Участок нейтрализации электролита и утилизации шлама

Полезная модель относится к системам для обслуживания и поддержания в рабочем состоянии, а также для ремонта и восстановления пригодности частей, преимущественно щелочных никель-кадмиевых аккумуляторов железнодорожных транспортных средств. Участок нейтрализации электролита и утилизации шлама от использованного электролита включает следующие установки и устройства: установку наружной обмывки аккумуляторных батарей, установленных на выкатной тележке; установку слива отработанного электролита; установку внутренней промывки аккумуляторов; бак-накопитель слитого электролита, подлежащего нейтрализации; установку нейтрализации; необходимые транспортные пневмо-, гидросистемы с соответствующей запорной аппаратурой и системами контроля технологических параметров. Установка нейтрализации электролита и утилизации шлама включает герметичный корпус с бункером загрузки и дозирования нейтрализатора, ротор перемешивания нейтрализатора и электролита с приводом, узел приема шлама с устройством затаривания, патрубки приема электролита на нейтрализацию, а также патрубок отвода излишков газовой смеси.

2 з.п. ф-лы, 7 фиг.

Полезная модель относится к системам для обслуживания и поддержания в рабочем состоянии, а также для ремонта и восстановления пригодности частей, преимущественно щелочных аккумуляторов, в частности никель-кадмиевых аккумуляторов железнодорожных транспортных средств.

Известно устройство для утилизации отработанных масляных фильтров, содержащее приспособление для удаления масла, которое выполнено в виде герметичной камеры, с закрепленным в ней одно- или многоярусным кольцевым коллектором, установленным в горизонтальной плоскости и присоединенным к трубопроводу для подвода в камеру, например, водяного пара, причем по периметру ярусов коллектора укреплены металлические перфорированные патрубки с заглушенными свободными концами, которые направлены вверх, а центральная часть днища снабжена трубопроводом для вывода загрязнителя в приемную емкость [патент РФ №51910, В 09 В 3/00, 2005 г].

Общими существенными признаками аналога и предлагаемой полезной модели являются герметичная камера, перфорированные патрубки коллектора, трубопровод для вывода загрязнителя, однако аналог не обеспечивает перевод загрязнителя в твердую фазу и необходимых экологических требований.

Известна установка для отмывки поверхностей от жидких углеводородов, содержащая основание, корпус, резервуар для моющего раствора с крышкой-люком, нагнетательный насос для подачи

смеси моющего раствора и продуктов отмывки, соответствующие резервуары, вентили и насосы, выполненные жесткими или в виде шлангов, а дополнительно заборник продуктов отмывки с поплавковой камерой, размещенной внутри резервуара для моющего раствора, устройство для откачивания моющего раствора и продуктов отмывки содержит эжектор [Св-во РФ №13333, В08В 3/02, 3/08, 7/04, 1999].

Общими существенными признаками аналога и предлагаемой полезной модели являются основание и корпус, устройство струйной отмывки, резервуары, насосы; при этом установка-аналог неоправданно усложнена по конструкции.

Известен аппарат для обработки субстрата, включающего загрязненные нефтепродуктами частицы с целью утилизации, включающий первое устройство для смешения субстрата с концентрированной минеральной кислотой при высоких сдвиговых нагрузках для получения подогретой подкисленной смеси; второе устройство для смешения смеси из первого устройства при высоких сдвиговых нагрузках с оксидом щелочно-земельного металла, включающего известь, взятом в количестве, обеспечивающим получение экзотермического эффекта, достаточного для испарения нефтепродуктов и их продуктов реакции и устройство для выделения из указанного третьего устройства твердого продукта реакции [Евразийский патент №006694, F26B 7/00, 17/00, 2002].

Общими существенными признаками аналога и предлагаемой полезной модели являются последовательная цепочка устройств для смешения субстрата последовательно с кислотой, оксидом ЩЗМ, включающим известь, и выделения продукта реакции. Схема требует дополнительных энергозатрат и недостаточно универсальна.

