CN114951616A - 一种绿色铸造砂再生装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铸造领域，尤其涉及一种绿色铸造砂再生装置，它包括振动平台、翻转机构、锥筒A、锥筒B、锥筒C、锥碗、圆筒和碾压辊等，其中由底座、摆杆及连杆组成且具有复位板簧和两个振动器的两组平行四边形四连杆机构的上端安装有网状振动平台，振动平台上具有通过被电机B驱动对铸件进行往复翻转的翻转机构；本发明通过被振动器驱动的振动平台可以对附着砂的铸件进行有效的铸件与砂的分离，振动平台上被电机B驱动的翻转机构在振动平台对铸件外侧的附着砂进行充分分离后对具有内腔的铸件进行往复翻转，被翻转的铸件在振动平台的继续振动下对铸件内腔内附着的砂进行有效分离，从而对具有内腔的铸件的内外附着的砂进行有效充分彻底的分离。

Description

一种绿色铸造砂再生装置
技术领域
本发明属于铸造领域，尤其涉及一种绿色铸造砂再生装置。
背景技术
铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，以获得零件或毛坯的方法。
传统的铸造工艺中，生产一公斤的铸件通常需要消耗7至8公斤的砂，通过从砂箱或铸件上分离砂进行砂的回收再利用很有必要且是实现绿色铸造的有效手段。现有的适用于利用树脂或黏土作为粘结剂的旧铸造砂的干法再生工艺对旧砂的分离不彻底且对旧砂的分离纯度达不到要求，需要多个相关设备的辅助才能提高旧砂分离后的纯度。虽然砂的干法再生设备简单，但再生工序繁琐，且砂的再生纯度不高。
在砂箱中完成铸造的铸件需要在振动设备上实现砂与铸件的有效分离，砂与铸件的分离会产生较多灰尘，需要配备专门的除尘设备进行除尘。
铸件与砂的分离及砂的再生需要振动分离设备、除尘设备及相关辅助设备的参与，从而导致铸件与砂的分离及砂的再生效率较低。
另外，具有内腔的铸件通过振动设备进行铸件与砂的分离后其内部的砂则不容易分离脱落，此时，一般的振砂设备无法实现铸件在振动过程中的自动掉砂。
本发明设计一种绿色铸造砂再生装置解决如上问题。
发明内容
为解决现有技术中的所述缺陷，本发明公开一种绿色铸造砂再生装置，它是采用以下技术方案来实现的。
一种绿色铸造砂再生装置，它包括底座、摆杆、板簧、连杆、振动器、振动平台、翻转机构、电机B、锥筒A、锥筒B、锥筒C、出料筒、锥碗、电机C、圆筒、碾压辊，其中由底座、摆杆及连杆组成且具有复位板簧和两个振动器的两组平行四边形四连杆机构的上端安装有网状振动平台，振动平台上具有通过被电机B驱动对铸件进行往复翻转的翻转机构；振动平台正下方安装有壁面中空且底部具有漏料口A的锥筒A，锥筒A外侧壁密布有吸尘孔B和若干与吸尘泵连通的吸尘孔A；锥筒A外嵌套安装有与其形成下端开口锥环区域的同中心轴线锥筒C；锥筒A与锥筒C之间旋转有被电机C驱动的同中心轴线锥碗，锥碗侧壁密布有漏料孔。
锥碗上沿旋转配合有与锥筒A固连的锥筒B；与锥碗传动连接且与锥碗具有速度差的同中心轴线圆筒同锥筒B上沿旋转配合；圆筒、锥筒B和锥碗将锥筒A与锥筒C形成的锥环区域一分为二；圆筒内壁上周向均匀安装有若干对到达锥筒B内壁的铸造砂结块进行碾压的碾压辊；锥筒C底部漏料口B处的出料筒的末端具有在出料筒内聚集定量物料时自动打开且在出料筒内无物料时自动关闭的结构。
