DE1140319B - Sandkuehler, insbesondere fuer Giessereisande, und Verfahren zu seinem Betrieb - Google Patents

Description

• Sandkühler, insbesondere für Gießereisande, und Verfahren zu seinem Betrieb Bei der Rationalisierung von Gießereibetrieben stößt man in zunehmendem Maße auf das Problem, die Temperatur des immer häufiger über die Stationen Sandaufbereitung, Fornerei, Gieß- und Ausschlagstelle umlaufenden Forinsandes unterhalb der für die Formerei zulässigen Grenze zu halten. Zur Erreichung dieses Zieles sind eine Anzahl von Sandkühleinrichtungen bekanntgeworden, die, sich nach ihrer Arbeitsweise in direkte Kühler, wie beispielsweise mitWasser gekühlte Trommeln und wassergekühlte Kaskadenkühler, sowie in direkte Kühler, wie vornehmlich Kaskadenkühler mit schrägstehenden oder schwingenden Kaskadenetagen, bei denen der Sand während des Fallvorganges von Etage zu Etage mit Luft in Berührung kommt, unterscheiden lassen. Gegen die erwähnten indirekten Sandkühler sprechen ihre vergleichsweise hohen Betriebskosten, während bei den erwähnten direkten Kaskadenkühlertypen eine befriedigende Kühlleistung deswegen nicht erzielbar ist, weil der Sand beim übergang von der einen zur anderen Etage bzw. auch während seines Aufenthaltes auf den einzelnen Etagen nicht so weit auseinandergezogen ist, daß die zur Erzielung eines guten Wärmeübergangs zum Kühlmedium unmöglich erforderliche große Berührungsoberfläche gebildet wird, und andererseits die zur Förderung des Wärmeübergangs ebenfalls erforderliche Steigerung der Luftgeschwindigkeit wegen der Gefahr der Entmichung der spezifisch unterschiedlichen Mischungskomponenten des Sande*S nicht durchführbar ist.
• Die Erfindung führt mit einer neuen Vorrichtung und einem Verfahren zum Betrieb dieser Vorrichtung zu einer Lösung des aufgezeigten Problems in der Weise, daß der in bekannterWeise durch ein Polygonsieb schleierartig auseinandergezogene Sand auf die in mehreren Etagen angeordneten Roststäbe eines intermittierend erregten Schwinggerüstes fällt, die so gegeneinander versetzt angeordnet sind, daß der Sand gezwungen ist, sich noch weiter zu verteilen und vor allem daran gehindert wird, frei durchzufallen. Er lagert sich vielmehr auf den Roststäben ab und kühlt dabei teils bereits an den Roststäben selbst, teils an dem in üblicher Weise quer durch das Schwinggerüst geführten Luftstrom ab. In einstellbaren Zeitabständen wird dieses gesamte Schwinggerüst in Schwingungen versetzt, wodurch der Sand, der sich auf den Roststäben aufgebaut hat, mit einer relativ hohen Ausgangsgeschwindigkeit von den Roststäben abgeschleudert wird. Hierbei ist die Schwingung der Roststäbe durch entsprechende Anordnung der Schwingungserregung so gerichtet, daß die Bewegungsrichtung des abgeschleuderten Sandes und die Bewegungsrichtung des erwähnten Luftstromes senkrecht zueinander stehen. Durch diesen Vorgang kommt es zu einer außerordentlich feinen Verteilung des Sandes etwa im Bereich des Schwinggerüstvolumens, demzufolge also auch zu einer außerordentlich großen Oberflächenberührung zwischen Kühlluft und Sand. Durch die Verbindung dieser beiden Effekte, nämlich Abschleudern des Sandes senkrecht zum Luftstrom mit hoher Ausgangsgeschwindigkeit sowie maximale Ver-"rößerung 01 der Berührungsoberflächen zwischen Sand und Kühlmittel, wird ein turbulentes Sandluftgemisch erzeugt, das örtlich sehr hohe Relativgeschwindigkeiten zwischen Sand bzw. Sandkorn und Luft bzw. Kühlmedium aufweist. Es wird ferner hierdurch verhindert, daß sich der Sand bzw. das einzelne Sandkorn mit einer den Wärmeübergang hemmenden Luftschicht einhüllt. Der Wärmeübergang zwischen Sand und Kühlmedium erfolgt also unter ständiger Grenzschichtablösung bzw. unter Einfluß der Turbulenz. Hierbei sind nach allgemein bekannten thermodynamischen Grundlagen die Wärmeübergangszahlen um ein Vielfaches höher als beispielsweise bei laminaren Strömungsbedingungen, ohne daß hierzu die Geschwindigkeit des gesamten Sandes oder die Geschwindigkeit des erwähnten Luftstroms so weit gesteigert werden, daß Entmischungsvorgänge innerhalb des Sandes eintreten können.
• In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt senkrecht und Fig. 2 einen Schnitt parallel zum Luftstrom durch einen nach der Erfindung gestalteten Sandkühler.
