Спосіб електрогідроімпульсного руйнування, дроблення та подрібнювання корпусів акумуляторних батарей та установка для його здійснення

1 Спосіб електропдроімпульсного руйнування, дроблення та подрібнювання корпусів акумуляторних батарей, що включає дію високовольтними імпульсними розрядами у рідині послідовно в Винахід відноситься до області дроблення різних матеріалів, зокрема для руйнування та послідуючого дроблення та подрібнювання корпусів акумуляторних батарей Відомий спосіб дроблення твердих матеріалів з допомогою електрогідравлічних ударів, які виникають при імпульсних електричних розрядах у рідині, що міститься у судині, через яку пропускають матеріал, який здрібнюється, та разом з ним одночасно вводять матеріал, який не проводить електричний струм, у КІЛЬКОСТІ, яка перевищує КІЛЬКІСТЬ основного матеріалу, який здрібню три стадії при робочій напрузі 40-50 кВ, який відрізняється тим, що на першій стадії здійснюють руйнування корпусів акумуляторних батарей, діючи з енергією в імпульсі 5-10кДж при частоті проходження імпульсів 0,1-0,5с \ подаючи робочу напругу на клеми акумуляторної батареї, на другій стадії - їх дроблення, діючи з енергією в імпульсі 1,25-2,5кДж при частоті проходження імпульсів 48с \ а на третій стадії - подрібнювання, діючи з енергією в імпульсі 1,0-1,25кДж при частоті проходження імпульсів 8-16с 1 2 Установка для електропдроімпульсного руйнування, дроблення та подрібнювання корпусів акумуляторних батарей, яка містить розрядні камери дроблення та подрібнювання з електродами, які з'єднано з генератором імпульсних струмів, завантажувальний та розвантажувальний пристрої, трубопроводи, якими з'єднані розрядні камери, яка відрізняється тим, що в неї введено розрядну камеру руйнування зі струмопід водами, які з'єднано з генератором імпульсних струмів, яку розташовано перед розрядною камерою дроблення, центрифугу, що установлена на виході розрядної камери руйнування, збиральну ємкість, що розміщено під центрифугою, та елеватор, який розташовано після розрядної камери подрібнювання, при цьому розрядна камера руйнування містить транспортер і розташована вище розрядної камери дроблення, а розрядна камера подрібнювання - нижче розрядної камери дроблення ється/див а с №126348 МПК В02С19/18, опубл БВ№18, 1983р/ Ознаки, що збігаються з суттєвими ознаками винаходу, який заявляється дроблення за допомогою електрогідравлічних ударів, що виникають при імпульсних електричних розрядах у рідині Причиною, яка перешкоджає отримаймо очікуваного технічного результату, є відсутність рекомендацій відносно вибору параметрів дії, щодо раціонального сполучення параметрів дії зі схемою обробки Відомий пристрій для дроблення, змішування, емульгування твердих матеріалів, який вико О (О 1 ю 57769 нано у вигляді ємності, що має завантажувальні та розвантажувальні вікна, трубопроводи для підведення та відведення рідини, одну або декілька нар електродів, які установлено в ємності, один проти другого та підключених до електропдроімпульсного пристрою, який створює електрогідравлічні удари в рідині, тобто до генератора імпульсних струмів /див а с №304739, МПК В02С23/28, опубл БВ №18, 1983р/ Ознаки, що збігаються а суттєвими ознаками винаходу, який заявляється розрядна камера /ємність, що заповнена рідиною, у середині якої установлено електроди/, генератор імпульсних струмів, завантажувальний та розвантажувальний пристрої Причиною, яка перешкоджає отриманню очікуваного технічного результату є те, що конструкція розрядної камери не передбачає послідовної обробки матеріалу, його дроблення та подрібнювання, що значно підвищує витрати електроенергії на попереднє руйнування та знижує продуктивність приладу в цілому Прототипом способу, який заявляється є спосіб подрібнювання матеріалів електрогідравлічними ударами, в якому подрібнювання здійснюють при безперервному процесі послідовно на м'яких, а потім на жорстких режимах /див а с №354894, МПК В02С19/18, опубл БВ №33, 1989р/ Режими здійснення способу такі м'якийпри ємності від 1,0мкФ і більше, робочій напрузі від 20кВ і нижче, середній - при ємності від 0,1 до 1,0мкФ, робочій напрузі від 20 до 50кВ, жорсткі при ємності віз 0,1 мкФ і менше, робочій напрузі від 50кВ і вище Ознаки, що збігаються з суттєвими ознаками винаходу, який заявляється дроблення та наступне подрібнювання матеріалів електропдравлічнними ударами, що виникають при високовольтних імпульсних розрядах у