Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regenerieren von mit einem hitzehärtbaren Kunstharz eingebundenem Formsand, der zur Herstellung von Gussstücken verwendet worden ist, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Formen und Kerne aus Quarzsand, bei denen als Binder ein hitzehärtendes Kunstharz verwendet worden ist, haben seit einigen Jahren ausgedehnte Verwendung zur Herstellung von metallischen Gussstücken gefunden. Das hitzehärtbare Harz in diesen kann beispielsweise ein Furanharz sein, das durch Behandeln von Furfurylalkohol bei 250 C in Gegenwart von Phosphorsäure als Katalysator hergestellt worden ist oder gegebenenfalls ein Ureaformaldehyd- oder Phenolformaldehydharz sein. Solche Harze haben den Vorteil, dass sie eine zufriedenstellende Bindefestigkeit ergeben und zu Giessformen und -kernen führen, die während der Benutzung ihre Formen beibehalten.
Ein Nachteil der vorerwähnten Kunstharze besteht jedoch darin, dass der Formsand nach dem Gebrauch und nach der Entnahme der Gussstücke schwer regeneriert werden kann.
Der benutzte Sand enthält eine nicht vernachlässigbare Menge Kunstharz in Form harter Filme um die Sandkörner herum, welche Filme ausserordentlich schwer entfernt werden können. Das gegenwärtig am meisten angewendete Verfahren besteht darin, die Formen und Kerne nach dem Gebrauch zu vermahlen, um gesonderte Sandteilchen zu erhalten, und dann diese Sandteilchen viele Male unter hohem Druck gegen eine abriebfeste Wand zu blasen. Durch die Kollision mit dieser Wand und durch die gegenseitige Reibung der Sandteilchen werden die Harzfilme um die Sandkörner herum aufgebrochen und teilweise oder völlig pulverisiert, worauf das erhaltene pulverige Material und Schleifkorn von dem Sand durch Saugwirkung entfernt wird.
Bei diesem Verfahren entsteht jedoch ein hoher Energieverbrauch, da viele Kollisionen erforderlich sind, um den ganzen Harzfilm von einem Sandteilchen zu entfernen. Ausserdem hat dieses Verfahren eine nachteilige Wirkung auf die Sandkörner, die dazu führt, dass praktisch nur 50% der Körner zur Wiederverwendung in Formen und Kernen geeignet sind.
Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, das obige Nachteile vermeidet und weniger Energie verbraucht. Dieses Ziel wird durch ein Verfahren erreicht, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die aus dem Formsand geformten Teile zusammen mit den heissen Gussstücken in einen drehbaren Behälter gebracht und darin so lange umgewälzt werden, dass die sandgeformten Teile durch den Kontakt mit den Gussstücken vollständig zu gesonderten Sandteilchen aufgebrochen werden und dass diese Sandteilchen durch den Kontakt mit den Gussstücken, und wo dies erforderlich ist, durch Zuführung einer zusätzlichen Wärmemenge in Form eines brennbaren Gases, auf eine solche Temperatur erhitzt werden, dass sich das Kunstharz entzündet und durch Verbrennung vom Sande entfernt wird.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des vorerwähnten Regenerationsverfahrens besitzt einen Behälter in Form einer horizontalen zylindrischen Trommel, die mit einem Einlass für die Gussstücke und die Sandformen an ihrem einen Ende und mit einem Auslass für die Gussstücke und den regenerierten Sand an ihrem anderen Ende versehen ist, wobei die Trommel drehbar um ihre Längsachse gelagert und mit einem oder mehreren Profilstäben an der Innenseite ihrer zylindrischen Wand sowie mit einem oder mehreren Brennerrohren und Leitungen für die Zufuhr von brennbarem Gas und/oder Leitungen für die Zufuhr eines sauerstoffhaltigen Gases in die Trommel versehen ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer beispielsweisen Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung näher beschrieben, und zwar zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht im Längsschnitt dieserAusführungsform,
Fig. 2 eine Ansicht im Aufriss der Ausführungsform nach Fig. 1 in einem kleineren Massstab und gekoppelt mit einer Vorrichtung zum Kühlen der Gussstücke und des Sandes.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung besitzt einen Behälter in Form einer zylindrischen Trommel 1, die waagrecht auf Rollen 2 zur Drehung um ihre Längsachse gelagert ist. Die zylindrische Wand 3 der Trommel ist über ihre volle Länge geschlossen und ist an ihrer Innenseite mit einer Anzahl Profilstäben 4 versehen, die sich parallel zur Längsachse der Trommel erstrecken. Die Trommel besitzt eine Endwand 5, die mit einer mittigen Einlassöffnung 6 an ihrem einen Ende versehen ist. Eine stationäre Einlassrutsche 7 ragt durch die Öffnung 6 in der Trommel hindurch und ist mit einem Abzweigrohr 8 versehen, das an eine nicht gezeigte Vorrichtung zum Absaugen der in der Trommel während des Betriebs entstehenden Verbrennungsgase angeschlossen werden kann.
