CH649482A5

CH649482A5 - METHOD AND DEVICE FOR PROCESSING MOLDED SAND.

Info

Publication number: CH649482A5
Application number: CH7228/80A
Authority: CH
Inventors: Rolf Wedek; Lothar Meiritz
Original assignee: Wagner & Co Alfelder Masch
Priority date: 1979-12-27
Filing date: 1980-09-26
Publication date: 1985-05-31
Also published as: JPS56102342A; SE8007383L; IT8025710A0; DD155237A5; JPS5842773B2; FR2472433A1; DE2952403A1; GB2066683A; FR2472433B1; CS268151B2; DE2952403C2; SE441158B; IT1133738B; GB2066683B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von Formsand und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 12. 12. The invention relates to a method for processing molding sand and a device for carrying out the method according to the preamble of patent claims 1 and 12 respectively.

Die Sandaufbereitung für die Herstellung von Giesserei-formen hat im wesentlichen die Aufgabe, das richtige Mischungsverhältnis der Korngrössen und des Verhältnisses der Anteile an Quarzsand, Binder (Bindemittel), Kohlenstaub sowie gebrauchtem Sand (Altsand) und Frischsand (Neusand) herzustellen, die Mischung zu homogenisieren, dabei das Korn mit Binder weitgehend zu ummanteln, die richtige Feuchtigkeit einzustellen, unbrauchbare Bestandteile, wie Sandklumpen, Eisen, Staub, zu entfernen, die richtige Sandtemperatur einzustellen und den Sand an die Verbraucherstellen weiterzubefördem. Der wiederverwendete Anteil des aus der Sandform bzw. dem Sandballen anfallenden, gebrauchten Sandes kann bis zu 80% und mehr betragen. Da der Sand aus der Sandform mit erhöhten Temperaturen von beispielsweise 100 °C bis 140 °C anfällt, ist es notwendig, den gebrauchten Sand vor dem Einfüllen in die Mischvorrichtung zu kühlen. Dabei begnügt man sich häufig mit einer Abkühlung auf Temperaturen zwischen etwa 35 °C und 45 °C. Das Abkühlen des Sandes erfolgt zumeist mit Hilfe von Feuchtigkeit und grossen Mengen an durch den Sand geblasener Luft, um so für die Abkühlung die Verdunstungskälte ausnutzen zu können. Die dafür benötigten Luftmengen sind ausserordentlich hoch. Bei einer Aufbereitungsanlage, die etwa 801 Sand pro Stunde verarbeitet, wird zur aus5 The sand preparation for the production of foundry molds essentially has the task of producing the correct mixing ratio of the grain sizes and the ratio of the proportions of quartz sand, binder (binding agent), coal dust as well as used sand (old sand) and fresh sand (new sand) homogenize, largely covering the grain with binder, setting the correct moisture, removing unusable components such as lumps of sand, iron, dust, setting the correct sand temperature and conveying the sand to the consumer. The reused portion of the used sand from the sand mold or the sand bale can be up to 80% and more. Since the sand is obtained from the sand mold at elevated temperatures of, for example, 100 ° C. to 140 ° C., it is necessary to cool the used sand before filling it into the mixing device. It is often sufficient to cool down to temperatures between about 35 ° C and 45 ° C. The sand is usually cooled with the help of moisture and large amounts of air blown through the sand, so that the evaporative cooling can be used for cooling. The air volumes required for this are extremely high. In a processing plant that processes about 801 sand per hour, the

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reichenden Kühlung eine Luftmenge von mehreren hunderttausend m3 pro Stunde und ein Energieaufwand von bis zu 160 kWh und mehr benötigt. Die Anlagen für die Kühlung des Sandes haben einen entsprechend hohen Platzbedarf. sufficient cooling requires an air volume of several hundred thousand m3 per hour and an energy expenditure of up to 160 kWh and more. The systems for cooling the sand require a correspondingly large amount of space.

