CN110252945A - 应用于热法再生的砂温控制系统及砂温控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于热法再生的砂温控制系统及其砂温控制方法。所述的砂温控制系统包括：砂温冷却器、冷却塔、冷冻机组、循环泵以及补水箱；所述补水箱的进口端连通所述砂温冷却器，所述补水箱的出口端连通所述循环泵的进水阀，所述循环泵的出水阀连通所述冷却塔的进水阀与所述冷冻机组的第一进水阀；所述冷却塔的出水阀连通所述冷冻机组的第二进水阀，且所述冷却塔的出水阀连通所述砂温冷却器的进水口与所述冷冻机组的出水口。所述砂温控制方法根据环境温度，通过切换启动砂温控制系统中的冷却塔与冷冻机组以对应有效控制再生砂温度。

Description

应用于热法再生的砂温控制系统及砂温控制方法

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，特别是涉及一种应用于热法再生的砂温控制系统及砂温控制方法。

背景技术

随着热法再生技术在铸造砂回收领域得的广泛应用，以及近几年3D打印技术向砂芯打印行业的逐渐渗透，热法再生后砂温的控制要求变得越来越严苛。就3D打印来讲，全年需要保持砂温在较小的温差范围内，如果不能满足要求将会影响后续的砂芯打印并带来一系列的质量问题。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中对于热法再生砂温控制困难的问题，提供一种能够解决热法再生后砂温的控制，以满足3D打印砂芯对原砂的要求用于热法再生的应用于热法再生的砂温控制系统及砂温控制方法。

一种应用于热法再生的砂温控制系统，所述的砂温控制系统包括：砂温冷却器、冷却塔、冷冻机组、循环泵以及补水箱；所述补水箱的进口端连通所述砂温冷却器，所述补水箱的出口端连通所述循环泵的进水阀，所述循环泵的出水阀连通所述冷却塔的进水阀与所述冷冻机组的第一进水阀；所述冷却塔的出水阀连通所述冷冻机组的第二进水阀，且所述冷却塔的出水阀连通所述砂温冷却器的进水口与所述冷冻机组的出水口。

在其中一个实施例中，所述砂温冷却器包括流化床冷却器，所述流化床冷却器包括流化床本体、换热盘管以及风机，所述流化床本体开设有第一循环水进水口、第一循环水出水口、第一进砂口以及第一出砂口，所述换热盘管的进口端连通所述第一循环水进水口，所述换热盘管的出口端连通所述第一循环水出水口，所述风机连通所述流化床本体的内部，用于流化所述流化床本体内的砂子。

在其中一个实施例中，所述风机的出风口处设置有流化管道换热盘管，所述流化管道换热盘管的进口连通所述冷冻机组的进水口，所述流化管道换热盘管的出口连通所述冷冻机组的出水口。

在其中一个实施例中，所述风机的进风口处设置有进风换热盘管，所述进风换热盘管的进口连通所述冷冻机组的进水口，所述进风换热盘管的出口连通所述冷冻机组的出水口。

在其中一个实施例中，所述流化床本体还开设有除尘口。

在其中一个实施例中，所述砂温冷却器包括通用冷却器，所述通用冷却器包括冷却本体与换热管束，所述冷却本体开设有第二循环水进水口、第二循环水出水口、第二进砂口以及第二出砂口，且所述换热管束的进口连通所述第二循环水进水口，所述换热管束的出口连通所述第二循环水出水口。

一种热法再生的砂温控制方法，采用上述任一项实施例中所述的砂温控制系统进行控制砂温，所述砂温控制方法包括如下步骤：

打开所述循环泵的进水阀、所述循环泵的出水阀、所述冷却塔的进水阀以及所述冷却塔的出水阀；关闭将所述冷冻机组的第一进水阀与所述冷冻机组的第二进水阀；关闭所述冷冻机组，启动所述冷却塔、所述补水箱、所述砂温冷却器以及所述循环泵。

