一种报废氢能商用车燃料电池回收设备的制作方法

1.本发明属于物料回收循环利用技术领域，尤其涉及一种报废氢能商用车燃料电池回收设备。


背景技术：

2.近年来，机动车市场的增大使得机动车的产量越来越多，虽然机动车中的汽车是我们出行的重要工具，但是随着汽车的增多，随之而来的是报废燃料电池的处理问题，燃料电池是汽车电子产品的重要组成部分，报废的燃料电池中的膜电极经破碎后能够得到很多的可回收成分。
3.现有技术中公开了部分物料回收循环利用技术领域的发明专利，其中申请号为cn201710047458.6的发明专利，公开了一种废旧燃料电池资源化的方法，该专利所解决的技术问题是现有回收废旧燃料电池中有价值资源的方法通常为浸铂技术，这种技术使用硝酸或王水等强酸将电池中的铂浸出，这种回收方法中存在的强酸性处理液对操作环境有很大影响，处理后还需进行废水处理，工艺复杂、环保性差。
4.现有技术中的氢能燃料电池在经过拆解处理后会获得大量的膜电极，这些膜电极中存在着大量的可回收成分，在进行膜电极回收时通常是依次进行破碎处理、热解处理、有机溶剂清洗处理、烘干处理和最终的酸洗，在进行破碎处理、热解处理和烘干处理阶段需要消耗大量的电能，致使膜电极的回收成本一直居高不下，不利于燃料电池的回收发展。
5.基于此，本发明设计了一种报废氢能商用车燃料电池回收设备，以解决上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于：为了解决现有技术中的氢能燃料电池在经过拆解处理后会获得大量的膜电极，这些膜电极中存在着大量的可回收成分，在进行膜电极回收时通常是依次进行破碎处理、热解处理、有机溶剂清洗处理、烘干处理和最终的酸洗，在进行破碎处理、热解处理和烘干处理阶段需要消耗大量的电能，致使膜电极的回收成本一直居高不下，不利于燃料电池回收发展的问题，而提出的一种报废氢能商用车燃料电池回收设备。
7.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
8.一种报废氢能商用车燃料电池回收设备，包括破碎箱，所述破碎箱的顶部装配有上料机构，所述破碎箱内部对应上料机构的位置由上至下依次装配有上层破碎机构和下层破碎机构，用于对膜电极进行破碎处理；
9.所述破碎箱的底部通过棱柱支架固定连接有热解机构，用于对膜电极进行热解处理；
10.所述热解机构包括热解盒，所述热解盒的顶部开设有斗型槽，并且热解盒顶部对应斗型槽的位置固定连接有第二引流罩，所述第二引流罩的内部嵌设有第二引流风扇，所述第二引流风扇的端面处通过动力轴和轴承转动连接在第二引流罩内侧的顶部；
11.所述第二引流罩的切面上对应第二引流风扇的位置卡接有第三吸风管，所述第二
引流罩上还接通用第二排放管，用于排放膜电极热解后的热废气并对有机溶剂清洗后的膜电极进行烘干处理。
12.作为上述技术方案的进一步描述：
13.所述上料机构包括下料斗，所述下料斗的底部固定安装在破碎箱的顶部，并且破碎箱顶部对应下料斗的位置开设有下料口，所述下料斗的内部通过轴承转动连接有转接轴，所述转接轴的表面固定连接有多个呈环形阵列设置的分隔板，用于分割下料斗的内部空间起防尘作用；
14.所述下料斗的顶部固定安装有上料斗，所述上料斗顶部的边沿处搭载有上料装置。
15.作为上述技术方案的进一步描述：
16.所述下层破碎机构包括平行并列设置的两组转接筒，所述转接筒的表面通过轴承转动连接在破碎箱的内侧壁上，且同一组两个转接筒之间通过破碎辊连通，且位于同一侧的两个转接筒的表面均固定连接有联动齿轮，且两个联动齿轮之间互相啮合，且其中一个联动齿轮的表面还啮合有第一主动齿轮，所述第一主动齿轮固定安装在工业电机的输出轴上，所述工业电机机身的表面通过减震垫固定安装在机罩内侧的端面上，所述机罩固定安装在破碎箱的侧端面上。
17.作为上述技术方案的进一步描述：
18.所述机罩侧端面对应转接筒的位置卡接有第一吸风管，所述第一吸风管的端部通过轴承转动连接在转接筒的筒口内，且另一侧的一个转接筒的表面固定连接有第二主动齿轮，所述第二主动齿轮的表面啮合有从动齿轮，所述从动齿轮的表面通过齿轮轴和轴承转动连接在破碎箱的侧端面上，所述齿轮轴的表面固定连接有第一引流风扇，并且破碎箱侧端面对应第一引流风扇的位置固定安装有第一引流罩。