Der gekühlte, gebrauchte Sand wird mit weiteren Stoffen, insbesondere Frischsand und Bindemittel, in eine Mischeinrichtunggegeben. Hierbei handelt es sich in aller Regel um Chargenmischer. Das Mischen bzw. Homogenisieren kann mit Hilfe von Kollergängen mit umlaufenden Knetwalzen erfolgen, die neben einer Mischwirkung auch eine Knetwirkung auf den Sand ausüben. Häufiger sind jedoch Mischeinrichtungen mit einem Mischbehälter eingesetzt, die am Boden einen umlaufenden, das Gut fortlaufend in radialer Richtung nach aussen und schräg nach oben fördernden Rührflügel sowie zwei oder mehr als zwei von oben bis dicht über die Oberkante der Rührflügel ragende rotierende Wirbelaggregate aufweisen, die den Sand und die weiteren Stoffe erfassen und im starken Masse aufwirbeln. Der Zweck dieser Aufwirbelung ist es, innerhalb kürzester Zeit, z.B. 90 Sek., die Charge zu homogenisieren und die einzelnen Sandkörnchen oberflächlich mit einem Bindemittel zu ummanteln. The cooled, used sand is placed in a mixing device with other substances, in particular fresh sand and binder. These are generally batch mixers. The mixing or homogenization can be carried out with the help of pan mills with rotating kneading rollers which, in addition to a mixing action, also have a kneading action on the sand. However, mixing devices with a mixing container are more frequently used, which have a rotating agitator at the bottom, which continuously conveys the material in a radial direction outwards and diagonally upwards, and two or more than two rotating vortex units which protrude from above to just above the upper edge of the agitator grasp the sand and other substances and whirl up in a large mass. The purpose of this whirling up is to quickly, e.g. 90 seconds to homogenize the batch and to coat the individual sand grains on the surface with a binder.

Genauere Untersuchungen haben gezeigt, dass eine vollständige Ummantelung nicht erreicht wird. Das zumeist tonhaltige Bindemittel nimmt unter der Wirkung der Agitation die Form kleiner teigartiger Lappen an, die sich nur teilweise an die Oberfläche der Sandkörner anlegen und diese auch nur teilweise ummanteln. More detailed investigations have shown that complete sheathing is not achieved. Under the action of agitation, the mostly clay-containing binder takes the form of small, dough-like cloths that only partially attach to the surface of the grains of sand and only partially coat them.

Zur Aufwirbelung der Charge dienen zumeist Rührsterne, die bis unmittelbar an den am Boden laufenden Rührflügel reichen und mit Drehzahlen von 1500 U/min und mehr angetrieben werden. Mostly, stirring stars serve to whirl up the batch, which reach right up to the agitator blade running on the ground and are driven at speeds of 1500 rpm and more.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe nicht nur der Mischvorgang verbessert, sondern auch Kühlung und Mischung insgesamt wesentlich weniger energieaufwendig und platzaufwendig gestaltet werden können. It is an object of the invention to provide a method by means of which not only the mixing process can be improved, but also cooling and mixing as a whole can be designed to be substantially less energy-consuming and space-consuming.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung in verfahrensmässiger Hinsicht durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 und in vorrichtungsmässiger Hinsicht durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 12 angegebenen Merkmale gelöst. This object is achieved according to the invention in procedural terms by the features specified in the characterizing part of patent claim 1 and in terms of the device by the features specified in the characterizing part of patent claim 12.

Dabei werden vorteilhafterweise Sand und Wasser in eine gegenüber der Aussenatmosphäre abgedichtete Mischzone eingebracht und aufgewirbelt und in der Mischzone ein Vakuum erzeugt, wobei Gase und Dämpfe aus der Mischzone abgeführt werden. Here, sand and water are advantageously introduced into a mixing zone which is sealed off from the outside atmosphere and whirled up and a vacuum is generated in the mixing zone, with gases and vapors being removed from the mixing zone.

