DE10029217B4

DE10029217B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Entstauben von Sand, Formsand, insbesondere Kernsand

Info

Publication number: DE10029217B4
Application number: DE2000129217
Authority: DE
Inventors: Berthold Neuhof
Original assignee: Berthold Neuhof
Current assignee: BOVENS, WILHELM, CH
Priority date: 2000-06-14
Filing date: 2000-06-14
Publication date: 2009-03-12
Anticipated expiration: 2020-06-15
Also published as: DE10029217A1

Abstract

Verfahren zum Entstauben von Sand Formsand, insbesondere Kernsand, der entweder als Neusand angeliefert und in Tagesbehälter eingelagert oder nach Verwendung, z. B. bei der Gießform- bzw. Kernherstellung, gesammelt und zur Wiederaufbereitung bereit gehalten wird, wobei der Formsand chargenweise in einen Sichterkessel (1.0) oberhalb eines porösen, von Sichterluft durchströmbaren Zwischenbodens (1.7) eingefüllt und unter der Wirkung einer Fluidisierungs-Strömung der den Zwischenboden durchdringenden Sichterluft durchwirbelt, umgewälzt und durch den dabei erzeugten Sichtereffekt Staub von der Sandschüttung getrennt wird und die aus der Sandschüttung austretende staubbeladene Trägerluft aus dem Sichterkessel (1.0) abgeführt, in einen Entstaubungsfilter (4.0) eingeleitet, darin Staub aus der Reinluft getrennt, der Staub in einem Behälter gesammelt und die Reinluft ausgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftdurchströmung des Sichterkessels (1.0) bereits während dessen chargenweiser Befüllung mit dosiert einfließendem Formsand vorgenommen wird, um den Formsand bereits beim Einfließen in den Sichterkessel (1.0) intensiv von Staubpartikeln zu trennen.

