧铜线，同时产生12米的优质铜带。

4、自动化程度高，从废旧铜电缆的上料、拆卷、挤压成型一脉相承，完成废物利用。

5、剥离的外皮进行单独回收具有二次利用价值。

附图说明

图1为本发明系统原理图。

图2为电缆的断面图。

图3为剥削后电缆的断面图。

图4为外皮与铜芯的分离过程示意图。

图5为放卷机的立体图。

图6为图5的俯视图。

图7为放卷轴的安装示意图。

图8为刀轮和托轮配合示意图。

图9为图6的工作状态示意图。

图10为中高频感应加热原理图。

图11为挤压装置的原理图。

图12为铜带缠绕装置的剖视图。

图13为铜带缠绕盘的立体图。

图14为牵引轮的立体图。

图15为牵引轮的工作状态示意图。

图中：1放卷机，11支架，12放卷轴，121拆卸结构，122固定与锁定结构，13阻尼器，14电缆盘，21转向轴，22涨紧轮，3剥皮辊组件，31刀辊，311刀轮，312刀片，3121刀尖部，3122螺钉，32托辊，321凹槽，34喷嘴，4转向辊，5收卷机，6牵引装置，61牵引轮盘，611凹槽，7高频加热装置，71加热线圈，72抛光辊，8轧制装置，81轧制辊，82收卷机，821收卷轴，822收卷轮，8221嵌入槽，823紧固挡圈和螺钉，824限位盘，9电缆，91外皮，92铜芯。

具体实施方式

如图1至图15所示，针对现有缺陷，本发明的保护主体如下：

开发的是一种废旧电缆再利用系统，对独芯电缆进行回收再利用，产生的铜芯质量很好，再用来制作铜带，形成新的产品，真正实现废物再利用。

其基本的原理是，基于一定的未完全风化的电缆，即外皮部分是连续的，具有一定的强度，采用无损分离工艺，将电缆铜芯和外皮进行分割，然后对外皮进行回收，对铜芯进行热轧、冷轧形成符合要求的铜带。

基于上述的描述，同时本发明提供的实施例如下：

放卷机1，放卷机包括支架11和设置在支架上的放卷轴12，放卷轴两端为可拆卸结构121，以方便卷轴的更换作业，支架11为U形，由两侧的侧板和下端的底座组成，在两侧的侧板上相对设置有成对的阻尼器13，该阻尼器13为尼龙阻尼器，包括转轴、尼龙轴座，尼龙轴座固定在侧板上，转轴插入在尼龙底座的安装圆孔内，然后通过调节尼龙轴座与转轴之间的预紧力进行调节两者之间的阻力，形成阻尼器，使得电缆处于涨紧状态。两个转轴中的一个通过方形插接口进行插接连接，另一个通过Z形的咬合结构与放卷轴配合，并使用螺钉锁紧结构进行锁紧，形成放卷轴12与转轴之间的可拆卸结构121，当然上述的可拆卸结构也可使用法兰连接。

在放卷轴12上设有电缆盘固定与锁定结构122，包括套置并锁紧在放卷轴上的固定套筒，固定套筒的断面呈现为H形，将电缆盘14固定在其中，用于电缆盘的固定，亦可使用具有类似功能的锁紧机构将电缆盘锁紧与固定。

上述的阻尼器的作用可以起到涨紧的作用，使得电缆处于一个绷紧的状态。

上述的放卷轴12为多根，自上向下依次排开，且电缆盘依次错开布置，间距设置在5厘米左右。

转向轴21，设置在放卷轴的一侧，位于支架的中间位置，上述的各个电缆盘的电缆同时绕过转向轴，电缆有斜向转为水平方向，实现转向，其中该转向轴为表面镀铬，形成光滑的表面，使得转向时比较平滑。

涨紧轮22，设计为多组，位于一个水平杆上，靠近转向轴的后侧，其中涨紧轮为一个尼龙轮，可以转动，经过涨紧轮22后，上述的电缆在水平方向上的间距趋于一致，并转换为彼此间隔均匀的水平状态，同时使得电缆变的比较光滑，然后，同时的进入到下一个剥皮工艺中。