Diese Verfahrensweise bietet wesentliche Vorteile. Zunächst hat sich gezeigt, dass der auf diese Weise behandelte Formsand bei sonst gleicher Behandlung und gleicher Zusammensetzung beim Ausformen wesentlich weniger Rückfederungsvermögen und so eine höhere Formgenauigkeit und eine Erleichterung beim Trennen zeigt. Eine Erklärung dafür könnte darin bestehen, dass bei den bekannten Mischverfahren in der Mischzone nicht nur Sand und Bindemittel und andere zugehörige Zuschlagsstoffe miteinander vermischt und homogenisiert werden, sondern dass bei diesen Verfahren auch die Luft einen Mischungsbestandteil bildet. Insbesondere bei stärkerer Aufwirbelung erreicht die Luft in der Mischzone hohe Geschwindigkeiten und kann so im stärkeren Masse die unmittelbare Anlegung der Bindemittellappen an die Oberfläche der Sandkörner beeinträchtigen. Insbesondere besteht die Gefahr, dass zwischen Sandkorn-oberfläche und Bindemittellappen jeweils geringe Mengen an Luft hermetisch eingeschlossen werden, die sich auch unter den hohen Pressdrücken beim Ausformen des Sandes nicht herausquetschen lassen. Dadurch wird die Haftung der Bindemittelschicht auf der Sandkornoberfläche ebenso wie die Haftung der Sandkörner untereinander beeinträchtigt. Die geringen eingeschlossenen Luftmengen erhöhen ausserdem die Elastizität der abgepressten Sandformen. This procedure offers significant advantages. First of all, it has been shown that the molding sand treated in this way, with otherwise the same treatment and the same composition when molding, shows significantly less resilience and thus a higher level of shape accuracy and easier separation. One explanation for this could be that not only sand and binder and other associated additives are mixed and homogenized with one another in the known mixing processes in the mixing zone, but also that the air also forms a component of the mixture in these processes. The air in the mixing zone reaches high velocities, especially when there is a lot of turbulence, and this can impair the direct application of the binder lobes to the surface of the grains of sand. In particular, there is a risk that small amounts of air are hermetically enclosed between the sand grain surface and the binder lobe, which air cannot be squeezed out even under the high pressing pressures when the sand is being shaped. This affects the adhesion of the binder layer to the sand grain surface as well as the adhesion of the sand grains to one another. The small amount of air enclosed also increases the elasticity of the pressed sand molds.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, dass ein wesentlicher Teil des Abkühlvorganges während des eigentlichen Mischvorganges ausgeführt werden kann. Dies beruht darauf, dass durch die Evakuierung der Mischzone die in der Sandmenge enthaltene oder eingebrachte Feuchtigkeit nicht mehr nur verdunstet, sondern verdampft und so imstand ist, wesentlich mehr Wärme aus der gebrauchten Sandmenge aufzunehmen und abzuführen. Durch die Abkühlung des gebrauchten Sandes innerhalb der Mischzone wird es möglich, entweder auf die üblichen Sandkühlvorrichtungen ganz zu verzichten oder aber diese wesentlich kleiner, z.B. nur in Form einer Vorkühlein-richtung, auszubilden. Beim erfmdungsgemässen Verfahren kann die Abführung der Wärme mit Hilfe des Dampfes innerhalb eines geschlossenen Systems, nämlich des evakuierten Systems, erfolgen, so dass es in einfacher Weise möglich ist, die so aus der Sandmenge angezogene Wärme nutzbringend wiederzugewinnen. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, die aus der Mischzone abgezogenen Dämpfe, vorzugsweise unter Aufrechterhaltung des Vakuums, an Kondensationsflächen abzukühlen und zu kondensieren. Another important advantage of the new method is that a substantial part of the cooling process can be carried out during the actual mixing process. This is due to the fact that the evacuation of the mixing zone no longer just evaporates the moisture contained in or introduced into the sand, but evaporates it and is thus able to absorb and remove significantly more heat from the used sand. The cooling of the used sand within the mixing zone makes it possible to either completely dispense with the usual sand cooling devices or to make them significantly smaller, e.g. only in the form of a pre-cooling device. In the method according to the invention, the heat can be dissipated with the aid of the steam within a closed system, namely the evacuated system, so that it is possible in a simple manner to recover the heat thus attracted from the amount of sand. For this purpose, it is advantageous to cool and condense the vapors drawn off from the mixing zone, preferably while maintaining the vacuum, on condensation surfaces.

Wesentlich ist dabei, dass das Vakuum in der Mischzone auf einen Wert gebracht wird, der gewährleistet, dass bei dem verbleibenden Druck und der Temperatur des Sandes die eingebrachte Feuchtigkeit nicht verdunstet, sondern verdampft. Ein Druck unter 17 Torr, vorzugsweise um etwa 10 Torr, hat sich als zweckmässig erwiesen. It is essential that the vacuum in the mixing zone is set to a value that ensures that the moisture introduced does not evaporate at the remaining pressure and temperature of the sand, but evaporates. A pressure below 17 torr, preferably around 10 torr, has been found to be appropriate.

Die Kühlung und Kondensation der nahezu gasfreien Dampfatmosphäre erfolgen zweckmässigerweise mit Hilfe des wärmeaufnehmenden Teiles einer Wärmepumpe, die die dabei zurückgewonnene Wärme an einen Wärmeverbraucherkreis weiterleitet. The cooling and condensation of the almost gas-free steam atmosphere is expediently carried out with the help of the heat-absorbing part of a heat pump, which transfers the heat recovered to a heat consumer circuit.

Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel hat es sich als zweckmässig erwiesen, wenn der gebrauchte Sand in die Mischzone mit einer Temperatur zwischen 50 und 90 °C, vorzugsweise zwischen 55° und 80 °C, eingeführt wird. Bei einer Charge von z.B. 21 kann in einer Mischzeit zwischen 60 Sek. und 180 Sek. Die Temperatur des Sandes auf einen Wert zwischen 30° und 40 °C abgesenkt werden. In a practical exemplary embodiment, it has proven expedient if the used sand is introduced into the mixing zone at a temperature between 50 and 90 ° C., preferably between 55 ° and 80 ° C. With a batch of e.g. 21, the temperature of the sand can be reduced to a value between 30 ° and 40 ° C in a mixing time between 60 seconds and 180 seconds.

