CN1060048A - 用于破碎部分和/或自由流动物料再处理的方法和设备 - Google Patents

Abstract

提出一种松散物料再处理方法和设备，特别是再 处理破碎的部分或自由流动的物料，使其质量回复到 可以重新使用。其湿处理装置包括一个洗涤槽，还设 有带燃烧室的鼓形炉子，炉内装有可沿炉子纵轴旋转 的管道系统将间接加热的松散物料送入第一室，以分 离出残余的气体和微粒。第一室通过筛网与第二室 相连，风扇把气相介质送入第二室，使气体和微粒从 沙子中分离出来，通过过滤设备和返回管道可以将气 体和微粒送回燃烧室。

Description

本发明与松散物料，特别是破碎部分和自由流动物料，再处理的方法以及实施这种方法的设备有关，再处理破碎部分或自由流动的物料的方法是通过适当的粉碎或湿处理，然后再进行热处理。

应用这种方法的特定领域是松散物料再处理工艺（再循环）。这些松散物料可以是由有机的或化学的粘合剂粘合的合金属物料的碎片，自由流动的用过的铸造型砂。铸造型砂可以是冷树脂单系统砂，或者是湿砂和芯砂残余构成的泥合砂，也可是型芯碎片或类似物。

大量上述松散物料的填埋弃置，最近已引起越来越多的困难，特别是对铸造厂的技术部门，有环境保护的原因，有填埋体积的限制，还有经济的原因（例如新砂的成本）。

为了再处理松散物料，特别是铸造型砂，一般已知的方法是通过适当的湿处理基本上将粘合剂除去，然后用离心法分离粘合剂，这样就将砂和由残余粘合剂与石英粉所构成的细泥浆分离。残存的粘合剂通过附加的热处理在连续的鼓风炉里被烧掉。

本发明讨论经济地回收利用松散物料的问题，松散物料如由有机的或化学的粘合剂粘合的金属物料的碎片，由各种砂构成的可自由流动但用过的铸造型砂，本发明的目标是指出一种方法和实施这方法的设备，利用这种方法使碎片和型砂这类松散物料得到再处理，将其质量回复到重新可以使用，近似同新的一样。

按照本发明的方法可以达到这个目标，在热处理时，松散物料通过外部加热的管道系统，在筛选这步时气态介质吹入到松散物料中以分离出残余的气体和微粒。

优化方法的特征是下列各特点的组合，

a）在装有合洗涤液的洗涤槽内，利用超声波产生的振动，使洗涤液不断地运动来清洗松散物料，除去粘附的灰尘颗粒，然后进行干燥，

b）将用这种方法清净和干燥的松散物料通过外部加热的管道系统进行热处理，该管道系统能绕其纵轴旋转，在筛选这步吹入气相介质以分离残余的气体和微料。

按照本发明实施该方法的设备包括带有燃烧室的鼓形炉，以对松散物料，特别是碎片或自由流动物料进行热处理，其特征是，装设可以围绕自身纵轴旋转的管道系统，它与驱动机构互相连接，并至少有一根螺旋形管子，设计的管道系统在其一端接受松散物料，在另一端排出物料到相连的室。

从下面结合附图的描述和本专利的权利要求书中可以看到本发明更多的特点。

下面参考附图详细描述本发明，附图有：

图  1显示以流程图表示的第一实施方案，再处理装置基本包括洗涤槽的鼓形炉，

图  2显示以流程图表示的第二实施方案，再处理装置基本包括粗锉池和鼓形炉，

图  3显示一段管子，表示装在鼓形炉内管道系统的横截面，和

图  4显示按照图1再处理装置的第二种洗涤设备，以剖面图示意表示。

图  1显示基本上以流程图表示的再处理装置第一种实施方案，松散物料以碎片或自由流动物料的形式送入装置。自由流动物料，如各种砂子，象以冷树脂单模系统产生的或者以湿砂和型砂残余构成的泥合砂，或者是模芯碎片或类似物，统称为铸造的副产品。

