CS268151B2 - Treatment of moulding sand especially by cooling and mixing and device for making thereof - Google Patents

Description

57) Řešení se týká úpravy formovacího piaku, zejména chlazením a míšením, při kterém vratný písek, přicházející v pískových hrudkách, se a přívodu vody a za prudkého pohybu mísí s dalšími látkami a homogenizuje, přičemž přívod vody, míšení a homogenizování písku se provádí ve vakuu. Zařízení к provádění tohoto způsobu tvoří nádrž (2) pro úpravu písku, opatřená přívodem (21) vody a mísícím hřídelem (15) a lopatkami (16a, 16b), která je hermeticky uzavřena a uzavíratalná spojena a vakuovou komorou (24) připojenou ke zdroji vakua.

CS 268 151 B2

Vynález se týká způsobu úpravy formovacího písku, zejména chlazením a míšením formovacího písku, při kterém vratný písek, přicházející v pískových hrudkách, se za přívodu vody a za prudkého pohybu mísí 3 dalšími látkami a homogenizuje, přičemž povrch pískových zrnek se alespoň částečné obalí pojivém.

Vynález se dále týká zařízení к provádění uvedeného způsobu, tvořeného nádrží pro úpravu písku, obsahující přívod vody, zejména rozstřikovací trubicí, a pohybové ústrojí, zejména mísící hřídel s lopatkami.

Úprava písku pro výrobu licích forem má v podstatě za úkol dosáhnout správného poměru míšení různých velikosti zrn, poměru podílů křemenného písku, pojivá, uhelného prachu a starého a nového písku, dále homogenizovat tuto směs, přitom zrno co nejvíce obalit pojivém, nastavit správnou vlhkost, odstranit néupotřebitelné Částice, Jako pískové hrudky, železo, prach, nastavit správnou teplotu písku a dopravit písek na místa upotřebení. Zpětně použitý podíl vratného písku, přicházejícího v pískových hrudkách, může činit ve směsi až 80 % i více. Jelikož vratný písek přichází v pískových hrudkách s vysokými teplotami, například 100 °C až 140 °C, Je zapotřebí, aby vratný písek byl ochlazen. Přitom často postačí ochlazení na teploty mezi přibližně 35 °C a 45 °C. Ochlazování vratného písku se většinou provádí pomocí vlhkosti a velkých množství vzduchu profukovaného pískem, aby se využil pro ochlazení výparný chlad. Množství vzduchu к tomu potřebné Je mimořádně vysoké. U úpravnického zařízení, které zpracovává přibližně 80 tun písku za hodinu, Je pro dostačující ochlazení zapotřebí několika set tisíc nP vzduchu za hodinu a vynaložení energie 160 kWh a více. Zařízení pro chlazení písku potřebují přiměřeně mnoho místa.

Ochlazený vratný písek se s dalšími látkami, zejména čerstvým pískem a pojivém, zavádí do mísícího zařízení. Přitom Jde zpravidla o dávkovači míchadla. Míšení a homogenizování se může provádět kolovými mlýny s obíhajícími hnětacími válci, které vedle mísícího účinku působí na písek také hnětacím účinkem. Častěji se však používá mísících zařízení a mísící nádržkou, která má na dně obíhající mísící lopatku, která materiál průběžně dopravuje v radiálním směru směrem ven a šikmo vzhůru a nejméně dva rotující vířivé agregáty, které shora sahají až těsně nad horní hranu mísících lopatek, zachycují písek a jiné složky a provádějí silné proviřování. Účelem tohoto víření Je, aby se vsázka zhomogenizovala v době co nejkratší, například 90 sekund, a aby Jednotlivá písková zrna byla na povrchu obalena pojivém.

Přesnější šetření ukázala, že se nedosahuje úplného obalení. Pojivo, kterým většinou je Jíl, nabývá pod účinkem prudkého pohybu podobu malých těstovítých plátků, které se Jen částečně ukládají na povrch pískových zrnek a zrnka také jen částečně obalují.

Pro rozviřování vsázky slouží většinou míchací hvězdice, které sahají až přímo к mísícím lopatkám na dně nádrže a Jsou poháněny otáčkami 1500 ot. min“¹ a vyššími.

Účelem vynálezu je vytvořit způsob, Jehož pomocí by nejen bylo zlepšeno míšení, nýbrž také chlazení, a to při menší spotřebě energie a místa.