Известно устройство нейтрализующего блока, включающего два, как минимум, отстойника-нейтрализатора в виде вертикальных емкостей-отстойников с выпускной, иловыжимной трубами, трубой для сжатого воздуха и отводящей трубой, устанавливаемой на уровне верха иловой

камеры, необходимые патрубки и дополнительные емкости для вспомогательных материалов [Аккумуляторные батареи пассажирских вагонов. Руководство по ремонту, №609 ЦЛ - 91 РД, МПС, 1991 г., стр.80-83].

Общими существенными признаками аналога и предлагаемой полезной модели являются функционально связанные емкости с соединительными трубами и входными и выходными патрубками, однако устройство аналога недостаточно надежно в экологическом отношении из-за возможности случайных разливов жидкостей; утилизации продуктов в жидком состоянии существенно усложняет и удорожает технологический процесс.

Наиболее близким по выполняемым задачам, совокупности существенных признаков и технической сущности предлагаемому устройству является технологическая линия приготовления, регенерации и раздачи электролита в составе, в частности, установок приготовления гидрата окиси бария, регенерации электролита и накопителя электролита, емкостей для жидкостей, имеющими корпуса в виде баков кубической формы, оснащенными патрубками вентиляции, наполнения, перелива и слива жидкостей, датчиками уровня жидкости, насосов для перекачки жидкостей, гидравлических и электрических систем, причем установки приготовления гидрата окиси бария и регенерации электролита оснащены горизонтальной монтажной пластиной с размещенными на ней, сверху - плитой с электродвигателем и редуктором, датчиками уровня жидкости, снизу - ротором перемешивания жидкостей; установка приготовления гидрата окиси бария дополнительно оснащена наружным кожухом, заполненным теплоизолятором, жидкостными тенами с термодатчиком, а также поплавками с толкателями, закрепленными снизу монтажной пластины и приемным бункером с шиберной заслонкой, укрепленном сверху на монтажной пластине, а в нижней части основного корпуса размещен рабочий бак цилиндрической формы; в качестве датчиков уровня жидкости используют стационарно установленные электроды и подвижные электроды,

а в качестве датчика температуры - измеритель температуры микропроцессорный типа TPMIA-HTC.P (КВУФ. 420129. 02). [Патент РФ №42354, Н01H 61/04, 2004].

Общими существенными признаками аналога и предлагаемой полезной модели являются функционально связанные емкости с соединительными трубами и входными и выходными патрубками наполнения, перелива и слива жидкостей, гидравлические и электрические системы, системы контроля температуры и уровня жидкости; аналог не в полной мере отвечает современным экологическим требованиям.

Задачей предлагаемой полезной модели является оптимизация конструктивных решений компонентов участка с целью повышения производительности труда и обеспечение высоких экологических требований при работе.

Участок нейтрализации электролита и утилизации шлама от использованного электролита включает следующие установки и устройства: установку наружной обмывки аккумуляторных батарей, закрепленных на выкатной тележке; установку слива отработанного электролита; установку внутренней промывки аккумуляторов; бак-накопитель слитого электролита, подлежащего нейтрализации; установку нейтрализации; необходимые транспортные пневмо- и гидросистемы с соответствующей запорной аппаратурой и системами контроля технологических параметров.

Как и известные аналоги, предлагаемая полезная модель укомплектована корпусами в виде прямоугольного параллелепипеда из коррозионностойкого материала, оснащенными патрубками подачи, наполнения, перелива и слива жидких и газообразных материалов, датчиками уровня жидкостей, насосами для перекачки жидких и газообразных сред, гидравлическими, пневматическими и электрическими транспортными системами.