Die Trommel 1 ist an ihrem anderen Ende von einer stationären Endwand 9 bedeckt, die mit einer Auslassöffnung 10 versehen ist. Die Auslassöffnung 10 kann durch einen schwenkbaren Deckel 11 verschlossen werden, der durch einen Bolzen 12 gesichert werden kann. Wenn gewünscht, kann der Deckel 11 ein verschiebbarer Deckel sein. Innerhalb der Trommel 1 ist ein Brennerrohr 13 mit einer Anzahl Flammen öffnungen 14 angeordnet und mit einer Leitung 15 verbunden, die aus der Trommel herausführt. Diese Leitung 15 ist mit einem Ventil 16 versehen und kann mit einer Quelle eines gasförmigen oder flüssigen Brennstoffes (nicht gezeigt) verbunden werden. Ausserdem ist innerhalb der Trommel eine Sauerstoffleitung 17 angeordnet, die durch die Endwand 9 herausgeführt und ausserhalb der Trommel mit einem Ventil 18 versehen ist.
Diese Leitung kann an eine Quelle eines sauer stofffialtigen Gases, wie Sauerstoff, Luft oder mit Sauerstoff angereicherter Luft (nicht gezeigt) angeschlossen werden.
Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt.
Während des Betriebs wird die Trommel 1 mit Hilfe geeigneter Antriebsmittel (nicht gezeigt) zur Drehung angetrieben.
Teilweise gekühlte Formkästen mit einer Sandform und einem oder mehreren frischen Gussstücken und, falls erforderlich, Sandkernen werden zur Trommel gefördert und geöffnet, worauf der ganze Inhalt der Formkästen, d. h. die Gussstücke zusammen mit der Sandform und gegebenenfalls mit den Sandkemen in die Trommel durch die Einlassrutsche 7 eingegeben wird. Dieses Material bleibt für einige Zeit in der sich drehenden Trommel und wird in dieser allmählich von deren Einlassende zu deren Austragende gefördert.
Infolge der Drehung der Trommel 1 und durch die Mitwirkung der Profilstäbe 4 werden die Gussstücke und die Sandformen kontinuierlich umgewälzt und gemischt, so dass die Gussstücke als Mahlkörper wirken und die Sandformen und -kerne zu gesonderten Sandteilchen aufbrechen. Für diesen Mahlvorgang ist im allgemeinen keine zusätzliche Energie erforderlich, da die Bindekraft des Kunstharzes bei der in der Trommel herrschenden Temperatur abnimmt.
Beim Eintritt in die Trommel haben die Gussstücke eine mittlere Temperatur von etwa 900" C (im allgemeinen zwischen 700 und 1000" C) je nach der jeweiligen Zusammensetzung der Materialien, während die mittlere Temperatur des Formsandes beträchtlich niedriger ist. Infolge der Umwälzwirkung der Trommel findet jedoch ein intensiver Wärmeübergang statt und wird die Temperatur des Sandes hierbei auf einen Mittelwert von 400" C erhöht. Diese Temperatur wirkt, wenn sich alle Sandkörner in Bewegung befinden, dass sich die Harzfilme um die Sandkörner herum sowie irgendwelche freie Harzteilchen selbst entzünden und verbrennen.
Wenn die Trommel nicht zu stark beschickt worden ist, befindet sich ausreichend Luft in der Trommel, um die Verbrennung auf rechtzuerhalten, es kann jedoch, wenn erforderlich, zusätzliche Luft oder Sauerstoff über die Leitung 17 zugeführt werden. Die entstehenden Verbrennungsgase können durch das Abzweigrohr abgesaugt werden.
