CN111702126A - 一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生装置及方法，一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生装置包括粉碎机构、加湿机构、脱水机构以及烘干机构，粉碎机构包括超声波室以及搅拌室，超声波室具有进砂口，超声波室内设置有多处超声波振子，搅拌室设置有用于对超声波室粉碎过的旧砂进行二次粉碎的搅拌浆叶，加湿机构连通超声波室以在超声波室对旧砂进行粉碎处理时加入水，搅拌室与脱水机构连接以对粉碎后砂粒与水混合物进行脱水处理，脱水机构连通烘干机构以将砂粒输送至烘干机构中进行烘干，脱水机构连通所述加湿机构，本发明有效解决了现有技术中存在的无机粘结剂旧砂再生处理中处理时间长、效率低、处理过程使用能耗大的技术问题。

Description

一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生装置及方法

技术领域

本发明涉及无机粘结剂旧砂处理技术领域，具体涉及一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生装置及方法。

背景技术

无机粘结剂的粘结强度高，可用于大型砂芯的组合粘结、吊芯、封箱等。高温性能好，可用于陶质浇注系统，浇口及其它耐高温部位的粘结或修补，使用方便、经济，在铸造技术中采用无机粘结剂制芯工艺替代具有高污染、高毒害的冷芯盒制芯工艺，所制造的铸造用型芯具有环保性能好、生产成本低等性能。伴随着大量合格铸件的产生，也带来了大量的无机粘结剂旧砂，其中大多数被当成铸造废弃物掩埋，对环境造成极大污染的同时也消耗了宝贵的砂资源。随着社会的发展，越来越多的企业开始注重无机粘结剂旧砂的再生利用，不仅可以降低环境污染，也可以提高企业的经济效益，常见的一种无机粘结剂旧砂处理方法是对无机粘结剂进行循环粉碎，以除去附着在砂粒表面的无机粘结剂以及灰尘。

例如申请公布号为CN108672650A的中国发明专利申请文件公开的一种无机粘结剂废砂循环粉碎再生装置，包括打磨机构、砂料输送机构以及砂料收集机构，打磨机构用于对砂料进行循环打磨，砂料输送机构能够将打磨后的物料再次加入打磨机构进行打磨，待循环多次后，无机粘结剂废砂被充分打碎成砂粒，其表面附着的无机粘结剂变得相对松散，而后将物料加入砂料收集机构中将无机粘结剂与砂粒分离，即可得到再生新砂。但在实际处理中，由于无机粘结剂的粘结性能较强，无机粘结剂废砂砂粒之间通过无机粘结剂的粘合作用形成的粘结桥比较牢固，很难打碎，因此才有上述装置中循环打磨的处理，只是这种处理方式的处理时间较长、效率较低、处理过程中使用的能耗较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生装置，用以解决现有技术中存在的无机粘结剂旧砂再生处理中处理时间长、效率低、处理过程使用能耗大的技术问题。本发明的目的还在与提供一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生方法。

为实现上述目的，本发明所提供的一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生装置采用如下技术方案：

一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生装置，包括粉碎机构、加湿机构、脱水机构以及烘干机构，粉碎机构包括超声波室以及与超声波室连通的搅拌室，所述超声波室具有进砂口，超声波室内设置有多处用于产生振动破碎效应的超声波振子，所述搅拌室设置有用于对超声波室粉碎过的旧砂进行二次粉碎的搅拌浆叶，所述加湿机构连通超声波室以在超声波室对旧砂进行粉碎处理时加入水，搅拌室与所述脱水机构连接以对粉碎后砂粒与水混合物进行脱水处理，所述脱水机构连通烘干机构以将砂粒输送至烘干机构中进行烘干，所述脱水机构连通所述加湿机构。

