一种退役钠硫电池辅助拆解设备及方法技术

本发明专利技术提供了一种退役钠硫电池辅助拆解设备及方法，包括处理仓、推送组件、夹紧组件、切割组件、破碎组件、处理池及控制组件。处理仓为设备的主体；推送组件布置于处理仓左外侧，其轴线与夹紧组件和钠硫电池共线，顶端与夹紧组件三爪卡盘底端平齐；夹紧组件布置于处理仓内壁左侧；切割组件位于钠硫电池轴线后侧，与钠硫电池轴线平齐；破碎组件位于处理仓右端；处理池位于处理仓右后侧，并通过矩形输送通道与处理仓连接；控制组件包括控制器、限位开关等，布置于处理仓内各组件上。本辅助拆解设备及方法的有益效果在于：采用机械化的拆解方法，提高了退役钠硫电池的拆解效率，降低了拆解劳动强度，并利用惰性气体的保护有效提高了拆解的安全性。拆解的安全性。拆解的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种退役钠硫电池辅助拆解设备及方法


[0001]本专利技术涉及一种废旧物拆分处理技术，具体而言，涉及一种退役钠硫电池辅助拆解装备及方法。

技术介绍

[0002]钠硫电池以其储量大、价格便宜的优势正在汽车、电子产品等动力电池领域中占据越来越大的份额。由于钠硫电池的发展起步较晚，目前第一批钠硫电池服役寿命即将结束，退役钠硫电池的数量必将逐年增加，而且退役钠硫电池内部依然含有极为活泼的单质钠，如不及时处理，可能会发生燃烧、爆炸等危险事故。
[0003]目前针对退役钠硫电池的处理手段比较稀少，仅有上海电器钠硫储能技术有限公司在专利号CN104466290A的专利技术专利中公布了一套拆解流程，但其公布的拆解过程由人利用切割机或线锯进行切割，机械化程度较弱。而且，利用切割机切割极易产生高温而引起爆炸等事故，且线锯切割速度缓慢，完整处理一根至少需要2个小时，工作效率低下。
[0004]因此，开发一种可以提高拆解钠硫电池拆解效率的设备及方法对于降低生产成本、提高生产效率、节省能源等方面都具有重要的意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术专利旨在提供一种退役钠硫电池辅助拆解设备及方法，降低钠硫电池拆解时的劳动强度与事故发生率，并提高其拆解效率。本专利技术的具体内容如下所述：
[0006]一种退役钠硫电池辅助拆解设备，包括处理仓、推送组件、夹紧组件、切割组件、破碎组件、处理池及控制组件。
[0007]所述退役钠硫电池辅助拆解设备中处理仓为主体，承载其他组件，而各个组件以处理仓为基准进行布置；推送组件布置于处理仓左侧，由螺栓连接在处理仓机左侧机箱上，其轴线与夹紧组件共线，推杆前端有螺钉拧上的小平台，初始状态时，小平台端面与三爪卡盘左端面平齐；夹紧组件布置于处理仓左侧内壁，基座与处理仓内壁固连；切割组件位于钠硫电池轴线后侧，与钠硫电池轴线平齐，通过XY运动控制机构与处理仓相连接；破碎组件位于处理仓右端；处理池位于处理仓右后侧，并通过矩形输送通道与处理仓相连接；控制组件包括控制器、限位开关等，布置于处理仓内各组件上。
[0008]所述的处理仓内部密封较好，主门一侧(长边)和处理仓的仓体通过两个密封门铰连接，另一侧通过弹簧倒钩和处理仓连接，做旋转开合运动，并通过橡胶封边实现门缝密封；钠硫电池夹持后，钠罐对应位置正下方的处理仓底部有一长方形开口，便于当钠罐被切下时通过长方形开口顺着矩形运输管道落入处理池中。
[0009]进一步的，处理仓外侧底部长方形开口外围焊接有向处理仓背后倾斜的矩形运输通道，且该矩形运输通道从处理池顶盖上的长方形孔插入处理池，矩形运输通道末端有用黏合剂与螺钉连接良好的柔性管，工作时，柔性管插入无水乙醇，形成液面密封，防止空气通过矩形运输通道进入处理仓内。