用50表示整个的装置，一般包括洗涤槽10，第一和第二传送带5，6，7和11，超声波设备15和鼓形炉20。洗涤槽10包含一定的液体，由与洗涤槽10互相连接的超声波设备15使液体保持不断的运动状态。

在装置50的变型中，洗涤槽10也可与粗锉容器相连，该粗锉容器在图1中没有显示，容器内装设适当的粉碎元件，通过粉碎元件的作用，使以模芯碎片形式送入的产品被粉碎，然后成砂子状送入洗涤模10内。

在图示的实施方案中，超声波设备15包括两个声波发送器16和17，它们按相同的距离装在洗涤槽10上，两发送器通过导线16′和17′与发生器18相连，发生器18通过导线19与主电原相连。

这里应该指出，在一个没有显示的实施方案中，为使效率达到最大，在洗涤槽10的底部和侧壁上，以互相补偿的方式可以安装好几个声波发送器16，17，其数量取决于槽的尺寸和生产量。

在发生器18内，由导线19送入的主频率转换成相应的高频，然后再将高频道通过导线16′，17′送到各个声波发送器16，17。在声波发送器16，17前面，电振动转换成相同频率的机械振动。

这样产生的机械振动，通过声波发送器16，17传送给形成声波壳体的洗涤槽10，从洗涤槽产生所谓纵波16″和17″传给槽内以10′表示的液体。由箭头16″和17″示意显示的振动，在强度足够大时产生所谓空穴气泡。

这些空穴气泡形成然后破裂的过程其作用象刷子一样，而液体10′的化学成份又使粘合剂还有尘埃颗粒从送入到洗涤槽10中的砂子上分离。

灰尘颗粒沉在底部作为泥浆，以10″表示。泥浆10″通过与槽10相连的返回管线33送入到所谓的压滤机32。这样产生的固体为进一步利用，沿箭头34″的方向送到一个合适的单元（未显示），面液体通过管线34沿箭头34′的方向送回到槽10内。

清洗用的液体10′最好是用水溶液。例如pH值为7-14的碱性溶液，有最佳的清洗效果，而且不污染环境，大部分都能分解。

利用部分装设在洗涤槽10内的传送带5，6，7，将洗净的砂子送入漏斗形的容器4内，然后再通过送料管线1到管道系统40，该管道系统装在鼓形炉20的炉膛21内。容器4通过管线4′与炉膛21的内部，设计作为燃烧室的21′相连，从而在洗涤槽10内洗涤的砂子，可在这种状态下干燥并去除大部分潮气。

在另一个图示的实施方案中，用虚线表示的热空气吹风机46，可以通过管线47与容器4连结起来，向容器4吹热风干燥砂子。在漏斗形的容器4和炉膛21之间可以安装闸阀2，闸阀2可由活塞/气缸单元3驱动，以控制闸阀2的开与关。

在炉膛21的前面A，设计作为入口，装设燃烧器31，使用燃烧器将炉膛21的内部，设计作为燃烧室的21′加热。在图示的实施方案中及有详尽显示，有很多加热元件，分布在炉膛的园周方向，等距离排列，装设在炉膛的纵向。加热元件在纵向的布置最好分成两个或几个区，从而可以达到内部21′加热的最佳可控调节。

在炉膛21的后部B，设计为出口，装设第一室26，过滤设备22，风扇25，第二室24和在第一室26与第二室24之间的格子23。过滤设备22通过管线27与炉膛21的入口A相连，管线中装有风扇28。如图解说明的实施方案所示，第二室24通过管线29与接受器30相连。

进料线1可通过分配元件35与管道系统40相连，如图所示，分配元件35安置在炉膛21的燃烧室21′内，例如设计成容器形式。管道系统40至少包含一根，但最好是几根螺旋形弯管41，每根管子其一端接到进料线1上或者接到分配元件35上，其另一端接到第二室26。各个螺旋形管子41或整个管道系统与图示的适当驱动机构42互相连接，并安装在燃烧室21′内，以便沿着近似水平的纵轴X按箭头Z方向可以转动。