Im Falle einer verhältnismässig grossen Menge von Gussstücken und einer verhältnismässig geringen Menge Sand in der Trommel können die Gussstücke ausreichend Wärme liefern, um das Abbrennen des Harzes vom Formsand aufrechtzuerhalten, so dass das Harz vollständig abgebrannt wird. Im anderen Falle, wenn eine verhältnismässig geringe Menge Gussstücke vorhanden ist, wird jedoch nur eine geringe Wärmemenge von den Gussstücken auf den Sand übertragen, in welchem Falle eine zusätzliche Wärmemenge durch die Brenner 14 zuzuführen ist. Nachdem die Leitung 15 an eine Brennstoffquelle angeschlossen worden ist und die Leitung 17 an die Quelle eines sauerstoffhaltigen Gases, wird Wärme mit Hilfe der Brenner 14 zugeführt und ein Sauerstoffüberschuss gleichzeitig durch die Leitung 17 eingeleitet.
Die Profilstäbe 4 dienen dazu, den Sand aufzunehmen, wodurch der Sand nach unten durch die Brennerfiammen fällt, wodurch eine gute Verbrennung des Harzes innerhalb eines kurzen Zeitraumes gewährleistet wird.
Infolge der während der Verbrennung des Harzes entstehenden hohen Temperaturen verdampft auch der ganze Feuchtigkeitsgehalt des Formsandes. Diese Feuchtigkeit wird in Form von Wasserdampf aus der Trommel zusammen mit den gasförmigen Verbrennungsprodukten durch Absaugen über das Abzweigrohr 8 entfemt.
Die Trommel kann diskontinuierlich oder kontinuierlich betrieben werden. Beim diskontinuierlichen Betrieb wird der Deckel 11 geschlossen gehalten (gestrichelte Linien) und der Inhalt so lange in der Trommel gehalten, bis alles Kunstharz des Formsandes vollständig abgebrannt wird, worauf der Dekkel 11 geöffnet wird und der ganze Inhalt der Trommel, d. h.
die Gussstücke und der Sand durch den Auslass 10 ausgetragen wird. Während des kontinuierlichen Betriebs wird der Deckel 11 immer offengehalten (oder weggelassen) und die in die Trommel eingegebene Materialmenge wird unter Berücksichtigung der Länge der Trommel so gewählt, dass der Sand völlig von Harz befreit worden ist, wenn er sich durch die ganze Trommel hindurch bewegt hat. Auch in diesem Falle werden die Gussstücke sowie der Sand durch den Auslass 10 ausgetragen. In beiden Fällen ist der erhaltene Sand infolge des Fehlens von Harz und Kohlenstoffteilchen völlig farblos.
Das Gemisch aus heissen Gussstücken und heissem Sand kann auf verschiedene Weise weiterbehandelt werden. Beispielsweise kann das Gemisch durch ein perforiertes Förderband getrennt werden, wobei der durch die Perforationen hindurchfallende Sand gekühlt wird, während die Gussstücke auf dem Förderband weitergefördert werden. Gegebenenfalls können Perforationen im Auslass 10 vorgesehen werden, um den Sand von den Gussstücken zu trennen.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die erhaltene Kombination aus heissen Gussstücken und heissem Sand gemeinsam in einer Kühltrommel, wie sie in dem deutschen Patent 1 281 119 offenbart ist, zu kühlen und dann zu trennen.
Diese Möglichkeit ist in Fig. 2 dargestellt.
Auf der linken Seite der Fig. 2 ist die gleiche Vorrichtung wie in Fig. 1 dargestellt, d. h. eine zylindrische Trommel 1, die auf Rollen 2 drehbar gelagert und mit einer stationären Einlassrutsche 7, einem Saugabzweigrohr 8 und einer stationären Endwand 9 mit einer Auslassöffnung 10 sowie mit einem Brennerrohr 13 mit Flammenöffnungen 14 und einer Sauerstoffleitung 17 versehen ist. Der Deckel 11 fehlt in diesem Falle, um einen kontinuierlichen Betrieb der Trommel 1 zu ermöglichen.
