DD155237A5

DD155237A5 - METHOD AND DEVICE FOR PREPARING, ESPECIALLY COOLING AND MIXING FORMSAND

Info

Publication number: DD155237A5
Application number: DD80225973A
Authority: DD
Inventors: Rolf Wedek; Lothar Meiritz
Original assignee: Wagner & Co Alfelder Masch
Priority date: 1979-12-27
Filing date: 1980-12-11
Publication date: 1982-05-26
Also published as: DE2952403C2; SE441158B; FR2472433A1; GB2066683A; JPS56102342A; CH649482A5; IT1133738B; FR2472433B1; CS268151B2; IT8025710A0; DE2952403A1; JPS5842773B2; SE8007383L; GB2066683B

Abstract

Waehrend das Ziel der Erfindung darin zu sehen ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung der gattungsgemaessen Art so auszubilden, dass der technologische Prozess rationeller und energiesparender sowie einen geringeren Platz beanspruchend durchfuehrbar ist, besteht die Aufgabe darin, Massnahmen vorzusehen, mit deren Hilfe nicht nur der Mischvorgang verbessert, sondern auch die Kuehlung und Mischung insgesamt effektiver gestaltet werden koennen, wobei eine vollstaendige Ummantelung der Sandkoernchen angestrebt wird. Dieses wird im wesentlichen dadurch erreicht, dass beim Wiederaufbereiten von Formsand durch Kuehlen und Mischen die Kornoberflaeche des aus dem Sandballen anfallenden Sandes unter Aufwirbeln des Sandes in einer nach aussen abgedichteten Mischkammer unter Erzeugung eines Vakuums mit einem Bindemittel ummantelt wird. Dem Sand noch innewohnende Waerme wird durch Abfuehren und Kondensieren von Wasserdampf im Vakuum abgefuehrt.While the object of the invention is to provide a method and a device of the generic type in such a way that the technological process can be carried out more rationally and energy-saving as well as taking up less space, the task is to provide measures by means of which not only the Improved mixing process, but also the cooling and mixing can be made more effective overall, with a complete sheathing of Sandkoernchen is sought. This is achieved essentially by the fact that in the recycling of molding sand by cooling and mixing, the grain surface of the resulting from the sand ball sand is whirling the sand in an outwardly sealed mixing chamber to form a vacuum with a binder coated. The heat still inherent in the sand is dissipated by removing and condensing water vapor in a vacuum.

Description

Berlin, den 12.2*1981Berlin, 12.2 * 1981

AP B 22 C/225 973 2 5 973 - 1". .58 365/26AP B 22 C / 225 973 2 5 973 - 1 ". .58 365/26

Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten, insbesondere Kühlen und Mischen, von FormsandProcess and apparatus for processing, in particular cooling and mixing, foundry sand

A η we η d u η g s cje bjie t^ d er ErfindungA η we η d u η g s cje bjie tth he invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbereiten, insbesondere Kühlen und Mischen, von Formsand, bei denen der aus dem Sandballen anfallende gebrauchte Sand gekühlt, ggf. gereinigt und unter Zugabe von Wasser mit weiteren Stoffen unter starker Agitation gemischt und homogenisiert wird, wobei die Sandkornoberfläche wenigstens teilweise mit einem Bindemittel ummantelt wird«The invention relates to a method and apparatus for processing, in particular cooling and mixing, of molding sand, in which the used sand obtained from the sand bale is cooled, optionally cleaned and mixed with other materials under strong agitation and homogenized with the addition of water, wherein the sand grain surface is at least partially covered with a binder «

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Die Sandaufbereitung für die Herstellung von Gießereiformen hat im wesentlichen die Aufgabe, das richtige Mischungsverhältnis der Korngrößen und des Verhältnisses der Anteile an Quarzsand, Binder, Kohlenstaub sowie Alt- und Neusand herzustellen, die Mischung zu homogenisieren, dabei das Korn mit Binder weitgehend zu ummanteln, die richtige Feuchtigkeit einzustellen, unbrauchbare Bestandteile, wie Sandklumpen, Eisen, Staub, zu entfernen, die richtige Sandtemperatur einzustellen und den Sand an die Verbraucherstellen vveiterzubefordern* Der wiederver.wen'dete Anteil des aus dem Sandballen anfallenden gebrauchten Sandes kann bis zu 80 % und mehr betragen«, Da der Sand'aus dem Sandballen mit erhöhten Temperaturen von beispielsweise 100 C bis 140 C anfällt., ist es notwendig, den gebrauchten Sand vor dem Einfüllen in die Mischvorrichtung zu kühlen« Dabei be™The sand preparation for the production of foundry molds has essentially the task of producing the correct mixing ratio of the particle sizes and the ratio of the proportions of quartz sand, binder, pulverized coal and old and new sand, to homogenize the mixture while largely coating the grain with binder, to adjust the correct humidity, to remove unusable components, such as sand lumps, iron, dust, to set the correct sand temperature and to forward the sand to the consumer points * The recycled portion of the used sand arising from the sand bale can reach up to 80 % and Since the sand from the sand bale produces elevated temperatures of, for example, 100 C to 140 C, it is necessary to cool the used sand before it is introduced into the mixing device

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gnügt man sich häufig mit einer Abkühlung auf Temperaturen zwischen etwa 35 ⁰C und 45 C, Das Abkühlen des Sandes erfolgt zumeist mit Hilfe von Feuchtigkeit und großen Mengen an durch den Sand geblasener Luft, um so für die Abkühlung die Verdunstungskälte ausnutzen zu können. Die dafür benötigten Luftmengen sind außerordentlich hoch. Bei einer Aufbereitungsanlage, die etwa 80 t Sand pro Stunde verarbeitet f wird zur ausreichenden Kühlung eine Luftmenge von mehreren Hunderttausend m pro Stunde und ein Energieaufwand von bis zu 160 kWh und mehr benötigt« Die Anlagen für die Kühlung des Sandes haben einen entsprechend hohen Platzbedarf,gnügt is frequently with cooling to temperatures between about 35 ⁰ C and 45 C, the cooling of the sand is usually carried out by means of moisture and large quantities of the sand blown air in order to be able to utilize the latent heat of evaporation for cooling. The required air volumes are extremely high. In a processing plant which processes about 80 tons of sand per hour, sufficient air cooling requires several hundred thousand meters per hour of air and an energy consumption of up to 160 kWh and more. "The systems for cooling the sand require a correspondingly large amount of space.

