目前我國的電線電纜的行業發展迅速,已有包括高壓電纜、礦用通信電纜、礦用控制電纜在內的各類電纜產品。隨著產品更新換代的周期越來越短,大量廢棄電線電纜隨之生成;以不合理的方式回收,在很大的程度上造成了資源的浪費,同時也對環境造成了污染。
當前規模化的回收電線電纜的方法主要有以下四種。焚燒法:焚燒法產生的煙氣污染極為嚴重,金屬芯易被氧化,回收效率低;冷凍法:冷凍法的缺點是成本高,難以進行工業化的生產;化學法:化學法由于主要使用含苯的化學介質,其污水對環境有較大的影響,污水的回收處理非常復雜價格昂貴;機械回收法:該法存在工序繁多,噪聲大,刀頭易磨損等缺點。
本文提供一種新型的基于水射流技術回收廢舊電線電纜裝置,該裝置利用高壓純水射流對電線電纜表面包覆材料進行粉碎,調節水射流的壓強,使水射流的工作壓強不至破壞電纜中的金屬芯,并將電纜的包覆材料粉碎成粒度為0.1-1mm的膠粉。本裝置既綜合了當前處理工藝的優良之處,又有清潔環保、操作簡便、能耗低等優點,符合當前綠色環保的理念。
裝置的基本工作原理
高壓水射流粉碎技術是通過攜帶具有巨大能量的高壓水射流以某種方式作用在被粉碎的物料上,并在物料的裂隙和解理面處產生壓力瞬變,使物料在極短時間內能量發生巨大轉變從而粉碎成粒徑較小的粉體。本裝置中,調節水射流的壓強不低于55MPa,具體參數可依據電纜的規格而定,使水射流的工作壓強不至破壞電纜中的金屬芯,并將電纜的包覆材料粉碎成粒度為0.1-1mm的膠粉。
裝置的結構組成
本裝置主要由繞線機構、噴頭擺動機構、夾持機構、回收槽四個部分組成。
2.1.繞線機構
繞線筒為多個,自上而下串接在繞線軸上,繞線軸通過蝸輪蝸桿傳動。繞線板上自上而下設有多個供電線電纜穿過的通孔;繞線板呈十字結構,十字結構的橫桿兩端分別設有推動桿,推動桿的底端與工作臺轉動鉸接,推動桿的中部設有助推凸起,凸起與設在工作臺上的轉動心形凸輪配合以帶動繞線板做上下往復運動;推桿設有保持與心形凸輪力封閉的彈簧。
2.2. 噴頭擺動機構
前、后摩擦輪均由一對間距可調的垂直于工作臺面的滾輪構成,用于分別夾持電線電纜;粉碎室設在前、后摩擦輪之間,并設有多個高壓射流噴頭;射流噴頭分布在電線電纜的兩側;推桿的端部鉸接在對應的粉碎室外側壁上;推桿與轉動的垂直設置的圓柱凸輪配合,帶動射流噴頭在弧形槽內往返運動。粉碎室左右側壁的弧形槽沿電纜線進給方向錯位設置。
2.3.夾持機構的設計
調節螺釘可以調節摩擦輪輪軸端部的距離,以實現對不同規格電線電纜的夾緊。
2.4.回收槽的設計
粉碎室底部設有收集廢料的網孔壁回收槽,回收槽與粉碎室底部滑軌可拆卸式滑動配合。
裝置的參數設計
電動機功率為4kW,滿載轉速為720r/min,蝸輪蝸桿傳動比為80,傳動效率為90%,帶傳動傳動比為4,傳動效率為96%。各軸參數計算見表1。
表1.各軸的運動和動力參數
| 項目 | 繞線軸 | 齒輪軸 | 凸輪軸 |
| 轉速(r/min) | 9 | 36 | 144 |
| 功率(kW) | 3.6 | 3.46 | 3.32 |
| 轉矩(N•m) | 3820 | 917.86 | 220.19 |
經濟效益分析
以型號BV2.5單芯銅線為例:一卷該種型號的標準規格參數是橫截面積為2.5mm2,長度為100m,質量3.08kg。該裝置可同時處理四卷電纜,總成本費用301元(包括水電費),所獲得收益為460元(僅對銅),利潤率=利潤÷成本費用總額×100%=52.8%
創新點
5.1.利用水射流切割電纜的金屬芯和包覆層材料所需的水射流壓力不同,來選擇合適的壓力值,使水射流僅僅只粉碎包覆層材料不破壞金屬芯,從而實現二者的分離。
5.2.工作介質是水,節能環保,符合當前綠色科技理念。
5.3.無需對電纜進行初步拆解,操作簡便。
5.4.可處理多種型號電纜。
高壓水射流回收電線電纜是具有潛在優勢的新型技術。通過市場分析,可以預測當投入市場規模化生產后,必將帶來良好的經濟效益和社會效益,具有較樂觀的市場前景。除了直接經濟效益外,仍具有良好的間接經濟效益,即綠色處理,保護環境及完善現有破碎技術。
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