Die Trommel 1 ist mit einer Kühltrommel versehen (auf der rechten Seite der Fig. 2), die durch einen Behälter in Form einer zylindrischen Trommel 19 gebildet wird, welche in waagrechter Lage auf Rollen 20 zur Drehung um ihre Längsachse gelagert ist. Die Trommel 19 besitzt eine Endwand mit einer mittigen Einlassöffnung 22 an ihrem einen Ende und eine stationäre Einlassrutsche 23, die mit dem Auslass 10 der Trommel 1 verbunden ist, ragt durch die erwähnte Öffnung 22 in die Trommel 19. Die Einlassrutsche 23 ist mit einem Abzweigrohr 24 versehen, das an eine Vorrichtung zum Absaugen von Luft und Wasserdampf angeschlossen werden kann.
Die Trommel 19 ist an ihrem anderen Ende von einer stationären Endwand 25 bedeckt, die eine Mittelöffnung 26 zur Aufnahme eines Kaltluftstroms aufweist und mit einem Auslass 27 zum Austragen der gekühlten Gussstücke versehen ist.
Die zylindrische Wand 28 der Trommel 19 weist einen perforierten Umfangsteil 29 für das Aussondern des gekühlten Sandes aus der Trommel und nicht perforierte Teile 30 und 31 auf jeder Seite des perforierten Teils auf. Die Perforationen im perforierten Teil haben einen Durchmesser von beispielsweise 20 mm und eine Teilung von beispielsweise 200 mm.
Der perforierte Teil ist an der Unterseite der Trommel 19 eng von einer stationären Auslassrutsche 32 zum Austragen des gekühlten Sandes umgeben.
Der Teil 31 der Trommelwand braucht nicht immer vorhanden zu sein und in diesem Falle erstreckt sich der perforierte Teil 29 bis zum Austragende der Trommel. Der Teil 30 in der Nähe des Einlassendes der Trommel 19 ist jedoch für einen guten Kontakt zwischen den Gussstücken und dem Formsand erforderlich und soll eine axiale Länge von mindestens der halben axialen Länge des perforierten Teils 29 haben.
Ferner kann die axiale Länge des perforierten Teils 29 innerhalb bestimmter Grenzen mit Hilfe von zwei gleitbaren Hülsen 9 verändert werden, welche um die Trommelwand herum angeordnet sind, um einen Teil des perforierten Teils 29 zu verdecken.
Innerhalb der Trommel 19 ist eine Leitung 34 mit Sprüh öffnungen 35 angeordnet, die mit einer Leitung 36 verbunden ist, welche aus der Trommel herausführt. Die Leitung 36 ist mit einem Ventil 37 versehen, das an eine Wasserzufuhr (nicht gezeigt) angeschlossen werden kann, welches Wasser vorzugsweise leicht alkalisch gemacht wird.
Während des Betriebs der Vorrichtung nach Fig. 2 hat die Trommel 1 die gleiche Funktion wie vorangehend beschrieben. Die heissen Gussstücke und der heisse Sand, welche die Trommel 1 verlassen, werden kontinuierlich der sich drehenden Trommel 19 durch den Auslass 10 und den Einlass 23 zugeführt. In der Trommel 19 werden die Gussstücke und der Sand wieder umgewälzt und gemischt und femer in der Richtung zum Austragende befördert. Während dieser Umwälzbewegung befinden sich die Gussstücke wieder in innigem Kontakt mit dem Sand, um einen guten Wärmeübergang zu gewährleisten. Durch die Trommel 19 wird über die Öffnung 26 und das Abzweigrohr 24 ein Kaltluftstrom gesaugt, der einen grossen Teil der Wärme von den Gussstücken und dem Sand aufnimmt. Ausserdem kann bei Bedarf Sprühwasser durch die Leitung 34 in die Trommel eingeleitet werden.
Dieses Sprühwasser absorbiert einen Teil der Wärme vom Sand und den Gussstücken und verdampft dann, worauf es in Dampfform durch Absaugen über das Abzweigrohr 24 entfernt werden kann. Ein weiterer Teil der Wärme des Sandes und der Gussstücke wird durch Wärmeübergang durch die Trommelwandung hindurch zur umgebenden Atmosphäre abgeleitet.
Wenn die Kombination aus Gussstücken und Sand durch den perforierten Teil der Trommelwandung hindurchtritt, wird der Sand allmählich von den Gussstücken abgesondert und durch den perforierten Teil 29 und den Auslass 32 ausgetragen. Dieser Sand ist vollständig getrocknet und stark abgekühlt. Die Gussstücke werden in der Richtung zum Austrag ende der Trommel weitergefördert und verlassen diese durch den Auslass 27. Beim Verlassen der Trommel sind die Gussstücke bereits im wesentlichen gereinigt, so dass bei einer Nachbehandlung durch Freistrahlen diese verkürzt Werden kann und das Herausschlagen der Kerne (falls vorhanden) nicht erforderlich ist.