рідині, послідовно у три стадії Причиною, яка перешкоджає отриманню очікуваного технічного результату є те, що наведені параметри не дозволяють здійснювати руйнування та дроблення в'язких й в'язкопластичних матеріалів, якими є матеріали корпусів акумуляторних батарей Крім того, існують податкові складності регулювання енергії розряду за рахунок високої напруги, що є причиною громіздкості електрообладнання, підвищення площі, яку займає пристрій, і зниження продуктивності Прототипом установки, яка заявляється, є установка для електрогідравлічного дроблення та подрібнювання матеріалів /див а с СРСР №1436322, МПК4 В02С19/18, експертний висновок на опублікування у відкритому друку додається/, їжа містить дві заповнені рідиною технологічні ємності, в яких здійснюється перший та другий ступені обробки, які мають робочі камери з робочими електродами та розташованими під робочими камерами ежекторами, які з'єднані трубопроводами э системою згущення пульпи Розрядні електроди робочих камер з'єднані з генератором імпульсних струмів Установка забезпечена завантажувальним та розвантажувальним пристроями 4 Ознаки, які збігаються з суттєвими ознаками винаходу, що заявляється розрядна камера дроблення /робоча камера з розрядними електродами першої ступені обробки/, розрядна камера подрібнювання /робоча камера з розрядними електродами другої ступені обробки/, генератор імпульсних струмів, завантажувальний пристрій, розвантажувальний пристрій, трубопроводи, які з'єднують розрядні камери Причиною, яка перешкоджає отриманню очікуваного технічного результату є те, що в схемі установки не передбачено попереднє руйнування корпусів акумуляторних батарей та виділення металовмісних матеріалів В основу винаходу поставлено задачу створити спосіб електропдроімпульсного руйнування, дроблення та подрібнювання корпусів акумуляторних батарей, в якому нові прийоми й оптимізація режимів процесу, дозволяють забезпечити заданий ступінь подрібнювання при мінімальних витратах електроенергії В основу винаходу поставлено також задачу удосконалення установки для електропдроімпульсного руйнування дроблення та подрібнювання корпусів акумуляторних батарей шляхом уведення нових конструктивних елементів та змінення системи транспортування продуктів подрібнювання, що дозволить забезпечити задану ступінь подрібнювання корпусів акумуляторних батарей Суть способу, який заявляється, полягає в тому, що в способі електропдроімпульсного руйнування, дроблення та подрібнювання корпусів акумуляторних батарей, який містить дію високовольтними імпульсними розрядами у рідині послідовно втри стадії при робочій напрузі 40-50кВ, згідно з винаходом, на першій стадії здійснюють руйнування акумуляторних батарей, діючи з енергією в імпульсі 5-10кДж при частоті слідування імпульсів 0,1-0,5с1, подаючи робочу напругу на клеми акумуляторної батареї, на другій стадії - їх дроблення, діючи з енергією в імпульсі 1,252,5кДік при частоті слідування імпульсів 4-8с 1 , а на третій стадії - подрібнювання, діючи з енергією в імпульсі 1,0-1,25кДж при частоті слідування імпульсів 8-16с 1 Суть винаходу, який заявляється, полягає в тому, що установка для електропдроімпульсного руйнування, дроблення та подрібнювання корпусів акумуляторних батарей, яка містить розрядні камери дроблення та подрібнювання з електродами, які з'єднано з генератором імпульсних струмів, завантажувальний та розвантажувальний пристрої, трубопроводи, якими з'єднані розрядні камери, згідно з винаходом, в неї введено розрядну камеру руйнування зі струмопідводами, які з'єднано з генератором імпульсних струмів, що розташовано перед розрядною камерою дроблення, центрифугу, яку установлено на виході розрядної камери руйнування, збиральну ємність, що розміщено під центрифугою, та елеватор, що розташовано після розрядної камери подрібнювання, при цьому розрядна камера руйнування містить транспортер і розташована вище розряд 57769 ноі камери дроблення, а розрядна камера подрібнювання - нижче розрядної камери дроблення Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між суттєвими ознаками способу, який заявляється, та технічним результатом, необхідно ВІДМІТИТИ, що запровадженні енергетичні режими дії високовольтними імпульсними розрядами на кожній з стадій обробки дозволять забезпечити задану міру подрібнювання корпусів акумуляторних батарей при мінімальних витратах електроенергії Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між