CN115156479B - 一种用于铸造厂旧砂电磁感应加热热法再生机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于铸造厂旧砂电磁感应加热热法再生机，涉及热法再生机技术领域，包括砂定量单元，冷却器、擦磨单元，还包括砂通过装置和VOC分解器；所述VOC分解器包括引风机和电磁感应加热器；电磁感应加热器将砂通过装置输入的旧砂将热，加热时产生的气体通过引风机引入VOC分解器内被高温分解。引风机将VOC气体进入第二个电磁加热管内进行高温分解，在VOC分解器后面连接一个三通法兰，一路可以接入热气再利用，如车间取暖、砂芯烘干等；另一路接水冷热交换器将高温气体降温到可排放的标准。

Description

一种用于铸造厂旧砂电磁感应加热热法再生机

技术领域

本发明涉及热法再生机技术领域，尤其涉及一种用于铸造厂旧砂电磁感应加热热法再生机。

背景技术

铸造厂使用砂型铸造工艺时会产生大量废旧砂，由于其中含有重金属和残留树脂和粘结剂而被列为铸造有害固废并禁止随意排放；随着我国环保严控和对铸造固废的排放的严格控制，旧砂再生是必选之路；进行旧砂回收时，需要用到铸造旧砂热法再生设备。

目前市场通用的铸造旧砂热法再生装置多为沸腾床式天然气或液化气加热炉，能耗较大，而且在针对旧砂表面残留树脂的燃烧，会产生有机树脂气化的VOC，VOC对空气污染的程度较高，具有一定的危害性。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种用于铸造厂旧砂电磁感应加热热法再生机。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种用于铸造厂旧砂电磁感应加热热法再生机，包括砂定量单元，冷却器、擦磨单元，还包括砂通过装置和VOC分解器；所述VOC分解器包括引风机和电磁感应加热器；电磁感应加热器将砂通过装置输入的旧砂加热，加热时产生的气体通过引风机引入VOC分解器内被高温分解；所述电磁感应加热器的外部安装全封闭罩，防止VOC气体外溢。

进一步的，所述电磁感应加热器包括不锈钢管及外部缠绕的电磁感应线圈，将电能转换成热能。

进一步的，分解后的气体通过三通阀门回到加热不锈钢管内或经过冷却器后排放。

进一步的，所述砂通过装置包括呈倾斜安装的不锈钢管，其管入口高、出口低。

进一步的，所述不锈钢管内壁上设置有不锈钢导流板，不锈钢管旋转带动管内砂翻转，并从入口向出口移动，不锈钢导流板导流板阻挡管内砂在壁内流动。

进一步的，所述砂通过装置包括螺旋叶片推进器，其设置于不锈钢管内。

进一步的，所述不锈钢管外表面附有隔热层，使热能集中在管壁和管内。

进一步的，所述不锈钢导流板和螺旋叶片推进器的螺旋叶片均为发热体。

进一步的，所述冷却器倾斜安装，其由金属壳体和热交换器组成，金属壳体内和热交换器内通循环冷却水，在冷却器出口安装有调砂流量闸阀和振动器。

该装置在PLC控制下连续自动运行，通过变频调速控制和温度传感器可对旧砂加入量、电磁加热器温度和旧砂加热时间、冷水温度、流量、出口的砂温、引风机风速和风量进行监控和调节；砂擦磨器的擦磨时间和除尘分级时间可控可调，本砂再生设备可实现铸造厂智能化和数字化要求，配备数字输出接口。

本发明的有益效果：

1、处理残留有机粘结剂旧砂时，对VOC气体进行分解处理，也无需空气助燃；旧砂的电磁加热器被外罩封闭，产生VOC气体也不能外溢，连接封闭罩的引风机将VOC气体进入第二个电磁加热管内进行高温分解，在VOC分解器后面连接一个三通法兰，一路可以接入热气再利用，如车间取暖、砂芯烘干等；另一路接水冷热交换器将高温气体降温到可排放的标准。