Der gekühlte Sand wird mit anderen Stoffen, insbesondere Frischsand und Bindemittel, in eine Mischeinrichtung gegeben« Hierbei handelt es sich in aller Regel um Chargenmischer» Das Mischen und Homogenisieren kann mit Hilfe von Kollergängen mit umlaufenden Knetwalzen erfolgen, die neben einer Mischwirkung auch eine Knetwirkung auf den Sand ausüben« Häufiger sind jedoch Mischeinrichtungen mit einem Mischbehälter eingesetzt, die am Boden einen umlaufenden, das Gut fortlaufend in radialer Richtung nach außen und schräg nach oben fördernden Rührflügel sowie zwei oder mehr als zwei von oben bis dicht über die Oberkante der Rührflügel ragende rotierende Wirbelaggregate aufweisen, die den Sand und die Bestandteile erfassen und im starken Maße aufwirbeln» Der Zweck dieser Aufwirbelung ist es_e innerhalb kürzester Zeit, z. B, 90 Sek„, die Charge zu homogenisieren und die einzelnen Sandkörnchen oberflächlich mit einem Bindemittel zu ummanteln» 'The cooled sand is placed in a mixing device with other substances, in particular fresh sand and binder. "These are usually batch mixers. Mixing and homogenizing can be carried out with the help of edge-runners with rotating kneading drums which, in addition to a mixing action, also have a kneading effect More often, however, mixing devices are used with a mixing container, which at the bottom of a circulating, the Good continuously in the radially outward and obliquely upwardly promoting agitating and two or more than two from top to close above the top of the impeller protruding rotating Have vortex units that capture the sand and the constituents and whirl up to a large extent »The purpose of this Aufwirbelung it _e within a short time, for. B, 90 seconds "to homogenize the batch and to coat the individual grains of sand superficially with a binder» '

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Genauere Untersuchungen haben gezeigt, daß eine vollständige Ummantelung nicht erreicht wird» Das zumeist tonhaltige Bindemittel nimmt unter der Wirkung der Agitation die Form kleiner teigartiger Lappen an, die sich nur teilweise an die Oberfläche der Sandkörner anlegen und diese auch nur teilweise ummanteln»More detailed investigations have shown that a complete sheathing is not achieved. "The mostly clay-containing binder takes on the form of small doughy lobes under the action of agitation, which only partially attach themselves to the surface of the grains of sand and only partially encase them"

Zur Aufwirbelung der Charge dienen zumeist Rührsterne, die bis unmittelbar an den am Boden laufenden Rührflügel reichen und mit D_rehzahlen von 1*500 U/min und mehr angetrieben werden,To fluidize the batch are mostly Rührsterne that reach directly to the current at the bottom impeller, and are driven with D _r ehzahlen of 1 * 500 U / min and more,

,Ziel der Erfindung, Aim of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zum Aufbereiten, ins~ besondere Kühlen und Mischen, von Formsand so auszubilden, daß der technologische Prozeß rationeller und energiesparender sowie einen geringeren Platz beanspruchend durchführbar ist«The object of the invention is to provide a method and a device of the generic type for processing, in particular cooling and mixing, of molding sand in such a way that the technological process can be carried out in a more rational and energy-saving manner and with less space.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und.· eine 'Vorrichtung zum Aufbereiten, insbesondere Kühlen und Mischen, von Formsand zu schaffen, mit dessen Hilfe nicht nur der Mischvorgang verbessert, sondern auch Kühlung und Mischung insgesamt wesentlich effektiver gestaltet werden können, wobei eine vollständige Ummantelung der Sandkömcnen angestrebt wird« The invention has for its object to provide a method and. '' An apparatus for processing, especially cooling and mixing, of molding sand, with the help of which not only the mixing process improved, but also cooling and mixing can be made much more effective overall, wherein a complete sheathing of sand grains is desired «

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225973 AP B 22 C/225 973225973 AP B 22 C / 225 973

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sand und das Bindemittel in einem Vakuum, d, h. in einer Mischzone mit gegenüber der Umgebungsatmosphäre stark herabgesetztem Druck gemischt werden.This object is achieved in that the sand and the binder in a vacuum, d, h. be mixed in a mixing zone with respect to the ambient atmosphere greatly reduced pressure.

Dabei werden vorteilhafterweise Sand und Wasser in eine gegenüber der Außenatv-rnosphäre abgedichtete Mischzone eingebracht und aufgewirbelt und in der Mischzone ein Vakuum erzeugt, wobei Gase und Dämpfe aus aer Mischzone abgeführt werden«Advantageously sand and water are introduced into an over-the Außenatv rnosphäre sealed mixing zone and whirled up and creates a vacuum in the mixing zone, said gases and vapors are discharged from the mixing zone aer "