在图示的最优实施方案里，在炉膛21的燃烧室21′内的管道系统40，围绕相对纵轴X上升的纵轴X′装设，或者围绕相对纵轴X下降的纵轴X″装设。在水平轴X和上升纵轴X′或下降纵轴X″之间形成的夹角α或α′，一般其幅度变约为10°至30°。

例如，炉膛21安装在两个基础45，45′上，这两基础与炉膛的纵轴间距相同。

炉膛21也可安装在同一水平面的两个基础45，45′上。在水平安装的情况下，管道系统40以上述指定的升角α′，或以指定的降角α装设在燃烧室21′内。

当管道系统40在燃烧室21′内同轴安装时，炉膛21可放置和安装在两个基础45，45′上，这两基础的纵轴1以类似的降角或升角倾斜。

图2显示装置的第二个实施方案，它基本上是流程图，以150表示整个系统，用于再处理沙芯碎片或类似物。装置150包括所谓的粗锉池110，和相应连结的传送带111与鼓形炉120。

示意显示的粗锉池110由没有图示的机构驱动，围绕垂直轴Y按箭头Y′的方向转动，粗锉池有接受容器110′，装在池的内园周上，池的底部适当地排列设计成刀片状的粉碎元件113，通过粉碎元件113，由传送带111送来的砂芯碎片被粉碎。这样形成的砂子仍然含有各种粘合剂或类似物，砂子从粗锉池110的筛子状底部114进入到漏斗状的容料104内，然后通过进料管线101送入鼓形炉120的炉膛121。由活塞/气缸单元103驱动，开与关可控的闸阀102，可以装设在漏斗状容器104和炉膛121之间。

与结合图1一起描述的鼓形炉20相类似，设计鼓形炉120。

在炉膛121的前部A′，设计作为入口，通过在设计作为燃烧室的炉膛内121′装设燃烧器131，使炉膛121加热。

在炉膛121的后部B′，设计作为出口，装设第一室126，过滤设备122，风扇125，第二室124和在第一室126与第二室124之间的格子123。过滤设备122通过管线127与炉膛121的入口A′相连，中间装有风扇128。在图示的实施方案中，第二室124通过管线129与接受器130相连。

进料管101可以通过分配元件135与管道系统140相连，示意显示的分配元件装设在炉膛121的燃烧室121′内，例如设计成容器形。管道系统140至少包括一根，最好是几根螺旋形的弯管141，每根管的一端连接到进料管101或者连接到分配元件135，其另一端连接到第二室126。各个螺旋形管子141或整个管道系统140与示意表示的驱动器142相互连接，安装在燃烧室121′内，以便围绕近似水平的纵轴X沿箭头Z的方向可以旋转。

在图示的最优实施方案中，在炉膛121的燃烧室121′内的管道系统140围绕相对纵轴X上升的纵轴X′装设，或者围绕相对纵轴X下降的纵轴X″装设。在水平轴X与上升纵轴X′或下降纵轴X″之间形成的夹角α或α′，一般其幅度约为10°至30°。

例如，炉膛121安装在与炉膛纵轴距离相同的两个基础145，145′上。

炉膛也可安装在同一水平面的两个基础145，145′上。在水平安装的情况下，管道系统140按上述指定的升角α′，或以指定的降角α装设在燃烧室121′内。

当管道系统140在燃烧室121′内同轴安装时，炉膛121可放置和安装在两个基础145，145′上，这两基础的纵轴X以类似的降角或升角倾斜。

按照图1，安装在鼓形炉子20中管道系统40的各根管子41的横截面，或者按照图2安装在鼓形炉子120中管道系统140的各根管子141的横截面可以有不同的形状。

可以弯成螺旋形的管子横截面，例如是环形，方形，矩形，三角形，多边形，平行四边形或类似的形状。但是横截面的基本要求是使各个螺旋管有最大的传热面积。

作为图解的例子，图3显示管道系统40或140的管子41，141，它有平行四边形的横截面，有平行，相对的表面38，38′和39，39′包围其内部37。

图4中，以示意的剖面图显示洗涤装置210，作为第二个图解说明的实施方案，可以看到有相应的传送带211，第一容器90，由没有显示的机械驱动，可以在箭头91′的方向来回移动的第一筛子91，适当地连结的第二容器92，最好为漏斗形，和第二筛子93，它可在箭头93′的方向来回移动。

