BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Aushärten von Giesserei-Kernen aus einem, Sand und Bindemittel enthaltenen Gemisch, bei welcher der Kern zu seiner Härtung in einer Kernform einem Katalysatordampf Trägergasstrom und nachfolgend einem Luftstrom ausgesetzt wird, wobei der Katalysator ein Alkyl-Formiat, insbesondere Methyl-Formiat und das Trägergas Luft ist.
Beim bisher praktisch ausschliesslich verwendeten Cold Box-Verfahren wird zur Herstellung von Formteilen (Formaussenteile und Kerne) ein Formstoff verwendet, bei dem zum Aushärten des Kunstharzbindemittels neben der Härterkomponente Diisocyanat als Katalysator Triäthylamin benutzt wird. Der Katalysator wird in Nebelform mit Hilfe von Druckluft und/oder Stickstoff in das mit Formstoff gefüllte Formwerkzeug eingeleitet und verdampft sofort. Triathylamin ist aber als Dampf mehrfach schwerer wie Luft.
Dieser Dampf ist sehr geruchsintensiv und reizt bereits bei geringen Konzentrationen die feuchtigkeitsbenetzten Schleimhäute der Augen, des Mundes und des Rachens erheblich. Durch Resorption der Triäthylamin-Dämpfe über die Mundschleimhaut in den Magen-Darm-Trakt können Allgemeinvergiftungen verursacht werden.
Insbesondere um eine möglichst geringe Umweltbelastung zu erreichen, wurden die Einrichtungen der vorgenannten Art mit Vordosier- und Hochdruck-Aggregaten ausgerüstet, um minimalste Katalysator-Anteile schlagartig in den Kern einzubringen.
In jüngerer Zeit ist es nun aber gelungen, ein spezifisches Harz-Sandgemisch zu entwickeln, welches - unter Verzicht auf das hochgiftige Triäthylamin - unter der Wirkung eines gasförmig eingebrachten Alkyl-Formiat insbesondere Methyl-Formiat, für dessen nicht reagierendes Trägergas Luft verwendet wird, aushärtet, wobei der Durchtritt des Katalysators sowie der nachfolgenden Spülluft mit geringem Druck erfolgen soll, also nicht mehr schlagartig.
Dies erfordert aber neue Technologien zur Durchführung des vorgeschilderten Verfahrens, weshalb es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Einrichtung der vorgenannten Art zu schaffen, welche eine Kernherstellung mit den neuen Materialien gestattet.
Dies wird erfindungsgemäss erreicht durch eine Vorrichtung zur Herstellung des gasförmigen Katalysatorgemisches in Form eines Molekular-Verneblers, dessen eingangsseitige Vernebelungsdüse über ein Zeitventil mit dem Vorratsbehälter für das Methyl-Formiat; dessen weiterer Eingangübereinweiteres Zeitventil und einem vorgeschalteten ersten Wärmeaggregat mit einer Druckluftquelle; und dessen Ausgang überein zweites Wärmeaggregat mit der Kernform in Strömungsverbindung stehen, wobei das eine Zeitventil für den Durchtritt des Methyl Formiates eine mehrfach geringere Öffnungszeit besitzt als das andere Zeitventil für den Durchtritt der vorgewärmten Luft, welche Zeitdifferenz ein Mass für die Nachblaszeit der vorgewärmten Luft als Spülluft ist.
Diese Massnahmen erlauben sowohl für den Katalysator als auch für die Spülluft eine praktisch unbegrenzte quantitative und zeitliche Regelung.
Für einen ökonomischen Energieplan ist es zudem von Vorteil, wenn das erste und das zweite Wärmeaggregat als Zweikammer-Wärmetauscher zusammengefasst sind.
Zudem ist es vorteilhaft, wenn das zweite Wärmeaggregat als Druckminderer ausgebildet ist.
Für eine optimale Vorheizung insbesondere der Spülluft ist es zudem von Vorteil, wenn zwischen dem zweiten Wärmeaggregat und der Kernform weitere Heizmittel zwischengeschaltet sind.
Eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung ist nachfolgend anhand eines dargestellten Funktionsschemas der Einrichtung näher erläutert.
Die Einrichtung zum Aushärten eines Giesserei-Kernes in der Kernform 8 umfasst eine Vorrichtung 1 zur Herstellung des gasförmigen Katalysatorgemisches in Form eines sogenannten Molekular-Verneblers. An einem ersten Eingang weist dieser Vernebler 1 eine Vernebelungsdüse 2 auf, die über ein erstes einstellbares Zeitventil 1' mit dem Vorratsbehälter 3 für ein als Katalysator geeignetes Methyl Formiat in Strömungsverbindung steht. Die Förderung des Methyl-Formiates erfolgt vorzugsweise über eine vorgeschaltete druckvariable Förderpumpe 3'.
Ein weiterer Eingang 12 des Verneblers 1 steht über ein weiteres einstellbares Zeitventil 6' und einem vorgeschalteten ersten Wärmeaggregat 4 mit einer Druckluftquelle 6 in Strömungsverbindung.