Diese Verfahrensweise bietet wesentliche Vorteile* Zunächst hat sich gezeigt, daß der auf diese Weise behandelte Formsand bei sonst gleicher Behandlung und gleicher Zusammen« setzung beim Ausformen wesentlich weniger Rückfederungsvermögen und so eine höhere Formgenauigkeit und eine Erleichterung beim Trennen zeigt« Eine Erklärung dafür könnte darin bestehen, daß bei den bekannten Mischverfahren in der Mischzone nicht nur Sand und Bindemittel und andere zugehörige Zuschlagstoffe miteinander vermischt und homogenisiert werden, sondern öa& bei diesen Verfahren auch die Luft einen Mischungsbestandteil bildet» Insbesondere bei stärkerer Aufwirbelung erreicht die Luft in der Mischzone hohe Geschwindigkeiten und kann so im stärkeren Maße die unmittelbare Anlegung der Bindemittellappen an die Oberfläche der Sandkörner beeinträchtigen« Insbesondere besteht die Gefahr_f daß zwischen Sandkornoberfläche und Bindemittellappen jeweils geringe Mengen an Luft hermetisch eingeschlossen werden* die sich auch unter den hohen Preßdrücken beim Ausformen des Sandes nicht herausquetschen lassen_β Dadurch wird die Haftung der Bindemittelschicht auf der Sandkornoberfläche ebenso wie die Haftung der Sandkörner This procedure offers considerable advantages. First, it has been found that the molding sand treated in this way, with the same treatment and the same composition during molding, has substantially less resilience and thus a higher dimensional accuracy and a separation easiness. One explanation for this could be therein that in the known mixing method in the mixing zone not only sand and binder and other associated additives are mixed together and homogenized, but öa & in these methods, the air forms a mixture component »Especially at higher turbulence, the air reaches high speeds in the mixing zone and can so the greater extent affect the immediate application of the binder flap to the surface of the sand grains "in particular, there is a risk that _f between sand grain surface and binder lobes each small amounts of air hermetically eingesch be lossen * which can not be squeezed out even under the high compression pressures in molding sand _β This is the adhesion of the binder layer on the sand grain surface as well as the liability of the sand grains

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untereinander beeinträchtigt. Die geringen eingeschlossenen Luftmengen erhöhen außerdem die Elastizität der abgepreßten Sandformen,affected each other. The small amount of trapped air also increases the elasticity of the squeezed sand molds,

Nach einem weiteren Merkmal zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, daß der gebrauchte Sand mit einer vom vorangegangenen Abgießen herrührenden erhöhten Temperatur in die Mischzone eingebracht, der Druck in der Mischzone wenigstens bis zu einem von der jeweiligen Sandtemperatur abhängigen Verdampfungsdruck abgesenkt wird* worauf in die Mischzone Wasser in einer solchen Menge eingebracht wird, daß mit dem Dampf eine vorbestimmte Wärmemenge aus der Sandfüllung abgeführt wird»According to a further feature, the method is characterized in that the used sand is introduced into the mixing zone at an elevated temperature resulting from the previous casting, the pressure in the mixing zone is lowered at least to an evaporation pressure dependent on the respective sand temperature * which is in the mixing zone Water is introduced in such an amount that with the steam a predetermined amount of heat is removed from the sand filling »

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, daß ein wesentlicher Teil des Abkühlvorganges während des eigentlichen Mischvorganges ausgeführt werden kann. Dies beruht darauf, daß durch die Evakuierung der Mischzone die in der Sandmenge enthaltene oder eingebrachte Feuchtigkeit nicht mehr nur verdunstet, sondern verdampft und so imstande ist, wesentlich mehr Wärme aus der gebrauchten Sandmenge aufzunehmen und abzuführen«, Durch die Abkühlung des gebrauchten Sandes innerhalb der Mischzone wird es möglich, entweder auf die üblichen Sandkühlvorrichtungen ganz zu verzichten oder aber diese wesentlich kleiner, Z₄ B₉ nur in Form einer Vorkühleinrichtung, auszubilden. Da weiterhin bei dem neuen Verfahren die Abführung der Wärme mit Hilfe des Dampfes innerhalb eines geschlossenen Systems,, nämlich des evakuierten Systems, erfolgt, ist es auf einfache Weise möglich, die so aus der Sandmenge abgezogene Wärme nutzbringend wiederzugewinnen. Zu diesem Zweck'.ist es vorteilhaft, die aus der Mischzone abgezogenenAnother significant advantage of the new method is that an essential part of the cooling process can be performed during the actual mixing process. This is due to the fact that the evacuation of the mixing zone, the moisture contained in the amount of sand or introduced not only evaporates, but evaporates and is able to absorb much more heat from the amount of sand used and dissipate ", By cooling the used sand within the Mixing zone, it is possible either completely dispense with the usual sand cooling devices or this much smaller, Z ₄ B ₉ only in the form of a pre-cooler to train. Further, since in the new method, the removal of the heat by means of steam within a closed system, namely the evacuated system, takes place, it is possible in a simple manner to profitably recover the thus extracted from the amount of sand heat. For this purpose, it is advantageous to withdraw those withdrawn from the mixing zone

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Dämpfe, vorzugsweise unter Aufrechterhaltung des Vakuums, an Kondensationsflächen abzukühlen und zu kondensieren.Vapors, preferably while maintaining the vacuum, to cool condensation surfaces and to condense.

Wesentlich ist dabei, daß das Vakuum in der Mischzone auf einen Wert gebracht wird, der gewährleistet, daß bei dem verbleibenden Druck und der Temperatur des Sandes die eingebrachte Feuchtigkeit nicht verdunstet, sondern verdampft« Ein Druck unter 17 Torr, vorzugsweise um etwa IO Torr, hat sich als zweckmäßig erwiesen.It is essential that the vacuum in the mixing zone is brought to a value that ensures that at the remaining pressure and the temperature of the sand, the introduced moisture does not evaporate, but evaporates "A pressure below 17 Torr, preferably by about 10 Torr. has proved to be useful.

Die Kühlung und Kondensation der nahezu gasfreien Dampfatmosphäre erfolgen zweckmäßigerweise mit Hilfe des wärmeaufnehmenden Teiles einer Wärmepumpe, die die dabei zurückgewonnene Wärme an einen Wärmeverbraucherkreis weiterleitet.The cooling and condensation of the virtually gas-free vapor atmosphere are expediently carried out with the aid of the heat-absorbing part of a heat pump, which forwards the heat recovered to a heat consumer circuit.

Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn der gebrauchte Sand in die Mischzone mit einer Temperatur zwischen 50 und 90 C, vorzugsweise zwischen 55 und 80 ⁰C, eingeführt wird. Bei einer Charge von z„ B. 2 t kann in einer Mischzeit zwischen 60 Sek. und 180 Sek. die Temperatur des Sandes auf einen Wert zwischen 30 und 40 C abgesenkt werden«In a practical embodiment, it has proved to be useful when the used sand in the mixing zone with a temperature between 50 and 90 C, preferably between 55 and 80 ⁰ C, is introduced. With a batch of z "B. 2 t, the temperature of the sand can be lowered to between 30 and 40 C in a mixing time between 60 seconds and 180 seconds."

Es hat sich in einigen Fällen als zweckmäßig, erwiesen, wenn nach dem Füllen des Mischbehälters die Mischung zu» nächst aufgewirbelt und der Mischbehälter evakuiert wird, worauf nach vorbestimmter Mischzeit von beispielsweise 30 Seke Wasser in die aufgewirbelte Mischung eingebracht, vorzugsweise eingespritzt oder eingesprüht wird,. Es kann in anderen Fällen auch günstig sein« zunächst den gebrauchten Sand mit Wasser aufzuwirbeln und dia Mischzone zu evakuieren und nach vorbestimmten Mischzeit erst dasIt has proven to be expedient in some cases if, after filling the mixing container, the mixture is stirred up to the nearest and the mixing container is evacuated, after which a predetermined mixing time of, for example, 30 sec of water is introduced into the fluidized mixture, preferably injected or sprayed in, , In other cases, it may also be beneficial to first stir up the used sand with water and to evacuate the mixing zone and, after a predetermined mixing time, first to do so

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Bindemittel zuzugeben.Add binding agent.

Um die Kühlleistung unter weiterer Einsparung an Energie und Platzbedarf zu vergrößern, ist es zweckmäßig, der Mischzone eine oder mehrere Vorkühlzonen vorzuschalten. Dabei kann jode Vorkühlzone ebenfalls chargenweise beschickt werden. Es ist dabei zweckmäßig, die Vorkühlzonen jeweils ebenfalls als gegenüber der Außenatmosphäre ab~ geschlossene Zonen auszubilden, um die auch hier über die zugoführte Feuchtigkeit abzuführende Wärmemenge über eine Auskondensierung der Feuchtigkeit an Kühlflächen, z. B. einer Wärmepumpe, wiederzugewinnen» Dabei kann die Kühlung durch Verdunstung erfolgen« Zweckmäßigerweise erfolgt jedoch die Kühlung auch hier durch Verdampfung der Feuchtigkeit, indem auch die Vorkühlzone unter Aufwirbelung von Sand und Wasser evakuiert wird und mit der Evakuierung die entstehenden Dämpfe abgeführt und an Kondensatorflächen auskondensiert werden«In order to increase the cooling capacity while further saving energy and space, it is expedient to connect one or more precooling zones to the mixing zone. In this case, the pre-cooling zone can also be charged in batches. It is expedient to form the precooling zones in each case also as compared to the outside atmosphere from ~ closed zones in order to dissipate the amount of heat to be dissipated via the zugoführt moisture on a Auskondensierung of moisture to cooling surfaces, eg. However, the cooling also takes place here by evaporation of moisture by the precooling is evacuated under fluidization of sand and water and removed with the evacuation of the resulting vapors and condenser surfaces be condensed out «

Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel haben sich zwei Vorkühlzonen als zweckmäßig erwiesen, indem in der ersten Vorkühlzone der Sand von einer Temperatur von 120 C auf etwa 80 ⁰C und in einer zweiten Vorkühlzone von etwa 80 ⁰C auf etwa 55 ⁰C abgekühlt wurde*In a practical embodiment, two pre-cooling zones have been found to be useful in that the sand was cooled in the first precooling zone from a temperature of 120 C to about 80 ⁰ C and in a second precooling zone of about 80 ⁰ C to about 55 ⁰ C.

Vorzugsweise wird der Mischbehälter bzw» der Vorkühlbehälter jeweils mit den zugehörigen Einrichtungen in ein eine Vakuumkammer bildendes Gehäuse vollständig eingeschlossen mit Ausnahme der zur Beschickung und Entleerung dienenden, nach außen hermetisch abdichtenden Einlassen und Auslässen. Der Behälter weist dabei zweckmäßigerweise mehrere in Umfangsrichtung verteilte großflächige Öffnungen zu derPreferably the mixing container is or "the Vorkühlbehälter respectively connected to the associated equipment completely enclosed in a vacuum chamber forming a housing with the exception of the serving for charging and discharging, to the outside the hermetically sealing inlets and outlets. The container expediently has a plurality of circumferentially distributed large-area openings to the