部件91，91，92和93与洗涤槽75相连，洗涤槽包括园筒形壳体75′，直立安装在两个平行的法兰76和76′之间。过滤元件77装设在钢壳的内部78，或者是透明的园筒形壳体75′内部，设计壳体透明是为了能看到内部的操作过程。过滤元件77将园筒形壳体75′的内部分为第一室79，装载实际的松散物料（未显示），和第二室78，装分离下来的泥浆210″。

至少有一个与超声波装置85互相连接的声波发生器安装在园筒形壳体75′的室79内。在一个没有显示的波型的实施方案中，可以装设许多互相补偿排列，与超声波装置85互相连接的声波发生器80。

图中没有详细显示，园筒形壳体75′与两个法兰76，76′密封相连，在上法兰76中有松散物料的装料开口74，在下法兰76′中有放料的锥形开口74′。

与下法兰76′密封相连的管线97中装有关闭伐96，该管线与洗涤槽75相连。管线97接到相连的容器95，该容器最好装有筛网94。

管线99与返回管线233相通，中间装有阀96′，接在容器95上。为了热处理，洗净的砂子通过管线99沿箭头方向99′送入到管道系统40（在图4中未显示），而液体送到相连的压滤机232，通过管线234沿箭头234′方向从压滤机232返回到洗涤槽75。

泥浆210″通过管线98送入到压滤机232，管线98与洗涤槽75的下法兰76′相连，中间装有阀98′。这样产生的固体为进一步使用，沿着箭头98″的方向送入到相应的设备（未表示），而液体通过管线234，沿箭头234′方向送到洗涤槽75。

参考装置50的例子，下面描述基本的工作步骤：

用传送带11沿箭头11′和12的方向将所谓的松散物料送入洗涤槽10，在槽内由相连的超声波装置15使物料保持连续的运动。由于松散物料连续运动造成的空穴效果，和由于液体10′中化学组分的作用，尘埃颗粒就与松散物料分离，沉积在容器10的底部形成泥浆10″。以这种方式洗净的松散物料由传送带7，6，5送到容器4，并在那里干燥。在容器4内进行干燥的最好办法是通入热空气。将闸阀2打开，干燥并能自由流动的物料就送入到与分配元件35互相连接的管道系统40内进行热再生处理。由于按装在鼓形炉20燃烧室21′内的管道系统40旋转的结果，自由流动的物料由螺旋形管子41沿箭头20′的方向传送。由于所用的管子41其本身在纵向是弯曲的，而横截面是方形，矩形，三角形，平行四边形或多边形，在管中的沙柱保持低温，从而保证物料得到的最佳的加热。

通过管道系统40的旋转，以自由流动状态流过管道系统40的物料被送入到室26，在格子23上，通入风扇25产生的气流，因而把残余的气体和微粒吹出砂子。风扇25把残余的气体和微粒吹过过滤设备22和返回管线27，沿箭头27′的方向送入到燃烧室21′，作为补充能源进行完全燃烧。

干净的物料从室24，通过管线29沿箭头29′送入到容器30，作为可重新使用的物料，大部分同新的一样。

与按照图1装置50所述的各工作步骤不同，在图2装置150内由传送带111沿箭头111′和112方向把相应的碎片部分送入到粗锉池110，安装的粗锉池围绕它的垂直轴Y，沿箭头Y′的方向可以转动，从而把碎片粉碎。然后将收集在容器104内的物料送入到装在炉膛120内的管道系统140。

装置150的下几道工作步骤和工艺过程与按照图1结合装置50所述的工作步骤和工艺过程基本相同。

Claims (17)

1、一种松散物料再处理的方法，特别是用于再处理破碎的部分或者自由流动的物料，用适当的粉碎和/或湿处理，以及紧接着的热处理来重新加工破碎的物料或者自由流动的物料，其特征是，为了热处理，使松散物料通过外部加热的管道系统(40；140)，然后将气相介质吹入物料的分离残余的气体和微粒。

