RU2089016C1

RU2089016C1 - Device for separating compact material from article gauze base

Info

Publication number: RU2089016C1
Application number: RU95121497A
Authority: RU
Inventors: О.Г. Громов; А.П. Кузьмин; Э.П. Локшин; В.П. Ковалевский; В.Т. Калинников
Original assignee: Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского научного центра РАН
Priority date: 1995-12-20
Filing date: 1995-12-20
Publication date: 1997-08-27
Also published as: RU95121497A

Abstract

FIELD: wastage recovery, mainly, chemical sources of electric energy. SUBSTANCE: device comprises body housing activator made in the form of drums installed one above other in parallel. Upper drum 10 has protrusions 13 on cylindrical surface in the form of tongues with rounded heads which maximum cross-section exceeds size of mesh of metal gauze base 26. Lower drum 11 has elastic lining 15 or recesses for tongues 13. Thickness of lining and depth of recess exceed height of tongue 13. Body may be detachable in two parts (upper 2 and lower 3) joined by restoring members in the form of rubber spacers and through pins 7 with nuts 8. Upper part 2 moves vertically. Head of tongue 13 may have shape of ball segment which maximum cross-section amounts to 2-10 sizes of mesh of metal gauze base 26. Height of tongue is 4-6 times larger than thickness of recovered article 23 and diameter of recess may amount 1.2-2.0 of maximum cross sections of tongue head. EFFECT: complete separation of materials and prevention destruction of base. 5 cl, 3 dwg

Description

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. The invention relates to devices for separating the compacted material from the metal mesh base of products for various purposes and can be used for disposal of electrodes of used batteries, including silver-zinc batteries.

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. When disposing of battery electrodes made in the form of a metal mesh down conductor with an active mass pressed onto it, a problem arises of the completeness of removal of the active mass from the down conductor without its destruction. In case of destruction of the mesh down conductor, the active mass is contaminated with the material of the down conductor.

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. A device is known for separating the compacted material from the metal mesh base of the alkaline battery electrode [1] including a cutting device such as scissors for grinding the dried electrode and an electromagnetic separator.

Недостатком данного устройства является полное разрушение сетчатой основы электрода, приводящее к загрязнению активного уплотненного материала металлическими компонентами основы, а также невысокая производительность устройства. The disadvantage of this device is the complete destruction of the mesh base of the electrode, leading to contamination of the active densified material by the metal components of the base, as well as the low productivity of the device.

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. It is also known a device for separating the compacted material from the mesh base of the filter material [2] including a housing filled with regeneration liquid, inside of which are placed coils with filter material mounted for rotation, an activator made in the form of two parallel arranged one above the other with the possibility of vertical movement drums having longitudinal ribs of a triangular section on a cylindrical surface, between which there is a filter material, and nick separate material. The device comprises a clip with a slider fixed in the housing, in which a spring-loaded axis of one of the drums is installed.

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. The disadvantage of this device is that the separation of the compacted material from the mesh base occurs due to a fracture of the base on the edges of the drums, which in the case of a metal mesh base will lead to its partial destruction and the ingress of metal particles into the separated compacted mass. The implementation of the process in the regeneration fluid increases the ductility of the densified material and for more complete separation it is necessary to use sparging of the fluid with compressed air in the area of the activator.

Настоящее изобретение направлено на решение задачи повышения полноты отделения уплотненного материала от металлической сетчатой основы и исключения разрушения основы. The present invention is directed to solving the problem of increasing the completeness of separation of the compacted material from the metal mesh base and eliminating the destruction of the base.

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. The problem is solved in that in the device for separating the compacted material from the mesh base of the product, mainly the battery electrode, including the housing, an activator located inside the housing and made in the form of two parallel mounted one above the other with the possibility of vertical movement of the drums, the first of which has the protrusions on the cylindrical surface, and the receivers of the material and the mesh base, according to the invention, the protrusions on the cylindrical surface of the first drum are made in the form of a shea s with rounded heads, the largest transverse dimension which exceeds the size of the mesh metal net base surface of the second cylindrical drum has an elastic lining or recesses, the lining thickness and the depth of the recess exceeds the height of the stud, and the spikes engage in corresponding recesses.

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. The problem is also solved by the fact that the housing is detachable in the form of upper and lower parts, which are connected by means of elastic elements and through studs with nuts with the possibility of vertical movement of the upper part, while the first and second drums are installed respectively in the upper and lower parts of the housing.

На решение поставленной задачи направлено то, что упругий элемент выполнен в виде резиновой прокладки. The solution to the problem is directed to the fact that the elastic element is made in the form of a rubber gasket.