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ringförmigen Vakuumkammer auf, welche Öffnungen über Ventileinrichtungen gesteuert freigelegt und geschlossen werden können« Oeder Behälter weist außerdem im Inneren wenigstens einen Spritz- oder Sprühkopf zur Zuführung des Wassers auf« Die zugehörigen Ventileinrichtungen, die zur Agitation dienenden Vorrichtungen und Antriebe können sämtlich innerhalb des äußeren Gehäuses, also im Vakuum, angeordnet sein. Das äußere Gehäuse ist hinreichend großvolurnig, um bei gesteuertem Freilegen der Verbindungsöffnungen innerhalb der gewünschten Zeit das gewünschte, zur Verdampfung der Feuchtigkeit ausreichende Vakuum innerhalb des Behälters zu erzeugen* Zweckmäßigerweise sind auch die zum Niederschlagen der Feuchtigkeit dienenden gekühlten Kondensationsflächen innerhalb des Gehäuses angeordnet. Die zugehörige Kühleinrichtung, insbesondere Wärmepumpe, kann außerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Die Einstellung des erforderlichen Vakuums "innerhalb der Vakuumkammer kann über eine angeschlossene Vakuumvorrichtung während der Entleerungs- und Beschickungszeiten des Behälters erfolgen,» In diesem Falle spielt es keine Rolle, wenn bei Freilegen der Verbindungsöffnungen zwischen Vakuumkammer und Mischzone Sandteilchen durch die entstehende Strömung mitgerissen werden« Die mitgerissenen Sandteilchen kommen in der Vakuumkammer zur Ruhe, setzen sich dort am Boden ab und können über eine Schleuse leicht abgeführt werden» Es ist auch möglich, durch Filter oder Schikanen ein Mitreißen von Sand aus der Mischzone in die Vakuumkammer zu unterbinden* Zweckmäßigerweise weist die Wasserzuführungseinrichtung wenigstens einen im Behälter angeordneten Sprühkopf auf«In addition, the container may be internally provided with at least one spray or spray head for supplying the water. The associated valve means, the agitation devices and drives may all be located within the outer casing , so in a vacuum, be arranged. The outer casing is sufficiently voluminous to provide, within the desired time, the desired vacuum sufficient to vaporize the moisture within the container upon controlled exposure of the communicating holes. Conveniently, the cooled condensing surfaces serving to deposit the moisture are also disposed within the casing. The associated cooling device, in particular heat pump, can be arranged outside the housing. The adjustment of the required vacuum "within the vacuum chamber can take place via a connected vacuum device during the emptying and charging times of the container." In this case it does not matter if sand particles are entrained by the resulting flow when exposing the connecting openings between the vacuum chamber and the mixing zone. " The entrained sand particles come to rest in the vacuum chamber, settle there on the ground and can be easily removed via a lock. "It is also possible to prevent entrainment of sand from the mixing zone into the vacuum chamber by means of filters or baffles Water supply device at least one arranged in the container spray head on «

12.2,1981 AP B 22 C/225 973 225973 -9- 58 365/2612.2.1981 AP B 22 C / 225 973 225973 -9- 58 365/26

Durch das Einsprühen oder Einspritzen des Wassers in das aufgewirbelte Sandbett in der Mischzone oder Vorkühlzone läßt sich die Zuführung der Feuchtigkeit wesentlich genauer als bisher steuern. Hinzu kommt, daß durch das unmittelbare Einsprühen in das aufgewirbelte Sandbett die Feuchtigkeit viel rascher mit der großen Gesamtoberfläche der Sandkörner in Kontakt gelangt, Wärme aufnehmen und unmittelbar wieder verdampfen kann» Wichtig ist nur, daß man darauf achtet, daß das Wasser in Tröpfchenform eingebracht wird, um ein Verdampfen des Wassers vor Kontakt mit der Sandoberfläche möglichst zu unterdrücken«By injecting or injecting the water into the fluidized sand bed in the mixing zone or precooling zone, the supply of moisture can be controlled much more accurately than before. In addition, by directly spraying into the fluidized bed of sand, the moisture gets into contact much more quickly with the large total surface of the grains of sand, absorbs heat and can evaporate immediately. "It is only important to ensure that the water is introduced in droplet form to suppress evaporation of water from contact with the sand surface as much as possible «

Erfolgt die Vorkühlung des gebrauchten Sandes nicht im Vakuum, so wird die die Feuchtigkeit aufnehmende Luft im geschlossenen Kreis in Zirkulation gehalten, wobei in dem Umluftkreis die Kühl- und Kondensationsflächen einer Kühleinrichtung, insbesondere einer Wärmepumpe,»angeordnet sind,If the pre-cooling of the used sand does not take place in a vacuum, then the moisture-absorbing air is kept in circulation in a closed circuit, the cooling and condensation surfaces of a cooling device, in particular a heat pump, being arranged in the circulating air circuit,

Die Vorrichtung zum Zuführen von gebrauchtem Sand ist mittels vom letzten Abguß heißen Sandes beschickbar. Dabei besteht.die Möglichkeit, daß die Vorrichtung zum Zuführen von gebrauchtem Sand aus einer Vorkühleinrichtung beschickbar ist*The device for supplying used sand is fed by means of hot sand from the last casting. There is the possibility that the device for feeding used sand from a pre-cooling device can be charged *

Zweckmäßigervveise weist die Vorkühleinrichtung einen gegenüber der Außenatmosphäre abdichtbaren Vorkühlbehälter für den vom Abguß heißen gebrauchten Sand, eine Agitationsvorrichtung, eine Vorrichtung zum Zuführen, insbesondere Einsprühen, von Wasser und eine geschlossene Einrichtung zur Absaugung der 'heißen und feuchten Gase und Dämpfe auf_# Ein weiteres Merkmal ist auch darin zu sehen, daß die Absaugvorrichtung ein Sauggebläse aufweist, das in einem ge~ schlos'senen, eine Kühl- und Kondensationseinrichtung auf«·Zweckmäßigervveise, the pre-cooling a to the outside atmosphere sealable Vorkühlbehälter for the hot from casting used sand, an agitation device, a device for supplying, in particular spraying, of the water and a closed device for the extraction of 'hot and humid gases and vapors to _# Another feature can also be seen in the fact that the suction device has a suction fan, which in a closed, a cooling and condensing device on «

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AP B 22 C/225AP B 22 C / 225

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weisenden Gaskreislauf an den Vorkühlbehälter angeschlossen ist. Schließlich besteht ein Merkmal auch darin, daß die Absaugvorrichtung eine mit einer Vakuumeinrichtung versehene Vakuumkammer aufweist, die eine Kühl- und Kondensationseinrichtung sowie eine durch Ventile oder dgl, verschließbare Saugöffnung zu dem Vorkühlbehälter hin aufweist.pointing gas circuit is connected to the pre-cooling tank. Finally, one feature is also that the suction device has a vacuum chamber provided with a vacuum chamber, which has a cooling and condensing device and a valve or the like, closable suction opening to the pre-cooling down.