剥皮辊组件3，包括上、下成对设置的刀辊31和托辊32，其中刀辊31位于上侧，托辊32位于下侧，上述的刀辊31和托辊32为同直径的圆辊，间隙可调，同时两者之间同步反向转动，动力来自于第一驱动电机，传统方式为链传动。

如图8和图9所示，刀辊31是由若干刀轮311组成的，刀轮通过键配合固定在刀辊轴上，每一个刀轮是由左右两片组成的，并在中间夹有一个刀片312，该刀片包括环状部和刀尖部3121，其中环状部用于和刀轮配合，通过螺钉3122锁紧实现锁定。刀尖部共四块，均匀的布置在环形的四周。

托辊32是由多个托轮组合形成的，在每一个托轮中具有一个凹槽321，该凹槽321为断面为半圆状的凹槽，用于和电缆进行配合，工作时，电缆穿过凹槽321并被设置在刀辊和托辊之间的间隙内，然后调整刀尖部的上下位置，使得刀尖部3121切入电缆的外壁中，并保证未完全切透，一般来说保持0.3毫米左右的未切透厚度即可。

上述的刀辊31两端通过滑块机构可是实现在竖直方向上的直线滑动，并在刀辊轴的两端设置有锁紧机构。

该锁紧机构包括设置在刀辊轴端部的棘轮和设置在滑块上的棘爪，通过棘轮和棘爪的作用，控制刀辊在转过90度角度后被锁紧。

当其中一个刀尖部磨损后，可以转动90度，更换另一个刀尖部进行作业，减小换刀次数。

上述的刀尖部3121的刀刃为弧形面，在剥削电缆皮的过程中，有浅入深，并对电缆有一个下压的压力，避免电缆出现摆动，保证剥皮工作的稳定。

上述的托辊32在高度方向上可以微调，例如，将托辊两端的轴承设置在一个滑动的轴承座中，实现上下调节，以适应不同直径的电缆的需要，常见的调节方式为：在托辊32两端的轴承座设计成一个滑块结构，可以沿竖直方向调节，以适应不同厚度的铜带的压制。

在刀辊31的后侧位置设置一个加热装置，该加热装置为火焰加热，在靠近刀辊前上侧方向设置一个横向的燃气管，燃气管上引出多个喷嘴34，进一步地，喷嘴的数量和位置和电缆的数量和位置是一一对应的。通过火焰加热的方式，配合刀辊31自身的转动，用于对电缆外皮进行加热，具体的，加热的温度根据电缆外皮不同的材质不同设定，以普通家用电缆为例：

我们平常使用的电线一般都是聚氯乙烯(PVC)材质，一般额定工作温度在70至90摄氏度，熔融状态在150摄氏度，上下浮动20摄氏度，这时，电缆的表面温度调整为100度为宜。耐高温电缆线额定工作温度是180摄氏度，熔融状态在400摄氏度左右。

上述刀辊31和托辊32的间隙可调，根据不同直径的电缆进行微调，形成不同规格的间隙，正常工作下，间隙的大小为电缆的直径减去外皮的厚度即可，当有电缆自两者之间的间隙通过时，在刀辊31的作用下，电缆9的上侧外皮91被迅速的烫开一个口子，并在刀辊与托辊的挤压作用下形成如图3所示的样子，然后经过后面的撕扯分离，实现剥皮，参考图4。

在剥皮辊组件3的后侧设有一个转向辊4，可自由的转动，其中转向辊4的表面设置有橡胶层，上述的外皮91绕过转向辊后向下折返，并由一个收卷机5进行收卷，实现外皮91的打包与整理，其中成卷的外皮回收后可以再利用，上述的铜芯继续向后运动。