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. The task is facilitated by the fact that the spike heads have the shape of a spherical segment, the largest transverse dimension of which is 2-10 mesh sizes of the mesh base, while the spike height exceeds 4-8 times the thickness of the product.

Поставленная задача решается и тем, что диаметр выемки составляет 1,2-2,0 наибольшего поперечного размера головки шипа. The problem is solved by the fact that the diameter of the recess is 1.2-2.0 of the largest transverse dimension of the head of the tenon.

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. The execution on the cylindrical surface of one of the drums of the protrusions in the form of spikes with rounded heads due to the need to create local deflections of the product, excluding a break in its mesh base. In this case, volumetric deformation of the product sections located under the spikes is achieved, which ensures the destruction of the compacted mass and its separation from the base without destroying the base itself.

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. Exceeding the transverse dimension of the tenon over the mesh size of the metal mesh base and the design of the tenon head as a spherical segment eliminates the occurrence of fracture and shear stresses leading to the destruction of the mesh base.

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). The presence of an elastic lining on the cylindrical surface of the second drum provides the necessary depth of local deflections of the product when exposed to spikes, which contributes to the effective destruction and separation of the compacted mass. This embodiment of the drum surface is preferable for small linear dimensions of the product (up to 200 • 100 mm).

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). The presence of recesses on the cylindrical surface of the second drum also provides the necessary depth of local deflections of the product when exposed to spikes. This embodiment of the drum surface is preferable for significant linear dimensions of the product (more than 200 • 100 mm).

Превышение толщины футеровки или глубины выемки над высотой шипа обеспечивает эффективное разрушение и отделение уплотненного материала. Exceeding the thickness of the lining or the depth of the recess above the height of the tenon ensures effective destruction and separation of the compacted material.

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. The placement of the spikes of the first drum in the recesses of the second drum is due to the need to create sufficient effort in places of local deflections of the product when exposed to spikes. In the case of an elastic lining, the position of the spikes relative to it depends on the thickness of the product, while the spikes can be in contact with the lining, be pressed into its surface or at some distance from it.

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. The execution of the housing is detachable in the form of upper and lower parts, connected by means of elastic elements, which are rubber gaskets, and through studs with nuts, with the installation of the first and second drums, respectively, in the upper and lower parts of the housing provides the ability to adjust the gap between the drums, the value of which depends on product thickness.

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. The implementation of the spikes with a height equal to 4-8 values of the thickness of the product with the largest transverse size of the head of the spike, comprising 2-10 mesh sizes of the mesh base, provides effective destruction and separation of the compacted material without destroying the base itself.

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. With the height of the spikes less than 4 thicknesses of the product and the largest transverse size of the head of the spike more than 10 mesh sizes, there is an incomplete separation of the compacted mass from the mesh base.

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. With the height of the spikes more than 8 thicknesses of the product and the largest transverse size of the spike head less than 2 mesh sizes of the base, partial destruction of the metal base occurs, which leads to contamination of the separated material with metal components of the base.

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. When the diameter of the recess is less than 1.2 and more than 2.0 of the largest transverse dimension of the head of the stud, respectively, the studs jam in the recesses and incomplete separation of the compacted mass.

Указанные выше задачи и преимущества изобретения станут более понятны из следующего конкретного выполнения и чертежей. The above objectives and advantages of the invention will become more apparent from the following specific implementation and drawings.

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. In FIG. 1 shows a device for separating the compacted material from the mesh base of the product, side view; in FIG. 2, section AA in FIG. one; in FIG. 3 - node drums activator with recesses on the surface of the second drum.

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. A device for separating the compacted material from the mesh base of the product (Fig. 1-2) includes a housing 1 consisting of an upper 2 and a lower 3 parts, between which rubber elements 4 are installed. The housing 1 has a cover 5 and is mounted on the frame 6 with pins 7 that pass through the cover 5, the upper 2 and lower 3 parts of the housing, the frame 6 and are fixed by nuts 8. The presence of rubber elements 4 and through studs 7 provide mobility of the upper part 2 of the housing 1 relative to its lower part 3, which is achieved by rotating the nuts 8 on cover 5 cor whisker 1. Inside the body 1 is placed activator 9 arranged in a first 10 and second reels 11, which are arranged in parallel one above the other in the upper 2 and lower 3 housing parts.

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). On the cylindrical surface 12 of the first drum 10, protrusions are made in the form of spikes 13 with rounded heads, and the cylindrical surface 14 of the second drum 11 has an elastic lining 15 or recesses 16 (Fig. 3). In the latter case, the spikes 13 are included in the corresponding recesses 16. The drums 10 and 11 respectively have axes 17, 18, which are mounted in the housing 1 on bearings 19. One of the axes 17 of the first drum 10 is connected to the drive mechanism (in Fig. 1-3, shown).