Der Ausgang 7 des Verneblers 1 steht hingegen über ein zweites Wärmeaggregat 5 und gegebenenfalls einer externen Heizung 9 mit der Kernform 8 in Strömungsverbindung.
Zweckmässig sind hierbei die beiden Wärmeaggregate 4 und 5 zu einem Zweikammer-Wärmetauscher zusammengefasst, wobei die Kammer 5 als Druckminderer für die Gasströme ausgebildet sein kann.
Die Anordnung ist hierbei erfindungsgemäss derart, dass das Zeitventil 1' für den Durchtritt des Methyl-Formiates eine mehrfach geringere Öffnungszeit besitzt als das andere Zeitventil 6' für den Durchtritt der vorgewärmten Luft, welche Zeitdifferenz ein Mass für die Nachblaszeit der Luft als Spülluft ist.
Auf diese Weise kann zunächst das Katalysatorgemisch und nachfolgend die Spülluft sanft in die Kernform 8 gelangen und den Kern durchdringen.
Das Ergebnis sind optimal ausgehärtete Kerne mit allen vorgegebenen Eigenschaften, deren Herstellung mit der erfindungsgemässen Einrichtung umweltfreundlich erfolgt.
DESCRIPTION
The present invention relates to a device for curing foundry cores from a mixture containing sand and binder, in which the core is exposed in its core form to a catalyst vapor carrier gas stream and subsequently to an air stream, the catalyst being an alkyl formate, in particular Methyl formate and the carrier gas is air.
In the previously practically exclusively used cold box process, a molding material is used for the production of molded parts (molded outer parts and cores) in which, in addition to the hardener component diisocyanate, triethylamine is used as the catalyst for curing the synthetic resin binder. The catalyst is introduced in the form of a mist using compressed air and / or nitrogen into the molding tool filled with molding material and evaporates immediately. However, triathylamine is several times heavier than air as steam.
This vapor is very odor-intensive and, even at low concentrations, irritates the moisture-wetted mucous membranes of the eyes, mouth and throat considerably. General poisoning can be caused by absorption of the triethylamine vapors via the oral mucosa into the gastrointestinal tract.
In particular in order to achieve the lowest possible environmental impact, the devices of the aforementioned type were equipped with pre-metering and high-pressure units in order to introduce the smallest catalyst components into the core abruptly.
Recently, however, it has now been possible to develop a specific resin-sand mixture which - without the highly toxic triethylamine - cures under the action of a gaseous alkyl formate, in particular methyl formate, for the non-reacting carrier gas of which air is used , whereby the passage of the catalyst and the subsequent purge air should take place at low pressure, ie no longer suddenly.
However, this requires new technologies for carrying out the above-described method, which is why it is the object of the present invention to provide a device of the aforementioned type which permits core production with the new materials.
This is achieved according to the invention by a device for producing the gaseous catalyst mixture in the form of a molecular nebulizer, the nebulizing nozzle on the inlet side of which is connected to the storage container for the methyl formate via a time valve; its further input via another time valve and an upstream first heating unit with a compressed air source; and the outlet of which is in flow communication with the core mold via a second heating unit, the one time valve for the passage of the methyl formate having an opening time which is several times shorter than the other time valve for the passage of the preheated air, which time difference is a measure of the post-blowing time of the preheated air Purge air is.
These measures allow practically unlimited quantitative and time control for both the catalytic converter and the purge air.
For an economic energy plan, it is also advantageous if the first and second heating units are combined as a two-chamber heat exchanger.
It is also advantageous if the second heating unit is designed as a pressure reducer.
For optimal preheating, in particular of the purge air, it is also advantageous if further heating means are interposed between the second heating unit and the core shape.
An example embodiment of the device according to the invention is explained in more detail below with reference to a functional diagram of the device shown.
The device for curing a foundry core in the core mold 8 comprises a device 1 for producing the gaseous catalyst mixture in the form of a so-called molecular nebulizer. At a first entrance, this nebulizer 1 has a nebulizing nozzle 2, which is in flow connection with the storage container 3 for a methyl formate suitable as a catalyst via a first adjustable time valve 1 '. The methyl formate is preferably conveyed via an upstream pressure-variable feed pump 3 '.
Another input 12 of the nebulizer 1 is in flow connection with a compressed air source 6 via a further adjustable time valve 6 'and an upstream first heating unit 4.
The outlet 7 of the nebulizer 1, on the other hand, is in flow connection with the core mold 8 via a second heating unit 5 and optionally an external heater 9.
The two heating units 4 and 5 are expediently combined to form a two-chamber heat exchanger, wherein the chamber 5 can be designed as a pressure reducer for the gas streams.
The arrangement according to the invention is such that the time valve 1 'for the passage of the methyl formate has an opening time which is several times shorter than the other time valve 6' for the passage of the preheated air, which time difference is a measure of the post-blowing time of the air as purge air.
In this way, first the catalyst mixture and then the purge air can gently get into the core mold 8 and penetrate the core.
The result is optimally hardened cores with all the specified properties, which are produced in an environmentally friendly manner with the device according to the invention.