Tato úloha se podle vynálezu řeší tím, že přívod vody, míšení a homogenizování písku se provádí ve vakuu. ·

Tento postup skýtá značné výhody. Především se ukázalo, že formovací písek, zpracovaný tímto způsobem, při jinak stejném zpracování a stejném složení, má při výrobě forem značně menší sklon ke zpětnému pružení a tak se dosahuje přesné formy a snazšího oddělování. Vysvětlení tohoto Jevu může spočívat v tom, že u známých mísících postupů se v pásmu míšení navzájem mísí a homogenizují nejen písek a pojivo a jiné pří sady, ale že u těchto postupů tvoří také vzduch složku míšení. Zejména při silnějším vířivém pohybu dosahuje vzduch v pásmu míšení vysokých rychlostí a může tak ve větší míře nepříznivě působit na přímé kladení plátků pojivá na povrch pískových zrnek. Mezi povrchem pískových zrnek a plátky pojivá se přitom hermeticky uzavřou malá množství vzduchu, která se ani při vysokých lisovacích tlacích při formování písku nedají vytlačit. Tím se nepříznivě ovlivňuje přilnutí vrstvy pojivá na povrch pískových zrn a i vzájemné ulpívání pískových zrn к sobě l·

CS 268 151 B2 navzájem. Malá uzavřená množství vzduchu zvyšují kromě toho elastičnost vylisovaných pískových forem.

Další značná výhoda postupu podle vynálezu záleží v tom, že podstatná část chladicího postupu může být prováděna při vlastním míšení. To je založeno na tom, že evakuací pásma míšení se vlhkoet, obsažená v písku nebo do něho vpravená, nejen odpaří, nýbrž i vypaří a tak je schopna pojmout podstatně více tepla z vratného písku a toto teplo odvádět. Ochlazením vratného písku uvnitř pásma míšení se umožní, buč. vůbec upustit od obvyklých zařízení pro chlazení písku nebo aby tato zařízení byla značně menší, například jako předběžná chladicí ústrojí. Jelikož dále u způsobu podle vynálezu se teplo odvádí pomocí páry uvnitř uzavřeného systému, totiž evakuovaného systému, lze jednoduše teplo takto z množství písku uvolněné odvést к dalšímu užitečnému upotřebení.

Zařízení к provádění tohoto způsobu Je podle vynálezu upraveno tak, že nádrž je hermeticky uzavřena a uzavíratelně spojena s vakuovou komorou, připojenou ke zdroji vakua.

Tímto zařízením se nejsa značně podporuje a zlepšuje obalení pískových zrnek pojivém, nýbrž se také díky kompaktní konstrukci uspoří energie ve velkém rozsahu.

Vynález Je blíže vysvětlen na Jednoduchém příkladu provedení, a to ve spojení s výkresem, který znázorňuje zařízení к úpravě formovacího písku podle vynálezu ve svislém řezu.

Úpravárenské zařízení Д podle vynálezu zahrnuje nádrž 2, která v horní části má plnicí otvor 3, a to na dolním konci plnicí šachty 4, které Je přiřazeno uzavírací Šoupátko 5 a propouštěcím otvorem 5a, ovládané posuvným ústrojím 6. Na výkrese je uzavírací šoupátko 5 znázorněno v uzavřené poloze. Nad uzavíracím šoupátkem 5 se plnicí šachta 4 rozšiřuje do plnící násypky 7·

Nádrž 2, tvořící pásmo míšení, Je uzavřená, má však ve dnu otvor, kterým může být její obsah vyprázdněn. Spodnímu otvoru je přiřazen uzávěr 8, který je výkyvně uložen na otočném čepu 9 a ovládacím ústrojím 10 může být uveden do zavírací, popřípadě otevírací polohy.

Uprostřed v nádrži 2 Je uložen mí sici hřídel 15 na čepu И, který vyčnívá dnem směrem ven a na kterém je upravena řemenice J^2 s hnacím řemenem 22· Mísící hřídel Je vybaven mísícími nástroji. Úlohou těchto nástrojů je, aby písek naplněný do nádrže 2 udržovaly v trvalém vířivém pohybu, aby stále byl uvolňován nebo obnažován co největší povrch částic písku a současně aby se na materiál silně působilo. Ve znázorněném příkladu jsou za tím účelem na hřídeli 15 upraveny lopatky 1ба, ДбЬ, které jsou rozděleny do dvou skupin a mají opačné šikmé postavení lopatkových ploch. Uspořádání je provedeno tak, že dolní sada lopatek H>a přijímá pískový materiál z oblasti dna a vrhá Jej směrem vzhůru, zatímco horní sada lopatek 2^b zachycuje vzhůru vymrštěný materiál a urychluje jej jak ve směru к obvodu, tak i v opačném směru směrem dolů. Z toho vyplývá intensivní proviřování materiálu uvnitř nádrže 2.