Durch die Behandlung in der Kühltrommel kann die Temperatur des Sandes und der Gussstücke auf die Umgebungstemperatur herabgesetzt werden. Wenn das Sprühwasser leicht alkalisch gemacht worden ist (mit einem pH-Wert von etwa 8) kann ein etwaiger Phosphorsäurerückstand im Sand (der von dem Katalysator des Kunstharzes stammt) ebenfalls neutralisiert werden.
Durch die Verwendung der in Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung und das in dieser angewendete Verfahren können die Sandkörner völlig von Kunstharz befreit werden, wobei Grösse und Form der Sandkörner nicht wesentlich beeinflusst werden. Der Sand kann sofort wieder zur Herstellung von Formen und Kernen verwendet werden. Darüber hinaus ist der Sand völlig trocken. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der feuchtigkeitsfreie Sand über einen Magneten mit einer Schichtdicke von beispielsweise 5 mm geleitet werden kann, um etwaige Eisenteilchen aus ihm zu entfernen. Die vollständig getrockneten Sandkörner haben während der Lagerung keine Neigung, sich zu agglomerieren.
The invention relates to a method for regenerating molding sand bound with a thermosetting synthetic resin, which has been used for the production of castings, and a device for carrying out this method.
Quartz sand molds and cores, in which a thermosetting synthetic resin has been used as a binder, have found extensive use in the manufacture of metallic castings for several years. The thermosetting resin in these can be, for example, a furan resin which has been prepared by treating furfuryl alcohol at 250 ° C. in the presence of phosphoric acid as a catalyst, or optionally a ureaformaldehyde or phenolformaldehyde resin. Such resins have the advantage that they provide satisfactory bond strength and result in molds and cores that retain their shapes during use.
However, a disadvantage of the aforementioned synthetic resins is that the molding sand is difficult to regenerate after use and after the castings have been removed.
The sand used contains a not negligible amount of synthetic resin in the form of hard films around the grains of sand, which films are extremely difficult to remove. The most widely used method at present is to grind the molds and cores after use to obtain separate sand particles and then to blow those sand particles against an abrasion-resistant wall many times under high pressure. As a result of the collision with this wall and the mutual friction of the sand particles, the resin films around the sand grains are broken up and partially or fully pulverized, whereupon the resulting powdery material and abrasive grain are removed from the sand by suction.
This method, however, consumes a lot of energy because it takes many collisions to remove the entire resin film from a sand particle. In addition, this method has an adverse effect on the sand grains, with the result that practically only 50% of the grains are suitable for reuse in molds and cores.
It is therefore the aim of the present invention to provide a method which avoids the above disadvantages and consumes less energy. This object is achieved by a method which is characterized in that the parts formed from the molding sand are brought together with the hot castings into a rotatable container and are circulated therein for so long that the sand-molded parts are completely separated by contact with the castings Sand particles are broken up and that these sand particles are heated to such a temperature through contact with the castings and, where necessary, by supplying an additional amount of heat in the form of a combustible gas that the synthetic resin ignites and is removed from the sand by combustion .
The device according to the invention for carrying out the aforementioned regeneration process has a container in the form of a horizontal cylindrical drum which is provided with an inlet for the castings and the sand molds at one end and with an outlet for the castings and the regenerated sand at its other end, the drum being rotatably mounted about its longitudinal axis and being provided with one or more profile bars on the inside of its cylindrical wall and with one or more burner tubes and lines for the supply of combustible gas and / or lines for the supply of an oxygen-containing gas into the drum.
The invention is described in more detail below with reference to an exemplary embodiment of the device according to the invention, namely:
Fig. 1 is a view in longitudinal section of this embodiment,
FIG. 2 is a view in elevation of the embodiment of FIG. 1 on a smaller scale and coupled to a device for cooling the castings and the sand.