一种热法再生的砂温控制方法，采用上述任一项实施例中所述的砂温控制系统进行控制砂温，所述砂温控制方法包括如下步骤：

打开所述循环泵的进水阀、所述循环泵的出水阀以及所述冻机组的第一进水阀；关闭所述冷却塔的进水阀、所述冷却塔的出水阀以及所述冷冻机组的第二进水阀；关闭所述冷却塔，启动所述冷冻机组、所述补水箱、所述砂温冷却器以及所述循环泵。

一种热法再生的砂温控制方法，采用上述任一项实施例中所述的砂温控制系统进行控制砂温，所述砂温控制方法包括如下步骤：

打开所述循环泵的进水阀、所述循环泵的出水阀以及所述冻机组的第一进水阀；关闭所述冷却塔的进水阀、所述冷却塔的出水阀以及所述冷冻机组的第二进水阀；关闭所述冷却塔，启动所述冷冻机组、所述补水箱、所述循环泵、所述流化床冷却器以及所述流化管道换热盘管。

一种热法再生的砂温控制方法，采用上述任一项实施例中所述的砂温控制系统进行控制砂温，所述砂温控制方法包括如下步骤：

打开所述循环泵的进水阀、所述循环泵的出水阀以及所述冻机组的第一进水阀；关闭所述冷却塔的进水阀、所述冷却塔的出水阀以及所述冷冻机组的第二进水阀；关闭所述冷却塔，启动所述冷冻机组、所述补水箱、所述循环泵、所述流化床冷却器以及所述进风换热盘管。

上述砂温控制系统及其控制方法，通过启动循环水泵与补水箱，将砂温冷却器内的循环水输送至冷却塔或冷冻机组，以实现将砂温冷却器内的高温循环水进行低温或高温不同程度的冷却，并将冷却后的循环水再次输送至砂温冷却器，实现对砂温冷却器内的热砂采用循环冷却水进行有效冷却，从而有利于控制热法再生的砂温。

附图说明

图1为一实施例的应用于热法再生的砂温控制系统的结构示意图。

图2为另一实施例的应用于热法再生的砂温控制系统的结构示意图。

图3为一实施例的流化床冷却器的结构示意图。

图4为一实施例的通用冷却器的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连通”另一个元件，它可以是直接连通到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“底端”、“顶端”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在一实施例中，一种应用于热法再生的砂温控制系统，所述的砂温控制系统包括：砂温冷却器、冷却塔、冷冻机组、循环泵以及补水箱；所述补水箱的进口端连通所述砂温冷却器，所述补水箱的出口端连通所述循环泵的进水阀，所述循环泵的出水阀连通所述冷却塔的进水阀与所述冷冻机组的第一进水阀；所述冷却塔的出水阀连通所述冷冻机组的第二进水阀，且所述冷却塔的出水阀连通所述砂温冷却器的进水口与所述冷冻机组的出水口。

上述砂温控制系统，通过启动循环水泵与补水箱，将砂温冷却器内的循环水输送至冷却塔或冷冻机组，以实现将砂温冷却器内的高温循环水进行低温或高温不同程度的冷却，并将冷却后的循环水再次输送至砂温冷却器，实现对砂温冷却器内的热砂采用循环冷却水进行有效冷却，从而有利于控制热法再生的砂温。

在另一较佳的实施例中，一种应用于热法再生的砂温控制系统，所述的砂温控制系统包括：砂温冷却器、冷却塔、冷冻机组、循环泵以及补水箱；所述砂温冷却器连接有风机，所述风机用于流化所述砂温冷却器内部的砂；所述补水箱的进口端连通所述砂温冷却器，所述补水箱的出口端连通所述循环泵的进水阀，所述循环泵的出水阀连通所述冷却塔的进水阀与所述冷冻机组的第一进水阀；所述冷却塔的出水阀连通所述冷冻机组的第二进水阀，且所述冷却塔的出水阀连通所述砂温冷却器的进水口与所述冷冻机组的出水口。

