Устройство для разрезания отработанных электрических батареек или аккумуляторов
DEVICE FOR CUTTING WASTE ELECTRIC BATTERIES OR ACCUMULATORS

Изобретение относится  к   электротехнической промышленности и промышленной экологии, а именно к устройству   для разрезания отработанных электрических батареек или аккумуляторов всех видов (типов), например, пальчиковых, мизинчиковых, в виде таблетки, а также  имеющих сечение в виде прямоугольника, для обеспечения возможности отделения металлического корпуса от  внутри содержимого.
Техногенная деятельность человека приводит к огромному накоплению отходов, многие из которых в результате переработки могут стать полезными ресурсами вторичного использования.
Отработанные электрические батарейки или аккумуляторы,  например АА, ААА, АААА, А23, С, D, PP3 и т.д.   содержат  такие металлы, как железо, кадмий, цинк, никель, медь и другие, многие из них обладают токсическим эффектом при попадании в почву и далее по растительному пути к человеку, так как их зачастую выбрасывают. В связи с этим переработка отработанных электрических батареек или аккумуляторов позволит не только снизить антропогенную нагрузку на окружающую среду, но и позволит вернуть в производство указанные металлы.
Электрические батарейки представляют собой металлический корпус в виде   цилиндра или параллелепипеда с размещенным внутри него катодом состоящим, например,  для типа алкалиновых  батареек  из  двуокиси магния, и анодом,  состоящим из цинка,  пропитанного электролитом.
Известна установка   для утилизации отработанных электрических батарей, (см. описание изобретения к патенту Российской Федерации № 2 403 993,  МПК B09B 3/00,   C22B 7/00,  опубл. 20.11.2010).
Известная установка предназначена для   утилизации так называемых кислотно-свинцовых батарей, имеющих корпус, выполненный из низкомолекулярной пластмассы, обычно полипропилена, и  множество решеток и электродов на основе свинцовых сплавов, пасту или активное вещество на основе мелкодисперсного оксида свинца, множество разделителей, выполненных из высокомолекулярной пластмассы, и электролит, содержащий раствор серной кислоты.
Известная установка имеет сложную конструкцию и содержит устройство для измельчения батареек, например,   молотковую дробилку, для получения измельченного продукта с небольшим размером,  устройство для промывки измельченного продукта  и просеивания, и устройство для гравиметрического отделения твердых фрагментов. Измельчение батареек  молотковой дробилкой не эффективно, так как при измельчении происходит частичное сплющивание фрагментов корпуса, что затрудняет дальнейшую переработку внутри содержимого.
Известно устройство для механической обработки   никель-цинковых щелочных аккумуляторов,  (см. описание изобретения к патенту Российской Федерации № 2 479 078 «Способ утилизации никель-цинковых щелочных аккумуляторов»,  H01M 10/54, опубл.10.04.2013г.).
Известное устройство в качестве устройства для  механической обработки содержит валковую дробилку, разрушающую не только металлический корпус, но и внутреннее содержимое  с образованием мелкофракционного лома, содержащего металл и другие полезные для вторичного использования компоненты, что усложняет дальнейшую переработку компонентов. Измельчение батареек  валковой дробилкой не эффективно, так как при измельчении происходит частичное сплющивание фрагментов корпуса, что затрудняет дальнейшую переработку внутри содержимого.
Известное устройство   имеет  сложную конструкцию, кроме того переработка связана с использованием химических реагентов  и с потерями  в количестве извлеченного металла при отделении металлических фракций от других составляющих.
Известно устройство для разделения в автоматизированном режиме корпуса цилиндрического изделия от содержимого внутри, например  патронов на составные элементы (снаряд, гильзу, пороховой заряд), содержащее основание,  устройство  для подачи изделий, устройство  для фиксации изделий, и привод (см. описание изобретения к патенту Российской Федерации № 2 122 706 «Способ разделки стрелково-пушечного унитарного патрона»,  МПК F42B 33/06, опубл.27.11.1998г.).
Работа всех механизмов известного устройства осуществляется за счет крутящего момента, передаваемого от привода  (электродвигателя). В известном устройстве не требуется разрезания металлического корпуса патрона, так как  для отделения головной части  патрона от хвостовой части  патрона (гильзы)   прикладывается растягивающее усилие, в результате чего  происходит отделение снаряда от гильзы, для чего  известное устройство дополнительно содержит упор .  При отделении головной части  патрона  от хвостовой части  патрона (гильза) пороховые зерна   попадают на щелевой лоток 1  для направления пороховых зерен  на позицию сбора.