Nad mísícím hřídelem 15 je umístěno ústrojí, které soustředně obklopuje plnicí otvor 3 a slouží к přivádění vlhkosti v podobě páry nebo vody nebo к přivádění jiných tekutých přídavných látek. Za tím účelem je upravena prstencová rozstřikovací trubice 20 s velkým počtem jemných výstupních otvorů, která Je přes přívodní potrubí 22 připojovatelná na zdroj vlhkosti, popřípadě přes nenaznačené regulační ventily.

Vlastní nádrž 2 je směrem nahoru uzavřena propustnou deskou 22, například ze spékaného kovu, která částice pevných látek v nádrži 2 zadržuje, avšak v podstatě bez překážky propouští páry a vzduch. Čištění této desky 22 v časových intervalech může být prováděno například nárazem stlačeného vzduchu, namířeného na nádrž 2.

Nádrž 2 je obklopena soustřednou vakuovou komorou 24, která je zvenčí uzavřena skříní

23· Vakuová komora 24 je s nádrží 2 v uzavíratelném spojení pres otvory 26 a horní prostor nad propustnou deskou 22. Připojovací hrdlo 25 slouží pro připojení vakuové komory 24 na neznázorněný zdroj vakua.

CS 268 151 B2 3

Uvnitř vakuové komory 24 jsou umístěny chladicí hady 27, které jsou připojeny к tepelnému čerpadlu na straně příjmu tepla. Chladicí hady 27 jsou přes hrdla 28. 29, vyčnívající vně> připojeny na oběh chladicího zařízení, například tepelného čerpadla, Neznázorněné vyprazdňovací zařízení ve dnu vakuové komory 24 umožňuje vyplavení nebo odvedení kapaliny, shromažďující se ve vakuové komoře 24·

Při uvedení do provozu se nádrž 2 naplní horkým vratným pískem a pojivém plnicí násypkou 7 při otevřeném uzavíracím šoupátku 5. Potom se šoupátko 5 důkladně hermeticky uzavře. Naplněné složky mohou být nejdříve navzájem míšeny v podstatě v suchém stavu. Po hermetickém uzavření nádrže 2 se v nádrži 2 začne vytvářet vakuum spojením s vakuovou komorou 24, takže vzduch z nádrže 2 a z naplněného množství materiálu se v podstatě odvádí více nebo méně nárazovitě. Suché míšení nastává přitom ve vakuu, takže pojivo se může stejnoměrně a nerušeně ukládat na volné povrchy pískových zrnek.

Na začátku míšení nebo po určité době míšení se к písku přivede vlhkost prstencovou rozstřikovací trubicí 20. Navlhčení je přitom mimořádně rychlé a rovnoměrné, jelikož vlhkost se dmýchá do rozvířeného písku. Páry, vznikající při nárazu na zrnka písku, se neustále a rychle odvádějí z nádrže 2 a vedou se kolem chladicích hadů 27· Přitom kapalina kondenzuje a shromažďuje se na dnu vakuové komory 24· Tímto způsobem se naplněné množství materiálu rychle a spolehlivě ochladí na žádanou hodnotu teploty.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob úpravy formovacího písku, zejména chlazením a míšením, při kterém vratný písek, přicházející v pískových hrudkách, se za přívodu vody a za prudkého pohybu mísí s dalšími látkami a homogenizu j e, přičemž povrch pískových zrnek se alespoň částečně obalí pojivém, vyznačující se tím, že přívod vody, míšení a homogenizování písku se provádí ve vakuu.
2. 2. Zařízení к provádění způsobu podle bodu 1, tvořené nádrží pro úpravu písku, obsahující přívod vody, zejména rozstřikovací trubicí, a pohybové ústrojí, zejména mísící hřídel s lopatkami, vyznačující se tím, že nádrž (2) je hermeticky uzavřena a uzavíratelně spojena s vakuovou komorou (24) připojenou ke zdroji vakua.