CN108722596B - 一种用于废动力电池内芯的规则形状破碎切割装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于废动力电池内芯的规则形状破碎切割装置，包括机架、破碎装置、传送带装置、推杆机构、刀具装置和驱动装置。所述机架包括进料斗和机架本体，机架本体的上方安装破碎装置和刀具装置，机架本体内部安装有推杆机构，破碎装置的上方连接进料斗，破碎装置的下方连接传送带装置。所述驱动装置安装在机架本体的下侧横梁上，所述驱动装置包括电机61。工作时，启动电机，废动力电池进入进料斗，通过破碎装置破碎后形成长条状的片状物，所述片状物料落入下方的输送带，输送带将所述片状物料匀速地运动到刀具装置的下方，刀具装置在推杆机构的推动下对所述片状物料均匀切割为块状物料，所述块状物料通过出料斗送入收纳容器内。

Description

一种用于废动力电池内芯的规则形状破碎切割装置
技术领域
本发明属于一种废动力电池回收预处理设备领域，具体地说，它涉及一种用于废动力电池内芯的规则形状破碎切割装置。
背景技术
21世纪以来，世界各国都将新能源汽车的开发作为一项极为重要的工作。纯电动汽车在市场的大量推广，使得其核心零件动力电池的生产商业越来越多，截止2018年，我国动力电池生产产能已进入世界前三位，而且各企业仍在计划大规模扩大产能。虽然现在动力电池还没进入大规模报废阶段，但近几年其产销量的大幅度提升，未来几年必将会产生大量的报废动力电池。据估计，我国仅由纯电动与混合动力乘用车产生的动力电池报废量在2020年左右将累计有12～17万吨的规模。这么多淘汰下来的报废动力电池将何去何从，成为亟待解决的重要问题。然而我国报废电池的回收率却不足2％，相比于迅猛增长的电动汽车及配套产业，对报废动力电池回收再利用的研究进程却严重滞后。可见，在未来一段时间内，报废动力电池的回收利用问题将会成为重要的关注点。
废动力电池机械式回收过程主要分为预处理阶段和风选筛分两个阶段，其中预处理阶段经历破碎、超声波清洗、球状处理三个流程，风选阶段是针对预处理阶段破碎清洗出的不同质量和形状系数的铜箔和铝箔，利用不同质量的铜箔和铝箔具有不同的空气动力学特性，在风力作用下铜箔和铝箔漂移距离不同从而实现分类。目前预处理阶段中破碎环节破碎出的物料存在粒径大小和形状分布极为不均匀的问题，这将直接影响废动力电池机械回收过程中的风选筛分环节，使其风选筛分效率低。
发明内容
本发明的主要目的在于针对废动力电池预处理阶段中破碎环节破碎出的物料存在粒径大小和形状分布极为不均匀的问题，提供了一种用于废动力电池内芯的规则形状破碎切割装置。一种用于废动力电池内芯的规则形状破碎切割装置，包括机架1、破碎装置2、传送带装置3、推杆机构4、刀具装置5和驱动装置6。所述机架1包括进料斗11和机架本体12，所述机架本体12为方管和角铁焊接的长方体框架结构，机架本体12的上方安装破碎装置2和刀具装置5，机架本体12内部安装推杆机构4，破碎装置2的上方连接进料斗11，破碎装置2的下方连接传送带装置3。
所述驱动装置6安装在机架本体12的下侧横梁上，所述驱动装置6包括电机61。
所述电机61通过传动胶带与推杆机构4一端连接，且驱动推杆机构4上下运动，并带动刀具装置5上的刀片52做上下切割运动。推杆机构4另一端分别通过传动胶带与破碎装置2、传送带装置3连接。所述传送带装置3设有输送带33。
工作时，启动电机61，废动力电池进入进料斗11，废动力电池的内芯隔膜、涂布有钴酸锂粉末正极铝箔集流体、涂布有碳粉的负极铜箔集流体经过破碎装置2破碎后形成长条状的片状物料，所述片状物料落入下方的输送带33，输送带33将所述片状物料匀速地运动到刀具装置5的下方，刀片52在推杆机构4的推动下对所述片状物料均匀切割为块状物料。
进一步限定的技术方案如下：
所述破碎装置2包括主动滚刀21、从动滚刀22、四个滚轴轴承座23、主动带轮24和从动齿轮25。所述主动滚刀21、从动滚刀22为水平方向平行布置，所述主动滚刀21、从动滚刀22的两端轴颈均安装在一个滚轴轴承座23的轴承孔内，主动滚刀21、从动滚刀22的传动端端部分别连接主动带轮24、从动齿轮25，所述主动带轮24设有两个皮带槽和主动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮25啮合，主动滚刀21与从动滚刀22相对旋转形成碾压和切割。所述主动滚刀21、从动滚刀22上分别焊接若干个主动刀盘211、从动刀盘221，所述主动刀盘211、从动刀盘221结构相同，且数量、尺寸相等，错位布置。主动刀盘211、从动刀盘221外圆圆周上均设有四把辊刀26，每一把辊刀26中间开有一个等腰三角形的凹槽，相邻两个主动刀盘211的距离为主动刀盘211的宽度+间隙，所述间隙为1～2mm。
