廢舊干電池的條形碼分類設(shè)備研究

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經(jīng)濟性較差，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械研究奠定了基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上提出了一種自動分類設(shè)備的研究方案[1]。

1 電池的回收類型

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。

1.1 易于回收利用的電池

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。

1.2 不易回收利用的電池

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。

文中的自動分類設(shè)備就是針對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)計的。

2 自動分類設(shè)備的設(shè)計

自動分類設(shè)備包括機械裝置和控制電路兩部分。

2.1 機械裝置

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，也無法對其進(jìn)行分類。分類設(shè)備的機械裝置實現(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

機械裝置的主要部件是兩個篩選桶，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或滾動，與篩選桶接觸。篩選桶在電機帶動下旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過程中，直徑大于篩選槽寬度的電池，會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。紐扣電池會穿過兩個篩選桶的篩選槽，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判斷識別后驅(qū)動步進(jìn)電機旋轉(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)入下一個分離設(shè)備。撥動輪結(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號和2號電池，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、7號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)條形碼檢測后，符合要求的廢舊干電池被步進(jìn)電機7撥動到一側(cè)，不符合要求的電池被步進(jìn)電機撥動到另一側(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]。

3 控制電路與程序

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、條碼槍識別模塊、電機驅(qū)動模塊以及預(yù)設(shè)顯示模塊。而控制程序主要實現(xiàn)電池選型的預(yù)設(shè)、待選類型的顯示、條形碼識別、步進(jìn)電機驅(qū)動等功能。

經(jīng)調(diào)試試驗，該設(shè)備每分鐘可實現(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，需要將若干臺上述設(shè)備級聯(lián)，從而滿足快速分類的要求。

4 結(jié)論

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，實現(xiàn)了廢舊干電池的自動化分類要求，對大規(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，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].