Es hat sich in einigen Fällen als zweckmässig erwiesen, wenn nach dem Füllen des Mischbehälters die Mischung zunächst aufgewirbelt und der Mischbehälter evakuiert wird, worauf nach vorbestimmter Mischzeit von beispielsweise 30 Sek. Wasser in die aufgewirbelte Mischung eingebracht, vorzugsweise eingespritzt oder eingesprüht wird. Es kann in anderen Fällen auch günstig sein, zunächst den gebrauchten Sand mit Wasser aufzuwirbeln und die Mischzone zu evakuieren und nach vorbestimmter Mischzeit erst das Bindemittel zuzugeben. In some cases it has proven to be expedient if, after the mixing container has been filled, the mixture is first whirled up and the mixing container is evacuated, after which water is introduced, preferably injected or sprayed, into the whirled mixture after a predetermined mixing time of, for example, 30 seconds. In other cases, it may also be advantageous to first stir up the used sand with water and to evacuate the mixing zone and only add the binder after a predetermined mixing time.

Um die Kühlleistung unter weiterer Einsparung an Energie und Platzbedarf zu vergrössern, ist es zweckmässig, der Mischzone eine oder mehrere Vorkühlzonen vorzuschalten. Dabei kann jede Vorkühlzone ebenfalls chargenweise beschickt werden. Es ist dabei zweckmässig, die Vorkühlzonen jeweils ebenfalls als gegenüber der Aussenatmosphäre abgeschlossene Zonen auszubilden, um die auch hier über die zugeführte Feuchtigkeit abzuführende Wärmemenge über eine Auskondensierung der Feuchtigkeit an Kühlflächen, z.B einer Wärmepumpe, wiederzugewinnen. Dabei kann die Kühlung durch Verdunstung erfolgen. Zweckmässigerweise erfolgt jedoch die Kühlung auch hier durch Verdampfung der Feuchtigkeit, indem auch die Vorkühlzone unter Aufwirbelung von Sand und Wasser evakuiert wird und mit der Evakuierung die entstehenden Dämpfe abgeführt und an Kondensatorflächen auskondensiert werden. In order to increase the cooling capacity while further saving energy and space, it is advisable to connect one or more pre-cooling zones upstream of the mixing zone. Each pre-cooling zone can also be fed in batches. It is expedient to design the pre-cooling zones as zones that are closed off from the outside atmosphere in order to recover the amount of heat that is also to be removed via the moisture supplied by condensing the moisture on cooling surfaces, e.g. a heat pump. The cooling can take place by evaporation. Expediently, however, the cooling also takes place here by evaporation of the moisture, in that the pre-cooling zone is evacuated with the swirling of sand and water, and the evaporation evacuates the vapors and condenses them on the condenser surfaces.

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Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel haben sich zwei Vorkühlzonen als zweckmässig erwiesen, indem in der ersten Vorkühlzone der Sand von einer Temperatur von 120 °C auf etwa 80 °C und in einer zweiten Vorkühlzone von etwa 80 °C auf etwa 55 °C abgekühlt wurde. In a practical embodiment, two pre-cooling zones have proven to be expedient in that the sand was cooled from a temperature of 120 ° C. to approximately 80 ° C. in the first pre-cooling zone and from approximately 80 ° C. to approximately 55 ° C. in a second pre-cooling zone.