19.作为上述技术方案的进一步描述：
20.所述上层破碎机构包括两个对称设置的破碎板，且两个破碎板互相远离的一面通过两个液压缸分别与破碎箱内侧的两个端面固定连接；
21.所述破碎板表面对应入料口的位置通过弹性带与破碎箱内侧的顶部固定连接，用于对由入料口落下的膜电极起导流作用。
22.作为上述技术方案的进一步描述：
23.所述破碎箱内侧壁上对应两个破碎板的位置均固定连接有活塞筒，所述活塞筒的筒口内滑动连接有活塞轴，所述活塞轴的一端固定连接有活塞，所述活塞滑动连接在活塞筒的内部，所述活塞轴的另一端与破碎板相近的一面固定连接。
24.作为上述技术方案的进一步描述：
25.所述活塞筒的表面卡接有第二吸风管，所述第二吸风管远离活塞筒的一端卡接在第一引流罩的侧端面上，所述活塞筒的表面还卡接有第一排放管，所述第一排放管远离活塞筒的一端卡接在破碎箱一侧端面的底部，所述第一排放管和第二吸风管上均安装有单向阀。
26.作为上述技术方案的进一步描述：
27.所述热解盒的顶部固定连接在棱柱支架的底部，所述第三吸风管远离第二引流罩的一端卡接在破碎箱侧端面对应第一排放管的位置处。
附图说明
28.图1为本发明提出的一种报废氢能商用车燃料电池回收设备的整体结构示意图；
29.图2为本发明提出的一种报废氢能商用车燃料电池回收设备中破碎箱的结构示意图；
30.图3为本发明提出的一种报废氢能商用车燃料电池回收设备中下层破碎机构的拆分结构示意图；
31.图4为本发明提出的一种报废氢能商用车燃料电池回收设备中上层破碎机构的结构示意图；
32.图5为本发明提出的一种报废氢能商用车燃料电池回收设备中上层破碎机构的剖视结构示意图；
33.图6为本发明提出的一种报废氢能商用车燃料电池回收设备图5中图a处放大的结构示意图；
34.图7为本发明提出的一种报废氢能商用车燃料电池回收设备中活塞筒的剖视结构示意图；
35.图8为本发明提出的一种报废氢能商用车燃料电池回收设备中分隔板的结构示意图；
36.图9为本发明提出的一种报废氢能商用车燃料电池回收设备中热解机构的剖视结构示意图。
37.图例说明：
38.1、破碎箱；2、上料机构；201、下料斗；202、转接轴；203、分隔板；204、上料斗；205、上料装置；3、下层破碎机构；301、转接筒；302、破碎辊；303、联动齿轮；304、第一主动齿轮；305、工业电机；306、机罩；307、第一吸风管；308、第一引流风扇；309、第一引流罩；310、从动齿轮；311、第二主动齿轮；4、上层破碎机构；401、破碎板；402、液压缸；403、弹性带；404、活塞筒；405、活塞轴；406、活塞；407、第二吸风管；408、第一排放管；5、热解机构；501、热解盒；502、斗型槽；503、第二引流罩；504、第三吸风管；505、第二排放管。
具体实施方式
39.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术的优选实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
40.下面结合附图对本技术的实施例进行详细说明。
41.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
42.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
43.此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或显示器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或显示器固有的其它步骤或单元。
44.对本技术实施例所涉及的一种报废氢能商用车燃料电池回收设备进行详细说明。值得注意的是，以下实施例，仅仅用于解释本技术，并不构成对本技术的限定。
45.请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：一种报废氢能商用车燃料电池回收设备，包括破碎箱1，破碎箱1的顶部装配有上料机构2，破碎箱1内部对应上料机构2的位置由上至下依次装配有上层破碎机构4和下层破碎机构3，用于对膜电极进行破碎处理；