作为本技术的进一步改进，所述翻转机构包括围栏、带辊、辊轴、皮带A、电机A、齿条、齿轮C，其中四个围栏在振动平台上围成方形区域；每个围栏底部均安装有齿条，齿条与振动平台下表面中部被电机B驱动的齿轮C啮合；每个围栏的两个立杆中均通过被电机A驱动的竖直辊轴安装有带辊，两个带辊通过若干与围栏上横杆一一对应配合的皮带A传动连接。
作为本技术的进一步改进，所述电机A安装于相应围栏的立杆上，安装于电机A输出轴的齿轮B与安装于辊轴的齿轮A啮合；齿轮C安装于轴套上，轴套旋转于振动平台下表面的固定轴上；电机B安装于振动平台上，电机B输出轴上安装的带轮通过皮带B与轴套上安装的带轮传动连接。
作为本技术的进一步改进，所述带轮的轮缘上具有环槽。皮带B的内壁上具有与带轮上环槽配合的环凸，保证皮带B不会从带轮上脱落。
作为本技术的进一步改进，所述出料筒下端内通过与出料筒中心轴线偏离的水平摆轴铰接有挡板，挡板上安装有安装有重块。
作为本技术的进一步改进，所述锥碗下端具有同中心轴线的圆柱，圆柱旋转于通过连接杆B与锥筒C内壁连接的环套B中；安装于圆柱的齿轮D与安装于电机C输出轴的齿轮E啮合；通过连接杆C连接圆筒的环套C与锥碗下端的环套A旋转配合。安装于环套C内壁的齿圈B与安装于圆柱的齿圈A之间啮合有若干安装在锥筒C内壁的齿轮F，保证在电机C的输出转数不变情况下圆筒相对于锥碗的旋转速度差最大，从而提高碾压辊对在离心作用下达到锥筒B内壁的铸造砂结块进行快速高效碾压。
作为本技术的进一步改进，所述振动平台上具有四个对称的固定杆，四个固定杆分别与四个摆杆上端铰接。固定杆的存在有效减小了振动平台的重量，减小板簧对底座、连杆及摆杆形成的平行四边形四连杆机构的复位负担。
作为本技术的进一步改进，所述锥筒C通过连接杆A与锥筒A固定。
相对于传统的铸造砂分离再生设备，本发明通过被振动器驱动的振动平台可以对附着砂的铸件进行有效的铸件与砂的分离，振动平台上被电机B驱动的翻转机构在振动平台对铸件外侧的附着砂进行充分分离后对具有内腔的铸件进行往复翻转，被翻转的铸件在振动平台的继续振动下对铸件内腔内附着的砂进行有效分离，从而对具有内腔的铸件的内外附着的砂进行有效充分彻底的分离。
本发明集振砂、翻转、碾砂、除尘和提纯为一体，可以在对铸件与砂进行充分分离后有效对铸造砂内的树脂或黏土粘结剂和砂进行有效的分离提纯，从而在达到绿色铸造的同时提高铸造砂的再生纯度，并通过将传统的用于辅助铸件砂分离提纯等设备的集成而减少铸造砂从铸件上分离和提纯的工序，提高铸件与附着砂的分离效率和砂的提纯回收再利用效率。本发明结构简单，具有较好的使用效果。
附图说明
图1是本发明整体示意图。
图2是本发明整体剖面示意图。
图3是翻转机构与电机A传动配合剖面示意图。
图4是锥筒A、圆筒、碾压辊、锥筒B、锥碗及锥筒C配合剖面示意图。
图5是锥碗、环套C及电机C传动配合剖面示意图。
图6是翻转机构中四个围栏相互传动配合剖面示意图。
图7是围栏示意图。
图8是围栏两个视角的剖面示意图。
图9是皮带B及带轮剖面示意图。
图10是锥筒A及锥筒C配合剖面示意图。
图11是锥碗剖面示意图。
图12是圆筒及环套C配合剖面示意图。