Vorzugsweise wird der Mischbehälter bzw. der Vorkühlbehälter jeweils mit den zugehörigen Vorrichtungen in ein eine Vakuumkammer bildendes Gehäuse vollständig eingeschlossen mit Ausnahme der zur Beschickung und Entleerung dienenden, nach aussen hermetisch abdichtenden Ein-lässen und Auslässen. Der Behälter weist dabei zweckmässigerweise mehrere in Umfangsrichtung verteilte grossflächige Öffnungen zu der ringförmigen Vakuumkammer auf, welche Öffnungen über Ventilvorrichtungen gesteuert freigelegt und geschlossen werden können. Jeder Behälter weist ausserdem im Inneren wenigstens einen Spritz- oder Sprühkopf zur Zuführung des Wassers auf. Die zugehörigen Ventilvorrichtungen, die zur Agitation dienenden Vorrichtungen und Antriebe können sämtlich innerhalb des äusseren Gehäuses, also im Vakuum, angeordnet sein. Das äussere Gehäuse ist hinreichend grossvolumig, um bei gesteuertem Freilegen der Verbindungsöffnungen innerhalb der gewünschten Zeit das gewünschte, zur Verdampfung der Feuchtigkeit ausreichende Vakuum innerhalb des Behälters zu erzeugen. Zweckmässigerweise sind auch die zum Niederschlagen der Feuchtigkeit dienenden gekühlten Kondensationsflächen innerhalb des Gehäuses angeordnet. Die zugehörige Kühlvorrichtung, insbesondere Wärmepumpe, kann ausserhalb des Gehäuses angeordnet sein. Die Einstellung des erforderlichen Vakuums innerhalb der Vakuumkammer kann über eine angeschlossene Vakuumvorrichtung während der Entleerungsund Beschickungszeiten des Behälters erfolgen. In diesem Falle spielt es keine Rolle, wenn bei Freilegen der Verbindungsöffnungen zwischen Vakuumkammer und Mischzone Sandteilchen durch die entstehende Strömung mitgerissen werden. Die mitgerissenen Sandteilchen kommen in der Vakuumkammer zur Ruhe, setzen sich dort am Boden ab und können über eine Schleuse leicht abgeführt werden. Es ist auch möglich, durcn Filter oder Schikanen ein Mitreissen von Sand aus der Mischzone in die Vakuumkammer zu unterbinden. Preferably, the mixing container or the precooling container, in each case with the associated devices, is completely enclosed in a housing forming a vacuum chamber, with the exception of the inlets and outlets which are hermetically sealed from the outside and serve for charging and emptying. The container expediently has a plurality of large-area openings distributed in the circumferential direction to the annular vacuum chamber, which openings can be exposed and closed in a controlled manner via valve devices. Each container also has at least one spray or spray head for supplying the water. The associated valve devices, the devices and drives used for agitation can all be arranged within the outer housing, that is to say in a vacuum. The outer housing is large enough to generate the desired vacuum within the container sufficient for evaporating the moisture when the connection openings are exposed in the desired time. The cooled condensation surfaces used to precipitate the moisture are also expediently arranged within the housing. The associated cooling device, in particular a heat pump, can be arranged outside the housing. The required vacuum within the vacuum chamber can be set via a connected vacuum device during the emptying and loading times of the container. In this case, it does not matter if sand particles are entrained by the resulting flow when the connection openings between the vacuum chamber and the mixing zone are exposed. The entrained sand particles come to rest in the vacuum chamber, settle there on the floor and can be easily removed via a lock. It is also possible to prevent sand from the mixing zone from being carried into the vacuum chamber by means of filters or baffles.

Durch das Einsprühen oder Einspritzen des Wassers in das aufgewirbelte Sandbett in der Mischzone oder Vorkühlzone lässt sich die Zuführung der Feuchtigkeit wesentlich genauer als bisher steuern. Hinzu kommt, dass durch das unmittelbare Einsprühen in das aufgewirbelte Sandbett die Feuchtigkeit viel rascher mit der grossen Gesamtoberfläche der Sandkörner in Kontakt gelangt, Wärme aufnehmen und unmittelbar wieder verdampfen kann. Wichtig ist nur, dass man darauf achtet, dass das Wasser in Tröpfchenform eingebracht wird, um ein Verdampfen des Wassers vor Kontakt mit der Sandoberfläche möglichst zu unterdrücken. By spraying or injecting the water into the whirled up sand bed in the mixing zone or pre-cooling zone, the supply of moisture can be controlled much more precisely than before. In addition, the direct spraying into the whirled-up sand bed means that the moisture comes into contact with the large total surface of the sand grains much more quickly, can absorb heat and immediately evaporate again. It is only important that care is taken that the water is introduced in droplet form in order to suppress evaporation of the water before contact with the sand surface as far as possible.

Erfolgt die Vorkühlung des gebrauchten Sandes nicht im Vakuum, so wird die die Feuchtigkeit aufnehmende Luft im geschlossenen Kreis in Zirkulation gehalten, wobei in dem Umluftkreis die Kühl- und Kondensationsflächen einer Kühleinrichtung, insbesondere einer Wärmepumpe, angeordnet sind. If the used sand is not pre-cooled in a vacuum, the moisture-absorbing air is kept in circulation in a closed circuit, the cooling and condensation surfaces of a cooling device, in particular a heat pump, being arranged in the circulating air circuit.

Auf diese Weise wird nicht nur die Ummantelung der Sandkörnchen mit Bindemittel wesentlich gefördert und verbessert, sondern es wird bei sehr kompakter Bauweise im grossen Umfange Energie eingespart. In this way, not only is the coating of the sand granules with binder significantly promoted and improved, but it is also saved to a great extent in a very compact construction.

Vorkühl- und Mischzone können auch in dem gleichen Vakuumgehäuse angeordnet werden, so dass die darin vorgesehenen Kühl- und Kondensationsflächen zum Auskondensieren der Feuchtigkeit aus beiden Zonen gleichermassen dienen. Pre-cooling and mixing zones can also be arranged in the same vacuum housing, so that the cooling and condensation surfaces provided therein serve to condense the moisture out of both zones equally.

Es ist auch möglich, den Füll- und Entleerungsöffnungen der Vorkühl- und Mischbehälter Druckschleusen zuzuordnen, so dass das Innere der Behälter ständig unter einem Vakuum verbleiben kann. In diesem Fall kann die Vakuumkammer mit dem Inneren der Behälter in ständig freier Strömungsverbindung stehen. It is also possible to assign pressure locks to the filling and emptying openings of the pre-cooling and mixing containers, so that the interior of the containers can remain under a vacuum at all times. In this case, the vacuum chamber can be in constant free flow communication with the interior of the containers.