所述传送带装置3包括链轮轴带轮31、六个菱形带座外球面轴承32、两根链条34、六个链轮35和若干根支撑钢管36。相邻两根支撑钢管36的中心距为20mm，均匀地点焊在链条34上，所述输送带33为闭环套装在支撑钢管36上。六个菱形带座外球面轴承32分两排安装在机架本体12上。
所述推杆机构4包括两个凸轮41、平底推杆42、第一传动带43、凸轮轴左带轮44、凸轮轴右带轮45、第二传动带46和第三传动带47。
所述两个凸轮41安装在凸轮轴411上，凸轮轴411的两端分别安装凸轮轴左带轮44和凸轮轴右带轮45，所述凸轮轴左带轮44通过第一传动带43与电机61输出端的电动机带轮62连接，且第一传动带43中间位置设有皮带张紧轮63、所述凸轮轴右带轮45上设有两个皮带槽，通过所述两个皮带槽分别通过第三传动带47和主动带轮24连接、通过第二传动带46与链轮轴带轮31连接。所述凸轮轴411安装在凸轮轴支架17上。
所述刀具装置5包括刀架51、刀片52和两个连接螺栓53，所述刀架51为门形结构，两侧的竖直立杆分别插在两个推杆套筒15中，所述推杆套筒15焊接连接在机架本体12的上平面。所述刀片52上设有两个刀片孔521，刀刃522位于刀片孔521的下侧，通过两个连接螺栓53将刀片52连接在刀架51的上横梁上。
所述电机61为为三相交流减速电机，规格为GLF18，额定功率为1.5Kw，配变频电机，终端输出转速为15～60rpm。
所述主动带轮24、电动机带轮62、凸轮轴左带轮44、凸轮轴右带轮45直径相等。
所述输送带33采用绿色PVC平面纹带。
所述破碎装置2的上方设有保护罩13，所述保护罩13的上方连接进料斗11。所述机架本体12上位于链轮轴带轮31一侧设有出料斗16。所述机架本体12的长度方向的两端分别设有一块不锈钢机身挡板14。
本发明的有益技术效果是:
(1)本发明的破碎装置和切割处理的废动力电池内芯，其正极铝箔集流体上的钴酸锂粉末、负极铜箔集流体上的碳粉经过破碎和切割，传送带上是大小形状规则的片状铜箔与铝箔集流体，使得破碎切割产物粒径达到风选机的有效风选的范围，以实现分级风选。
(2)本发明预处理破碎切割出的形状规则的破碎废旧动力电池内芯产物形状大小规则率能够达到95％以上，为后续废动力电池风选回收出有用金属提供了可靠地保证，提高了风选效率。
附图说明
图1本发明的结构示意图。
图2本发明的内部结构示意图(凸轮推杆运动到最高位置时)。
图3本发明的内部结构示意图(凸轮推杆运动到最低位置时)。
图4本发明的破碎装置示意图。
图5本发明的破碎装置的主动滚刀和从动滚刀纵向剖视图。
图6本发明的主动刀盘示意图。
图7本发明的传送带装置结构示意图。
图8本发明的传送带装置内部结构示意图。
图9本发明的凸轮推杆结构示意图。
图10本发明的刀架与凸轮推杆及推杆套筒与机架连接示意图。
图11本发明的刀片结构示意图。
图中序号：机架1、进料斗11、机架本体12、保护罩13、不锈钢机身挡板14、推杆套筒15、出料斗16、凸轮轴支架17、破碎装置2、主动滚刀21、主动刀盘211、从动滚刀22、从动刀盘221、滚轴轴承座23、主动带轮24、从动齿轮25、辊刀26、传送带装置3、链轮轴带轮31、菱形带座外球面轴承32、输送带33、链条34、链轮35、支撑钢管36、推杆机构4、凸轮41、凸轮轴411、平底推杆42，第一传动带43、凸轮轴左带轮44、凸轮轴右带轮45、第二传动带46、第三传动带47、刀具装置5、刀架51、刀片52、刀片孔521、刀刃522、连接螺栓53、驱动装置6、电机61、电动机带轮62、皮带张紧轮63、片状物料7、块状物料8。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地说明。
实施例一
参见图1～图6,一种用于废动力电池内芯的规则形状破碎切割装置，包括机架1、破碎装置2、传送带装置3、推杆机构4、刀具装置5和驱动装置6。所述机架1包括进料斗11和机架本体12，机架本体12的上方安装破碎装置2和刀具装置5，机架本体12内部安装有推杆机构4，破碎装置2的上方连接进料斗11，破碎装置2的下方连接传送带装置3。所述驱动装置6安装在机架本体12的下侧横梁上，所述驱动装置6包括电机61。