图中标号名称：1、底座；2、摆杆；3、板簧；4、连杆；5、固定杆；6、振动器；7、振动平台；8、翻转机构；9、围栏；10、立杆；11、横杆；12、带辊；13、辊轴；14、皮带A；15、齿轮A；16、齿轮B；17、电机A；18、齿条；19、固定轴；20、轴套；22、齿轮C；23、带轮；24、环槽；25、皮带B；26、环凸；27、电机B；28、锥筒A；29、吸尘孔A；30、吸尘孔B；31、漏料口A；32、连接杆A；33、锥筒B；34、锥筒C；35、漏料口B；36、出料筒；37、摆轴；38、挡板；39、重块；40、锥碗；41、漏料孔；42、环套A；43、圆柱；44、环套B；45、连接杆B；46、齿轮D；47、齿轮E；48、电机C；49、圆筒；50、碾压辊；51、连接杆C；52、环套C；53、齿圈A；54、齿圈B；55、齿轮F。
具体实施方式
附图均为本发明实施的示意图，以便于理解结构运行原理。具体产品结构及比例尺寸根据使用环境结合常规技术确定即可。
如图1、2、4所示，它包括底座1、摆杆2、板簧3、连杆4、振动器6、振动平台7、翻转机构8、电机B27、锥筒A28、锥筒B33、锥筒C34、出料筒36、锥碗40、电机C48、圆筒49、碾压辊50，其中如图1、2、3所示，由底座1、摆杆2及连杆4组成且具有复位板簧3和两个振动器6的两组平行四边形四连杆4机构的上端安装有网状振动平台7，振动平台7上具有通过被电机B27驱动对铸件进行往复翻转的翻转机构8；如图4、10所示，振动平台7正下方安装有壁面中空且底部具有漏料口A31的锥筒A28，锥筒A28外侧壁密布有吸尘孔B30和若干与吸尘泵连通的吸尘孔A29；锥筒A28外嵌套安装有与其形成下端开口锥环区域的同中心轴线锥筒C34；如图4、11所示，锥筒A28与锥筒C34之间旋转有被电机C48驱动的同中心轴线锥碗40，锥碗40侧壁密布有漏料孔41。
如图4所示，锥碗40上沿旋转配合有与锥筒A28固连的锥筒B33；与锥碗40传动连接且与锥碗40具有速度差的同中心轴线圆筒49同锥筒B33上沿旋转配合；圆筒49、锥筒B33和锥碗40将锥筒A28与锥筒C34形成的锥环区域一分为二；如图4、12所示，圆筒49内壁上周向均匀安装有若干对到达锥筒B33内壁的铸造砂结块进行碾压的碾压辊50；如图5、10所示，锥筒C34底部漏料口B35处的出料筒36的末端具有在出料筒36内聚集定量物料时自动打开且在出料筒36内无物料时自动关闭的结构。
如图7、8所示，所述翻转机构8包括围栏9、带辊12、辊轴13、皮带A14、电机A17、齿条18、齿轮C22，其中四个围栏9在振动平台7上围成方形区域；如图3、6、7所示，每个围栏9底部均安装有齿条18，齿条18与振动平台7下表面中部被电机B27驱动的齿轮C22啮合；如图7、8所示，每个围栏9的两个立杆10中均通过被电机A17驱动的竖直辊轴13安装有带辊12，两个带辊12通过若干与围栏9上横杆11一一对应配合的皮带A14传动连接。
如图7、8所示，所述电机A17安装于相应围栏9的立杆10上，安装于电机A17输出轴的齿轮B16与安装于辊轴13的齿轮A15啮合；如图3所示，齿轮C22安装于轴套20上，轴套20旋转于振动平台7下表面的固定轴19上；电机B27安装于振动平台7上，电机B27输出轴上安装的带轮23通过皮带B25与轴套20上安装的带轮23传动连接。
如图3、9所示，所述带轮23的轮缘上具有环槽24。皮带B25的内壁上具有与带轮23上环槽24配合的环凸26，保证皮带B25不会从带轮23上脱落。