Unter «Vakuum» wird hier ein gegenüber der Umgebung deutlich herabgesetzter Luftdruck und nicht eine auch von Dämpfen freie Atmosphäre verstanden. “Vacuum” here means an air pressure that is significantly lower than the environment and not an atmosphere that is also free of vapors.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines einfachen Ausführungsbeispiels näher erläutert. The invention is explained in more detail below on the basis of a simple exemplary embodiment.

Die einzige Figur zeigt eine Einrichtung gemäss der Erfindung in senkrechtem Schnitt. The single figure shows a device according to the invention in a vertical section.

Die Einrichtung 1 umfasst eine Mischkammer 2, die im oberen Bereich eine Füllöffnung 3 aufweist und zwar am unteren Ende eines Füllschachtes 4, dem ein durch einen Schubzylinder 6 betätigbarer Verschlussschieber 5 mit Durchlassöffnung 5a zugeordnet ist. In der Figur ist der Schieber in der geschlossenen Stellung gezeigt. Oberhalb des Schiebers erweitert sich der Füllkanal 4 in Form eines Fülltrichters 7. The device 1 comprises a mixing chamber 2, which has a filling opening 3 in the upper region, specifically at the lower end of a filling shaft 4, to which a closure slide 5 with passage opening 5a, which can be actuated by a push cylinder 6, is assigned. In the figure, the slide is shown in the closed position. The filling channel 4 widens in the form of a filling funnel 7 above the slide.

Die Mischkammer 2 ist am Boden geschlossen, weist jedoch eine Bodenöffnung auf, durch die der Inhalt entleert werden kann. Der Bodenöffnung ist ein Verschluss 8 zugeordnet, der bei 9 schwenkbar gelagert und durch eine Betätigungsvorrichtung 10 in die Schliessstellung bzw. in die Offenstellung gebracht werden kann. The mixing chamber 2 is closed at the bottom, but has a bottom opening through which the contents can be emptied. A closure 8 is assigned to the bottom opening, which can be pivoted at 9 and can be brought into the closed position or into the open position by an actuating device 10.

Mittig in der Mischkammer 2 ist eine Mischwelle 15 gelagert, die eine durch eine Bodennabe nach aussen ragenden Zapfen 11 aufweist, auf dem eine Riemenscheibe 12 mit Treibriemen 13 angeordnet ist. Die Mischwelle ist mit Mischwerkzeugen ausgerüstet. Diese haben vor allem die Aufgabe, das eingefüllte Gut in der Kammer 2 in ständiger turbulenter Bewegung zu halten, um eine möglichst grosse Oberfläche der Gutteilchen ständig freizulegen und zugleich kräftig auf das Gut einzuwirken. Im dargestellten Beispiel sind dazu auf der Welle 15 Flügel 16a, 16b angeordnet, die in zwei Flügelgruppen entgegengesetzter Schrägstellung der Flügelblätter unterteilt sind. Die Anordnung ist so getroffen, dass der untere Satz von Flügeln 16a das Gut vom Bodenbereich aufnimmt und nach oben schleudert, während der obere Satz von Flügel 16b das aufgeschleuderte Gut abfangt und sowohl in Umfangsrichtung, als auch entgegengesetzt nach unten beschleunigt. Dadurch ergibt sich eine intensive Aufwirbelung des Gutes innerhalb der Mischkammer 2. Oberhalb der Mischwelle 15 ist eine die Füllöffnung 3 konzentrisch umgebende Vorrichtung zum Zuführen von Feuchtigkeit in Form von Dampf oder Wasser oder zum Zuführen anderer flüssiger Zuschlagsstoffe vorgesehen. Zu diesem Zweck ist ein Ringrohr 20 mit einer Vielzahl von feinen Austrittsöffnungen vorgesehen, wobei das Ringrohr über Rohrleitungen 21 an eine entsprechende Feuchtigkeitsquelle, gegebenenfalls über schaltbare Ventile anschliessbar ist. A mixing shaft 15 is mounted in the middle of the mixing chamber 2 and has a pin 11 projecting outwards through a base hub, on which a pulley 12 with a drive belt 13 is arranged. The mixing shaft is equipped with mixing tools. The primary task of these is to keep the filled product in the chamber 2 in constant turbulent movement in order to continuously expose the largest possible surface of the product particles and at the same time to act strongly on the product. In the example shown, vanes 16a, 16b are arranged on the shaft 15 for this purpose, which are subdivided into two vane groups of opposite diagonal position of the vanes. The arrangement is such that the lower set of vanes 16a picks up the material from the floor area and hurls it upwards, while the upper set of vanes 16b intercept the flung material and accelerate both circumferentially and in the opposite direction downwards. This results in an intensive swirling up of the material within the mixing chamber 2. Above the mixing shaft 15, a device concentrically surrounding the filling opening 3 for supplying moisture in the form of steam or water or for supplying other liquid additives is provided. For this purpose, an annular tube 20 is provided with a large number of fine outlet openings, the annular tube being able to be connected via pipes 21 to a corresponding source of moisture, optionally via switchable valves.