Description

Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ein Verfahren sowie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5 eine Vorrichtung zum Entstauben von Sand Formsand, insbesondere Kernsand. Dieser wird entweder als Neusand angeliefert und in Tagesbehälter eingelagert, oder nach Verwendung bei der Gießform- bzw. Kernherstellung gesammelt und zur Wiederaufbereitung bereit gehalten, wobei der Formsand in einen Sichterkessel oberhalb eines porösen, von Sichterluft durchströmbaren Zwischenbodens eingefüllt und unter der Wirkung einer Fluidisierungs-Strömung der den Zwischenboden durchdringenden Sichterluft durchwirbelt, umgewälzt und durch den dabei erzeugten Sichtereffekt Staub von der Sandschüttung getrennt wird und die aus der Sandschüttung austretende staubbeladene Trägerluft aus dem Sichterkessel abgeführt, in einen Entstaubungsfilter eingeleitet, darin Staub aus der Reinluft getrennt, der Staub in einem Behälter gesammelt und die Reinluft ausgetragen wird.
Für die Herstellung von Gießformen und insbesondere von Kernen für Gießformen in Gießereien werden von der Kernmacherei hohe Ansprüche an die Qualität der zu verarbeitenden Formsande und insbesondere der Kernsande gestellt. Insbesondere der Neusand ist dabei ein wichtiger Bestandteil mit unterschiedlichen Korngrößen und Staubanteilen.
Für die Herstellung und Haltbarkeit der Kerne ist ein vergleichsweise hoher Staubanteil im Neusand unerwünscht, weil er insbesondere die erforderliche Homogenität der Sandmischung erheblich beeinträchtigen kann.
Beispielsweise wird der Staubanteil im Form- bzw. Kernsand beim Transport oder auch bei der pneumatischen Förderung vom Silofahrzeug in ein Vorratssilo, und anschließend durch einen pneumatischen Fördersender in einen Tagesbehälter wesentlich erhöht. Die hierdurch verursachte Qualitätsminderung, durch Inhomogenität des Sandes konnte bislang nicht ausreichend verhindert werden. Die erforderliche Qualität des Neusandes war einerseits nicht gegeben und andererseits nicht kontrollierbar. Bei zu hohem Staubgehalt im Form- bzw. Kernsand kann dessen notwendige Gasdurchlässigkeit durch Verstopfung der Poren erheblich vermindert werden, was in der Folge zu Beschädigungen der Gießformen und zu Lunkerbildung im Gußmaterial führen kann.
Das Dokument AT 404 991 B offenbart eine Vorrichtung zur Klassifizierung und Kühlung eines teilchenförmigen Materials, das von einem Fließbettkessel erzeugt wird, wobei die Vorrichtung ein vertikales Gehäuse enthält, das einen Einlass für das ankommende Material, einen ersten Auslass, um Abgas abzugeben, sowie einen zweiten Auslass besitzt, um Feststoffe abzugeben.
Ein Fließbett des Materials ist im Gehäuse enthalten und direkt über einem stationären Bett des Materials angeordnet. Ein Gasverteilungsgitter liefert Luft für beide Betten, um das Material zu kühlen, wobei eine Temperaturmessung zusammen mit einer Strömungsmessung verwendet wird, um die Gasgeschwindigkeit durch die Betten zu regeln.
Das Dokument DE 43 16 610 A1 offenbart ein Verfahren zum Regenerieren von Sand, insbesondere von Gießereisand, der mechanisch bzw. mechanisch pneumatisch, vorzugsweise durch Prallen, Reiben und dgl., gereinigt, durch Sichten entstaubt und als Regenerat abgezogen wird. Dabei werden die Schritte Reinigen und Sichten jeweils gesondert für sich unter Zwangsführung im Chargenbetrieb durchgeführt.
Das Dokument DE 43 22 947 A1 beschreibt eine Anordnung zur Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften von Sanden. Bei dieser ist oberhalb des Gehäusebodens eine durch einen Druckluftanschluss gespeiste Lüftungsvorrichtung angeordnet, wobei die Deckfläche des Gehäuses einen Entlüftungsanschluss aufweist, und der den Sand aufnehmende Boden des Gehäuses mit einem verschließbaren Abzug für grobe und spezifisch schwere Bestandteile ausgestattet ist.
Die Belüftungsvorrichtung ist als Gruppe von in ihren Mänteln Durchtrittsöffnungen aufweisenden Rohren ausgebildet.
Das Dokument DE 19919039 A1 beschreibt eine Anordnung zur Verbesserung von Formsand, umfassend ein mit einem Sandeinlauf sowie einem Sandauslauf ausgestatteten Gehäuse, das oberhalb seines Bodens mit einem von unten belüfteten, den Sand aufnehmenden, fein perforierten und/oder porösen Zwischenboden ausgestattet ist, und das oberhalb des Zwischenbodens motorgetriebene horizontale Wellen aufweist, die mit in den Sand eingreifenden mechanischen Gliedern ausgestattet sind.
Diese sollen so verbessert werden, dass bei geringstem Verschleiß ein praktisch vollständiges Trennen und Abscheuern der in Altsanden enthaltenen Binderreste, Schlämmstoffe und sonstiger Staube erfolgt.
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, um einen unerwünschten Staubgehalt im Sand Form- bzw. Kernsand signifikant zu verringern und damit eine homogene Qualität des Formsandes bzw. der damit hergestellten Formen und insbesondere der Kerne zu gewährleisten.
Zur Lösung der Aufgabe wird mit der Erfindung ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Die Luftdurchströmung des Sichterkessels wird bereits während dessen chargenweiser Befüllung mit dosiert zufließendem zu entstaubendem Formsand vorgenommen.