Auf diese Weise wird nicht nur die Ummantelung der Sand™ körnchen mit Bindemittel wesentlich gefördert und verbessert, sondern es wird bei sehr kompakter Bauweise im großen Umfange Energie eingespart»In this way, not only the sheathing of sand grains with binder is significantly promoted and improved, but it saves energy in a very compact design on a large scale »

Vorkühl- und Mischzone können auch in dem gleichen Vakuumgehäuse angeordnet werden, so daß die darin vorgesehenen Kühl- und Kondensationsflächen zum Auskondensieren der Feuchtigkeit aus beiden Zonen gleichermaßen dienen.Pre-cooling and mixing zone can also be arranged in the same vacuum housing, so that the cooling and condensation surfaces provided therein for condensing the moisture from both zones equally serve.

Es ist auch möglich, den Füll« und Entleerungsöffnungen der Vorkühl» und Mischbehälter Druckschleusen zuzuordnen, so daß das Innere der Behälter ständig unter einem Vakuum verbleiben kann_e In diesem Fall kann die Vakuumkammer mit dem Inneren der Behälter in ständig freier Strömungsverbindung stehen.It is also possible to assign the fill "and emptying openings of the precool" and mixing tank pressure locks, so that the interior of the container constantly may remain under a vacuum _e In this case, the vacuum chamber with the interior of the container may be in continuously free flow connection.

Unter "Vakuum" wird hier ein gegenüber der Umgebung deutlich herabgesetzter Luftdruck und nicht eine auch von Dämpfen freie Atmosphäre verstanden,,By "vacuum" is meant a much lower atmospheric pressure than the environment, and not an atmosphere free of vapors,

Ausf^jJhjrunqsbeispieJL^Ausf ^ ^ jJhjrunqsbeispieJL

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines einfachen Aus™ führungsbeispiels näher erläutert»The invention will be explained in more detail below with reference to a simple embodiment.

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^/Ο -11- 58 365/26 ^{/ Ο} -11- 58 365/26

In der Zeichnung ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung in senkrechtem Schnitt dargestellt.In the drawing, the device according to the invention is shown in vertical section.

Die neue Vorrichtung 1 umfaßt eine Mischkammer 2, die im oberen Bereich eine Füllöffnung 3 aufweist, und zwar am unteren Ende eines Füllschachtes 4, dem ein durch einen Schubzylinder 6 betätigbarer Verschlußschieber 5 mit Durchlaßöffnung 5a zugeordnet ist» In der Zeichnung ist der Schieber in der geschlossenen Stellung gezeigt. Oberhalb des Schiebers erweitert sich der Füllkanal 4 in Form eines Fülltrichters 7, The new device 1 comprises a mixing chamber 2, which has a filling opening 3 in the upper region, specifically at the lower end of a hopper 4, which is associated with an operable by a push cylinder 6 shutter slide 5 with passage opening 5a. In the drawing, the slider is in the shown closed position. Above the slide, the filling channel 4 widens in the form of a filling funnel 7,

Die Mischkammer 2 ist am Boden geschlossen, weist jedoch eine Bodenöffnung auf, durch die der Inhalt entleert werden kann» Der Bodenöffnung ist ein Verschluß 8 zugeordnet, der im Drehpunkt 9 schwenkbar gelagert und durch die Betätigungs· einrichtung 10 in die Schließstellung bzw. *in die Offenstellung gebracht werden kann»The mixing chamber 2 is closed at the bottom, but has a bottom opening through which the contents can be emptied. The bottom opening is associated with a closure 8, which is pivotally mounted in the pivot point 9 and moved by the actuating device 10 into the closed position the open position can be brought »

Mittig in der Mischkammer 2 ist eine Mischwelle 15 gelagert, die einen durch eine Bodennabe nach außen ragenden Zapfen 11 aufweist, auf dem eine Riemenscheibe 12 mit Treibriemen 13 angeordnet ist« Die Mischvvelle 15 ist mit Mischwerkzeugen ausgerüstet» Diese haben vor allem dio Aufgabe, das eingefüllte Gut in der Kammer 2 in ständiger turbulenter Bewegung zu halten, um ein© möglichst große Oberfläche der Gutteilchen ständig freizulegen'und"zugleich kräftig auf das Gut einzuwirken«, Im dargestellten.Beispiel sind dazu auf der Welle 15 Flügel 16a; 16b angeordnet, die in zwei Flügelgruppen entgegengesetzter Schrägstellung der Flügelblätter unterteilt sind,, Die Anordnung ist so getroffen, daß der untere Satz von Flügeln 16a das Gut vom Boden-Centrally in the mixing chamber 2, a mixing shaft 15 is mounted, which has a protruding through a bottom hub pin 11, on which a pulley 12 is arranged with drive belt 13 "The Mischvvelle 15 is equipped with mixing tools» These have mainly dio task, the filled good in the chamber 2 to keep in constant turbulent motion to constantly unveil 'a surface of the Gutteilchen as large as possible'and' at the same time strongly affect the good ', In the example shown are arranged on the shaft 15 wings 16a; 16b, The arrangement is made such that the lower set of wings 16a separates the material from the ground.