Die Mischkammer 2 ist nach oben durch eine Filterplatte, z. B. eine Sintermetall-Platte 22 abgeschlossen, welche die Feststoffteilchen in der Kammer 2 zurückhält, Dämpfe und Luft jedoch im wesentlichen ungehindert durchlässt. Der Sinterplatte kann bedarfsweise eine pneumatische oder mechanische Reinigungseinrichtung zugeordnet sein. Ein Reinigen der Sinterplatte in zeitlichen Abständen kann z. B. mit einem auf die Kammer 2 zugerichteten Druckluftstoss erfolgen. The mixing chamber 2 is up through a filter plate, for. B. completed a sintered metal plate 22, which retains the solid particles in the chamber 2, but allows vapors and air to pass through essentially unimpeded. If necessary, a pneumatic or mechanical cleaning device can be assigned to the sintered plate. A cleaning of the sintered plate at intervals can, for. B. with a compressed air blast directed towards the chamber 2.

Die Mischkammer 2 ist durch eine konzentrische Ringkammer 24 umgeben, die aussen durch ein Gehäuse 23 abgeschlossen ist. Die Ringkammer 24 steht mit der Mischkammer 2 über Öffnungen 26 und den oberhalb der Sinterplatte 22 vorgesehenen Kopfraum in strömungsmässiger Verbindung. Bei 25 ist ein Anschlussstutzen für das Anschliessen The mixing chamber 2 is surrounded by a concentric annular chamber 24, which is closed on the outside by a housing 23. The annular chamber 24 is in flow connection with the mixing chamber 2 via openings 26 and the head space provided above the sintered plate 22. At 25 there is a connection piece for the connection

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der Ringkammer 24 an eine Unterdruckqueile oder Vakuumquelle angedeutet. the annular chamber 24 indicated to a vacuum source or vacuum source.

Innerhalb der Ringkammer 24 sind Kühlschlangen 27 beispielsweise der wärmeaufnehmenden Seite einer Wärmepumpe angeordnet. Die Kühlschlangen sind über nach aussen ragenden Stutzen 28,29 an den Kühlmittelkreislauf einer Kühleinrichtung, insbesondere der Wärmepumpe angeschlossen. Eine nicht dargestellte Entleerungvorrichtung am Boden der Ringkammer 24 gestattet das Ausschleusen oder Abführen von in der Ringkammer 24 sich sammelnder Flüssigkeit. Cooling coils 27, for example on the heat-absorbing side of a heat pump, are arranged within the annular chamber 24. The cooling coils are connected to the coolant circuit of a cooling device, in particular the heat pump, via outlets 28, 29 projecting outwards. An emptying device (not shown) at the bottom of the annular chamber 24 allows liquid that collects in the annular chamber 24 to be discharged or removed.

Bei Inbetriebnahme wird die Mischkammer 2 mit der heissen Gutmischung über den Fülltrichter 7 bei geöffnetem Schieber 5 eingefüllt. Darnach wird der Schieber 5 weitgehend hermetisch geschlossen. Die eingefüllten Bestandteile können nunmehr zunächst im wesentlichen im trockenen Zustand miteinander gemischt werden. Bevorzugt wird nach dem hermetischen Schliessen der Mischkammer 2 die Mischkammer über die Ringkammer 24 mit einem Vakuum beaufschlagt, so dass weitgehend die Luft aus der Mischkammer 2 When starting up, the mixing chamber 2 is filled with the hot material mixture via the filling funnel 7 with the slide 5 open. Thereafter, the slide 5 is largely closed hermetically. The filled components can now be mixed with one another essentially in the dry state. After the mixing chamber 2 has been hermetically sealed, a vacuum is applied to the mixing chamber via the annular chamber 24, so that largely the air from the mixing chamber 2

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und der eingefüllten Gutmenge mehr oder weniger schlagartig abgeführt wird. Das trockene Mischen der Gutmenge erfolgt dabei im Vakuum, so dass etwaige Bindemittel sich gleichmässig und ohne Störung an die freiliegenden Sandkornoberflächen mantelartig oder filmartig anlegen können. and the filled quantity of goods is discharged more or less suddenly. The dry mixing of the amount of material takes place in a vacuum, so that any binders can coat the exposed sand grain surfaces evenly and without interference in the form of a coat or film.