суттєвими ознаками установки, яка заявляється, та технічним результатом, необхідно ВІДМІТИТИ наступне ВІДМІТНІ ознаки установки введення розрядної камери руйнування з струмопідведеннями, що з'єднано з генератором імпульсних струмів, яку розташовано перед розрядною камерою дроблення, центрифугу, що установлено на виході розрядної камери дроблення, збиральної ємності, яку розташовано під центрифугою, елеватора, який розташовано після розрядної камери подрібнювання, а також те, що розрядна камера руйнування містить транспортер і розташована вище розрядної камери дроблення, а розрядна камера подрібнювання нижче розрядної камери дроблення, у сукупності з відомими суттєвими ознаками розрядними камерами дроблення та подрібнювання, генератора імпульсних струмів, завантажувального та розвантажувального пристроїв та трубопроводів, які з'єднують розрядні камери, дозволять забезпечити заданий ступінь подрібнювання корпусів акумуляторних батарей Суть винаходу пояснюється кресленням (фіг), на якому схематично зображено установку, що заявляється Спосіб здійснюється таким чином Попередньо із акумуляторних батарей, які підлягають руйнуванню, виливають електроліт Здійснюють руйнування, дроблення та подрібнювання корпусів акумуляторних батарей шляхом дії на них високовольтними імпульсними розрядами у рідині, які супроводжуються цілим комплексом фізичних явищ, таких як хвилі тиску, кавітація, пружні коливання середовища, пдропотоки тощо Дію ВИСОКОВОЛЬТНИМИ імпульсними розрядами в рідині здійснюють послідовно втри стадії Граничні величини робочої напруги 40-50кВ найбільш часто використовуються в електропдроїмпульсних технологіях і є оптимальними для процесів, де основна роль відводиться хвилям тиску Енергія Імпульсів на кожній стадії обробки визначалась експериментально та для першої стадії дії дорівнюються 5-10кДж, для другої -1,252,5кДж та третьої - 1,0-1,25кДж Нижня границя вибору енергії обумовлена тим, що фактором, який визначається та який впливає на процеси руйнування, є хвилі тиску, величина яких потрібна перевищувати границю МІЦНОСТІ матеріалу, що руйнується, що забезпечується у конкретному випадку при енергії в імпульсі більше 5, 1,25, 1,0кДж ВІДПОВІДНО ДЛЯ першої, другої та третьої стадій дії 6 Верхня границя енергії в імпульсі обмежується механічною МІЦНІСТЮ матеріалу, який руйнується, з одного боку, та отримання максимального ефекту з другого, та дорівнюється 10, 2,5, 1,25кДж ВІДПОВІДНО для першої, другої та третьої стадій дії Оскільки на ступінь руйнування, дроблення та подрібнювання основний вплив робить енергія, що вводиться в канал розряду, частота слідування імпульсів і КІЛЬКІСТЬ імпульсів, то варіювання частотою слідування імпульсів на першій стадії 0,1-0,5с1, на другій - 4-8с 1 і третій - 8-16с1 дозволяє підвищувати інтенсивність процесів руйнування, дроблення та подрібнювання Частота слідування імпульсів на кожній стадії визначалась ступенем подрібнювання та заданою продуктивністю процесу На першій стадії обробки робочу напругу 4050кВ подають на клеми акумуляторної батареї, яка руйнується, та дію здійснюють з енергією в імпульсі 5-10кДж за рахунок змінення величини ємності в межах /4-8/ 10 6 Ф при частоті слідування імпульсів 0,1-0,5с1 Для руйнування корпусу акумуляторної батареї часто достатньо одного розряду У результаті під дією хвиль тиску формується змінне у часі та просторі поле механічних напруг, створюються динамічні зусилля, які приводять до інтенсивного утворення тріщин і послідуючому руйнуванню корпусів акумуляторних батарей та відділенню металовмісних складових На другій стадії робочу напругу 40-50кВ подають на електроди електродної системи, а дію здійснюють з енергією в імпульсі 1,25-2,5кДж за рахунок змінення величини ємності в межах /І-2/ 10 при частоті слідування імпульсів 4-8с 1 На цій стадії відбувається дроблення кусків зруйнованих корпусів акумуляторних батарей до фракцій розміром не більше 10мм На третій стадії робочу напругу 40-50кВ також подають на електроди електродної системи, а дію здійснюють з енергією в імпульсі 1,01,25кДж за рахунок змінення величини ємності в межах /0,75-1,0/ 10 6 Ф при частоті слідування імпульсів 8-16с1 Відбувається подрібнювання кусків корпусів акумуляторних батарей на більш менші фракції, які установлено конкретною необхідністю виробництва, але не більше 5мм Таким чином послідовна в три стадії обробка корпусів акумуляторних батарей