本发明所提供的一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生装置的有益效果是：无机粘结剂旧砂和加湿结构所提供的水共同进入超声波室，无机粘结剂旧砂在超声波释放的巨大能量振动下破碎，无机粘结剂旧砂中砂粒之间的粘结桥短时间内被有效破坏，将无机粘结剂旧砂被快速破碎成单个砂粒，砂水混合物进入搅拌室中后在搅拌浆叶的作用下二次粉碎，由于增加了水，搅拌浆叶使水产生紊流，砂粒受到水力的作用，增加了砂粒表面残留的无机粘结剂的水分，无机粘结剂的浓度降低，固化效果变差，与砂粒的粘结作用下降，在搅拌浆叶的搅拌下更易从砂粒表面脱离，搅拌后的砂水混合物进入脱水机构脱去砂水混合物中的大部分污水，最后将砂水混合物加入烘干机构中进行烘干即可得到再生砂，脱水机构连通加湿机构使得砂水混合物通过脱水机构脱出的污水能够进入加湿机构实现循环利用。本发明采用了超声波室与搅拌室的双重搅拌，双重搅拌提供的机械力对无机粘结剂旧砂进行了有效地粉碎，不用像背景技术中那样将打磨后物料循环多次打磨，能耗较低、处理时间短、效率高，同时，通过加水湿法打湿砂粒的表面，进一步地提高了砂粒表面的无机粘结剂的脱离，提高了分离效果，通过机械力搅拌和加水湿法的结合，本发明有效解决了现有技术中存在的无机粘结剂旧砂再生处理中处理时间长、效率低、处理过程使用能耗大的技术问题。

进一步地，所述超声波室中超声波振子沿水平方向和竖直方向布置，水平方向上相邻超声波振子采取间隔均布的方式布置，竖直方向上超声波振子采取上少下多的方式布置。随着超声波室深度的增加，水压增加，下方超声波受到压力影响，传播能量衰减，因此需要增加超声波振子的数量，以保证超声波的粉碎效果。

进一步地，所述水平方向上相邻超声波振子间隔为10cm。

进一步地，所述加湿机构包括污水处理箱以及用于连通污水处理箱和超声波室的加湿管，所述污水处理箱中具有处理污水的嗜碱微生物以使脱水机构中脱出污水中的污泥沉降，清水上浮以进行循环使用。

进一步地，所述脱水机构包括与搅拌室连接的振动脱水筛以及与振动脱水筛连接的离心脱水筛，所述离心脱水筛连通烘干机构。振动脱水筛通过振动的方式对砂水混合物进行脱水，离心脱水筛通过离心力的作用对砂水混合物脱水，两种方式混合，砂水混合物的脱水效果更好。

进一步地，所述振动脱水筛连通所述污水处理箱。砂水混合物首先进入的是振动脱水筛，在振动脱水筛中脱出的污水较多，更有利于回收至污水处理箱中循环使用。

为实现上述目的，本发明所提供的一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生方法采用如下技术方案：

一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生方法，采用上述一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生装置来完成，包括以下步骤：

1）无机粘结剂旧砂沿进砂口进入超声波室，同时污水处理箱中的水沿加湿管进入超声波室，超声波室中超声波的频率为20KHZ，砂水混合物在超声波室中混合破碎1-10min；

2）超声波室粉碎后的砂水混合物沿仓门进入搅拌室中进行二次搅拌粉碎，搅拌处理1-10min；

3）搅拌室搅拌后的砂水混合物沿仓门进入振动脱水筛和离心脱水筛中进行两次脱水；

4）经离心脱水筛脱水处理后的砂水混合物进入烘干机构烘干，振动脱水筛中脱离的污水导入污水处理箱中进行二次利用。

本发明所提供的一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生方法的有益效果是：无机粘结剂旧砂和加湿结构所提供的水共同进入超声波室，无机粘结剂旧砂在超声波释放的巨大能量振动下破碎，无机粘结剂旧砂中砂粒之间的粘结桥短时间内被有效破坏，将无机粘结剂旧砂被快速破碎成单个砂粒，砂水混合物进入搅拌室中后在搅拌浆叶的作用下二次粉碎，由于增加了水，搅拌浆叶使水产生紊流，砂粒受到水力的作用，增加了砂粒表面残留的无机粘结剂的水分，无机粘结剂的浓度降低，固化效果变差，与砂粒的粘结作用下降，在搅拌浆叶的搅拌下更易从砂粒表面脱离，搅拌后的砂水混合物进入脱水机构脱去砂水混合物中的大部分污水，最后将砂水混合物加入烘干机构中进行烘干即可得到再生砂，脱水机构连通加湿机构使得砂水混合物通过脱水机构脱出的污水能够进入加湿机构实现循环利用。本发明采用了超声波室与搅拌室的双重搅拌，双重搅拌提供的机械力对无机粘结剂旧砂进行了有效地粉碎，不用像背景技术中那样将打磨后物料循环多次打磨，能耗较低、处理时间短、效率高，同时，通过加水湿法打湿砂粒的表面，进一步地提高了砂粒表面的无机粘结剂的脱离，提高了分离效果，通过机械力搅拌和加水湿法的结合，本发明有效解决了现有技术中存在的无机粘结剂旧砂再生处理中处理时间长、效率低、处理过程使用能耗大的技术问题。