Bei Erreichen des gewünschten Mischzustandes oder auch bereits bei Beginn der Mischung wird der Sandmenge die gewünschte Feuchtigkeit über den Ringverteiler 20 zugeführt. Die Befeuchtung erfolgt dabei ausserordentlich rasch und gleichförmig, da die Feuchtigkeit in die aufgewirbelte Sandmasse eingedüst wird. Die bei Auftreffen auf die Sandkörnchen entstehenden Dämpfe werden fortgesetzt und rasch aus der Mischkammer 2 abgeführt und streichen an den Kühlschlangen 27 vorbei. Dabei kondensiert innerhalb des auch in der Ringkammer 24 herrschenden Vakuums die Flüssigkeit aus und sammelt sich am Boden der Ringkammer 24. Auf diese Weise wird die eingefüllte Gutmenge rasch und zuverlässig auf den gewünschten Temperaturwert abgekühlt. When the desired mixing state is reached or even at the start of the mixing, the desired amount of moisture is supplied to the sand distributor via the ring distributor 20. The humidification is extremely quick and uniform because the moisture is injected into the whirled up sand mass. The vapors generated when they hit the grains of sand are continued and rapidly removed from the mixing chamber 2 and sweep past the cooling coils 27. In the process, the liquid condenses out within the vacuum also present in the annular chamber 24 and collects at the bottom of the annular chamber 24. In this way, the quantity of material filled is cooled quickly and reliably to the desired temperature value.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

S S

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. A process for preparing molding sand, in which the used sand is mixed with other substances, including a binder, with the addition of water and the surface of the grains of sand is at least partially coated with the binder, characterized in that the coating of the surface of the Grains of sand with the binder are carried out under vacuum.

2. The method according to claim 1, characterized in that gases and vapors are removed from the mixing zone (2).

2nd

PATENT CLAIMS

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the used sand is introduced into the mixing zone (2) at a temperature which is higher than the ambient temperature and originates from the previous pouring, the pressure in the mixing zone is dependent at least up to one of the respective sand temperature The water evaporation pressure is reduced, whereupon water is introduced into the mixing zone in such an amount that a predetermined amount of heat is removed from the sand filling with the steam.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the used sand and the binder are first mixed in a vacuum and water is introduced into the mixture kept in the whirled state only after a predetermined mixing time.

5. The method according to claim 4, characterized in that the water is sprayed.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the steam discharged from the mixing zone (2) is cooled to the condensation temperature or lower.

7. The method according to claim 6, characterized in that the condensation of the steam takes place in a vacuum.

8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that the vapors withdrawn from the mixing zone (2) are directed against condenser surfaces (27) of the heat-absorbing side of a heat pump.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that deì. From the pouring, hot, used sand is first whirled up with water in a pre-cooling zone and pre-cooled to a temperature between 50 ° C and 90 ° C by removing the gases and vapors and then in the mixing zone (2) to a temperature between 20 ° C and 40 ° C is cooled further.

10. The method according to claim 9, characterized in that the pre-cooling zone is closed off from the ambient atmosphere and the gas and / or steam atmosphere is passed from the pre-cooling zone in a closed flow into a condensation zone.

11. The method according to claim 9, characterized in that the pre-cooling zone and the condensation zone are evacuated during the whirling up of sand and water.

12. Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 11 with at least one mixing station, the container (2) for receiving and feeding devices (4,7) for feeding the components to be mixed, a swirling device (15,16a, 16b) ,

A water supply device (20) for supplying water and a pulling device (8-10) for pulling off the finished mixture, characterized in that the container (2) is hermetically sealable or is arranged in a hermetically sealable housing (23) that one with a Device for generating a vacuum provided vacuum chamber (24) and at least one flow connection (26) which can be closed by a controllable valve device are provided between the container (2) and the vacuum chamber (24).

13. The device according to claim 12, characterized in that the container (2) is arranged within the vacuum chamber (24).

14. Device according to claim 12 and 13, characterized in that a condensation device (27) is provided in the vacuum chamber (24).

15. The device according to claim 14, characterized in that the condensation device (27) is the heat-absorbing side of a heat pump.

16. Device according to one of claims 12 to 15, characterized in that the water supply device has at least one spray head (20) arranged in the container.

17. Device according to one of claims 12 to 16, characterized by at least one pre-cooling device.

18. Device according to claim 17, characterized in that the pre-cooling device is a pre-cooling container that can be sealed off from the outside atmosphere for the sand that is still hot from the pouring, a swirling device, a device for supplying water and a device for extracting the hot and moist gases and vapors having.

19. The device according to claim 18, characterized in that the device for suction has a suction fan and a closed gas circuit with a cooling and condensation device.

20. The device according to claim 19, characterized in that the device for suction has a vacuum chamber and a device for generating vacuum, and the vacuum chamber is assigned a cooling and condensation device and a closable suction opening to the pre-cooling container.