В отличие от известных аналогов, установка наружной обмывки аккумуляторов имеет основание, на котором смонтирован вращающийся стол

с механическим приводом с закрепленным на нем блоком аккумуляторных батарей на выкатной тележке; на неподвижной части основания смонтирован душ из спаренных патрубков Г-образного вида, оснащенного форсунками по всей длине. Зона обработки закрывается загрузочной шторой с противовесом, которая поднимается и опускается вручную. Установка слива отработанного электролита содержит кантователь с механическим приводом, на площадке которого блок батарей аккумуляторов на выкатной тележке закреплен с помощью рамы и винтов прижима. Рабочая зона оснащена герметичным кожухом с загрузочной шторой; в нижней части установки предусмотрен герметичный бак с промежуточной емкостью и перекидным лотком, а в верхней - душирующее устройство и вытяжной патрубок. Установка внутренней промывки аккумуляторов включает герметичный корпус с загрузочной шторой, оснащенной противовесом, кантователь в составе площадки, на которой укреплен блок аккумуляторов с выкатной тележкой, прижимной рамы и прижимных винтов, механизм перемещения подъемной ванны с промывочной жидкостью, жестко связанной с цилиндром для вертикального перемещения по штоку, неподвижно закрепленного на корпусе установки и механизм переворачивания на 180° блока аккумуляторов в составе рамы кантователя, электродвигателя, вала привода и редуктора, а в боковой части герметичного корпуса размещен лоток, по которому использованная промывочная жидкость поступает в приспособление контроля прозрачности в виде, например стеклянного переливного патрубка, а также патрубки подачи промывочного раствора и сухого воздуха, слива использованного промывочного раствора и вытяжка.

Бак-накопитель слитого электролита, подлежащего нейтрализации выполнен в виде герметичного бака, оснащенного патрубками подачи электролита и передачи для последующей обработки с системой дозирования, а также средствами контроля наполнения - электродами уровня и пробными кранами; в верхней части бака-накопителя размещен вентиляционный патрубок. Установка нейтрализации электролита и утилизации шлама

включает герметичный корпус с бункером загрузки и дозирования нейтрализатора, ротор перемешивания нейтрализатора и электролита с приводом, узел приема шлама с устройством затаривания, патрубки приема электролита на нейтрализацию, а также отвода излишков газовой смеси. Устройство для контроля температуры включает стандартный температурный датчик, размещенный в герметичном корпусе, оснащенный теплопроводным наполнителем и крышкой.

Устройство участка нейтрализации электролита и утилизации шлама иллюстрируется схематическими рисунками: фиг.1 - блок-схема участка, фиг.2 - установка наружной обмывки аккумуляторов, фиг.3 - установка слива отработанного электролита, фиг.4 - установка внутренней промывки аккумуляторов, фиг.5 - бак-накопитель слитого электролита, подлежащего нейтрализации, фиг.6 - установка нейтрализации электролита и утилизации шлама, фиг.7 - устройство для контроля температуры.

В составе предлагаемой полезной модели (фиг.1): установка наружной обмывки аккумуляторов 1, установка слива отработанного электролита 2, установка внутренней промывки аккумуляторов 3, бак-накопитель слитого электролита, подлежащего нейтрализации 4, установка нейтрализации электролита и утилизации шлама 5.

Установка наружной обмывки аккумуляторов (фиг.2) включает основание 6, вращающийся стол 7 с механическим приводом 8, душ 9, герметичный кожух 10 с загрузочной шторой 11, оснащенной противовесом.

Установка слива отработанного электролита (фиг.3) содержит основание 12, кантователь 13 с механическим приводом 14, на площадке которого блок батарей аккумуляторов на выкатной тележке закреплен с помощью рамы 15 и винтов прижима 16. Рабочая зона закрыта герметичным кожухом 17 с загрузочной шторой 18, оснащенной противовесом; в нижней части установки предусмотрен герметичный бак с промежуточной емкостью 19 с перекидным лотком 20, состоящий из двух частей, а в верхней - душирующее устройство 21 и вытяжной патрубок 22.