Известно устройство для продольной резки цилиндрических изделий, принятое в качестве прототипа, содержащее основание, приспособления для подачи  изделия, режущий инструмент, электродвигатель  и редуктор (см. описание полезной модели к патенту № 64 554 «Станок для продольной резки труб»,  МПК B26D 3/16, опубл. 10.07.2007г.).
Приспособления для подачи  изделия включают направляющую и опорные ролики, обеспечивающие осевое перемещение трубы, имеющей значительный вес и размеры, и не может быть использовано для резки отработанных аккумуляторных батареек, имеющих маленький  вес  и небольшой размер.
Режущий инструмент известного устройства представляет собой,  по меньшей мере, две цилиндрические дисковые фрезы, расположенные на одной оси вращения и на некотором расстоянии (Δh) относительно друг друга и имеющие диаметр значительно больший диаметра трубы.  Вращающиеся фрезы врезаются зубьями в профиль трубы   и тем самым, вырезают паз (выемку) в трубе.
Технической задачей  и результатом предлагаемого изобретения является обеспечение возможности разрезания  металлического корпуса отработанных электрических батареек или аккумуляторов  и  обеспечение последующего отделения расположенного внутри корпуса содержимого  для   последующей  нейтрализации и безопасной утилизации с получением товарных продуктов и ресурсосбережения.
Технический результат  достигается тем, что  устройство для разрезания отработанных электрических батареек или аккумуляторов  содержит содержащее  закрепленные на основании направляющую, ролик, режущий инструмент, привод и редуктор, при этом оно  дополнительно содержит бункер для  отсортированных по типоразмеру электрических батареек и  аккумуляторов, подающий лоток и съёмный бункер для разрезанных электрических батареек и  аккумуляторов, при этом  направляющая выполнена в виде трубы  с внутренним сечением, соответствующим поперечному сечению корпуса батареек, размещенных с возможностью их свободного перемещения внутри направляющей, выполненной с продольным пазом для  входа внутрь направляющей торца ролика для взаимодействия с наружной поверхностью электрических батареек и  аккумуляторов, обеспечивающего их принудительное перемещение в сторону режущего инструмента, размещенного в сквозном пазу, выполненном на   конце  направляющей, при этом направляющая закреплена на основании с возможностью  перемещения и фиксации относительно ролика и режущего инструмента, закрепленных на основании симметрично оси направляющей. Направляющая закреплена на основании вертикально, горизонтально или под углом.
Выполнение направляющей из трубы позволяет фиксировать батарейки  и аккумуляторы по наружной поверхности, исключая их перекос и вибрацию при разрезании  корпуса, и предотвратить   повреждение режущего инструмента.
Предлагаемое устройство позволяет осуществлять не только разрезание  корпуса электрических батареек или аккумуляторов  на две половинки, но и одновременно дробить (раскрашивать) внутри содержимое, имеющее полезные свойства, для  последующей  нейтрализации и безопасной утилизации с получением товарных продуктов и ресурсосбережения, а также уменьшает потери металлических отходов. Предлагаемое устройство упрощает последующее отделение оставшегося на стенках корпуса внутри содержимого от корпуса, поскольку при резке не происходит сплющивание фрагментов корпуса.
Устройство для разрезания отработанных электрических батареек или аккумуляторов  иллюстрировано чертежами, где: на фиг.1 представлен общий вид устройства, вид сбоку; на фиг.2 – то же, вид А на фиг.1.
Устройство для  разрезания  отработанных электрических батареек или  аккумуляторов  содержит направляющую 1 для  подачи отработанных электрических батареек 2 или аккумуляторов, закрепленную на основании 3, ролик 4, режущий инструмент  5, два привода в виде двух электродвигателей 6, 7 и редуктор, защитный экран 8 и съёмный бункер 9 для сбора разрезанных электрических батареек  2 или аккумуляторов,  кроме того устройство содержит подающий бункер  с предварительно отсортированными по размеру отработанными электрическими батарейками 2 и аккумуляторами и съёмный подающий лоток электрических батареек  2  и аккумуляторов от бункера в направляющую 1 (подающий бункер, подающий лоток  и редуктор на чертеже  не показаны).
Направляющая 1 выполнена съёмная, сменная  в виде трубы для  подачи   электрических батареек  2 или аккумуляторов с внутренним сечением, соответствующим сечению электрических батареек 2  или аккумуляторов одного типоразмера, например, с поперечным сечением корпуса в виде круга или прямоугольника. Электрические батарейки  2 или аккумуляторы размещены относительно стенок   направляющей 1 с зазором, обеспечивающим свободное прохождение   электрических батареек 2  или аккумуляторов по направляющей 1  в сторону режущего инструмента 5, выполненного, например, в виде отрезной дисковой фрезы или круга отрезного, наждачного.