牵引装置6，位于转向辊的后侧，作为一种较佳的方式，包括上、下布置的副辊和主辊组成，其中主辊上通过键连接固定有若干牵引轮盘61，该牵引轮盘上带有凹槽611，铜芯92自牵引轮盘上缠绕一周后引出继续向后，其中主辊使用的为变频电机，主辊表面材质为尼龙材质，降低对铜芯的破坏，副辊用于辅助的压在上侧，防止铜芯在牵引轮盘61中脱落。

经过上述的牵引装置6后，实现铜芯的涨紧与整理，铜芯比较直顺，然后进入下一级高频加热装置7。

高频加热装置7为电磁涡流式中高频加热机，其中的加热线圈71位于牵引装置和轧制装置之间，且让单根的铜芯穿过加热线圈，如图10，控制线圈的加热温度，例如铜合金的温度一般在1000度至1300度之间，将该处加热线圈加热铜线的温度控制在800度左右即可，实现铜线的瞬时、无接触加热。

加热后的铜线进入下一级的轧制装置8中，该轧制装置包括两级，包括一级轧制和二级轧制，每一级的轧制都由成对设置的轧制辊81组成，通过链传动有第二驱动电机驱动，其中轧制辊之间的间距可调，以满足不同直径的铜芯的轧制需要，其中第一级为粗轧制，第二级为精密轧制，通过两次轧制形成铜带，出来的铜带表面直接能够直接满足使用要求。

然后进入对碾的抛光辊72进行上下表面的抛光，其中的抛光辊改用逆向高速旋转的方式进行抛光，逆向是指与铜带的前进方向相反，高速是指，抛光辊的转速以2000转/分钟的转速为宜。

也可以采用其他规格的表面抛光设备。

抛光辊有独立的驱动电机驱动，且两个抛光辊之间的间隙可调，间隙的调节方式可以参考上述的精密轧机中轧辊的调节方式。

抛光辊表面具有抛光砂，实现铜带的上下表面的抛光，并去除氧化质层。

出来的铜带有收卷机82进行收卷，其中收卷机中的各个收卷轴是有独立的电机驱动的，其中的收卷轴821上分别固定一个收卷轮822，收卷轮822通过键连接固定在收卷轴上，使用紧固挡圈和螺钉823紧固。上述的收卷轮822两侧分别设置一个限位盘824，用于规整的收卷。在收卷轮上设有一个斜向开口的嵌入槽8221，用于铜带的起始端固定。

通过上述装置的实施，可以实现将废旧电缆直接生产为铜带，并实现外皮的回收再利用，一举两得，环保节能。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.利用废旧独芯电缆生产铜带的系统，所述电缆为铜芯独芯电缆，其特征在于：包括自前向后依次设置的：

放卷机(1)，用于电缆卷盘的固定与电缆的放卷，在所述放卷机(1)中设置有至少一个电缆放卷工位，且放卷工位自上而下依次排开，

转向轴(21)，水平的设置在放卷工位后侧且位于支架的中间位置，

涨紧轮(22)，在靠近转向轴(21)后侧设置一个水平杆，在所述水平杆上固定至少一组沿竖轴转动的的涨紧轮；

剥皮辊组件(3)，包括上、下成对设置的刀辊(31)和托辊(32)，其中刀辊(31)位于上侧，托辊(32)位于下侧，所述托辊(32)在高度方向上位置可调；剥皮工作状态下，由第一电机直接驱动的所述托辊(32)转动，所述的刀辊(31)静止；

刀辊(31)是由若干刀轮(311)组成的，所述刀轮通过键配合固定在刀辊轴上，每一个刀轮是由左右两片组成的，并在中间夹有一个刀片(312)，所述刀片包括环状部和刀尖部(3121)，刀尖部共四块；

托辊(32)是由多个托轮组合形成的，在每一个托轮中具有一个凹槽(321)，该凹槽(321)为断面为半圆状的凹槽，工作时，电缆穿过凹槽(321)并被设置在刀辊和托辊之间的间隙内，所述刀尖部(3121)切入电缆的外壁中并不接触铜芯；