46.破碎箱1的底部通过棱柱支架固定连接有热解机构5，用于对膜电极进行热解处理；
47.热解机构5包括热解盒501，热解盒501的顶部开设有斗型槽502，并且热解盒501顶部对应斗型槽502的位置固定连接有第二引流罩503，第二引流罩503的内部嵌设有第二引流风扇，第二引流风扇的端面处通过动力轴和轴承转动连接在第二引流罩503内侧的顶部；
48.第二引流罩503的切面上对应第二引流风扇的位置卡接有第三吸风管504，第二引流罩503上还接通用第二排放管505，用于排放膜电极热解后的热废气并对有机溶剂清洗后的膜电极进行烘干处理。
49.本发明中，第一引流风扇快速转动的过程中会驱使第一引流罩的空气流进入到第二吸风管内，随着第一引流罩内部压力的逐渐降低，破碎辊将会通过第一吸风管抽取常温空气，常温空气进入到破碎辊的内部后与破碎辊之间发生热交换，常温空气升温后进入到第一引流罩内为第一引流罩补充热空气，热空气经第二吸风管进入到活塞筒的内部。
50.在当活塞筒带动破碎板处于回程阶段过程中，活塞轴将会推送活塞在活塞筒内做回缩运动，活塞筒内的空气被压缩之后分子与分子之间的距离缩小，分子与分子之间产生剧烈摩擦，从而产生热量温度上升，热空气升温后转换为高热空气，高热空气通过第一排放管进入到破碎箱内侧的底部，在高热气流的作用下流入破碎箱内侧底部的膜电极颗粒快速流入第三吸风管内，高热空气在驱动膜电极颗粒进入第二引流罩内的过程中，高热空气对膜电极颗粒进行热解处理，利用破碎辊破碎膜电极产生的热量对空气进行升温，接着利用液压缸做回程运动时输出的动能转为热空气的压缩能，使热空气升温至高热空气，最后利用高热空气对膜电极颗粒进行热解处理，
51.具体的，上料机构2包括下料斗201，下料斗201的底部固定安装在破碎箱1的顶部，并且破碎箱1顶部对应下料斗201的位置开设有下料口，下料斗201的内部通过轴承转动连接有转接轴202，转接轴202的表面固定连接有多个呈环形阵列设置的分隔板203，用于分割下料斗201的内部空间起防尘作用；
52.下料斗201的顶部固定安装有上料斗204，上料斗204顶部的边沿处搭载有上料装置205。
53.实施方式具体为：控制上料装置205运转，上料装置205在运转的过程中能够将由
报废氢能燃料电池拆解获得的膜电极提升至上料斗204内，进入到上料斗204内的膜电极在自身重力的作用下进入到下料斗201内，膜电极落入相邻两个分隔板203之间时会对分隔板203产生一定的撞击力，在撞击力以及膜电极重力作用的共同辅助效果下，分隔板203将会驱使转接轴202在轴承内转动，利用分隔板203的旋转行为，实现了间隔下料的技术效果，由于多个分割板能够对下料斗201的内部空间起分割作用，从而能够避免膜电极在破碎过程中产生的飞溅颗粒由上料斗204处飞出，进而提升了整个燃料电池回收设备的安全性能。
54.具体的，下层破碎机构3包括平行并列设置的两组转接筒301，转接筒301的表面通过轴承转动连接在破碎箱1的内侧壁上，且同一组两个转接筒301之间通过破碎辊302连通，且位于同一侧的两个转接筒301的表面均固定连接有联动齿轮303，且两个联动齿轮303之间互相啮合，且其中一个联动齿轮303的表面还啮合有第一主动齿轮304，第一主动齿轮304固定安装在工业电机305的输出轴上，工业电机305机身的表面通过减震垫固定安装在机罩306内侧的端面上，机罩306固定安装在破碎箱1的侧端面上；
55.机罩306侧端面对应转接筒301的位置卡接有第一吸风管307，第一吸风管307的端部通过轴承转动连接在转接筒301的筒口内，且另一侧的一个转接筒301的表面固定连接有第二主动齿轮311，第二主动齿轮311的表面啮合有从动齿轮310，从动齿轮310的表面通过齿轮轴和轴承转动连接在破碎箱1的侧端面上，齿轮轴的表面固定连接有第一引流风扇308，并且破碎箱1侧端面对应第一引流风扇308的位置固定安装有第一引流罩309。