进一步地，所述搅拌室中搅拌浆叶的搅拌转速为600-1000r/min。

进一步地，所述振动脱水筛的脱水标准为振动脱水后的砂水混合物中含水量为15-20%，离心脱水筛的脱水标准为脱水后的砂水混合物中含水量为2-5%。

附图说明

图1是本发明所提供的一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生装置的示意图。

图中标号：1、超声波室；2、搅拌室；3、进砂口；4、超声波振子；5、搅拌浆叶；6、烘干机构；7、污水处理箱；8、加湿管；9、振动脱水筛；10、离心脱水筛；11、仓门。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明所提供的一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生方法的具体实施例：

由于本发明所提供的一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生方法是依靠一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生装置来实现的，因此首先对无机粘结剂旧砂机械湿法再生装置进行介绍。

一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生装置，包括自上而下布置的破碎机构、加湿机构、脱水机构以及烘干机构6，如图1所示，粉碎机构包括超声波室1以及与超声波室1连通的搅拌室2，超声波室1与搅拌室2之间具有仓门11，超声波室1具有进砂口3，超声波室1内设置有多处用于产生振动破碎效应的超声波振子4，搅拌室2设置有用于对超声波室1粉碎过的旧砂进行二次粉碎的搅拌浆叶5，在本实施例中，超声波室1与搅拌室2配合对无机粘结剂旧砂实现了两次粉碎，粉碎彻底，效果好，在其他实施例中，设计人员也可以再次基础上增加粉碎机构以实现更多级的粉碎，例如可以在搅拌室下方再增加一个搅拌室以形成三级粉碎。

加湿机构连通超声波室1以在超声波室1对旧砂进行粉碎处理时加入水，搅拌室2与脱水机构连接以对粉碎后砂粒与水混合物进行脱水处理，脱水机构连通烘干机构6以将砂粒输送至烘干机构6中进行烘干。无机粘结剂旧砂和加湿结构所提供的水共同进入超声波室1，无机粘结剂旧砂在超声波释放的巨大能量振动下破碎，无机粘结剂旧砂中砂粒之间的粘结桥短时间内被有效破坏，将无机粘结剂旧砂被快速破碎成单个砂粒，砂水混合物进入搅拌室2中后在搅拌浆叶5的作用下二次粉碎，由于增加了水，搅拌浆叶5使水产生紊流，砂粒受到水力的作用，增加了砂粒表面残留的无机粘结剂的水分，无机粘结剂的浓度降低，固化效果变差，与砂粒的粘结作用下降，在搅拌浆叶5的搅拌下更易从砂粒表面脱离，搅拌后的砂水混合物进入脱水机构脱去砂水混合物中的大部分污水，最后将砂水混合物加入烘干机构6中进行烘干即可得到再生砂。

如图1所示，加湿机构包括污水处理箱7以及用于连通污水处理箱7和超声波室1的加湿管8，脱水机构包括与搅拌室2连接的振动脱水筛9以及与振动脱水筛9连接的离心脱水筛10，搅拌室2与振动脱水筛9之间具有仓门11，离心脱水筛10连通烘干机构6，振动脱水筛9通过振动的方式对砂水混合物进行脱水，离心脱水筛10通过离心力的作用对砂水混合物脱水，两种方式混合，砂水混合物的脱水效果更好。在其他实施例中，脱水机构也可以不仅包括振动脱水筛以及离心脱水筛，也可以在振动脱水筛和离心脱水筛之间增加起到简单烘干作用的烘干装置。