在刀辊(31)的后侧设置一个加热装置，所述加热装置为火焰加热装置；所述火焰加热装置为：在刀辊后侧方向设置一个横向的燃气管，所述燃气管上引出多个喷嘴(34)，通过点火的方式使得喷火点给电缆表面加热，所述喷嘴的数量与位置和电缆的数量与位置是一一对应的；

转向辊(4)与收卷机(5)，在剥皮辊组件(3)的后侧设有一个转向辊(4)，其中转向辊(4)的表面设置有橡胶层，电缆脱落的外皮(91)绕过转向辊后向下折返，并由一个收卷机(5)进行收卷，分离的铜芯继续向后；

牵引装置(6)，位于转向辊的后侧且用于铜芯的牵引，包括上、下布置的副辊和主辊组成，其中主辊上通过键连接固定有若干牵引轮盘(61)，所述牵引轮盘上带有凹槽(611)，铜芯(92)自牵引轮盘上缠绕一周后引出继续向后，其中主辊使用的为变频电机，主辊表面材质为尼龙材质，副辊辅助的压在上侧；

高频加热装置(7)，其高频加热装置的加热线圈(71)位于牵引装置和轧制装置之间，且让单根的铜芯穿过加热线圈，所述加热线圈加热加热铜线的温度控制在800至900度；

轧制装置(8)，所述轧制装置为辊式轧机，通过轧制形成铜带；

抛光机，用于对铜带的上下表面进行抛光；

收卷机(82)，所述收卷机中设置有至少一组独立动作的收卷装置，所述收卷装置包括收卷轴、收卷轮和电机，所述收卷轴是由独立的电机驱动，所述收卷轮(822)通过键连接可拆装的设在收卷轴(821)上，使用紧固挡圈和螺钉(823)紧固。

2.根据权利要求1所述的利用废旧独芯电缆生产铜带的系统，其特征在于，所述放卷机包括支架(11)和设置在支架上的用于形成放卷工位的放卷轴(12)，所述放卷轴两端为可拆卸结构(121)，所述支架(11)为U形，由两侧的侧板和下端的底座组成，在两侧的侧板上相对设置有成对的阻尼器(13)；两个所述阻尼器转轴中的一个通过方形插接口进行插接连接，另一个通过Z形的咬合结构与放卷轴配合，并使用螺钉锁紧结构进行锁紧，形成放卷轴(12)与转轴之间的可拆卸结构(121)。

3.根据权利要求2所述的利用废旧独芯电缆生产铜带的系统，其特征在于，所述阻尼器(13)为尼龙阻尼器，包括转轴和尼龙轴座，所述尼龙轴座固定在侧板上，转轴插入在尼龙底座的安装圆孔内，然后通过调节尼龙轴座与转轴之间的预紧力进行调节两者之间的阻力。

4.根据权利要求3所述的利用废旧独芯电缆生产铜带的系统，其特征在于，在放卷轴(12)上设有电缆盘固定与锁定结构(122)，包括套置并锁紧在放卷轴上的固定套筒，所述固定套筒的断面呈现为H形，将电缆盘(14)固定在其中，用于电缆盘的固定。

5.根据权利要求1所述的利用废旧独芯电缆生产铜带的系统，其特征在于，将托辊两端的轴承设置在一个可竖向滑动的轴承座中，实现上下调节。

6.根据权利要求1所述的利用废旧独芯电缆生产铜带的系统，其特征在于，所述收卷轮(822)两侧分别设置一个限位盘(824)，且在收卷轮上设有一个斜向开口的嵌入槽(8221)。

7.根据权利要求1所述的利用废旧独芯电缆生产铜带的系统，其特征在于，所述轧制装置包括两级热轧机组，每一级的轧制都由成对设置的轧制辊(81)组成，通过链传动由第二驱动电机驱动，其中，每一级中两轧制辊之间的间距可调。

8.根据权利要求1所述的利用废旧独芯电缆生产铜带的系统，其特征在于，所述刀辊(31)两端通过滑块机构实现在竖直方向上的直线滑动，并在刀辊轴的两端设置有锁紧机构；所述锁紧机构为设置在刀辊轴端部和滑块之间的棘轮棘爪机构。