56.实施方式具体为：工业电机305在运转的过程中其输出轴会带动第一主动齿轮304转动，第一主动齿轮304转动带动与其相邻的一个联动齿轮303转动，该联动齿轮303转动会带动另一个联动齿轮303转动。两个联动齿轮303转动的过程中通过两个转接筒301同时带动两个破碎辊302转动，两个破碎辊302在快速转动的过程中做咬合动作，破裂后的膜电极在自身重力的作用下落入两个破碎辊302上，两个破碎辊302的咬合行为对破裂后的膜电极进行破碎处理，两个破碎辊302在对破裂后的膜电极进行破碎处理的过程中，由于破碎辊302与膜电极之间存在着较为剧烈的摩擦行为，因而破碎辊302对破裂后的膜电极进行破碎处理的过程中会发热，破碎辊302吸热后其表面升温，破碎辊302在转动的过程中还会通过对应的转接筒301带动第二主动齿轮311转动，第二主动齿轮311转动驱使从动齿轮310通过齿轮轴在轴承内转动，齿轮轴转动带动第一引流风扇308转动，第一引流风扇308快速转动的过程中会驱使第一引流罩309的空气流进入到第二吸风管407内，随着第一引流罩309内部压力的逐渐降低，破碎辊302将会通过第一吸风管307抽取常温空气，常温空气进入到破碎辊302的内部后与破碎辊302之间发生热交换。
57.具体的，上层破碎机构4包括两个对称设置的破碎板401，且两个破碎板401互相远离的一面通过两个液压缸402分别与破碎箱1内侧的两个端面固定连接；
58.破碎板401表面对应入料口的位置通过弹性带403与破碎箱1内侧的顶部固定连接，用于对由入料口落下的膜电极起导流作用；
59.破碎箱1内侧壁上对应两个破碎板401的位置均固定连接有活塞筒404，活塞筒404的筒口内滑动连接有活塞轴405，活塞轴405的一端固定连接有活塞406，活塞406滑动连接在活塞筒404的内部，活塞轴405的另一端与破碎板401相近的一面固定连接；
60.活塞筒404的表面卡接有第二吸风管407，第二吸风管407远离活塞筒404的一端卡接在第一引流罩309的侧端面上，活塞筒404的表面还卡接有第一排放管408，第一排放管
408远离活塞筒404的一端卡接在破碎箱1一侧端面的底部，热解盒501的顶部固定连接在棱柱支架的底部，第三吸风管504远离第二引流罩503的一端卡接在破碎箱1侧端面对应第一排放管408的位置处，第一排放管408和第二吸风管407上均安装有单向阀。
61.实施方式具体为：两个液压缸402在工作的过程中会驱使两个破碎板401做往复式咬合动作，因而膜电极在通过入料口进入到破碎箱1内时会先遭受到两个破碎板401的挤压，膜电极在压力的作用下发生破裂，在当活塞筒404带动破碎板401处于回程阶段过程中，活塞轴405将会推送活塞406在活塞筒404内做回缩运动，活塞筒404内的空气被压缩之后分子与分子之间的距离缩小，分子与分子之间产生剧烈摩擦，从而产生热量温度上升，热空气升温后转换为高热空气，高热空气通过第一排放管408进入到破碎箱1内侧的底部，在高热气流的作用下流入破碎箱1内侧底部的膜电极颗粒快速流入第三吸风管504内，高热空气在驱动膜电极颗粒进入第二引流罩503内的过程中，高热空气对膜电极颗粒进行热解处理，利用破碎辊302破碎膜电极产生的热量对空气进行升温，接着利用液压缸402做回程运动时输出的动能转为热空气的压缩能，使热空气升温至高热空气，最后利用高热空气对膜电极颗粒进行热解处理。
62.工作原理，使用时：
63.依次控制液压缸402和工业电机305运行，待工业电机305和液压缸402的工作状态趋于稳定后，控制上料装置205运转，上料装置205在运转的过程中能够将由报废氢能燃料电池拆解获得的膜电极提升至上料斗204内，进入到上料斗204内的膜电极在自身重力的作用下进入到下料斗201内，膜电极落入相邻两个分隔板203之间时会对分隔板203产生一定的撞击力，在撞击力以及膜电极重力作用的共同辅助效果下，分隔板203将会驱使转接轴202在轴承内转动，利用分隔板203的旋转行为，实现了间隔下料的技术效果，由于多个分割板能够对下料斗201的内部空间起分割作用，从而能够避免膜电极在破碎过程中产生的飞溅颗粒由上料斗204处飞出，进而提升了整个燃料电池回收设备的安全性能；
64.两个液压缸402在工作的过程中会驱使两个破碎板401做往复式咬合动作，因而膜电极在通过入料口进入到破碎箱1内时会先遭受到两个破碎板401的挤压，膜电极在压力的作用下发生破裂。