Dabei wird der dosiert einfließende Sand durch die einströmende Gebläseluft besonders intensiv von Staubpartikeln getrennt, welche durch die Filterentstaubungseinrichtung abgesaugt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Dabei kann die Sandschüttung im Sichterkessel je nach der gemessenen Sandtemperatur erfindungsgemäß aufgeheizt oder gekühlt werden. Insbesondere durch die Aufheizung werden Feuchtigkeitsnester und Verklumpungen im Sand aufgelöst und damit die Sandschüttung optimal aufgelockert.
Andererseits kann aber auch eine Kühlung des Sandes erforderlich sein, falls dieser nach Rückgewinnung aus dem Formenbau mit zu hoher Temperatur in den Sichterkessel gelangt und damit beispielsweise Anschlussarmaturen, Kompensatoren, oder Elemente der Wägeeinrichtung gefährdet.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung sieht vor, dass dessen Ablauf nach einem vorgegebenen Programm automatisch gesteuert wird.
Die Aufgabe wird für die Vorrichtung zum Entstauben von Sand Formsand, insbesondere Kernsand, zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung mit dem Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. Diese umfasst einen Sichterkessel mit einem porösen Fluidisierungszwischenboden im Abstand oberhalb eines Fluidisierungsbodens mit einer Sichterluftleitung vom Hochleistungsgebläse zum Fluidisierungs-Zwischenboden sowie eine Abluftleitung vom Sichterkessel zum Ent staubungsfilter. Die Entstaubungsvorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass der Sichterkessel eine Wägezelle besitzt zum Dosieren und Bemessen der Sandcharge und der Sichterkessel fernsteuerbare Absperrklappen besitzt zum dosierbaren Einfüllen des zu entstaubenden Formsandgemenges durch den Deckel des Sichterkessels.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Durch den Sichtereffekt im Chargenbehälter wird die gewünschte Sandqualität erreicht, und zwar durch die spezielle Beschaffenheit des im Sichterkessel angeordneten konischen, aus Edelstahl-Sintermetall gefertigten porösen Bodenkegels und dessen Anschluss an ein Hochdruckgebläse. Die unter Druck den porösen Bodenkegel aus Edelstahl-Sintermetall pulsierend durchdringende Luft bewirkt eine Durchwirbelung der über dem porösen Bodenkegel befindlichen Sandschüttung, die dabei umgewälzt und mittels intensiver Fluidisierung vom Staub getrennt wird.
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles.
Es zeigt:
1 die vollständige Vorrichtung zum Entstauben von Formsand, in einer Darstellung nach Art eines Stammbaums;
2 eine Draufsicht des Sichterkessels in Richtung des Pfeiles A in 1;
3 eine Draufsicht der Kühlelemente im Sichterkessel in Richtung des Pfeiles B in 1;
4 eine Draufsicht der Heizelemente im Sichterkessel in Richtung des Pfeiles C in 1.
Die in der 1 dargestellte Vorrichtung zum Entstauben von Formsand, insbesondere Kernsand, besitzt einen Sichterkessel 1.0 mit Schauglas 6.0 sowie Stutzen und Muffen für Absperrarmaturen sowie Anschlüsse für die Leitungen 1.13 der staubbeladenen Abluft sowie 1.14 der eingetragenen Sichterluft. Im Bodenbereich des Sichterkessels 1.0 befindet sich als wesentliches Funktionselement der Sichtung ein poröser Fluidisierungs-Zwischenboden 1.7 im Abstand oberhalb eines Fluidisierungsbodens 1.8. In den zwischen diesen gebildeten Zwischenraum wird Sichterluft unter pulsierender Strömung aus dem Hochleistungsgebläse 3.0 eingeleitet, derartig, dass sie den Zwischenboden mit einem Schwall von pulsierender Fluidisierungsluft durchdringt. Der Sichterkessel 1.0 besitzt ferner fernsteuerbare Absperrklappen 1.10 zum dosierbaren Einfüllen des zu entstaubenden Formsandgemenges durch den Deckel des Sichterkessels 1.0, sowie an dessen Boden Absperrklappen 1.10 zum Austrag des Formsandes nach Entstaubung einer Sandcharge. Zwischen diesen Absperrklappen 1.10 und dem Sichterkessel 1.0 sind Kompensatoren 1.9 angeordnet.
Zur exakten Dosierung und Bemessung einer Sandcharge besitzt der Sichterkessel 1.0 eine Wägezelle 1.11 im Zusammenwirken mit dem auf der Gegenseite angeordneten Gummielement 1.12. Weiterhin sind im Sichterkessel 1.0 Heizelemente 1.3 bzw. Kühlelemente 1.4 angeordnet. Diese sind in Draufsicht in den 3 und 4 detaillierter dargestellt. Die Kühlelemente 1.4 sind außerhalb des Sichterkessels 1.0 an ein Kühlaggregat 2.0 angeschlossen. Darüber hinaus besitzt die Vorrichtung einen Schaltschrank 5.0 mit integrierter Programmsteuerung zur Durchführung des Aufbereitungsverfahrens des Formsandes.
Der Sichterkessel 1.0 ist als komplette Einheit in einem U-Ring 1.20 zwecks Aufnahme in einem Gestell angeordnet, wie dies auch aus der 2 ersichtlich ist.
Mit der Bezugsziffer 1.5 in 2 ist ein langer Temperaturfühler im Sichterkessel 1.0 gekennzeichnet, während mit der Bezugsziffer 1.6. in 1 ein weiterer kurzer Temperaturfühler im Sichterkessel bezeichnet ist, deren Messergebnisse in die Programmsteuerung des Verfahrens eingehen.
Weiterhin bezeichnet die Bezugsziffer 1.1 in 1 einen Gelenkkopf im Zusammenwirken mit der Wägezelle 1.11.
Zur Funktion der Vorrichtung gehört weiterhin das Hochleistungsgebläse 3.0, der Entstaubungsfilter 4.0, das Kühlaggregat 2.0 und der Schaltschrank 5.0.