所述破碎装置2包括主动滚刀21、从动滚刀22、四个滚轴轴承座23、主动带轮24和从动齿轮25。所述主动滚刀21、从动滚刀22为水平方向平行布置，所述主动滚刀21、从动滚刀22的两端轴颈均安装在一个滚轴轴承座23的轴承孔内，主动滚刀21、从动滚刀22的传动端端部分别连接主动带轮24、从动齿轮25，所述主动带轮24设有两个皮带槽和主动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮25啮合，主动滚刀21与从动滚刀22相对旋转形成碾压和切割。所述主动滚刀21、从动滚刀22上分别焊接若干个主动刀盘211、从动刀盘221，所述主动刀盘211、从动刀盘221结构相同，且数量、尺寸相等，错位布置。主动刀盘211、从动刀盘221外圆圆周上均设有四把辊刀26，每一把辊刀26中间开有一个等腰三角形的凹槽，相邻两个主动刀盘211的距离为主动刀盘211的宽度+间隙，所述间隙为2mm。
所述电机61为为三相交流减速电机，规格为GLF18，额定功率为1.5Kw，配变频电机，终端输出转速为15～60rpm。
所述破碎装置2的上方设有保护罩13，所述保护罩13的上方连接进料斗11。所述机架本体12上位于链轮轴带轮31一侧设有出料斗16。所述机架本体12的长度方向的两端分别设有一块不锈钢机身挡板14。
参见图7～图9，所述传送带装置3包括链轮轴带轮31、六个菱形带座外球面轴承32、两根链条34、六个链轮35、若干根支撑钢管36。相邻两根支撑钢管36的中心距为20mm，均匀地点焊在链条34上，所述输送带33为闭环套装在支撑钢管36上。六个菱形带座外球面轴承32分两排安装在机架本体12上。所述输送带33采用绿色PVC平面纹带，此种材质具有自重量轻、强度高、延伸率小、耐寒耐油耐酸碱耐腐蚀、抗静电的特性。
所述推杆机构4包括两个凸轮41、平底推杆42、第一传动带43、凸轮轴左带轮44、凸轮轴右带轮45、第二传动带46和第三传动带47。
所述两个凸轮41安装在凸轮轴411上，凸轮轴411的两端分别安装凸轮轴左带轮44和凸轮轴右带轮45，所述凸轮轴左带轮44通过第一传动带43与电机61输出端的电动机带轮62连接，且第一传动带43中间位置设有皮带张紧轮63、所述凸轮轴右带轮45上设有两个皮带槽，通过所述两个皮带槽分别通过第三传动带47和主动带轮24连接、通过第二传动带46与链轮轴带轮31连接。所述凸轮轴411安装在凸轮轴支架17上。
参见图10和图11，所述刀具装置5包括刀架51、刀片52和两个连接螺栓53，所述刀架51为门形结构，两侧的竖直立杆分别插在两个推杆套筒15中，所述推杆套筒15焊接连接在机架本体12的上平面。所述刀片52上设有两个刀片孔521，刀刃522位于刀片孔521的下侧，通过两个连接螺栓53将刀片52连接在刀架51的上横梁上。
参见图3，工作时，启动电机61，废动力电池进入进料斗11，废动力电池的内芯隔膜、涂布有钴酸锂粉末正极铝箔集流体、涂布有碳粉的负极铜箔集流体经过破碎装置2破碎后形成长条状的片状物料7，所述片状物料7落入下方的输送带33，输送带33将所述片状物料7匀速地运动到刀具装置5的下方，刀片52在推杆机构4的推动下对所述片状物料7均匀切割为块状物料8，所述块状物料8通过出料斗16送入收纳容器内。
以上内容并非对本发明的结构、形状作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种用于废动力电池内芯的规则形状破碎切割装置，其特征在于：包括机架（1）、破碎装置（2）、传送带装置（3）、推杆机构（4）、刀具装置（5）和驱动装置（6）；所述机架（1）包括进料斗（11）和机架本体（12），所述机架本体（12）为方管和角铁焊接的长方体框架结构，机架本体（12）的上方安装破碎装置（2）和刀具装置（5），机架本体（12）内部安装推杆机构（4），破碎装置（2）的上方连接进料斗（11），破碎装置（2）的下方连接传送带装置（3）；
所述驱动装置（6）安装在机架本体（12）的下侧横梁上，所述驱动装置（6）包括电机（61）；
所述电机（61）通过传动胶带与推杆机构（4）一端连接，且驱动推杆机构（4）上下运动，并带动刀具装置（5）上的刀片（52）做上下切割运动；推杆机构（4）另一端分别通过传动胶带与破碎装置（2）、传送带装置（3）连接；所述传送带装置（3）设有输送带（33）；