12,2,1981 AP B 22 C/225 2 2 5 9 7 3 - 12 - ' 58 365/2612,2,1981 AP B 22 C / 225 2 2 5 9 7 3 - 12 - '58 365/26

bereich aufnimmt und nach oben schleudert, während der obere Satz von Flügeln 16b das aufgeschleuderte Gut abfängt und sowohl in Umfangsrichtung als auch entgegengesetzt nach unten beschleunigt. Dadurch ergibt sich eine intensive Aufvvirbelung des Gutes innerhalb der Mischkammerpicks up area and throws upward, while the upper set of wings 16b intercepts the spin-on Good and accelerates both circumferentially and oppositely down. This results in an intensive Aufvvirbelung the goods within the mixing chamber

Oberhalb der Mischwelle 15 ist eine die Füllöffnung 3 konzentrisch umgebende Einrichtung zum Zuführen von Feuchtigkeit in Form von Dampf oder Wasser oder zum Zuführen anderer flüssiger Zuschlagsstoffe vorgesehen. Zu diesem Zweck ist ein Ring rohr 20 mit einer Vielzahl von feinen Austrittsöffnungen vorgesehen, wobei das Ringrohr 20 über Rohrleitungen 21 an eine entsprechende Feuchtigkeitsquelle, gegebenenfalls über schaltbare Ventile anschließbar ist.Above the mixing shaft 15, a device surrounding the filling opening 3 concentrically for supplying moisture in the form of steam or water or for supplying other liquid additives is provided. For this purpose, a ring tube 20 is provided with a plurality of fine outlet openings, wherein the annular tube 20 via pipes 21 to a corresponding source of moisture, optionally via switchable valves can be connected.

Die eigentliche Mischkammer 2 ist nach oben durch eine Filterplatte, 2, B» eine Sintermetall-Platte 22 abgeschlossen, welche die Feststoffteilchen in der Kammer 2 zurückhält, Dämpfe und Luft jedoch im wesentlichen ungehindert durchläßt* Der Sinterplatte 22 kann bedarfsweise eine pneumatische oder mechanische Reinigungseinrichtung zugeordnet sein«, Ein Reinigen der Sinterplatte 22 in zeitlichen Abständen kann z_e B₉ mit einem auf die Mischkammer zugerichteten Druckluft stoß erfolgen«The actual mixing chamber 2 is closed at the top by a filter plate 2, B ", a sintered metal plate 22 which retains the particulate matter in the chamber 2, but allows vapors and air to pass substantially unhindered. * The sintered plate 22 may, if desired, be a pneumatic or mechanical cleaning device be assigned, "cleaning of the sintered plate 22 in time intervals can be, _e B ₉ shock with a trimmed to the mixing chamber pressure air done"

Die Mischkammer 2 ist durch eine konzentrische Ringkammer 24 umgeben, die außen durch ein Gehäuse 23 abgeschlossen ist, Die Ringkammer 24 steht mit der Mischkammer 2 über 'öffnungen 26 und den oberhalb der Sinterplatte 22 vorgesehenen Kopf-raum in strömungsmäßiger Verbindung« Für das Anschließen der Ringkammer 24 an eine Unterdruckquelle oder Vakuum-The mixing chamber 2 is surrounded by a concentric annular chamber 24, which is externally closed by a housing 23. The annular chamber 24 communicates with the mixing chamber 2 via 'openings 26 and the above the sintered plate 22 provided head space in flow communication «For connecting the Ring chamber 24 to a vacuum source or vacuum

12.2.1981 AP B 22 C/225 2 2 5 9 7 3 - 13 - 58 365/2612.2.1981 AP B 22 C / 225 2 2 5 9 7 3 - 13 - 58 365/26

quelle ist im unteren Teil der Ringkammer 24 ein Anschlußstutzen 25 angedeutet.Source is indicated in the lower part of the annular chamber 24, a connecting piece 25.

Innerhalb der Ringkammer 24 sind Kühlschlangen 27 beispielsweise der wärmeaufnehmenden Seite einer Wärmepumpe angeordnet. Die Kühlschlangen sind über nach außen ragenden Stutzen 28; 29 an den Kühlmittelkreislauf einer Kühleinrichtung, insbesondere der Wärmepumpe, angeschlossen» Eine nicht dargestellte Entleerungseinrichtung am Boden der Ringkammer 24 gestattet das Ausschleusen oder Abführen von in der Ringkammer 24 sich sammelnder Flüssigkeit.Within the annular chamber 24 cooling coils 27 are arranged, for example, the heat receiving side of a heat pump. The cooling coils are on outwardly projecting nozzle 28; 29 to the coolant circuit of a cooling device, in particular the heat pump, connected »An emptying device, not shown, at the bottom of the annular chamber 24 allows the discharge or removal of liquid collecting in the annular chamber 24.

Bei Inbetriebnahme wird die Mischkammer 2 mit der heißen Gutmischung über den Fülltrichter 7 bei geöffnetem Schieber 5 eingefüllt» Danach wird der Schieber 5 weitgehend hermetisch geschlossen* Die eingefüllten Bestandteile können nunmehr zunächst im wesentlichen im trockenen Zustand miteinander gemischt werden* Bevorzugt wird nach dem hermetischen Schließen der Mischkammer 2 die Mischkammer über die Ringkammer 24 mit einem Vakuum beaufschlagt, so daß weitgehend die Luft aus der Mischkammer 2 und der eingefüllten Gutmenge mehr oder weniger schlagartig abgeführt wird« Das trockene Mischen der Gutmenge erfolgt dabei im Vakuum, so daß etwaige Bindemittel sich gleichmäßig und ohne Störung an die freiliegenden Sandkornoborflachen mantelartig oder filmartig anlegen können«When commissioning the mixing chamber 2 is filled with the hot material mixture through the hopper 7 with open slide 5. Thereafter, the slide 5 is largely hermetically closed * The filled components can now be mixed together in the dry state substantially now * is preferred after the hermetic closing the mixing chamber 2 is applied to the mixing chamber via the annular chamber 24 with a vacuum, so that largely the air from the mixing chamber 2 and the filled crop is discharged more or less abruptly «The dry mixing of the crop is carried out in vacuo, so that any binder is uniform and be able to create a coat-like or film-like manner without any disturbance to the exposed sand grain surfaces "