Claims

Verfahren zum Entstauben von Sand Formsand, insbesondere Kernsand, der entweder als Neusand angeliefert und in Tagesbehälter eingelagert oder nach Verwendung, z. B. bei der Gießform- bzw. Kernherstellung, gesammelt und zur Wiederaufbereitung bereit gehalten wird, wobei der Formsand chargenweise in einen Sichterkessel (1.0) oberhalb eines porösen, von Sichterluft durchströmbaren Zwischenbodens (1.7) eingefüllt und unter der Wirkung einer Fluidisierungs-Strömung der den Zwischenboden durchdringenden Sichterluft durchwirbelt, umgewälzt und durch den dabei erzeugten Sichtereffekt Staub von der Sandschüttung getrennt wird und die aus der Sandschüttung austretende staubbeladene Trägerluft aus dem Sichterkessel (1.0) abgeführt, in einen Entstaubungsfilter (4.0) eingeleitet, darin Staub aus der Reinluft getrennt, der Staub in einem Behälter gesammelt und die Reinluft ausgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftdurchströmung des Sichterkessels (1.0) bereits während dessen chargenweiser Befüllung mit dosiert einfließendem Formsand vorgenommen wird, um den Formsand bereits beim Einfließen in den Sichterkessel (1.0) intensiv von Staubpartikeln zu trennen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sandschüttung im Sichterkessel (1.0) während der Sichtung aufgeheizt oder gekühlt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablauf zur Formsandentstaubung nach einem vorgebbaren Programm automatisch gesteuert wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mit Hilfe einer gleichmäßigen oder einer pulsierenden Sichterluftströmung durchgeführt wird.
Vorrichtung zum Entstauben von Sand Formsand, insbesondere von Kernsand, zur Durchführung des Verfahrens nach den vorhergehenden Ansprüchen 1 bis 4, wobei diese einen Sichterkessel (1.0) mit einem porösen Fluidierungs-Zwischenboden (1.7) im Abstand oberhalb eines Fluidisierungsbodens (1.8), eine Sichterluftleitung (1.14) vom Hochleistungsgebläse (3.0) zum Fluidisierungs-Zwischenboden (1.7) sowie eine Abluftleitung (1.13) vom Sichterkessel (1.0) zum Entstaubungsfilter (4.0) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Sichterkessel (1.0) eine Wägezelle (1.11) im Zusammenwirken mit einem auf der Gegenseite angeordneten Gummielement (1.12) besitzt zum exakten Dosieren und Bemessen einer Sandcharge; und der Sichterkessel (1.0) fernsteuerbare Absperrklappen (1.10) besitzt zum dosierbaren Einfüllen des zu entstaubenden Formsandgemenges durch den Deckel des Sichterkessels (1.0).
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse Fluidisierungs-Zwischenboden (1.7) ein schüsselförmiges, relativ flaches konkav-konisches Formteil ist und aus Edelstahl-Sintermetall besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch die Anordnung von Heizelementen (1.3) und Kühlelementen (1.4) im Sichterkessel (1.0) die alternativ zuschaltbar bzw. abschaltbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Stützen und Muffen für Absperrarmaturen sowie für Leitungsanschlüsse, Schauglas (6.0) oder dergleichen aufweist, ferner Kompensatoren (1.9) zwischen dem Sichterkessel (1.0) und den Absperrklappen (1.10).
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 8, gekennzeichnet durch einen mit dem Sichterkessel (1) elektrisch verbindbaren Schaltschrank (5.0) mit integrierter Programmsteuerung für das im Sichterkessel (1.0) durchzuführende Entstaubungsverfahren von Formsand.