[0010]进一步的，主门上布置有氧气浓度探测器和湿度检测器，通过紧定螺钉安装在处理仓主门的右侧，用于检测处理仓内的环境，确保处理仓内氧气浓度和湿度不超过允许值。
[0011]所述夹紧组件为三爪卡盘及其驱动电机；三爪卡盘布置在处理仓内壁左侧，其夹紧方式是通过卡盘扳手驱动定心夹紧机构来拧紧三爪卡盘；三爪卡盘的旋转运动是通过处理仓机箱内的步进电机驱动传动轴，经齿轮轮系传动带动卡盘做定轴转动；在进行自动切割时，由PLC内的控制程序控制电机转速，并根据不同的切割要求改变转速；三爪卡盘中心有一个圆形槽，便于推送机构的推杆工作时从该圆形槽伸出。
[0012]所述推送机构主要包括气缸缸体与推杆；缸体依靠螺栓连接在处理仓的左侧机箱上；推杆的轴线与卡盘轴线共线，推杆前端有螺钉拧上的小平台，初始状态时，小平台左端面与卡盘左端面平齐。
[0013]所述切割组件包括刀具、刀架、XY运动控制机构，三者整体布置在钠硫电池轴线后侧的处理仓内壁上；刀具通过紧定螺钉压紧在刀架上丝杠螺母机构的滑块上，利用刀架上的小型电机驱动丝杠带动滑块上的刀具做径向移动；刀架通过紧定螺钉压紧在处理仓内侧后立面的丝杠螺母机构的滑块上，电机驱动丝杠转动带动滑块上的刀架做轴向移动；XY运动控制机构为前述的两个丝杠螺母机构，X轴向移动的丝杠在处理仓后立面与卡盘轴线平行，Y轴移动的丝杠在刀架上与卡盘轴线垂直，二者分别由两个电机驱动；为了保证切割准确，刀具组件安装完毕后刀尖、卡盘轴线两者在同一水平面上。
[0014]进一步的，所述刀具的移动控制分手动模式与自动模式；手动模式下，利用操作面板与屏蔽线给PLC传递信号，控制XY运动控制机构的步进电机传递运动进行切割；自动模式下，由PLC、各种传感器以及控制程序控制XY运动控制机构的两个步进电机进行工作。
[0015]所述破碎组件包括破碎推杆、三角形支架、滑道。
[0016]进一步地，所述的破碎推杆为气缸驱动，缸体用螺栓固定在卡盘正对面处理仓机箱上部，轴线与水平面垂直且与卡盘轴线相交，主体位于三角形支架正上方；破碎推杆的前端有螺钉拧上的小平台，且平台上布置有利于陶瓷管破碎的尖锐锥形凸起；陶瓷管被推出后，落在三角形支架上，破碎推杆开始工作，破碎推杆伸长，陶瓷管在破碎推杆和三角支架的双重压力下破碎陶瓷管，露出芯棒；陶瓷管碎片落下沿滑道通过处理仓底部的矩形运输通道掉落到处理池中，芯棒架在三角支架上之后被人工取出。
[0017]进一步地，所述三角形支架为三条端面为正三角形钢条，其焊点位于卡盘正对面的处理仓内壁，三根支架各有一条棱给陶瓷管做支撑，即三角形支架沿圆周布置在与钠硫电池陶瓷管直径一致的圆柱面上，从端面看棱角对应圆心，这样有利于产生应力集中，有利于破碎陶瓷管；三角支架中心轴线与卡盘轴线平行，焊点位置略低于电池在处理仓内右侧面上的投影1
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2mm，确保推出推杆推出陶瓷管后陶瓷管不会与三角形支架相撞。
[0018]进一步地，所述滑道位于三角形支架正下方，高的一边焊接在卡盘正对面的处理仓内壁，低的一边焊接在处理仓底部，与水平面有夹角，保证陶瓷碎片可以沿滑道掉到处理池中。
[0019]所述处理池，其整体布置在处理仓的右后侧，由处理池壳体、顶盖、塑料方桶组成。处理池壳体的侧面有一个可沿凹槽抽出的侧板，方便更换盛放无水乙醇的塑料方桶；顶部的盖子中间有一个方孔和处理仓底部的矩形运输管连接，边上有4个小孔用于排放氢气。所述控制组件，主要实现对卡盘和刀具的控制，其包括手动控制和自动控制；前文所述刀具的