В направляющей 1 выполнен продольный паз   для входа торца  ролика 4  внутрь направляющей 1 для взаимодействия с наружной поверхностью электрических батареек 2  или аккумуляторов (продольный паз на чертеже не показан). Кроме того,  на   конце  направляющей 1 выполнен  продольный сквозной открытый паз   для входа   режущего инструмента 5 для взаимодействия с электрическими батарейками 2  или аккумуляторами (продольный сквозной открытый паз на чертеже не показан).
Направляющая 1 может быть закреплена на основании 1 вертикально, горизонтально или под углом к горизонту.
На фиг. 1 направляющая 1 представлена в вертикальном положении и закреплена на основании 3 посредством стоек 10 с возможностью  перемещения вдоль четырёх направляющих-шпилек 11, пары верхних и пары нижних и фиксации гайками 12. Одна пара направляющих-шпилек  11 одним концом жестко закреплена на  стойках 10 выше ролика 4, а другая – ниже ролика 5. Другим концом направляющие-шпильки  11 с помощью кронштейнов 13 и 14 и разъёмного соединения в виде хомута удерживают направляющую 1 на стойке 15, обеспечивающей дополнительную жесткость направляющей 1 от изгибания наружу (разъёмное соединение в виде хомута на чертеже не показано).
Ролик 4 закреплен на стойках 10 посредством кронштейнов 16 с запрессованными в них подшипниками и симметрично оси направляющей 1  (подшипники на чертеже не показаны). Режущий инструмент  5 также закреплён симметрично оси направляющей 1.
Защитный экран 8 закреплен на основании 3 и выполнен, например, из прозрачного пластикового материала.
Устройство для разрезания отработанных аккумуляторных батареек работает следующим образом.
Отработанные электрические батарейки 2 или аккумуляторы  из бункера с предварительно отсортированными электрическими батарейками 2 или аккумуляторами  по размеру поперечного сечения (диаметру или прямоугольнику) подают по подающему лотку в направляющую 1.
Нажатием кнопок «пуск» включают электродвигатели 6 и 7, которые  приводят  в движение  ролик 4 и  режущий инструмент 5, соответственно.
Электродвигатель 7 через средства передачи вращательного движения приводит в движение режущий инструмент 5, вращающийся в направлении,  навстречу перемещающимся электрическим батарейкам 2 или аккумуляторам, при этом происходит не только разрезание  корпуса электрических батареек 2 или аккумуляторов  на две половинки, но и одновременное дробление (раскрашивание и высыпание из корпуса) внутри содержимого, что упрощает последующее отделение оставшегося на стенках корпуса внутри содержимого от корпуса, поскольку при резке не происходит сплющивание фрагментов корпуса.
При разрезании электрических батареек 2 или аккумуляторов  режущим инструментом 5 внутренняя поверхность направляющей 1 обеспечивает фиксацию электрических батареек  2 или аккумуляторов по наружной поверхности,  исключая  осевой перекос и заклинивание разрезаемой электрической батарейки 2 или аккумулятора, а также обеспечивает минимальную вибрацию  и  сохранность режущего инструмента  5. Половинки корпуса электрических батареек  2 или аккумуляторов   и  раскрошенное внутри содержимое при выходе из направляющей 1 попадают в съемный бункер 9 и далее поступают на   переработку.
При горизонтальном расположении направляющей 1 ролик 4 при вращении способствует перемещению электрических батареек 2 или аккумуляторов   по направляющей 1 в сторону режущего инструмента 5 и одновременно удерживает электрические батарейки 2 или аккумуляторы   от перемещения в обратную сторону при их взаимодействии с режущим инструментом 5. При вертикальном положении и положении направляющей 1 под углом от перемещения в обратную сторону от режущего инструмента 5 электрических батареек 2 или аккумуляторов  дополнительно удерживаются  весом столба   электрических батареек 2 или аккумуляторов, расположенных выше   ролика 4.
Переналадку устройства на разный типоразмер электрических батареек 2 или аккумуляторов   осуществляют заменой самой направляющей  1 с последующей установкой направляющей 1 относительно  ролика 4 и режущего инструмента 5, перемещением вдоль направляющих-шпилек  11 в ту или другую сторону, предварительно ослабив гайки 12 по обе стороны от направляющей 1.