65.工业电机305在运转的过程中其输出轴会带动第一主动齿轮304转动，第一主动齿轮304转动带动与其相邻的一个联动齿轮303转动，该联动齿轮303转动会带动另一个联动齿轮303转动。两个联动齿轮303转动的过程中通过两个转接筒301同时带动两个破碎辊302转动，两个破碎辊302在快速转动的过程中做咬合动作，破裂后的膜电极在自身重力的作用下落入两个破碎辊302上，两个破碎辊302的咬合行为对破裂后的膜电极进行破碎处理；
66.两个破碎辊302在对破裂后的膜电极进行破碎处理的过程中，由于破碎辊302与膜电极之间存在着较为剧烈的摩擦行为，因而破碎辊302对破裂后的膜电极进行破碎处理的过程中会发热，破碎辊302吸热后其表面升温；
67.破碎辊302在转动的过程中还会通过对应的转接筒301带动第二主动齿轮311转动，第二主动齿轮311转动驱使从动齿轮310通过齿轮轴在轴承内转动，齿轮轴转动带动第一引流风扇308转动，第一引流风扇308快速转动的过程中会驱使第一引流罩309的空气流进入到第二吸风管407内，随着第一引流罩309内部压力的逐渐降低，破碎辊302将会通过第一吸风管307抽取常温空气，常温空气进入到破碎辊302的内部后与破碎辊302之间发生热
交换，常温空气升温后进入到第一引流罩309内为第一引流罩309补充热空气，热空气经第二吸风管407进入到活塞筒404的内部，在当活塞筒404带动破碎板401处于回程阶段过程中，活塞轴405将会推送活塞406在活塞筒404内做回缩运动，活塞筒404内的空气被压缩之后分子与分子之间的距离缩小，分子与分子之间产生剧烈摩擦，从而产生热量温度上升，热空气升温后转换为高热空气，高热空气通过第一排放管408进入到破碎箱1内侧的底部，在高热气流的作用下流入破碎箱1内侧底部的膜电极颗粒快速流入第三吸风管504内，高热空气在驱动膜电极颗粒进入第二引流罩503内的过程中，高热空气对膜电极颗粒进行热解处理，利用破碎辊302破碎膜电极产生的热量对空气进行升温，接着利用液压缸402做回程运动时输出的动能转为热空气的压缩能，使热空气升温至高热空气，最后利用高热空气对膜电极颗粒进行热解处理，有效提升了液压缸402以及工业电机305输出功的利用率，依次对膜电极进行破裂处理、破碎处理和热解处理，有效提升了报废氢能燃料电池中膜电极的回收效率，同时还降低了报废氢能燃料电池中膜电极的回收成本；
68.膜电极颗粒在热解的过程中伴随着高热空气流沿着切面方向进入到第二引流罩503内，并直接作用在第二引流风扇上，第二引流风扇发生转动，利用气固混合物在做高速旋转时所产生的离心力，将膜电极颗粒从高热气流中分离出来，由于膜电极颗粒所受的离心力远大于重力和惯性力，膜电极颗粒在离心力的作用下沿着斗型槽502的内壁下滑，高热空气流经第二排放管505排出，用于后续膜电极颗粒在经过有机溶剂清洗后的烘干作业，进一步起到节能的效果。
69.本技术所提供的一种报废氢能商用车燃料电池回收设备具有的有益效果包括但不限于：
70.1、有效提升了液压缸以及工业电机输出功的利用率，依次对膜电极进行破裂处理、破碎处理和热解处理，有效提升了报废氢能燃料电池中膜电极的回收效率，同时还降低了报废氢能燃料电池中膜电极的回收成本。
71.2、本发明中，膜电极颗粒在热解的过程中伴随着高热空气流沿着切面方向进入到第二引流罩内，并直接作用在第二引流风扇上，第二引流风扇发生转动，利用气固混合物在做高速旋转时所产生的离心力，将膜电极颗粒从高热气流中分离出来，由于膜电极颗粒所受的离心力远大于重力和惯性力，膜电极颗粒在离心力的作用下沿着斗型槽的内壁下滑，高热空气流经第二排放管排出，用于后续膜电极颗粒在经过有机溶剂清洗后的烘干作业，进一步起到节能的效果。
72.3、本发明中，两个液压缸在工作的过程中会驱使两个破碎板做往复式咬合动作，因而膜电极在通过入料口进入到破碎箱内时会先遭受到两个破碎板的挤压，膜电极在压力的作用下发生破裂，工业电机在运转的过程中其输出轴会带动第一主动齿轮转动，第一主动齿轮转动带动与其相邻的一个联动齿轮转动，该联动齿轮转动会带动另一个联动齿轮转动。两个联动齿轮转动的过程中通过两个转接筒同时带动两个破碎辊转动，两个破碎辊在快速转动的过程中做咬合动作，破裂后的膜电极在自身重力的作用下落入两个破碎辊上，两个破碎辊的咬合行为对破裂后的膜电极进行破碎处理。
73.以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。