移动由两个丝杠螺母机构控制，通过操作面板、屏蔽线与PLC来控制两个丝杠的电机正反转以实现刀具XY方向的移动；自动模式利用PLC、各个限位开关、氧气浓度检测器、湿度检测器实现钠硫电池的自动拆解；氧气浓度检测器与湿度检测器用来检测处理仓环境是否合适，限位开关控制加工位置。
[0020]所述的一种退役钠硫电池辅助拆解方法包括：
[0021]S01：根据钠硫电池结构在电池外壳底端与陶瓷管底端之间的位置做记号，打开主门，将电池的钠罐端朝向卡盘夹紧在三爪卡盘上；
[0022]S02：开启手动模式，通过操作面板启动卡盘、控制XY轴运动机构工作带动刀具进给，切下钠硫电池底端，露出陶瓷管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种退役钠硫电池辅助拆解设备，其特征在于，包括处理仓、推送组件、夹紧组件、切割组件、破碎组件、处理池及控制组件；处理仓为设备的主体，承载其他组件；推送组件布置于处理仓左外侧，其轴线与夹紧组件和钠硫电池共线，推杆顶端有小平台，小平台的左端面与三爪卡盘左端面平齐；夹紧组件布置于处理仓左侧内壁，且组件基座与处理仓固连；切割组件位于三爪卡盘轴线的后侧，整体安装后刀尖与卡盘轴线在同一水平平面上，通过XY运动控制机构与处理仓相连；破碎组件位于处理仓右侧；处理池位于处理仓右后侧，并通过矩形输送通道与处理仓连通；控制组件包括控制器、限位开关等，布置于处理仓内各组件上。2.根据权利要求1所述的一种退役钠硫电池辅助拆解设备，其特征在于，所述的处理仓顶端布置有L型门，其一侧(长边)通过两个密封门铰链与处理仓铰接，另一对应侧通过弹簧挂钩与处理仓连接；处理仓底面有长方形开口，钠硫电池加持在卡盘时，钠罐对应长方形开口位置；长方形开口外围焊接有矩形运输管，连通处理仓和处理池。3.根据权利要求1所述的一种退役钠硫电池辅助拆解设备，其特征在于，所述的夹紧组件为手动式三爪卡盘，基座通过螺栓与处理仓内左侧固连。4.根据权利要求1所述的一种退役钠硫电池辅助拆解设备，其特征在于，所述的切割组件包括刀架、刀具、XY运动控制机构，刀架固定于XY运动控制机构上，XY运动控制机构包括X轴丝杠螺母、Y轴丝杠螺母和对应的驱动电机。5.根据权利要求1所述的一种退役钠硫电池辅助拆解设备，其特征在于，所述的破碎组件包括三根三角形支架、破碎推杆、滑道；三根三角形支架沿圆周布置在与退役钠硫电池陶瓷管直径相同的小圆柱面上，所形成的圆柱面的轴线与三爪卡盘轴线平行，且略低于卡盘轴线，三角形支架棱角指向圆心；破碎推杆位于三角形支架的正上方，通过气缸控制破碎推杆的上下运动；破碎推杆的前端有螺钉拧上的小平台，且平台上布置有利于陶瓷管破碎的尖锐锥形凸起；滑道在三角形支架正下方，高的一边焊接在卡盘正对面的处理仓右侧内壁，低的一边焊接在处理仓底部，与水平面有夹角。6.根据权利要求1所述的一种退役钠硫电池辅助拆解设备，其特征在于，所述的处理池由处理池壳体、顶盖与盛无水乙醇的方形塑料桶组成，整体位于处理仓右后侧，通过矩形输送通道与处理仓连接，且矩形输送通道靠近处理池端为柔性通道，并保证矩形输送通道出口端面低于无水乙醇液面。7.根据权利要求1所述的一种退役钠硫电池辅助拆解设备，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹修全，邓志远，张洁梅，何勇，
申请(专利权)人：四川轻化工大学，
类型：发明
国别省市：