2、按照权利要求1所述的方法，其特征是，在热处理前，将松散物料送入洗涤槽（10，75），槽内充满合适的液体，通过松散物料和液体的连续运动，脱去粘附的灰尘颗粒，然后进行干燥。

3、按照权利要求2所述的方法，其特征是，在洗涤槽内（10，75）的松散物料物由于超声波产生的振动，使得液体和松散物料处于连续运动状态，从而脱去粘附的灰尘颗粒。

4、按照权利要求2和3所述的工艺，其特征是，用超声波发送器使液体的松散物料产生连续的运动。

5、按照权利要求1所述的工艺，其特征是，通过沿着自身的纵向轴进行旋转的管道系统（40;140）被送到室（26;126）内，接着吹入气相介质以使残余的气体和微粒分离，分离后的气体和微粒被用作辅助的能源加热管道系统（40;140）。

6、按照权利要求1至5的方法，其特征是下列各项特性的组合：

a）用超声波产生的连续振动，使清洗液不断运动，在充满合适清洗液的洗涤槽（10，75）内，松散物料被除去粘附的尘埃，变得干净，然后进行干燥，

b）用这种方式洗净和干燥的松散物料，通过一外部加热的管道系统（40;140）进行热处理，该管道系统沿着它的纵轴（X）可以旋转，然后向物料吹入气相介质以筛选和分离残余的气体和微粒。

7、执行按照权利要求1所述方法的设备，包括带有加热燃烧室（21′;121′）的鼓形炉子（20;120），以对松散物料进行热处理，特别是对破碎的部分或自由流动的物料，其特征是，安装的管道系统（40;140）可沿着它的纵轴（X）旋转，与驱动器（42;142）互相连接，并至少装有一根螺旋形的管（41;141），这管子设计成它的一端接受松散物料，而其另一端把物料排入一个连接的室（26;126）内。

8、按照权利要求7所述的设备，其特征是，鼓形炉子（20;120）的炉膛（21;121）在它的纵向分成几个加热区，炉内沿着炉膛（21;121）的外墙纵向设置适当的燃烧器和加热元件，最好互相补偿排列。

9、按照权利要求8所述的设备，包括带有燃烧室（21′）的鼓形炉（20）和含有化学液体的洗涤槽（10;75），其特征是，装设超声波设备（15;85），该设备与发生器（18）相互连接，并至少装有一个声波发送器（16，17;80）。

10、按照权利要求9所述的设备，其特征是，在洗涤槽（10）上装设很多声波发送器（16，17），它们固定于槽的底部和侧壁上。

11、按照权利要求9所述的设备，其特征是，至少一个同轴排列的声波发送器（80）装设在洗涤槽（75）内，或者许多声波发送器（80）互相补偿地装设在洗涤槽（75）内。

12、按照权利要求7所述的设备，其特征是，管道系统（40，140）在燃烧室（21′;121′）内同轴安装，它包含一组管子（41;141），管子弯成螺旋形，相互绞合，并固定以便绕它们的纵轴旋转。

13、按照权利要求7和12中一个所述的设备，其特征是，装设的管道系统（40;140）相对燃烧室（21′;121′）的纵轴（X）有10°至30°的升角（α）或降角（α′）。

14、按照权利要求7所述的设备，其特征是，管道系统（40;140）是同轴排列在燃烧室（21′，121′）内，炉膛（21;121）以升角或倾角安装在至少两个相同距离的基础上。

15、按照权利要求7所述的设备，其特征是，管道系统（40;140）的各个螺旋变形的管子（41;141）有很多传热表面（38，38′，39，39′），其轮廓的横截面，有平方，矩形，三角形，多边形和平行四边形。

16、按照权利要求7所述的设备，其特征是，与管道系统（40;140）连接的第一室（26;126），和通过格子（23;123）与其相连并对着风扇（25，125）的第二室（24;124），排列在鼓形炉子（20;120）的一端。

17、按照权利要求7和16中任一项所述的设备，其特征是，第二室（26;126）通过过滤设备（22;122）和返回管道（27;127）与鼓形炉子（20;120）的燃烧室（21′;121′）相连。

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