The device shown in Fig. 1 has a container in the form of a cylindrical drum 1, which is mounted horizontally on rollers 2 for rotation about its longitudinal axis. The cylindrical wall 3 of the drum is closed over its full length and is provided on its inside with a number of profile rods 4 which extend parallel to the longitudinal axis of the drum. The drum has an end wall 5 which is provided with a central inlet opening 6 at one end thereof. A stationary inlet chute 7 protrudes through the opening 6 in the drum and is provided with a branch pipe 8 which can be connected to a device (not shown) for sucking off the combustion gases that arise in the drum during operation.
The drum 1 is covered at its other end by a stationary end wall 9 which is provided with an outlet opening 10. The outlet opening 10 can be closed by a pivotable cover 11 which can be secured by a bolt 12. If desired, the lid 11 can be a sliding lid. Inside the drum 1, a burner tube 13 is arranged with a number of flame openings 14 and connected to a line 15 which leads out of the drum. This line 15 is provided with a valve 16 and can be connected to a source of a gaseous or liquid fuel (not shown). In addition, an oxygen line 17 is arranged inside the drum, which is led out through the end wall 9 and is provided with a valve 18 outside the drum.
This line can be connected to a source of an oxygen-containing gas such as oxygen, air, or air enriched with oxygen (not shown).
The operation of the device described is as follows.
During operation, the drum 1 is driven to rotate with the aid of suitable drive means (not shown).
Partially cooled flasks with a sand mold and one or more fresh castings and, if necessary, sand cores are conveyed to the drum and opened, whereupon the entire contents of the flasks, i.e. H. the castings are introduced into the drum through the inlet chute 7 together with the sand mold and optionally with the sand cores. This material remains in the rotating drum for some time and is gradually conveyed from its inlet end to its discharge end.
As a result of the rotation of the drum 1 and the cooperation of the profile rods 4, the castings and the sand molds are continuously circulated and mixed so that the castings act as grinding media and the sand molds and cores break up into separate sand particles. No additional energy is generally required for this grinding process, since the binding force of the synthetic resin decreases at the temperature in the drum.
When entering the drum, the castings have an average temperature of about 900 "C (generally between 700 and 1000" C) depending on the particular composition of the materials, while the average temperature of the molding sand is considerably lower. As a result of the circulating action of the drum, however, an intensive heat transfer takes place and the temperature of the sand is increased to an average value of 400 "C. This temperature has the effect, when all sand grains are in motion, that the resin films are around the sand grains as well as any free ones Resin particles self-ignite and burn.
If the drum has not been loaded too heavily, there will be sufficient air in the drum to sustain combustion, but additional air or oxygen may be added via line 17 if necessary. The resulting combustion gases can be sucked off through the branch pipe.
In the case of a relatively large amount of castings and a relatively small amount of sand in the drum, the castings can provide sufficient heat to keep the resin burning off the molding sand so that the resin is completely burned off. In the other case, when a relatively small amount of castings is present, only a small amount of heat is transferred from the castings to the sand, in which case an additional amount of heat is to be supplied by the burner 14. After the line 15 has been connected to a fuel source and the line 17 to the source of an oxygen-containing gas, heat is supplied with the aid of the burners 14 and an excess of oxygen is simultaneously introduced through the line 17.
The profile bars 4 serve to take up the sand, whereby the sand falls down through the burner flames, whereby a good combustion of the resin is ensured within a short period of time.
As a result of the high temperatures generated during the combustion of the resin, the entire moisture content of the molding sand evaporates. This moisture is removed in the form of water vapor from the drum together with the gaseous combustion products by suction through the branch pipe 8.
The drum can be operated discontinuously or continuously. In the case of discontinuous operation, the lid 11 is kept closed (dashed lines) and the contents are kept in the drum until all the synthetic resin of the molding sand is completely burned off, whereupon the lid 11 is opened and the entire contents of the drum, i.e. H.
the castings and sand are discharged through the outlet 10. During continuous operation, the lid 11 is always kept open (or left out) and the amount of material fed into the drum is chosen taking into account the length of the drum so that the sand has been completely freed of resin as it moves through the entire drum Has. In this case too, the castings and the sand are discharged through the outlet 10. In both cases the sand obtained is completely colorless due to the lack of resin and carbon particles.
The mixture of hot castings and hot sand can be further treated in various ways. For example, the mixture can be separated by a perforated conveyor belt, the sand falling through the perforations being cooled while the castings are conveyed on on the conveyor belt. If necessary, perforations can be provided in the outlet 10 to separate the sand from the castings.