2、采用在不锈钢管外缠绕电磁感应加热线圈形成电磁加热器，利用电磁感应原理将电能转换成热能，达到加热不锈钢筒内的砂的目的；使产生热能的成本做到最低。

3、采用电磁感应加热，区别于电阻加热、外加幅射管加热、燃气加热，其电磁感应加热的热能转换最高，因此，其节能效果也是最好，能够节省大量的经济成本；同时，区别于电阻加热，电磁感应加热是通过金属上产生磁阻来产生的热量，该热量直接用来加热，在热量传递上损耗最少，生热的效率是其他的途径的一倍以上。

附图说明

图1为本发明的铸造厂旧砂电磁感应加热热法再生机整体的立体结构示意图；

图2为本发明的电磁感应加热器的一种立体结构示意图；

图3为本发明的电磁感应加热器的另一种立体结构示意图；

图4为本发明的VOC分解器的正视结构示意图。

图中：1、全封闭罩；2、引风机；3、电磁感应加热器；4、冷却器；5、擦磨单元；6、螺旋给料器；7、电磁感应线圈；8、不锈钢管；9、不锈钢导流板；10、隔热层；11、铰链；12、旋转驱动辊；13、变频电机；14、螺旋叶片推进器；16、三通阀门；17、VOC分解器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”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“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

传统的热法再生炉多为针对有机树脂砂热法再生，为分解VOC而采用燃气加热，使炉内顶部温度达到800℃以上。

为使天然气在炉内燃烧，必须向炉内提供有氧空气，因此向炉内鼓风是必不可少的条件，或采用燃烧器向炉内吹入热风，为此该类热法再生炉排出热风要配备热交换器用此热风加热鼓风用气体循环利用热能，降温的热风通过除尘装置净化后排放。

实施例

如图1至图4所示，本实施例所述一种用于铸造厂旧砂电磁感应加热热法再生机，采用电磁感应加热方式，电磁感应线圈7缠绕在不锈钢管8上，使不锈钢管8成为发热体，旧砂从不锈钢管8内通过时被加热。旧砂再生加热温度在350℃-600℃；加热的旧砂随后进入冷却器4进行冷却，将热砂冷却到30℃-70℃，通过擦磨单元5去除表面的残留物并达到再生回用砂的要求。

部分铸造旧砂表面残留有机粘结剂，在加热时会产生VOC气体，这部分气体被收集引入加热状态下的VOC分解器17中进行高温VOC分解，加热温度在800℃-1000℃，保证该气体排放符合环保要求。

旧砂热法再生机工作流程如下：

向热法再生机中加入旧砂，加砂定量单元主要包括螺旋给料器6，通过变频调节可实现加砂能力的调节，旧砂进入电磁感应加热器3的入口，电磁感应加热器3的入口与VOC分解后排出热风管连接，热风随砂进入加热器，实现热能再利用。

电磁感应加热器3由不锈钢管8和电磁感应线圈7组成，根据电磁感应加热原理在不锈钢管壁8产生热量，在管壁外缠绕线圈时已经在管壁外铺设了隔热层10，使管壁产生的热量只能向管内传递，使管壁和管内不锈钢导流板9或螺旋叶片推进器14的螺旋叶片成为发热体，旧砂通过不锈钢管8内时被加热。

旧砂通过不锈钢管8内有两种方式；

第一种方式：不锈钢管8倾斜安装并旋转，在不锈钢管8入口和出口套上支撑旋转支撑环和环形滑线，通过旋转驱动辊12和变频电机13驱动使电磁感应加热器3旋转;

不锈钢管8入口高、出口低，砂从管入口向出口流动，不锈钢管8内壁上附加不锈钢导流板9，旋转带动不锈钢管8内砂翻转并从入口向出口移动，使砂翻转受热均匀，不锈钢管8内不锈钢导流板9，阻挡不锈钢管8内砂在壁内流动，使砂获得更多接触发热体的时间，促成高效热能转移，导流片也是发热体，与砂接触时传热。