Установка внутренней промывки аккумуляторов (фиг.4) включает герметичный корпус 23 с загрузочной шторой 24, оснащенной противовесом, кантователь в составе площадки 25, на которой укреплен блок аккумуляторов с выкатной тележкой, прижимной рамы 26 и прижимных винтов 27, механизм перемещения подъемной ванны с промывочной жидкостью 28, жестко связанной с цилиндром 29 для вертикального перемещения по штоку 30, неподвижно закрепленного на корпусе 23 и механизм переворачивания на 180° блока аккумуляторов в составе рамы кантователя 31, электродвигателя 32, вала привода 33 и редуктора 34, а в боковой части герметичного корпуса размещен лоток 35, по которому использованная промывочная жидкость поступает в приспособление контроля прозрачности в виде, например стеклянного переливного патрубка 36, а также патрубки подачи моющей жидкости и сухого воздуха, а также слива и вытяжки.

Бак-накопитель слитого электролита, подлежащего нейтрализации (фиг.5) выполнен в виде герметичного бака 37, оснащенного патрубками подачи электролита 38 и передачи для последующей обработки 39 с системой дозирования, а также средствами контроля наполнения - электродами уровня 40 и пробными кранами 41; в верхней части бака-накопителя размещен вентиляционный патрубок 42.

Установка нейтрализации электролита и утилизации шлама (фиг.6) включает герметичный корпус 43 с бункером загрузки и дозирования нейтрализатора 44, ротор перемешивания нейтрализатора и электролита 45 с приводом 46, узел приема шлама с устройством затаривания 47, патрубки приема электролита на нейтрализацию 48, отвода излишков газовой смеси 49.

Устройство для контроля температуры (фиг.7) включает стандартный температурный датчик 50, герметичный корпус 51, теплопроводный наполнитель 52 и крышку 53.

Предлагаемая полезная модель работает следующим образом: выкатную тележку с аккумуляторами, заполненными электролитом, после

снятия с транспортного средства подают в установку наружной обмывки 1 (здесь и далее ссылки - фиг.1), закрепляют на вращающемся столе при поднятой загрузочной шторе, рабочее пространство установки герметизируется путем опускания шторы; через соответствующие патрубки подается моющий раствор и, одновременно, воздух под давлением до 5-ти атм, который в виде душа обрушивается на наружные поверхности аккумуляторов. После примерно 5 минут обработки, вращающийся стол останавливают, отключают подачу гидровоздушной смеси и поднимают штору. Если визуальный контроль качества обмывки удовлетворителен, выкатную тележку с аккумуляторами подают в установку слива электролита 2, где ее закрепляют в кантователе, открывают пробки аккумуляторов, переворачивают на 180° для слива электролита с последующей выдержкой в течение не менее 5 мин, после чего тележку с аккумуляторами переворачивают в исходное положение. В зависимости от состояния электролита, определяемого химическим анализом, слив производят либо в бак-накопитель для последующей регенерации (на рисунке не показан), либо в бак-накопитель для нейтрализации и утилизации шлама. После слива, корпус выкатной тележки с аккумуляторами ополаскивают снаружи. Для защиты персонала предусмотрен местный отсос и специальные кожухи. Затем, выкатную тележку с аккумуляторами подают на участок внутренней промывки 3, где закрепляют в кантователе; подъемную ванну, предварительно заполненную промывочным раствором, поднимают с помощью пневмогидроподъемника до полного утапливания выкатной тележки с аккумуляторами. После небольшой выдержки, подъемную ванну опускают в исходное положение, а выкатную тележку с аккумуляторами переворачивают на 180°, дают выдержку для отекания раствора и повторяют операцию 2 и более раза. Использованный раствор, поступающий в дополнительную емкость, проверяют на прозрачность визуально или с помощью светодиода и лампы, установленных с обоих сторон контрольной переливной трубки, размещенной на наружной стенке бака. После

достижения нормативной прозрачности моющего раствора, аккумуляторы изнутри продувают теплым воздухом для просушки и подают на резервную площадку для технологического отстоя и дальнейшего использования. На этом участке с использованием стандартного датчика температуры, предусмотрен контроль температуры используемой моющей жидкости, величина которой не должна превышать 60°С.