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. The second drum 11 is enclosed in a hopper 20 with a slotted chute 21, in the upper part of which there is a tray 22 for supplying the product 23 to the working area 24 and a tray 25 for receiving the metal mesh base 26 from the working area. The groove 21 passes through a slotted cutout 27 in the bed 6. Under the estrus 21 of the hopper 20, a receiver 28 of the separated material 29 is located. On the bed 6 below the level of the tray 25, a receiver 30 of the metal mesh base 26 is placed.

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. The operation of the device for separating the compacted material from the mesh base is as follows. When you turn on the drive mechanism, the first drum 10 is rotated counterclockwise (Fig. 1 and 2), and the second drum 11, which is in contact with the spikes 13 of the drum 10, clockwise. On the tray 22, put the product 23 and feed it into the working area 24 until it is captured by the spikes 13 of the first drum 10. When the product 23 moves in the working area, the spikes 13 press it into the elastic lining 15 of the second drum 11. In this case, local destruction of the compacted material of the product by its entire surface located in the working area 24. At the exit from the working area there is a separation of the destroyed material, particles of which fall into the space of the hopper 20 between its walls and the second drum 11 and then enter the receiver 28. Metal mesh This base 26 enters the tray 25, from which it enters the receiver 30. In case of incomplete separation of the material in one pass, the metal mesh base 26 with the remaining material is re-passed through the working area 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. Processing products of large linear dimensions is carried out using a second drum 11 with recesses 16 on a cylindrical surface (Fig. 3). The process of processing products while doing the same as above.

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. Example. A device for separating the compacted material from the mesh base, made according to the present invention, has the following structural characteristics: the length of the drums is 0.16 m, the diameter of the first drum is 0.052 m, the diameter of the second drum is 0.024 m, the thickness of its rubber lining is 0.018 m. The spikes on the surface of the first drum they have a height of 0.0035 m, the largest transverse dimension of the spike head is 0.004 m. The rotational speed of the drums is the same and is 30 rpm.

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.By means of this device, the active mass was separated from the cathodes of the silver-zinc battery. The cathode has a mesh base made of nickel-plated copper wire with a thickness of 0.0003 m and a mesh size of 0.0014 m. An active mass consisting of 60% Ag ₂ O and 40% AgO is pressed onto the mesh base from both sides. The thickness of the cathode is 0.0006 m, its length is 0.125 m, the width is 0.070 m. Pre-dried cathodes were passed twice through the working area of the device at a processing speed of 75 cathodes / h. As a result, the separation of the active mass from the mesh base was 99.9%. Visual inspection of the metal mesh bases did not reveal their destruction. Subsequent chemical analysis of silver obtained from the separated active mass showed the presence of trace impurities of copper and nickel in it at a level of 0.001 wt. which corresponds to the technical requirements for metallic silver grade Cp A-2 and indicates the absence of destruction of the metal mesh base of the cathode.

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. Thus, the proposed device allows to provide a high (up to 99.9%) degree of separation of the compacted material from the metal mesh base and to eliminate the destruction of the base. The device is characterized by speed, simplicity and reliability.

Claims

1. A device for separating the compacted material from the mesh base of the product, mainly the battery electrode, comprising a housing, an activator located inside the housing and made in the form of two drums mounted in parallel one above the other, the first of which has protrusions on a cylindrical surface, and material and mesh receivers basis, characterized in that the protrusions on the cylindrical surface of the first drum are made in the form of spikes with rounded heads, the largest transverse dimension of which exceeds the size mesh of the metal mesh base, the cylindrical surface of the second drum has an elastic lining or recesses, while the thickness of the lining and the depth of the recess exceeds the height of the tenon, and the spikes enter the corresponding recesses.

2. The device according to claim 1, characterized in that the housing is detachable in the form of upper and lower parts, which are connected by means of elastic elements and through studs with nuts with the possibility of vertical movement of the upper part, while the first and second drums are installed respectively in the upper and bottom of the case.

3. The device according to p. 2, characterized in that the elastic element is made in the form of a rubber gasket.

4. The device according to paragraphs. 1 to 3, characterized in that the spike head has the shape of a spherical segment, the largest transverse dimension of which is 2 to 10 mesh sizes by the metal retina of the base, while the spike height exceeds 4 8 times the thickness of the product.

5. The device according to paragraphs. 1 to 4, characterized in that the diameter of the recess is 1.2 to 2.0 of the largest transverse dimension of the spike head.