苗玉杰
(中國環(huán)境管理干部學(xué)院信息工程系,河北秦皇島066004)
廢舊干電池的回收和處理一直是世界性的難題。在廢舊干電池的回收處理過程中,若不將廢舊電池進(jìn)行分類而直接處理的話,由于各種電池化學(xué)成分不盡相同,其所需的處理工藝也就不盡相同。其中有些化學(xué)成分由于其在電池中的含量較少,不易提取或者提取時(shí)經(jīng)濟(jì)性較差,這樣的物質(zhì)不可避免地要隨著廢氣和廢液排放到外界環(huán)境中,形成二次污染。
面對(duì)我國每年丟棄的幾十億只廢舊干電池,采用人工方式進(jìn)行分類顯然是不現(xiàn)實(shí)的。干電池的條形碼管理方案,為大規(guī)模廢舊干電池的分類回收機(jī)械研究奠定了基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上提出了一種自動(dòng)分類設(shè)備的研究方案[1]。
在現(xiàn)有階段,廢舊電池的類型很多。從資源回收利用的角度可以將電池分為以下兩種類型。
這種類型的廢舊電池主要指鉛酸類的蓄電池。鉛酸類的蓄電池由于其體積較大,回收利潤豐厚,現(xiàn)階段已做到了很好的回收利用。
不易回收利用的電池是指現(xiàn)階段廣泛使用的各種類型干電池以及各種型號(hào)的紐扣電池。這些干池由于其化學(xué)成分多樣,體積較小,因而在現(xiàn)階段國內(nèi)外都沒有較好的回收利用措施。
文中的自動(dòng)分類設(shè)備就是針對(duì)不易回收利用的各種類型干電池,在干電池條形碼管理方案的基礎(chǔ)上研究設(shè)計(jì)的。
自動(dòng)分類設(shè)備包括機(jī)械裝置和控制電路兩部分。
從裝載設(shè)備進(jìn)來的廢舊干電池形態(tài)各異、位置混亂。如果對(duì)此不加以區(qū)分和重整,設(shè)備無法讀出廢舊干電池本身的條形碼信息,也無法對(duì)其進(jìn)行分類。分類設(shè)備的機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)了廢舊干電池的形態(tài)分類和位置擺放,使其順序碼放至分離槽中,供條形碼讀寫器讀出廢舊干電池的分類信息。
2.1.1 篩選桶
機(jī)械裝置的主要部件是兩個(gè)篩選桶,篩選桶視圖如圖1所示。
其工作原理是:廢舊干電池在重力作用下向下滑動(dòng)或滾動(dòng),與篩選桶接觸。篩選桶在電機(jī)帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn),在旋轉(zhuǎn)過程中,直徑大于篩選槽寬度的電池,會(huì)越過篩選桶到另一側(cè),且排列方向與篩選桶軸向平行。而直徑小于篩選槽寬度的電池則通過篩選槽跌落到篩選桶的下方,進(jìn)入第二次篩選。紐扣電池會(huì)穿過兩個(gè)篩選桶的篩選槽,落到設(shè)備最下方的滑道中。
2.1.2分離頭
經(jīng)過兩次篩選的廢舊干電池將順序排列,經(jīng)過滑道進(jìn)入分離頭,為進(jìn)一步分類做好準(zhǔn)備。分離頭的視圖如圖2所示。
2.1.3 撥動(dòng)輪
條碼槍掃描堆放在分離頭內(nèi)的廢舊干電池,讀出代表電池本身化學(xué)成分的條形碼信息,經(jīng)CPU判斷識(shí)別后驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn),將滿足要求的廢舊干電池?fù)艿绞占爸?,不滿足要求的廢舊干電池經(jīng)過滑道進(jìn)入下一個(gè)分離設(shè)備。撥動(dòng)輪結(jié)構(gòu)如圖3所示。
廢舊干電池的條形碼分類設(shè)備整體設(shè)計(jì)如圖4所示。
條形碼分類設(shè)備工作過程如下:
進(jìn)料漏斗13里的廢舊干電池在重力作用下滑落,電池進(jìn)來的數(shù)量可通過下方的滑蓋調(diào)節(jié)?;涞膹U舊干電池在滑道12的引導(dǎo)下接近篩選桶1。篩選桶篩選出直徑大于24 mm的1號(hào)和2號(hào)電池,在篩選桶1作用下,無規(guī)則的電池順序送給滑道3中。而直徑小于24 mm的5號(hào)、7號(hào)和紐扣型電池則下落,在滑道10的引導(dǎo)下接近篩選桶2,直徑大于10 mm的5,7號(hào)電池在篩選桶2旋轉(zhuǎn)作用下,翻過滾筒順序進(jìn)入滑道4?;?和滑道4過來的電池依次進(jìn)入分離頭5,經(jīng)條形碼檢測(cè)后,符合要求的廢舊干電池被步進(jìn)電機(jī)7撥動(dòng)到一側(cè),不符合要求的電池被步進(jìn)電機(jī)撥動(dòng)到另一側(cè)。不符合要求的電池在滑道8的作用下重新回到起點(diǎn)等待下一次的分選。而符合要求的電池就可以送到處理池進(jìn)行進(jìn)一步處理[2]。
廢舊干電池的條形碼分類設(shè)備控制電路包含了4組模塊:即電源模塊、條碼槍識(shí)別模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊以及預(yù)設(shè)顯示模塊。而控制程序主要實(shí)現(xiàn)電池選型的預(yù)設(shè)、待選類型的顯示、條形碼識(shí)別、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)等功能。
經(jīng)調(diào)試試驗(yàn),該設(shè)備每分鐘可實(shí)現(xiàn)22只廢舊干電池的信息處理和分類?;究梢詽M足廢舊干電池自動(dòng)分類的要求。在大規(guī)模的廢舊電池分類處理中,需要將若干臺(tái)上述設(shè)備級(jí)聯(lián),從而滿足快速分類的要求。
廢舊干電池的回收和管理一直是世界性的難題。廢舊干電池的分類設(shè)備研究在干電池條形碼管理方案的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了廢舊干電池的自動(dòng)化分類要求,對(duì)大規(guī)模地回收利用廢舊干電池、增加資源回收利用率、減少廢舊干電池回收利用中的環(huán)境污染有著十分重要的意義。
[1]苗玉杰.淺談干電池回收的條形碼管理方案[J].再生資源循環(huán)經(jīng)濟(jì),2012(10):41-42.
[2]GB8897.2-2005.原電池第2部分外形尺寸和技術(shù)要求[S].