Электролит, подлежащий нейтрализации, подают в бак-накопитель электролита, подлежащего нейтрализации 4, где предусмотрен длительный отстой электролита и который оборудован приспособлениями для контроля уровня жидкости в виде датчиков на внутренней стенке бака и/или пробных кранов на наружной стенке бака, а также насосом с устройством управления для порционной подачи электролита, подлежащего нейтрализации в бак установки нейтрализации и утилизации шлама 5. Затем, в бункер с закрытой шиберной заслонкой установки нейтрализации электролита и утилизации шлама загружают нейтрализатор, например негашеную известь, включают устройство его перемешивания.

После загрузки нейтрализатора, количество которого определяется накопленным объемом электролита, подлежащего нейтрализации и его перемешивания, в установку нейтрализации электролита тремя и более порциями подают электролит, который, в результате взаимодействия с нейтрализатором, превращается в порошкообразную шламовую смесь, удаляемую через узел приема шлама с последующим затариванием, например вручную и отгрузкой на полигон. Излишнее количество газовой составляющей удаляют с помощью системы местного отсоса, оснащенного фильтрами и другими средствами обезвреживания и защиты.

Экспериментальное опробование процесса нейтрализации никель-кадмиевого электролита и утилизации шлама было выполнено в условиях опытного производства; положительные результаты подтверждены Томской специализированной инспекцией государственного экологического контроля и анализа (копия протокола №10/4 от 31 января 2006 года прилагается).

1. Участок нейтрализации электролита и утилизации шлама преимущественно никель-кадмиевых щелочных аккумуляторов железнодорожных транспортных средств в составе установок слива электролита, накопителя электролита, имеющих корпуса в виде баков кубической формы, оснащенных патрубками подачи, наполнения, перелива и слива жидких и газообразных материалов, датчиками уровня жидкостей, насосами для перекачки жидких и газообразных сред, гидравлическими, пневматическими и электрическими транспортными системами, системами экологической защиты, отличающийся тем, что он дополнительно включает установки наружной обмывки и внутренней промывки аккумуляторов, нейтрализации электролита и утилизации шлама, причем установки слива электролита и внутренней промывки оснащены кантователями для размещения, закрепления и переворачивания выкатной тележки с аккумуляторами, установка слива электролита имеет промежуточную емкость с перекидным лотком, а установка внутренней промывки - механизм вертикального перемещения подъемной ванны с промывочным раствором и дополнительно - лоток для отвода использованной промывочной жидкости и устройство контроля прозрачности использованного раствора в виде, например прозрачного переливного патрубка, размещенного на внешней стороне корпуса установки, а также патрубок подачи подогретого воздуха, бак-накопитель электролита, подлежащего нейтрализации, имеет узел контроля уровня отстоя в виде электродов на внутренней стенке корпуса и пробных кранов снаружи, а также систему дозированной подачи электролита, подлежащего нейтрализации в виде насоса с блоком управления, установка нейтрализации электролита и утилизации шлама оснащена бункером с дозатором, например, в виде шиберного узла, для загрузки и дозированной подачи нейтрализатора, ротором перемешивания с приводом, узлом выгрузки с возможностью закрепления тары, например мешка, для приема шлама, и склизом для подачи шлама на дальнейшую переработку или захоронение.

2. Участок по п.1, отличающийся тем, что узел выгрузки и заделки тары выполнен в виде, например, конуса, состоящего из двух или более упруго расходящихся лепестков.

3. Участок по п.1, отличающийся тем, что в качестве датчиков уровня жидкости берут стационарно установленные и подвижные электроды, а в качестве датчика температуры используют измеритель температуры микропроцессорный типа TPMIA-H-TC.P (КВУФ.420129.02).