此外，为了对脱下的水进行再次利用，振动脱水筛9连通污水处理箱7。这样做的好处在于，砂水混合物首先进入的是振动脱水筛9，在振动脱水筛9中脱出的污水较多，更有利于回收至污水处理箱7中循环使用。在其他实施例中，也可由离心脱水筛连通污水处理箱或者振动脱水筛和离心脱水筛均连通污水处理箱。在本实施例中，污水处理箱中设置有处理污水的嗜碱微生物，无机粘结剂中含有Na+离子，非常适宜于这类微生物的繁殖和生长，方便这种微生物对无机粘结剂充分的吸收，以对振动脱水筛9脱出的污水中的污泥进行沉降，清水上浮以进行循环使用。

在其他实施例中，加湿机构也可以不仅仅由污水处理箱和加湿管组成，而是在污水处理箱和加湿管再增加污水过滤装置，以进一步出去污水中的污泥。

如图1所示，超声波室1中超声波振子4沿水平方向和竖直方向布置，水平方向上相邻超声波振子4采取间隔均布的方式布置，竖直方向上超声波振子4采取上少下多的方式布置。具体地，水平方向上相邻超声波振子4间隔为10cm。随着超声波室1深度的增加，水压增加，下方超声波受到压力影响，传播能量衰减，因此需要增加超声波振子4的数量，以保证超声波的粉碎效果。在其他实施例中，水平方向上相邻超声波振子间隔也可以取10cm周围的数值，例如9cm、11cm。当然，在其他实施例中，超声波室中超声波振子也可以在水平方向和竖直方向均采取间隔均布的方式布置。

借助上述无机粘结剂旧砂机械湿法再生装置，一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生方法主要包括以下步骤：

1）无机粘结剂旧砂沿进砂口3进入超声波室1，同时污水处理箱7中的水沿加湿管8进入超声波室1，超声波室1中超声波的频率为20KHZ，砂水混合物在超声波室1中混合破碎1-10min；

2）超声波室1粉碎后的砂水混合物沿仓门11进入搅拌室2中进行二次搅拌粉碎，搅拌处理1-10min；

3）搅拌室2搅拌后的砂水混合物沿仓门11进入振动脱水筛9和离心脱水筛10中进行两次脱水；

4）经离心脱水筛10脱水处理后的砂水混合物进入烘干机构6烘干，振动脱水筛9中脱离的污水导入污水处理箱7中进行二次利用。

其中，搅拌室2中搅拌浆叶5的搅拌转速为600-1000r/min。振动脱水筛9的脱水标准为振动脱水后的砂水混合物中含水量为15-20%，离心脱水筛10的脱水标准为脱水后的砂水混合物中含水量为2-5%。在其他实施例中，设计人员也可以根据实际需要对上述搅拌浆叶的搅拌转速进行调整，同时，振动脱水筛的脱水标准和离心脱水筛的脱水标准也可以根据实际需要进行调整。

本发明所提供的一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生方法的工作原理：无机粘结剂旧砂和加湿结构所提供的水共同进入超声波室1，无机粘结剂旧砂在超声波释放的巨大能量振动下破碎，砂水混合物在超声波室中混合破碎1-10min，无机粘结剂旧砂中砂粒之间的粘结桥短时间内被有效破坏，将无机粘结剂旧砂被快速破碎成单个砂粒，打开超声波室1与搅拌室2之间的仓门11，砂水混合物进入搅拌室2中后在搅拌浆叶5的作用下二次粉碎，搅拌室2中搅拌浆叶5的搅拌转速为600-1000r/min，由于增加了水，搅拌浆叶5使水产生紊流，砂粒受到水力的作用，增加了砂粒表面残留的无机粘结剂的水分，无机粘结剂的浓度降低，固化效果变差，与砂粒的粘结作用下降，在搅拌浆叶5的搅拌下更易从砂粒表面脱离，而后打开搅拌室2与振动脱水筛9之间的仓门11，搅拌后的砂水混合物依次进入振动脱水筛9和离心脱水筛10，脱去砂水混合物中的大部分污水，其中，振动脱水筛9脱下的污水进入污水处理箱7中经过嗜碱微生物处理得以重复利用，最后将砂水混合物加入烘干机构6中进行烘干即可得到再生砂。本发明采用了超声波室1与搅拌室2的双重搅拌，双重搅拌提供的机械力对无机粘结剂旧砂进行了有效地粉碎，不用像背景技术中那样将打磨后物料循环多次打磨，能耗较低、处理时间短、效率高，同时，通过加水湿法打湿砂粒的表面，进一步地提高了砂粒表面的无机粘结剂的脱离，提高了分离效果，通过机械力搅拌和加水湿法的结合，本发明有效解决了现有技术中存在的无机粘结剂旧砂再生处理中处理时间长、效率低、处理过程使用能耗大的技术问题。