如图5所示，所述出料筒36下端内通过与出料筒36中心轴线偏离的水平摆轴37铰接有挡板38，挡板38上安装有安装有重块39。
如图5、11所示，所述锥碗40下端具有同中心轴线的圆柱43，圆柱43旋转于通过连接杆B45与锥筒C34内壁连接的环套B44中；安装于圆柱43的齿轮D46与安装于电机C48输出轴的齿轮E47啮合；如图5、12所示，通过连接杆C51连接圆筒49的环套C52与锥碗40下端的环套A42旋转配合。安装于环套C52内壁的齿圈B54与安装于圆柱43的齿圈A53之间啮合有若干安装在锥筒C34内壁的齿轮F55，保证在电机C48的输出转数不变情况下圆筒49相对于锥碗40的旋转速度差最大，从而提高碾压辊50对在离心作用下达到锥筒B33内壁的铸造砂结块进行快速高效碾压。
如图1所示，所述振动平台7上具有四个对称的固定杆5，四个固定杆5分别与四个摆杆2上端铰接。固定杆5的存在有效减小了振动平台7的重量，减小板簧3对底座1、连杆4及摆杆2形成的平行四边形四连杆4机构的复位负担。
如图10所示，所述锥筒C34通过连接杆A32与锥筒A28固定。
本发明中振动器6采用现有技术。
本发明的工作流程：在初始状态，翻转机构8中的围栏9围成的方形区域处于最大状态，四个摆杆2属于竖直状态，板簧3处于压缩状态，挡板38对出料筒36处于关闭状态。
当需要对铸件上附着的铸造砂进行分离时，将附着有铸造砂的铸件放置于振动平台7上且位于翻转机构8的四个围栏9围成的方形区域内。
同时启动两个振动器6、电机C48和吸尘泵运行，电机C48通过齿轮E47、齿轮D46和圆柱43带动锥碗40相对于锥筒C34、锥筒A28和锥筒B33快速旋转，锥碗40上的圆柱43通过齿圈A53、齿轮F55、齿圈B54、环套C52和连接杆C51带动圆筒49相对于锥筒C34、锥筒A28和锥筒B33旋转，且圆筒49的旋转方向与锥碗40的旋转方向相反，圆筒49内壁安装的全部碾压辊50在锥筒B33的带动下自转。
与此同时，两个振动器6带动相应一组平行四边形四连杆4机构发生往复高频摆动，两组平行四边形四连杆4机构带动振动平台7同步振动，振动平台7带动其上的铸件振动进行振砂操作，铸件上附着的铸造砂在振动平台7的振动下脱离铸件，脱离铸件的铸造砂经网状的振动平台7下落至锥筒A28内，进入锥筒A28的铸造砂经锥筒A28底部的漏料口A31达到锥碗40的底部，达到锥碗40底部的铸造砂在锥碗40底部摩擦力及离心共同作用下向锥碗40的锥状内壁运动。
在铸造砂向锥碗40内壁运动过程中，铸造砂内在振砂过程中部分从铸件上分离后不附着粘结剂的铸造砂经锥碗40侧壁密布的漏料孔41落至锥筒C34内，落至锥筒C34内的铸造砂经漏料口B35落入出料筒36内并在挡板38上堆积。铸造砂内在振砂过程中从铸件上分离后附着有粘结剂的结块在离心作用下向锥筒B33的内壁运动。而铸造砂内在振砂过程中从铸件上分离后的粘结剂黏土在其在离心作用下向锥碗40侧壁运动过程中被锥筒A28外侧壁上密布的吸尘孔B30处因吸尘泵造成的负压经吸尘孔B30和吸尘孔A29被排出，从而实现铸造砂的初步部分提纯。