上述砂温控制系统，通过启动循环水泵与补水箱，将砂温冷却器内的循环水输送至冷却塔或冷冻机组，以实现将砂温冷却器内的高温循环水进行低温或高温不同程度的冷却，并将冷却后的循环水再次输送至砂温冷却器，进一步通过与砂温冷却器相连通的风机对砂温冷却器内的砂进行充分流化，从而可加强冷却热砂的效果，进一步提高砂温控制系统对砂温的控制效果。

下面结合具体实施例对所述砂温控制系统进行说明，以进一步理解所述砂温控制系统的发明构思。请参阅图1与图2，一种应用于热法再生的砂温控制系统10包括：砂温冷却器100、冷却塔200、冷冻机组300、循环泵400以及补水箱500；所述补水箱500的进口端连通所述砂温冷却器100，所述补水箱500的出口端连通所述循环泵的进水阀410，所述循环泵的出水阀420连通所述冷却塔的进水阀210与所述冷冻机组的第一进水阀310；所述冷却塔的出水阀220连通所述冷冻机组的第二进水阀320，且所述冷却塔的出水阀220连通所述砂温冷却器100的进水口与所述冷冻机组300的出水口。其中，砂温冷却器100通过冷却塔200或冷冻机组300对循环水进行冷却，循环水进入到砂温冷却器100内，继而对砂温冷却器100内的热砂进行冷却。具体地，循环冷却水通过循环泵400进行循环输送至砂温冷却器100、冷却塔200以及冷冻机组300，以保持进入到砂温冷却器100内的循环水处于工艺要求的水温，并在此过程中为了及时弥补热蒸发造成的循环水减少，通过在循环水泵的入口处设置补水箱500，以实现及时对循环水进行补充，以保证再生热砂的的温度有效控制。其中，循环泵的进水阀410、循环泵的出水阀420、冷却塔的进水阀210、冷冻机组的第一进水阀310以及冷冻机组的第二进水阀320根据热法再生砂的温度控制需要进行不同方式的切换启闭，以实现砂温控制系统处于高温或低温运行状态。

在一实施例中，请参阅图3，所述砂温冷却器100包括流化床冷却器，所述流化床冷却器包括流化床本体110、换热盘管120以及风机130，所述流化床本体110开设有第一循环水进水口111、第一循环水出水口112、第一进砂口113以及第一出砂口114，所述换热盘管120的进口端连通所述第一循环水进水口111，所述换热盘管120的出口端连通所述第一循环水出水口112，所述风机130连通所述流化床本体110的内部，用于流化所述流化床本体110内的砂子。在一较佳的实施例中，第一进砂口113与第一出砂口114分别设置于流化床本体110的相对两侧，且第一进砂口113与第一出砂口114的设置高度不同。这样有利于再生热砂顺利流入到流化床本体110内。在一较佳的实施例中，风机130设置于流化床本体110的底端。应该理解的是，通过在流化床本体110的底部充入冷却风，从而可有效将堆积于流化床本体110的再生砂进行充分吹动流化，相较于在其他位置设置风机的效果而言，本实施例中的设置方式可最大效果地对流化床本体110的再生砂进行充分冷却。需要说明的是，再生热砂通过流化床本体110的第一进砂口113与第一出砂口114进行有序的输送换热，其中换热盘管120设置在流化床本体110的内部，经过外部冷却设备冷却的循环水，通过第一循环水进水口111进入到换热盘管120，经过热交换后通过第一循环水出水口112流出再次进入到外部冷却设备内进行再次冷却，这样流化床本体110内的再生砂温度得到有效热交换从而可得到充分冷却。并且再次过程中，通过安装在流化床本体110外部的风机130对流化床本体110内的再生砂进行充分流化，可进一步提高再生砂的热交换效果。

为了进一步充分控制冷却再生砂温度，在其中一实施例中，请再次参阅图1，

所述风机130的出风口处设置有流化管道换热盘管140，所述流化管道换热盘管140的进口连通所述冷冻机组300的进水口，所述流化管道换热盘管140的出口连通所述冷冻机组300的出水口。即，流化管道换热盘管140内循环流动冷冻机组300内的循环冷却水，当启动风机130时，风机的出口风温在流化管道换热盘管140的作用下相较自然风得到充分换热，继而使得进入到流化床本体110的流化风温度相对较低，以实现进一步强化再生热砂的温度控制。

为了进一步充分控制冷却再生砂温度，在另一实施例中，请继续参阅图1，所述风机130的进风口处设置有进风换热盘管150，所述进风换热盘管150的进口连通所述冷冻机组300的进水口，所述进风换热盘管150的出口连通所述冷冻机组300的出水口。即，进风换热盘管150通过连通冷冻机组300，以实现风机130的进风口处的温度得到有效降低，这样使得进入到流化床本体110的流化风温度相对较低，以实现进一步强化再生热砂的温度控制。

需要说明的是，上述两个实施例中的进风换热盘管150与流化管道换热盘管140可同时开启使用，也可分别启动使用，在本案中不做具体限制说明，其使用状态具体根据再生砂温度进行选择使用。

为了便于清理流化床本体110，在一实施例中，请继续参阅图1，所述流化床本体110还开设有除尘口115。这样，通过除尘口115有利于对流化床本体110的内部进行有效清理，同时在正常启动风机130的过程中，通过开启除尘口115，有利于保持流化床本体110的内部压强，从而避免风机130工作状态不稳定。

在另一实施例中，请参阅图4，所述砂温冷却器100包括通用冷却器，所述通用冷却器包括冷却本体160与换热管束170，所述冷却本体160开设有第二循环水进水口161、第二循环水出水口162、第二进砂口163以及第二出砂口164，且所述换热管束170的进口连通所述第二循环水进水口161，所述换热管束170的出口连通所述第二循环水出水口162。在一具体的实施例中，换热管束170呈连续弯折状设置于冷却本体160内。具体地，换热管束170的第二循环水进水口161设置于冷却本体160的上端，换热管束170的第二循环水出水口162设置于冷却本体160的下端。其中，第二循环水进水口16与第二循环水出水口162设置于冷却本体160的同侧或异侧。即换热管束170呈连续弯折状均匀布置于冷却本体160满腔。这样，由于换热管束170的热交换面积相对较大，从而有利于充分冷却存放于冷却本体160的再生热砂，其换热冷却效果相较于其他结构的布置状态，对于再生砂的温度控制效果更佳。为了在此基础上进一步提高再生砂的热交换效果，在一较佳的实施例中，第二进砂口163开设于冷却本体160的顶端，第二出砂口164开设于冷却本体160的底端。这样，再生热砂的流动路径由上至下，利用重力自下降效果可在过程中对冷却本体160的再生砂进行流化，从而可有利于再生砂的温度得到进一步充分控制。

在一实施例中，一种热法再生的砂温控制方法，采用上述任一项实施例中的砂温控制系统进行控制砂温，所述砂温控制方法包括如下步骤：

第一步：打开所述循环泵的进水阀410、所述循环泵的出水阀420、所述冷却塔的进水阀210以及所述冷却塔的出水阀220；

第二步：关闭将所述冷冻机组的第一进水阀310与所述冷冻机组的第二进水阀320；

第三步：关闭所述冷冻机组300，启动所述冷却塔200、所述补水箱500、所述砂温冷却器100以及所述循环泵400。

上述砂温控制方法，通过启动冷却塔200对循环水进行冷却，通过实际实验，利用该种控制方法可满足在低温环境下对再生热砂的温度控制。并且实际数据显示，在低温环境下利用冷却塔200即可实现对循环水的温度控制在0～8℃，从而满足进入到砂温冷却器内的热砂温度控制在22～28℃。

在一实施例中，一种热法再生的砂温控制方法，采用上述任一项实施例中的砂温控制系统进行控制砂温，所述砂温控制方法包括如下步骤：

第一步：打开所述循环泵的进水阀410、所述循环泵的出水阀420以及所述冻机组的第一进水阀310；

第二步：关闭所述冷却塔的进水阀210、所述冷却塔的出水阀220以及所述冷冻机组的第二进水阀320；

第三步：关闭所述冷却塔200，启动所述冷冻机组300、所述补水箱500、所述砂温冷却器100以及所述循环泵400。

上述砂温控制方法，通过启动冷冻机组300对循环水进行冷却，通过实际实验，利用该种控制方法可满足在高温环境下对再生热砂的温度控制。并且实际数据显示，在高温环境下利用冷冻机组300可实现对循环水的温度控制在0～8℃，从而满足进入到砂温冷却器内的热砂温度控制在22～28℃。

在高温环境下，为了进一步有效控制再生砂温度，在一实施例中，一种热法再生的砂温控制方法，采用上述任一项实施例中的砂温控制系统进行控制砂温，所述砂温控制方法包括如下步骤：

第一步：打开所述循环泵的进水阀410、所述循环泵的出水阀420以及所述冻机组的第一进水阀310；

第二步：关闭所述冷却塔的进水阀210、所述冷却塔的出水阀220以及所述冷冻机组的第二进水阀320；

第三步：关闭所述冷却塔200，启动所述冷冻机组300、所述补水箱500、所述循环泵400、所述流化床冷却器以及所述流化管道换热盘管140。

上述砂温控制方法，针对使用流化床冷却器在高温环境下对再生热砂的温度控制，具体通过启动冷冻机组300对循环水进行冷却，并进一步通过开启流化管道换热盘管140，对进入到流化床本体内流化风进行充分冷却，以实现加强对再生热砂的温度控制。

在高温环境下，为了进一步有效控制再生砂温度，在一实施例中，一种热法再生的砂温控制方法，采用上述任一项实施例中的砂温控制系统进行控制砂温，所述砂温控制方法包括如下步骤：

第一步：打开所述循环泵的进水阀410、所述循环泵的出水阀420以及所述冻机组的第一进水阀310；

第二步：关闭所述冷却塔的进水阀210、所述冷却塔的出水阀220以及所述冷冻机组的第二进水阀320；

第三步：关闭所述冷却塔200，启动所述冷冻机组300、所述补水箱500、所述循环泵400、所述流化床冷却器以及所述进风换热盘管150。

上述砂温控制方法，针对使用流化床冷却器在高温环境下对再生热砂的温度控制，具体通过启动冷冻机组300对循环水进行冷却，并进一步通过开启进风换热盘管150，对进入到流化床本体内流化风进行充分冷却，以实现加强对再生热砂的温度控制。

在高温环境下，为了进一步有效控制再生砂温度，在一实施例中，一种热法再生的砂温控制方法，采用上述任一项实施例中的砂温控制系统进行控制砂温，所述砂温控制方法包括如下步骤：

第一步：打开所述循环泵的进水阀410、所述循环泵的出水阀420以及所述冻机组的第一进水阀310；

第二步：关闭所述冷却塔的进水阀210、所述冷却塔的出水阀220以及所述冷冻机组的第二进水阀320；

第三步：关闭所述冷却塔200，启动所述冷冻机组300、所述补水箱500、所述循环泵400、所述流化床冷却器、所述流化管道换热盘管140与所述进风换热盘管150。

上述砂温控制方法，针对使用流化床冷却器在高温环境下对再生热砂的温度控制，具体通过启动冷冻机组300对循环水进行冷却，并进一步同时通过开启流化管道换热盘管140与进风换热盘管150，对进入到流化床本体内流化风进行强化冷却，以实现加强对再生热砂的温度控制。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种应用于热法再生的砂温控制系统，其特征在于，所述的砂温控制系统包括：砂温冷却器、冷却塔、冷冻机组、循环泵以及补水箱；

所述补水箱的进口端连通所述砂温冷却器，所述补水箱的出口端连通所述循环泵的进水阀，所述循环泵的出水阀连通所述冷却塔的进水阀与所述冷冻机组的第一进水阀；

所述冷却塔的出水阀连通所述冷冻机组的第二进水阀，且所述冷却塔的出水阀连通所述砂温冷却器的进水口与所述冷冻机组的出水口。

2.根据权利要求1所述的砂温控制系统，其特征在于，所述砂温冷却器包括流化床冷却器，所述流化床冷却器包括流化床本体、换热盘管以及风机，所述流化床本体开设有第一循环水进水口、第一循环水出水口、第一进砂口以及第一出砂口，所述换热盘管的进口端连通所述第一循环水进水口，所述换热盘管的出口端连通所述第一循环水出水口，所述风机连通所述流化床本体的内部，用于流化所述流化床本体内的砂子。

3.根据权利要求2所述的热法再生的砂温控制系统，其特征在于，所述风机的出风口处设置有流化管道换热盘管，所述流化管道换热盘管的进口连通所述冷冻机组的进水口，所述流化管道换热盘管的出口连通所述冷冻机组的出水口。

4.根据权利要求2所述的热法再生的砂温控制系统，其特征在于，所述风机的进风口处设置有进风换热盘管，所述进风换热盘管的进口连通所述冷冻机组的进水口，所述进风换热盘管的出口连通所述冷冻机组的出水口。

5.根据权利要求2所述的热法再生的砂温控制系统，其特征在于，所述流化床本体还开设有除尘口。

6.根据权利要求1所述的热法再生的砂温控制系统，其特征在于，所述砂温冷却器包括通用冷却器，所述通用冷却器包括冷却本体与换热管束，所述冷却本体开设有第二循环水进水口、第二循环水出水口、第二进砂口以及第二出砂口，且所述换热管束的进口连通所述第二循环水进水口，所述换热管束的出口连通所述第二循环水出水口。

7.一种热法再生的砂温控制方法，采用如权利要求1至6中任一项所述的砂温控制系统进行控制砂温，所述砂温控制方法包括如下步骤：

打开所述循环泵的进水阀、所述循环泵的出水阀、所述冷却塔的进水阀以及所述冷却塔的出水阀；

关闭将所述冷冻机组的第一进水阀与所述冷冻机组的第二进水阀；

关闭所述冷冻机组，启动所述冷却塔、所述补水箱、所述砂温冷却器以及所述循环泵。

8.一种热法再生的砂温控制方法，采用如权利要求1至6中任一项所述的砂温控制系统进行控制砂温，所述砂温控制方法包括如下步骤：

打开所述循环泵的进水阀、所述循环泵的出水阀以及所述冻机组的第一进水阀；

关闭所述冷却塔的进水阀、所述冷却塔的出水阀以及所述冷冻机组的第二进水阀；

关闭所述冷却塔，启动所述冷冻机组、所述补水箱、所述砂温冷却器以及所述循环泵。

9.一种热法再生的砂温控制方法，采用如权利要求3中所述的砂温控制系统进行控制砂温，所述砂温控制方法包括如下步骤：

打开所述循环泵的进水阀、所述循环泵的出水阀以及所述冻机组的第一进水阀；

关闭所述冷却塔的进水阀、所述冷却塔的出水阀以及所述冷冻机组的第二进水阀；

关闭所述冷却塔，启动所述冷冻机组、所述补水箱、所述循环泵、所述流化床冷却器以及所述流化管道换热盘管。

10.一种热法再生的砂温控制方法，采用如权利要求4中所述的砂温控制系统进行控制砂温，所述砂温控制方法包括如下步骤：

打开所述循环泵的进水阀、所述循环泵的出水阀以及所述冻机组的第一进水阀；

关闭所述冷却塔的进水阀、所述冷却塔的出水阀以及所述冷冻机组的第二进水阀；

关闭所述冷却塔，启动所述冷冻机组、所述补水箱、所述循环泵、所述流化床冷却器以及所述进风换热盘管。