Bei Erreichen des gewünschten Mischzustandes oder auch bereits bei Beginn der Mischung wird der Sandmenge die gewünschte Feuchtigkeit über das Ringrohr 20, welches als Ringverteiler wirkt, zugeführt. Die Befeuchtung erfolgt dabei außerordentlich rasch und gleichförmig, da dieUpon reaching the desired mixing state or even at the beginning of the mixture, the amount of sand is the desired moisture via the annular tube 20, which acts as a ring manifold supplied. The moistening takes place extremely quickly and uniformly, since the

12.2.198102/12/1981

. AP B 22 C/225 973, AP B 22 C / 225 973

22597 3 -14- 58 365/2622597 3 -14- 58 365/26

Feuchtigkeit in die aufgewirbelte Sandmasse eingedüst wird« Die bei Auftreffen auf die Sandkörnchen entstehenden Dämpfe werden fortgesetzt und rasch· aus der Mischkammer 2 abgeführt und streichen an den Kühlschlangen 27 vorbei. Dabei kondensiert innerhalb des auch in der Ringkammer 24 herrschenden Vakuums die Flüssigkeit aus und sammelt sich am Boden der Ringkammer 24» Auf diese Weise wird die eingefüllte Gutmenge rasch und zuverlässig auf den gewünschten Temperaturwert abgekühlt.Moisture is injected into the fluidized sand mass. The vapors which form when the sand granules strike are continued and rapidly discharged from the mixing chamber 2 and pass the cooling coils 27. In this case, the liquid condenses within the vacuum prevailing in the annular chamber 24 and collects at the bottom of the annular chamber 24. In this way, the amount of material introduced is rapidly and reliably cooled to the desired temperature value.

Claims

2 2 5 9 7 3. i2,2

AP B 22 C / 225 973

- 15 - 58 365/26

He f ind IJJiK s an s pr u.ch

1, "Process, for processing, in particular cooling and mixing, of molding sand, in which the sand obtained from the sand bale cooled, possibly cleaned and mixed with the addition of water with other materials under strong agitation and homogenized, the sand grain surface at least is partially coated with a binder, characterized in that the sheathing of the sand grain surface with the binder takes place under vacuum »

2, method according to item 1, characterized in that the sand and the other mixed materials are introduced into a sealed against the outside atmosphere mixing zone and whirled in the mixing zone generates a vacuum and gases and vapors are discharged from the mixing zone,

Method according to item 1 or 2, characterized in that the used sand is introduced into the mixing zone at an elevated temperature resulting from the preceding pouring, the pressure in the mixing zone is lowered at least to an evaporation pressure depending on the respective sintering temperature the mixing zone is introduced in such an amount that a predetermined amount of heat is removed from the sand filling with the steam »

4. The method according to one or more of the items 1 to 3, characterized in that first the used sand and the binder are mixed in a vacuum and only after a predetermined mixing time water is introduced into the maintained in the fluidized state mixture, in particular sprayed «

12.2 * 1981

AP B 22 C / 225

'225373 - 16 - 58 365/26

Method according to one or more of items 1 to 4, characterized in that the steam discharged from the mixing zone is cooled to the condensation temperature or lower ₀

6 * Method according to item 5, characterized in that the "condensation of the vapor takes place in a vacuum",

7, method according to item 5 or 6 _e, characterized in that the vapors withdrawn from the mixing zone are directed against the condenser surfaces of the heat-receiving side of a heat pump.

Β * Process according to one or more of the points 1 to 7, characterized in that the used sand fluidized with the inherent from the pouring forth heat first with V / ater in a precooling zone and by peeling off the gases and vapors to a temperature between 50 C and 90 C is pre-cooled and then further cooled in the mixing zone to a temperature between about 20 C and 40 ⁰ C.

9 _e method according to item 8 _f characterized in that. the precooling zone is closed to the Umgobungsatmoophära and the gas and / or vapor atmosphere is passed from the precooling zone in a closed flow in a cooling and condensation zone »

Soldering method according to item 8, characterized in that the precooling zone and the condensation zone are evacuated during the fluidization of sand and water. «

12.2.1981 AP B 22 C / 225 2 2 5 9 7 3. ₁₇ "58 365/26

11 «Device for carrying out the method according to one or more of the points 1 to 10 with at least one cooling station and a mixing station, wherein the mixing zone, a container for receiving and means for supplying the components to be mixed, an agitation device, a device for supplying Water and a device for removing the final mixture are associated, characterized in that the container is hermetically sealed or arranged in a hermetically sealable housing that provided with a device for generating a vacuum vacuum chamber and at least one closable by a controllable valve means flow connection between the container and the vacuum chamber are provided

12. The device according to item 11, characterized in that the container and the associated devices are arranged substantially completely within the vacuum chamber except for hermetically sealable filling and emptying openings,

13 »device according to item 11 or 12, characterized in that in the vacuum chamber, a condensation device, in particular a the cooling side of a heat pump associated capacitor is arranged»

14. The device according to one or more of the items 11 to 13, characterized in that the water supply device has at least one arranged in the container 'spray head.

12 _e 2 _o 1981 AP B 22 C / 225 973 Z <J 53 / u »is - 58 365/26

Device according to one or more of the items 11 to 14, characterized in that the device for feeding used sand is chargeable by sand which is hot from the last casting *

16 «Device according to item 15, characterized in that the device for feeding used sand from a precooling device can be charged«

Device according to item 16, characterized in that the precooling means are sealed against the outside atmosphere pre-cooling container for the hot used by the casting of sand, an agitation device, a device for supplying »in particular spraying, of water and a closed device for the extraction of hot and humid gases and Vapors has _β

18 »device according to item 17, characterized in that the suction device comprises a suction fan, which is connected in a closed, a cooling and having gas circulation device on don Vorkuhlbehälter *

19, device according to item 17, characterized in that the suction device has a vacuum chamber provided with a vacuum device, which has a cooling and condensation device and a suction opening closable by valves or the like to the pre-cooling device *. ,

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