当向锥碗40内壁运动的铸造砂结块在离心作用下达到锥筒B33的内壁时，到达锥筒B33内壁的大部分铸造砂结块被旋转的碾压辊50碾碎并实现砂与粘结剂的分离，小部分铸造砂结块越过锥筒B33到达旋转着的圆筒49内壁。由于圆筒49的旋转方向与锥碗40的旋转方向相反，所以在锥碗40旋转离心作用下运动至圆筒49内壁的铸造砂结块在圆筒49的反向旋转作用下进行翻转碰撞且运动速度逐渐减小，翻转碰撞的铸造砂在一定程度上同样会进行粘结剂与铸造砂的分离，分离后铸造砂和黏土在回落至锥碗40内壁上时，通过翻转碰撞分离后的铸造砂经锥碗40侧壁的漏料孔41落至锥筒C34内并进入出料筒36内堆积于挡板38上，通过翻转碰撞分离后的黏土被锥筒A28外侧壁上密布的吸尘孔B30处因吸尘泵造成的负压经吸尘孔B30和吸尘孔A29被排出，从而实现铸造砂又一部分的提纯。
随着圆筒49内壁上铸造砂运动速度的减慢，铸造砂在自重作用下向锥筒B33和锥碗40回落，但铸造砂回落至锥筒B33时其中一部分被碾压辊50碾碎实现铸造砂与粘结剂黏土的分离，碾碎分离后的铸造砂和黏土在自重作用下向锥筒B33回落，碾碎分离后的铸造砂在到达锥筒B33侧壁后经锥筒B33侧壁的漏料孔41落入锥筒C34内壁并经出料筒36堆积于挡板38，碾压分离后的黏土在向锥筒B33侧壁回落过程中被锥筒A28外侧壁上密布的吸尘孔B30处因吸尘泵造成的负压经吸尘孔B30和吸尘孔A29被排出，从而实现铸造砂的又一部分提纯。
当挡板38上堆积的提纯后的铸造砂达到一定量且铸造砂对挡板38产生的力矩大于重块39对挡板38产生的力矩时，挡板38绕摆轴37产生摆动并对出料筒36瞬间打开，堆积于挡板38的铸造砂经打开的出料筒36排出，挡板38在重块39作用下绕摆轴37回摆复位并重新对出料筒36进行关闭。
如果铸件为无内腔铸件，当振动平台7上的铸件表面上附着的铸造砂完全脱离铸件时，停止电机C48及吸尘泵运行即可。
如果铸件为具有内腔的铸件，当振动平台7上的铸件表面附着的铸造砂完全脱离铸件时，铸件内腔内的铸造砂并未实现从铸件的完全分离。此时，保持电机C48的继续运行，启动翻转机构8中的四个电机A17正反往复运行，并启动振动平台7上的电机B27运行。
每个电机A17均通过齿轮B16、齿轮A15、辊轴13和带辊12带动相应围栏9上的全部皮带A14正反往复运动，电机B27通过带轮23和皮带B25带动固定轴19上的轴套20旋转，轴套20带动齿轮C22同步旋转，齿轮C22带动每个围栏9上的齿条18运动，齿条18带动相应围栏9在振动平台7上向振动平台7中心方向运动。翻转机构8中的四个围栏9所围成的方形区域逐渐减小，最终四个围栏9将振动平台7上的铸件进行包裹，四个围栏9上的皮带A14则带动被四者包裹的铸件进行一定幅度的正反往复翻转。
被翻转机构8中四个围栏9包裹的铸件的内腔内附着的铸造砂在其被围栏9上皮带A14往复正反翻转过程中继续被振动平台7振动从铸件上分离并经网状振动平台7落入锥筒A28内并最终经过分离提纯堆积于挡板38上。
当铸件内腔中的铸造砂从铸件上完全分离后，停止电机C48和翻转机构8中每个围栏9上电机A17及两个振动器6的运行，反向运行电机B27，电机B27通过一系列传动带动翻转机构8中的四个围栏9进行复位并解除对铸件的包裹。待翻转机构8中四个围栏9完成复位后，停止电机B27运行即可。
综上所述，本发明的有益效果为：本发明通过被振动器6驱动的振动平台7可以对附着砂的铸件进行有效的铸件与砂的分离，振动平台7上被电机B27驱动的翻转机构8在振动平台7对铸件外侧的附着砂进行充分分离后对具有内腔的铸件进行往复翻转，被翻转的铸件在振动平台7的继续振动下对铸件内腔内附着的砂进行有效分离，从而对具有内腔的铸件的内外附着的砂进行有效充分彻底的分离。