电磁加热体在入口端安装升降调节器和在出口端安装连接铰链11，砂入口比砂出口高度差1-5度可调，并且转动速度通过变频电机13变频可调，从而通过砂的处理能力和加热时间是可调的。

第二种方式是在不锈钢管8内安装一个螺旋叶片推进器14，通过变频电机13驱动，使砂从不锈钢管8的入口向出口移动，并通过变频电机13调速，实现砂通过量和加热时间可调。

在处理有机树脂砂旧砂时，旧砂上残留的树脂膜在加热时会燃烧和碳化，同时产生VOC气体，对电磁感应加热器3的外部实施安装全封闭罩1，防止VOC气体外溢，同时在砂加热器出口处安装一个变频的引风机2，将VOC气体引入VOC分解器17进行分解成符合环保可排放的气体。

分解后热风一是回到砂加热器入口或作为工厂热气源利用，实现热能循环利用，多余热风经过冷却排放。VOC分解器17配置有电磁感应加热器3，由不锈钢管8和电磁感应线圈7组成，加热的温度控制在800℃-1000℃.在电磁感应VOC分解器17出口连接一个三通阀门16。

三通阀门16具有2个出口，一个出口可作二次热源利用回到不锈钢管8内或给工厂作为热气源，另一个出口进入冷却器4将温度降到70℃以下后排放。

在本方案中，采用电磁感应加热，区别于电阻加热、外加幅射管加热、燃气加热，其电磁感应加热的热能转换最高，因此，其节能效果也是最好，能够节省大量的经济成本。

同时，区别于电阻加热，电磁感应加热是通过金属上产生磁阻来产生的热量，该热量直接用来加热，在热量传递上损耗最少，生热的效率是其他的途径的一倍以上。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种用于铸造厂旧砂电磁感应加热热法再生机，包括砂定量单元，冷却器（4）、擦磨单元（5），其特征在于：还包括砂通过装置和VOC分解器（17）；

所述VOC分解器（17）包括引风机（2）和电磁感应加热器（3）；

电磁感应加热器（3）将砂通过装置输入的旧砂加热，加热时产生的气体通过引风机（2）引入VOC分解器（17）内被高温分解；

分解后的气体通过三通阀门（16）回到不锈钢管（8）内或经过冷却器（4）后排放；

所述电磁感应加热器（3）的外部安装全封闭罩（1），防止VOC气体外溢。

2.根据权利要求1所述的一种用于铸造厂旧砂电磁感应加热热法再生机，其特征在于：所述电磁感应加热器（3）包括不锈钢管（8）及外部缠绕的电磁感应线圈（7），将电能转换成热能。

3.根据权利要求2所述的一种用于铸造厂旧砂电磁感应加热热法再生机，其特征在于：所述砂通过装置包括呈倾斜安装的不锈钢管（8），其管入口高、出口低。

4.根据权利要求3所述的一种用于铸造厂旧砂电磁感应加热热法再生机，其特征在于：所述不锈钢管（8）内壁上设置有不锈钢导流板（9），不锈钢管（8）旋转带动管内砂翻转，并从入口向出口移动，不锈钢导流板（9）阻挡管内砂在壁内流动。

5.根据权利要求4所述的一种用于铸造厂旧砂电磁感应加热热法再生机，其特征在于：所述砂通过装置包括螺旋叶片推进器（14），其设置于不锈钢管（8）内。

6.根据权利要求5所述的一种用于铸造厂旧砂电磁感应加热热法再生机，其特征在于：所述不锈钢管（8）外表面附有隔热层（10），使热能集中在管壁和管内。

7.根据权利要求6所述的一种用于铸造厂旧砂电磁感应加热热法再生机，其特征在于：所述不锈钢导流板（9）和螺旋叶片推进器（14）的螺旋叶片均为发热体。

8.根据权利要求1所述的一种用于铸造厂旧砂电磁感应加热热法再生机，其特征在于：所述冷却器（4）倾斜安装，其由金属壳体和热交换器组成，金属壳体内和热交换器内通循环冷却水，在冷却器（4）出口安装有调砂流量闸阀和振动器。