Another possibility is to cool the resulting combination of hot castings and hot sand together in a cooling drum, as disclosed in German Patent 1,281,119, and then to separate it.
This possibility is shown in FIG.
On the left side of Fig. 2 the same device as in Fig. 1 is shown, i.e. H. a cylindrical drum 1, which is rotatably mounted on rollers 2 and is provided with a stationary inlet chute 7, a suction branch pipe 8 and a stationary end wall 9 with an outlet opening 10 as well as with a burner pipe 13 with flame openings 14 and an oxygen line 17. The cover 11 is absent in this case in order to enable the drum 1 to operate continuously.
The drum 1 is provided with a cooling drum (on the right-hand side of FIG. 2) which is formed by a container in the form of a cylindrical drum 19 which is mounted in a horizontal position on rollers 20 for rotation about its longitudinal axis. The drum 19 has an end wall with a central inlet opening 22 at its one end and a stationary inlet chute 23 connected to the outlet 10 of the drum 1 protrudes through the mentioned opening 22 into the drum 19. The inlet chute 23 is with a branch pipe 24 provided, which can be connected to a device for sucking off air and water vapor.
The drum 19 is covered at its other end by a stationary end wall 25 which has a central opening 26 for receiving a stream of cold air and is provided with an outlet 27 for discharging the cooled castings.
The cylindrical wall 28 of the drum 19 has a perforated peripheral portion 29 for separating the cooled sand from the drum and imperforate portions 30 and 31 on either side of the perforated portion. The perforations in the perforated part have a diameter of, for example, 20 mm and a pitch of, for example, 200 mm.
The perforated part is closely surrounded on the underside of the drum 19 by a stationary discharge chute 32 for discharging the cooled sand.
The part 31 of the drum wall need not always be present and in this case the perforated part 29 extends to the discharge end of the drum. However, the part 30 near the inlet end of the drum 19 is necessary for good contact between the castings and the molding sand and should have an axial length of at least half the axial length of the perforated part 29.
Furthermore, the axial length of the perforated part 29 can be changed within certain limits with the aid of two slidable sleeves 9 which are arranged around the drum wall in order to cover part of the perforated part 29.
Inside the drum 19, a line 34 with spray openings 35 is arranged, which is connected to a line 36 which leads out of the drum. The line 36 is provided with a valve 37 which can be connected to a water supply (not shown), which water is preferably made slightly alkaline.
During the operation of the device according to FIG. 2, the drum 1 has the same function as described above. The hot castings and the hot sand leaving the drum 1 are continuously fed to the rotating drum 19 through the outlet 10 and the inlet 23. In the drum 19 the castings and the sand are again circulated and mixed and further conveyed in the direction of the discharge end. During this overturning movement, the castings are again in close contact with the sand in order to ensure good heat transfer. A cold air stream is sucked through the drum 19 via the opening 26 and the branch pipe 24 and absorbs a large part of the heat from the castings and the sand. In addition, spray water can be introduced into the drum through line 34 if required.
This spray water absorbs some of the heat from the sand and the castings and then evaporates, whereupon it can be removed in vapor form by suction via the branch pipe 24. Another part of the heat of the sand and the castings is dissipated by heat transfer through the drum wall to the surrounding atmosphere.
As the combination of castings and sand passes through the perforated portion of the drum wall, the sand is gradually separated from the castings and discharged through the perforated portion 29 and outlet 32. This sand is completely dried and strongly cooled. The castings are conveyed further in the direction of the discharge end of the drum and leave it through outlet 27. When leaving the drum, the castings are already essentially cleaned, so that after treatment by free blasting they can be shortened and the cores (if present) is not required.
The treatment in the cooling drum can reduce the temperature of the sand and the castings to the ambient temperature. If the spray water has been made slightly alkaline (with a pH of about 8) any phosphoric acid residue in the sand (which comes from the resin's catalyst) can also be neutralized.
By using the device shown in FIGS. 1 and 2 and the method used in this, the sand grains can be completely freed from synthetic resin, the size and shape of the sand grains not being significantly influenced. The sand can immediately be used again to make molds and cores. In addition, the sand is completely dry. Another advantage is that the moisture-free sand can be passed over a magnet with a layer thickness of, for example, 5 mm, in order to remove any iron particles from it. The completely dried grains of sand have no tendency to agglomerate during storage.