本发明集振砂、翻转、碾砂、除尘和提纯为一体，可以在对铸件与砂进行充分分离后有效对铸造砂内的树脂或黏土粘结剂和砂进行有效的分离提纯，从而在达到绿色铸造的同时提高铸造砂的再生纯度，并通过将传统的用于辅助铸件砂分离提纯等设备的集成而减少铸造砂从铸件上分离和提纯的工序，提高铸件与附着砂的分离效率和砂的提纯回收再利用效率。

Claims (6)

1.一种绿色铸造砂再生装置，其特征在于：它包括底座、摆杆、板簧、连杆、振动器、振动平台、翻转机构、电机B、锥筒A、锥筒B、锥筒C、出料筒、锥碗、电机C、圆筒、碾压辊，其中由底座、摆杆及连杆组成且具有复位板簧和两个振动器的两组平行四边形四连杆机构的上端安装有网状振动平台，振动平台上具有通过被电机B驱动对铸件进行往复翻转的翻转机构；振动平台正下方安装有壁面中空且底部具有漏料口A的锥筒A，锥筒A外侧壁密布有吸尘孔B和若干与吸尘泵连通的吸尘孔A；锥筒A外嵌套安装有与其形成下端开口锥环区域的同中心轴线锥筒C；锥筒A与锥筒C之间旋转有被电机C驱动的同中心轴线锥碗，锥碗侧壁密布有漏料孔；
锥碗上沿旋转配合有与锥筒A固连的锥筒B；与锥碗传动连接且与锥碗具有速度差的同中心轴线圆筒同锥筒B上沿旋转配合；圆筒、锥筒B和锥碗将锥筒A与锥筒C形成的锥环区域一分为二；圆筒内壁上周向均匀安装有若干对到达锥筒B内壁的铸造砂结块进行碾压的碾压辊；锥筒C底部漏料口B处的出料筒的末端具有在出料筒内聚集定量物料时自动打开且在出料筒内无物料时自动关闭的结构。
2.根据权利要求1所述的一种绿色铸造砂再生装置，其特征在于：所述翻转机构包括围栏、带辊、辊轴、皮带A、电机A、齿条、齿轮C，其中四个围栏在振动平台上围成方形区域；每个围栏底部均安装有齿条，齿条与振动平台下表面中部被电机B驱动的齿轮C啮合；每个围栏的两个立杆中均通过被电机A驱动的竖直辊轴安装有带辊，两个带辊通过若干与围栏上横杆一一对应配合的皮带A传动连接。
3.根据权利要求2所述的一种绿色铸造砂再生装置，其特征在于：所述电机A安装于相应围栏的立杆上，安装于电机A输出轴的齿轮B与安装于辊轴的齿轮A啮合；齿轮C安装于轴套上，轴套旋转于振动平台下表面的固定轴上；电机B安装于振动平台上，电机B输出轴上安装的带轮通过皮带B与轴套上安装的带轮传动连接。
4.根据权利要求3所述的一种绿色铸造砂再生装置，其特征在于：所述带轮的轮缘上具有环槽；皮带B的内壁上具有与带轮上环槽配合的环凸。
5.根据权利要求1所述的一种绿色铸造砂再生装置，其特征在于：所述出料筒下端内通过与出料筒中心轴线偏离的水平摆轴铰接有挡板，挡板上安装有安装有重块。
6.根据权利要求1所述的一种绿色铸造砂再生装置，其特征在于：所述锥碗下端具有同中心轴线的圆柱，圆柱旋转于通过连接杆B与锥筒C内壁连接的环套B中；安装于圆柱的齿轮D与安装于电机C输出轴的齿轮E啮合；通过连接杆C连接圆筒的环套C与锥碗下端的环套A旋转配合；安装于环套C内壁的齿圈B与安装于圆柱的齿圈A之间啮合有若干安装在锥筒C内壁的齿轮F。
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