дозволяє отримати задану ступінь подрібнювання при мінімальних енерговитратах Установка для електропдроімпульсного руйнування, дроблення та подрібнювання містить розрядну камеру руйнування 1, розрядну камеру дроблення 2 та розрядну камеру подрібнювання З При цьому розрядна камера руйнування 1 розташована вище розрядної камери дроблення 2, а розрядна камера подрібнювання 3 нижче розрядної камери дроблення 2 Розрядна камера руйнування 1 містить позитивний 4 та негативний 5 струмопідводи з механізмом їх переміщення /на кресленні не показано/, електрично зв'язані з генератором імпульсних струмів 6, завантажувальний пристрій 7 і транспортер 8 Вихідний патрубок 9 розрядної камери 57769 1 з'єднано з вхідним патрубком центрифуги 10, вихід із якої за допомогою трубопроводу 11 з'єднано з входом у розрядну камеру дроблення 2 Нижня частина центрифуги 10 оснащена пристосуванням 12 для видалення металовмісних матеріалів акумуляторної батареї, під яким встановлена збиральна ємність 13 Розрядні камери 2 і 3 містять позитивні електроди 14 і 15, які з'єднано з генератором імпульсних струмів 6, і перегородки-класифікатори 16 і 17, які є негативними електродами Вихід розрядної камери дроблення 2 з'єднано за допомогою трубопроводу 18 з входом розрядної камери подрібнювання 3, а вихід розрядної камери подрібнювання з'єднано трубопроводом 19 з елеватором 20 Розвантажувальний пристрій виконано у вигляді вивантажувального люка 21 на елеваторі 20, під яким установлено прийомний бункер 22 Установка для реалізації способу працює наступним чином Розрядні камери 1, 2, 3 та трубопроводи, які їх з'єднують, заповнюють водою Акумуляторну батарею, з якої перед тим зливають електроліт, завантажують через завантажувальний пристрій 7 в розрядну камеру руйнування 1 Вздовж напрямних, які виконано в завантажувальному пристрою 7 /на кресленні не показано/, акумуляторна батарея подається на транспортер 8, який розташовано у розрядній камері 1, і переміщується вздовж нього До клем акумуляторної батареї почергово підводиться позитивний 4 і негативний 5 струмопідводами та виконується пуск генератора імпульсних струмів 6 Виконується дія високовольтними імпульсними розрядами у ВІДПОВІДНОСТІ до першої стадії обробки, тобто при робочий напрузі 40-50кВ, енергії в імпульсі 5-10кДж, частоті слідування імпульсів 0,1-0,5с 1 у наслідок цього, часто від одного розряду, діється руйнування корпусу акумуляторної батареї, розділення на великі куски та відділення металовмісних ма 8 теріалів Після ЦЬОГО куски корпусу акумуляторних батарей та металовмісні матеріали вздовж транспортеру 8 подають у центрифугу 10 Металовмісні матеріали при цьому через вихідне пристосування 12 подають у збиральну ємність 13, а куски корпусу центрифугою 10 подають через трубопровід II у розрядну камеру дроблення 2 та розміщуються на перегородці - класифікаторі 16 На робочий електрод 14 розрядної камери дроблення 2 подають робочу напругу 40-50кВ від генератора імпульсних струмів 6 Здійснюється ДІЯ високовольтними імпульсними розрядами у ВІДПОВІДНОСТІ до другої стадії обробки тобто з енергією в імпульсі 1,25-2,5кДж при частоті проходження імпульсів 4-8с 1 На цій стадії відбувається дроблення шматків корпусів акумуляторної батареї на фракції діаметром не більше 10мм, які проходячи крізь отвори в перегородці - класифікаторі 16, по похилому трубопроводу 18 під дією пдропотоків, створюваних розрядами, надходять до розрядної камери подрібнення 3 і розміщуються на перегородці - класифікаторі 17 На робочий електрод 15 подають робочу напругу 4050кВ від генератора імпульсних струмів 6 Відбувається дія високовольтними імпульсними розрядами у ВІДПОВІДНОСТІ до третьої стадії обробки, тобто з енергією 1,0-1,25кДж при частоті слідування імпульсів 8-16с 1 до отримання заданого ступеня подрібнювання матеріалу Подрібнюваний матеріал, проходячи через отвори у перегородці - класифікаторі 17 розрядної камери 3, під дією пдропотоків, вздовж трубопроводу 19 надходять до елеватору 20, а із нього через розвантажувальний пристрій 21 у прийомний бункер 22 В залежності від вимог до ступеня подрібнювання та продуктивності установка може працювати тільки з першою або з першою та другою розрядними камерами При необхідності КІЛЬКІСТЬ стадій обробки та ВІДПОВІДНО розрядних камер може бути збільшено 20 Комп'ютерна верстка Е Гапоненко Підписано до друку 05 08 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна