CN111515335A - 热水循环快速排水旧砂再生机 - Google Patents

Abstract

热水循环快速排水旧砂再生机主要由桶体、叶轮搅拌装置、滤水箱、机架等组成。桶体安装在机架上，叶轮搅拌装置的传动部分设在桶体顶部，叶轮处于桶体内部。桶体内部还设有滤水箱。桶体上部设有溢流管，下部设有进热水管，高温水流自下而上清洗旧砂，逐渐把砂层下部的细粉带到了顶层，减少了砂层排水阻力，滤水箱可增大排水面积并缩短排水行程进而缩短排污水时间，增加洗砂遍数，达到高质量、高效率、少用水地进行水玻璃砂旧砂再生。

Description

热水循环快速排水旧砂再生机

技术领域

本发明涉及砂型铸造生产中使用的旧砂再生设备。

背景技术

采用水玻璃做粘结剂的水玻璃砂具有无毒无味、铸造性能良好、成本低廉、操作简便等许多优点。其在铸造过程中无毒气释出、也无含碳气体释出，被广泛用于铸钢、铸铁生产中，是公认的最不影响人体健康的铸造方法，也是最有可能最先实现绿色铸造的型砂。

目前水玻璃砂旧砂再生的难题一直没有得到很好的解决，生产中新砂只能用一次就废弃了。大量旧砂废弃既严重污染了环境，又浪费了资源。无节制的采砂还破坏了自然生态环境。随着国家环境保护政策日益严厉和铸造生产成本升高的压力，一些厂家利用水玻璃溶于水的特点采用普通湿法进行旧砂再生。普通湿法再生水玻璃旧砂存在一些缺陷：(1)再生砂质量不理想、旧砂中氧化钠残留量较高，在生产中一般只是用来生产小型铸件或掺入新砂中使用。(2)旧砂再生用水量大，一般再生1吨砂用水量达 5-10吨并产生等量的污水。(3)需建立庞大复杂的污水处理系统，设备投资大，旧砂生产成本高。

发明人在专利ZL99127564.0中披露了一种热流旧砂再生机，该再生机采用热水洗砂可大幅度减少用水量，提高再生砂的质量。所述热流旧砂再生机也存在缺陷：(1)污水排泄速度慢，生产效率低。(2)再生砂质量不稳定。热流旧砂再生机在洗砂过程所产生的污水主要靠其底部排砂口处设置的挡砂滤水板排泄。由于砂层的过滤作用，污水中大量的细粉被砂层截留在砂粒之间的间隙中，这些细粉许多是工艺要求加入的粘性很大的耐火粘土，严重地堵塞了砂粒之间的排水通路，特别是当再生机一次洗砂量过大，需排泄污水量太多，挡砂滤水板上堆积砂层太厚，排水阻力太大时，会造成污水排泄速度非常缓慢。此时采用压缩空气加压助排，虽然可加速污水排泄，但加压排水时砂层局部常被压缩空气吹透，大量空气都从此贯通处逸出，排水效果大减。此时须停气促使砂水沉积弥封贯通处，然后再通气加压排水。这样排一会儿停一会儿地间断进行，每一遍洗砂污水排放时间都非常长，一般都需一小时以上甚至更多。当遇到旧砂中细粉太多太粘排水通道堵塞太严重时，砂层中经常会出现许多污水排不出去造成再生砂洗不干净的现象，烘干后砂中氧化钠残留量增加，严重地影响再生砂的质量。

热流旧砂再生机再生旧砂时，无论清洗多少遍都是在同一个容器中完成，因而会面临两难选择：若要保证生产效率，必须减少洗砂遍数，将造成再生砂质量不合格。若要保证再生砂的质量，必须增加洗砂遍数，将造成生产效率下降，再生砂成本上升。不管哪种选择，在实际生产中都不会被接受。另外其采用蒸汽供热，需要配置蒸汽锅炉也增大了设备投资和操作难度，降低了设备运行的可靠性。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述问题提供了一种热水循环快速排水旧砂再生机。其目的在于一方面能生产出高质量的再生砂来满足生产需求。另一方面可大幅缩短洗砂过程中的排水时间，从而提高旧砂再生的效率，降低再生砂的生产成本。

为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是提供热水循环快速排水旧砂再生机。该再生机包括桶体、机架、叶轮搅拌装置、底板密封装置、进砂口密封装置、振动电机、滤水箱、溢流管、进水管、排水管、压缩空气进气管等。

桶体安装在机架上，叶轮搅拌装置通过轴承座固定在桶体顶部，并且使叶轮处于桶体内部。进砂口设在桶体顶部，进砂口处设有闸板密封装置，闸板可开启或关闭进砂口。在桶体的顶部，还设有压缩空气进气管，进气管通过管道与空压机连通。桶体上部外侧壁设有与桶体内部相通的溢流管，溢流管通过管道与供热水箱连通。桶体中部的内侧壁上设有一个或多个滤水箱，滤水箱也可设在桶体中心部位。滤水箱由可透水的管筒、上支架、下支座、金属网组成。管筒为金属多孔筛板制做，管筒上端密封并通过上支架固定在桶体内壁上，下端口固定在下支座上，下支座固定在桶体内壁上。下支座的底部设有排水管，排水管与管筒连通并且穿过桶壁与桶壁固定在一起。排水管通过管道与供热水箱连通。管筒的外面包有可挡砂透水的金属网。滤水箱的安装位置应使其顶面低于溢流管，当洗砂时滤水箱处于砂层中。桶体外侧壁设有一个或多个振动电机。桶体下部的外侧壁设有一个或多个汇水箱。水箱与桶体相交的侧壁是共用壁，共用壁上设有许多与桶体内部相通的通孔。在桶体内部设有通孔的共用壁的表面上固定有可挡砂透水的金属网。汇水箱的外壁设有与之相通的进水管，进水管通过管道和热水泵与供热水箱连通。供热水箱设有加热装置。桶体底部出砂口设有底板密封装置，底板上设有多孔透水板，透水板上设有可挡砂透水的金属网。底板下面设有排水管，排水管通过管道与供热水箱连通。底板能开启或关闭出砂口。上述进水管、溢流管、排水管、压缩空气管上均设有阀门和检测及安全装置。桶体外部包有隔热材料。

本发明的优点

1、采用热水自下而上循环洗砂工艺，在洗砂过程中上升水流不断地把砂层中的细粉从下部带到了顶部富集成泥块，有利于后续工序去除，其他部分砂层中细粉很少。由于细粉易吸水成泥块，再生砂含泥低即含水量少，可降低烘砂所需要的燃料消耗。再生砂出自高温热水，砂温高烘砂时可回收热量节约烘砂成本。

2、洗砂结束后可在短时间内迅速排泄完桶体内的污水，洗砂效率高成本低。由于在桶体内设置了滤水箱，相对于出砂口处的滤水板，滤水面积增加了几十倍，同时污水排泄行程也缩短了许多，自下而上的循环水流又不断地带走了填充在砂粒间隙中的细粉，减少了排水阻力。引用压缩空气加压排水的同时开启振动电机，砂层中的砂粒和水在电机激振力的作用下不断跳动，迅速沉积弥封住砂层中出现的气流贯通道，可促进持续加压排水，这些措施大大缩短了污水排泄时间，进一步加快了污水排泄速度。

3、洗砂用水量少。由于采用热水洗砂，增大了旧砂中水玻璃膜在洗砂水中的溶解度，可大幅度减少洗砂用水，再者由于砂层排水阻力小，每遍洗砂都可排尽所产生的浓度较高的污水，当再生砂质量指标一定时可减少洗砂遍数，因而减少用水量。一般每吨再生砂用水可减少到300-400 公斤。

4、再生砂质量高。在热水洗砂过程中，经高温培烧后旧砂中难溶的水玻璃惰性膜从热水中得到能量，大部分重新变成溶于水而被洗掉，少量不溶的砂块在后续工序中可方便地筛除，再生砂中氧化钠残留量大大减少。由于洗砂污水排泄快，在一定时间内可增加洗砂遍数，进一步降低再生砂中氧化钠残留量。所生产的再生砂可100％取代新砂使用，做面砂芯均可，适用于生产大中小铸件。

5、旧砂再生过程中排出的污水可直接回用于洗砂，节约水资源，降低生产成本。由于旧砂再生过程中污水外排时，污水中的细粉等杂物被截留在砂层中，排出的是只含有水玻璃的透明状高温液体，该液体所含水玻璃的浓度远低于旧砂中水玻璃膜中的水玻璃浓度，可继续溶解旧砂中的水玻璃膜，直到不能再用时另行浓缩回收其中的水玻璃。不必专门设立复杂的污水处理系统。

6、融旧砂再生装置、污水处理装置、再生砂脱水装置为一体，一机多用、结构紧凑、投资少、运行费用低。适用于各种规模的旧砂再生机，特别是大中型旧砂再生机。加配其他辅助设备，可以便捷地高质量低成本零污染地再生水玻璃旧砂，彻底解决了困扰铸造行业几十年的难题，为铸造行业实现绿色铸造铺平了道路。

以下结合附图对本发明的优选施例进行具体的描述。

附图说明

附图1是本发明实施例的简图，其中局部被剖开。

具体实施方式

附图示出了桶体1为立式装置，通过支座11安装在机架(图中未画出) 上，叶轮10固定在轴9上。轴9、轴承座7、减速电机6依次组成叶轮搅拌装置并通过轴承座7固定在桶体1的顶部，叶轮处于桶体内部。进砂斗 5、闸板4、滑座2和密封圈3共同组成闸板密封装置并通过滑座2固定在桶体顶部的进砂口处。闸板4可以在滑座2内移动，对进砂口进行开启或关闭。压缩空气进气管8固定在桶体1的顶部，进气管8通过管道与空压机(图中未画出)连通。桶体1上部设有与桶体内部相通的溢流管30。桶体1的外侧壁设有一个振动电机29。桶体1内的中部设有四个滤水箱13，滤水箱由多孔可透水的管筒14、上支架12、下支座16、金属网15组成。管筒14用201不锈钢冲孔筛板制做，也可用Q235普钢或304不锈钢等其他金属材料制做。管筒14上端封闭并通过上支架12固定在桶体1的内壁上。管筒14的下口不封闭，固定在下支座16上，下支座的底部设有与之连通并且穿过桶体1的桶壁的排水管17，排水管17与桶壁固定在一起并通过管道与供热水箱(图中未画出)连通，供热水箱设有加热装置。管筒 14的外部包着可挡砂透水的金属网15，金属网用304不锈钢丝制做，也可用201不锈钢丝或铜丝制做。滤水箱13的顶面距离溢流管30有一段合适距离保证洗砂时滤水箱处于砂层中，滤水箱可以根据需要增减。

桶体1下部的外侧壁设有四个汇水箱18，汇水箱与桶1相交的侧壁上设有许多与桶体内部相通的通孔。在桶体1内侧壁设有通孔部位的表面设有可以挡砂透水的金属网19，金属网可用304不锈钢丝制做，也可以用201 不锈钢丝或铜丝制做。汇水箱18的外壁设有排水管20，排水管20通过管道和热水泵(图中未画出)与供热水箱连通。出砂口设在桶体1的底部，出砂口处设有底板密封装置。底板密封装置由出砂口法兰盘21、滑槽22、底板23、滑轨24共同组成。底板23可以在滑轨24上移动，对出砂口进行开启或关闭。底板23的上部设有透水板25，透水板用201不锈钢冲孔筛板制做，也可用304不锈钢筛板或Q235钢筛板制做。透水板25上面设有可挡砂透水的金属网27。金属网用304不锈钢丝制做，也可用201不锈钢丝或铜丝制做。底板23的下部设有排水管26，排水管26通过管道与供热水箱连通。

上述进水管、排水管、溢流管、压缩空气进气管上均设有阀门、检测仪表及安全装置。桶体1外部包有硅酸铝纤维棉(图中未画出)，也可用岩棉、珍珠岩等隔热材料。

工作时先开启进砂口，把经予处理过的水玻璃旧砂从进砂斗5送入桶体1内，然后关闭进砂口并同时启动热水管道泵(图中未画出)，通过桶体1下部的汇水箱18上的进水管20把供热水箱(图中未画出)中的热水送入桶体1内，直到有水从溢流管30中流出。随之开启叶轮搅拌装置带动叶轮10旋转，对水中的旧砂进行强力搅拌，使砂粒之间、砂粒与叶轮之间产生强烈搓擦，旧砂粒表面的水玻璃膜在热水中迅速溶解脱落。此时热水不断从桶体1下部汇水箱上的进水管20流入，又经桶体1上部的溢流管30 流回供热水箱。当污水中的水玻璃浓度达到定值时，先停止叶轮10和热水泵运转，再开启滤水箱底部排水管17和出砂口底板23下部的排水管26 上的阀门，大量污水穿过砂层并通过滤水箱13和出砂口底板23所设金属滤网排出桶体1外，由于4个滤水箱13的滤水面积远大于底板23上所设的滤水面积，大大减少了排水时间，处于桶体1内中部的滤水箱13又大幅度缩短了污水排泄行程减少了排水阻力，进一步加快污水排泄速度。此时开启进气管8上的阀门引入压缩空气，污水在压力作用下加速排泄。在加压排水时，同时启动振动电机29，砂层中的砂粒和水在振动电机29的激震力作用下不停地跳动，可迅速把砂层中被压缩空气吹透的贯穿通路弥封。因为洗砂时滤水箱13始终埋在砂层中，靠近滤水箱的表面逐渐聚集成细粉密集区，当砂层中的水位下降后，细粉密集区失水，变成了一个致密的″泥壳″紧紧包裹在滤水箱13的外表，封闭了滤水通道，可防止压缩空气在此处泄漏。上述措施有利于持续加压排水。

在污水排泄过程中，由于砂层的过滤作用，污水中的细粉和其他固体杂物被截留在砂层中，流出桶体1外的是只含有水玻璃的透明状高温液体，该液体中水玻璃的浓度远小于水玻璃膜中所含水玻璃的浓度，可返回供热水箱重用于洗砂。当污水中的水玻璃浓度达到极限时，另行浓缩回收其中的水玻璃。

当桶体1内的污水排尽后，可先关闭进气管8上的阀门，再关闭滤水箱13底部排水管17和底板下部排水管26上的阀门并开启溢流管30上的阀门，最后启动管道泵换水进行下一遍清洗。经数遍清洗，当再生砂质量达到需求后即可开启出砂口，放出再生砂。

以上所述仅是本发明的优选实例，在不脱离本发明的前提下还可以进行若干变形或改进，都应视为属于本发明专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种热水循环快速排水旧砂再生机，包括桶体、叶轮搅拌装置、进砂口闸板密封装置、出砂口底板密封装置、机架，进砂口闸板密封装置设在桶体(1)的顶部，闸板(4)能开启或关闭进砂口，叶轮搅拌装置通过轴承座(7)固定在桶体(1)的顶部且叶轮(10)处于桶体内部，底板密封装置设在桶体(1)底部的出砂口处，底板(23)能开启或关闭出砂口，桶体(1)安装在机架上，其特征是：在桶体(1)的内部设有一个或多个滤水箱(13)。

2.如权利要求1所述热水循环快速排水旧砂再生机，其特征是所述滤水箱(13)由透水管筒(14)，金属网(15)，上支架(12)，下支座(16)组成。管筒(14)由多孔金属筛板制做，金属网(15)包裹在管筒(14)外表，上支架(12)固定在管筒(14)的上端，下支座(16)固定在管筒(14)的下端。

3.如权利要求1所述的热水循环快速排水旧砂再生机，其特征是在桶体(1)的上部设有溢流管(30)。

4.如权利要求1所述的热水循环快速排水旧砂再生机，其特征是所述滤水箱(13)所处的位置低于溢流管(30)所处的位置，洗砂时滤水箱(13)处于砂层中。

5.如权利要求1所述的热水循环快速排水旧砂再生机，其特征是桶体(1)下部的外壁设有一个或多个汇水箱(18)，汇水箱与桶体(1)相交，其相交壁为共用壁，共用壁上设有许多通孔，汇水箱(18)的外壁上设有进水管(20)。

6.如权利要求1所述的热水循环快速排水旧砂再生机，其特征是桶体(1)下部与汇水箱(13)共用并设有许多通孔的桶壁内表面设有金属网(19)。

7.如权利要求1所述的热水循环快速排水旧砂再生机，其特征是桶体(1)的上部设有压缩空气进气管(8)。

8.如权利要求1所述的热水循环快速排水旧砂再生机，其特征是桶体(1)的外壁设有一个或多个振动电机(29)。

9.如权利要求2所述的下支座(16)，其特征是下支座的底部设有排污水管(17)。

10.如权利要求1所述的热水循环快速排水旧砂再生机，其特征是：桶体(1)的外部包有隔热材料。

Images