本发明所提供的一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生装置的具体实施例：

本发明所提供的一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生装置的结构与上述一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生方法的实施例中一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生装置的结构相同，此处不再赘述。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生装置，其特征在于：包括粉碎机构、加湿机构、脱水机构以及烘干机构，粉碎机构包括超声波室以及与超声波室连通的搅拌室，所述超声波室具有进砂口，超声波室内设置有多处用于产生振动破碎效应的超声波振子，所述搅拌室设置有用于对超声波室粉碎过的旧砂进行二次粉碎的搅拌浆叶，所述加湿机构连通超声波室以在超声波室对旧砂进行粉碎处理时加入水，搅拌室与所述脱水机构连接以对粉碎后砂粒与水混合物进行脱水处理，所述脱水机构连通烘干机构以将砂粒输送至烘干机构中进行烘干，所述脱水机构连通所述加湿机构。

2.根据权利要求1所述的无机粘结剂旧砂机械湿法再生装置，其特征在于：所述超声波室中超声波振子沿水平方向和竖直方向布置，水平方向上相邻超声波振子采取间隔均布的方式布置，竖直方向上超声波振子采取上少下多的方式布置。

3.根据权利要求2所述的无机粘结剂旧砂机械湿法再生装置，其特征在于：所述水平方向上相邻超声波振子间隔为10cm。

4.根据权利要求1至3任一项所述的无机粘结剂旧砂机械湿法再生装置，其特征在于：所述加湿机构包括污水处理箱以及用于连通污水处理箱和超声波室的加湿管，所述污水处理箱中具有处理污水的嗜碱微生物以使脱水机构中脱出污水中的污泥沉降，清水上浮以进行循环使用。

5.根据权利要求4所述的无机粘结剂旧砂机械湿法再生装置，其特征在于：所述脱水机构包括与搅拌室连接的振动脱水筛以及与振动脱水筛连接的离心脱水筛，所述离心脱水筛连通烘干机构。

6.根据权利要求5所述的无机粘结剂旧砂机械湿法再生装置，其特征在于：所述振动脱水筛连通所述污水处理箱。

7.一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生方法，采用上述一种无机粘结剂旧砂机械湿法再生装置来完成，其特征在于，包括以下步骤：

1）无机粘结剂旧砂沿进砂口进入超声波室，同时污水处理箱中的水沿加湿管进入超声波室，超声波室中超声波的频率为20KHZ，砂水混合物在超声波室中混合破碎1-10min；

2）超声波室粉碎后的砂水混合物沿仓门进入搅拌室中进行二次搅拌粉碎，搅拌处理1-10min；

3）搅拌室搅拌后的砂水混合物沿仓门进入振动脱水筛和离心脱水筛中进行两次脱水；

4）经离心脱水筛脱水处理后的砂水混合物进入烘干机构烘干，振动脱水筛中脱离的污水导入污水处理箱中进行二次利用。

8.根据权利要求7所述的无机粘结剂旧砂机械湿法再生方法，其特征在于：所述搅拌室中搅拌浆叶的搅拌转速为600-1000r/min。

9.根据权利要求7所述的无机粘结剂旧砂机械湿法再生方法，其特征在于：所述振动脱水筛的脱水标准为振动脱水后的砂水混合物中含水量为15-20%，离心脱水筛的脱水标准为脱水后的砂水混合物中含水量为2-5%。

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