所述破碎装置（2）包括主动滚刀（21）、从动滚刀（22）、四个滚轴轴承座（23）、主动带轮（24）和从动齿轮（25）；所述主动滚刀（21）、从动滚刀（22）为水平方向平行布置，所述主动滚刀（21）、从动滚刀（22）的两端轴颈均安装在一个滚轴轴承座（23）的轴承孔内，主动滚刀（21）、从动滚刀（22）的传动端端部分别连接主动带轮（24）、从动齿轮（25），所述主动带轮（24）设有两个皮带槽和主动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮（25）啮合，主动滚刀（21）与从动滚刀（22）相对旋转形成碾压和切割；
所述传送带装置（3）包括链轮轴带轮（31）、六个菱形带座外球面轴承（32）、两 根链 条（34）、六个链轮（35）和若干根支撑钢管（36）；相邻两根支撑钢管（36）的中心距为20mm，均匀地点焊在链条（34）上，所述输送带（33）为闭环套装在支撑钢管（36）上；六个菱形带座外球面轴承（32）分两排安装在机架本体（12）上；
所述推杆机构（4）包括两个凸轮（41）、平底推杆（42）、第一传动带（43）、凸轮轴左带轮（44）、凸轮轴右带轮（45）、第二传动带（46）和第三传动带（47）；
所述两个凸轮（41）安装在凸轮轴（411）上，凸轮轴（411）的两端分别安装凸轮轴左带轮（44）和凸轮轴右带轮（45），所述凸轮轴左带轮（44）通过第一传动带（43）与电机（61）输出端的电动机带轮（62）连接，且第一传动带（43）中间位置设有皮带张紧轮（63）、所述凸轮轴右带轮（45）上设有两个皮带槽，通过所述两个皮带槽分别通过第三传动带（47）和主动带轮（24）连接、通过第二传动带（46）与链轮轴带轮（31）连接；所述凸轮轴（411）安装在凸轮轴支架（17）上；
所述刀具装置（5）包括刀架（51）、刀片（52）和两个连接螺栓（53），所述刀架（51）为门形结构，两侧的竖直立杆分别插在两个推杆套筒（15）中，所述推杆套筒（15）焊接连接在机架本体（12）的上平面；所述刀片（52）上设有两个刀片孔（521），刀刃（522）位于刀片孔（521）的下侧，通过两个连接螺栓（53）将刀片（52）连接在刀架（51）的上横梁上；
工作时，启动电机（61），废动力电池进入进料斗（11），废动力电池的内芯隔膜、涂布有钴酸锂粉末正极铝箔集流体、涂布有碳粉的负极铜箔集流体经过破碎装置（2） 破碎后形成长条状的片状物料，所述片状物料落入下方的输送带（33），输送带（33）将所述片状物料匀速地运动到刀具装置（5）的下方，刀片（52）在推杆机构（4）的推动下对所述片状物料均匀切割为块状物料。
2.根据权利要求1所述的一种用于废动力电池内芯的规则形状破碎切割装置，其特征在于：所述主动滚刀（21）、从动滚刀（22）上分别焊接若干个主动刀盘（211）、从动刀盘（221），所述主动刀盘（211）、从动刀盘（221）结构相同，且数量、尺寸相等，错位布置；主动刀盘（211）、从动刀盘（221）外圆圆周上均设有四把辊刀（26），每一把辊刀（26）中间开有一个等腰三角形的凹槽，相邻两个主动刀盘（211）的距离为主动刀盘（211）的宽度+间隙，所述间隙为1～2mm。
3.根据权利要求1所述的一种用于废动力电池内芯的规则形状破碎切割装置，其特征在于：所述电机（61）为三相交流减速电机，规格为GLF18，额定功率为1.5Kw，配变频电机，终端输出转速为15～60rpm。
4.根据权利要求1所述的一种用于废动力电池内芯的规则形状破碎切割装置，其特征在于：所述主动带轮（24）、电动机带轮（62）、凸轮轴左带轮（44）、凸轮轴右带轮（45）直径相等。
5.根据权利要求1所述的一种用于废动力电池内芯的规则形状破碎切割装置，其特征在于：所述输送带（33）采用绿色PVC平面纹带。
6.根据权利要求1所述的一种用于废动力电池内芯的规则形状破碎切割装置，其特征在于：所述破碎装置（2）的上方设有保护罩（13），所述保护罩（13）的上方连接进料斗（11）；所述机架本体（12）上位于链轮轴带轮（31）一侧设有出料斗（16）；所述机架本体（12）的长度方向的两端分别设有一块不锈钢机身挡板（14）。
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