• In Fig. 1 ist zu erkennen, daß der heiße Sand durch eine Einwurfschleuder 1 in ein Polygonsieb 2 eingeworfen wird, dessen Abdeckhaube 2' das Kopfstück des Kühlergerüstes 3 bildet. Hierbei sowie durch die Drehung des Polygonsiebs wird der Sand, wie durch Pfeile angedeutet, schleierartig auseinandergezogen und rieselt auf die geneigt angeordneten Etagen 4' eines Schwinggerüstes 4. Diese Etagen sind in dem Ausfühiungsbeispiel mit Roststäben 4" besetzt, die in Richtung des Luftstromes (s. auch Fi '-. 2) weisen. Die Roststäbe der einzelnen Etagen sind so gegeneinander versetzt, daß der aus dem Polygonsieb 2 herabrieselnde Sand beim Aufprallen auf diese Stäbe auseinanderplatzt, sich also noch feiner verteilt und am freien Durchfallen gehindert wird, sich also auf diesen Ros#tstäben aufbaut. Das Schwinggerüst 4 ist ferner beispielsweise auf Schwingmetallen 5 elastisch gelagert und mit einer etwa in seinem Mittelpunkt angeordneten Unwucht-Schwingungserregung6 ausgerüstet. Als Schwingungserreger werden hierbei sogenannte Motorrüttler bekannter Bauart mit beispielsweise 3000 U/rriin verwendet, bei denen bekanntlich auf der Motorwelle sitzende Unwuchtscheiben eine in der Zeichnung durch einen Pfeil angedeutete Fliehkraft erzeugen, die in einer Ebene senkrecht zur Motorachse umläuft. Dadurch, daß bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführung Motorachse und Luftstrom parallel zueinander liegen, werden bei Einschalten des Motorrüttlers das gesamte Schwinggerüst 4 und soniit auch die Etagen 4' bzw. die Roststäbe 4" in Schwingungen versetzt, wobei die Schwingungsausschläge ausschließlich in jedem Augenblick senkrecht zur Motorachse bzw. senkrecht zum Luftstrom gerichtet sind. Die Schwingung selbst stellt sich, wie aus der Art der Schwingungserregung folgt, als überlagerung einer Hub- und Drehschwingung, dar. Im Sinne des Erfindungsgrundgedankens wird bei diesem Vorgang der auf den Roststäben abgelagerte Sand in Richtung der Schwingungen der Roststäbe abgeschleudert, wobei durch die Anwendung einer Erregung vonbeispielsweise 50 Hz der Sand miteinerrelativ hohen Ausgangsge-schwindigkeit senkrecht zum Luftstrom in diesen hineingeschleudert wird.
• Es gehört ferner zur Durchführung des Erfindungsgrundgedankens, daß in dem Arbeitsablauf des Sandkühlers Zeitintervalle zu unterscheiden sind, in denen das Schwinggerüst 4 stillsteht, damit sich der aus 2 herabrieselnde Sand auf den Roststäben aufbauen kann, und solche Zeitintervalle, in denen das vorstehend beschriebene Abschleudern stattfindet. Zu diesem Zweck wird die Schwingungserregung über ein einstellbares Zeitrelais gesteuert. Aus den vorstehenden Erläuterungen folgt, wie bereits auch beÄ der Erklärung des Erfindungsgrundgedankens hinsichtlich seines thermodynamischen Effektes dargestellt, daß sich beim Einschalten der Schwingungserregung im Bereiche, des Schwinggerüstvolumens 4 ein turbulentes Sandluftgemisch bildet.
• Der das Schwinggerüst zufolge der Schwerkraft verlassende, gekühlte Sand wird durch einen mit dem Kühlerstiitzgerüst3 verbundenen Trichter7 gesammelt und vom Trichtermund beispielsweise einem Abzugsband übergeben. Das erwähnte Kühlerstützgerüst ist an den beiden Längsseiten staubdicht verkleidet und an der Lufteintrittsseite, wie aus Fig. 2 ersichtlich, mit einer Lufteintrittsjalousie 8 versehen. Die durch 8 eintretende Kühlluft wird nach ihrem Durchtritt durch das Schwinggerüst 4 in einer Beruhigungskaminer 9 gesammelt und aus dieser durch einen an die Rohrleitung 10 angeschlossenen Ventilator abgesaugt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRIDCHE-1. Sandkühler, insbesondere für Gießereisande, mit einer Zuführung des heißen Sandes durch Einwurfschleuder und Polygonsieb sowie mit quer durch das Kühlgehäuse hindurchströmendem Luftstrom, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Polygonsiebs (2) ein aus mehreren von einzelnen Roststäben (4") gebildeten Etagen (4') bestehendes und senkrecht zum Luftstrom schwingfähiges, internüttierend erregtes Schwinggerüst (4) angeordnet ist, von dessen Roststäben (4') der sich bei Schwingungsruhe auf diesen aufbauende heiße Sand beim Einschalten der Schwingungserregung (6) senkrecht zum Luftstrom abgeschleudert wird.
2. 2. Verfahren zum Betrieb eines Sandkühlers nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schwingung ,sruhe und Schwingungserregung des Schwinggerüstes (5) in einem von einem Zeitrelais automatisch gesteuerten Arbeitsrhythmus, ablaufen. 3. Verfahren zum Betrieb eines Sandkühlers nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Kühlung verwendete Luft in einem besondexen Kühlsystein vor Eintritt in das Kühlgehäuse vorgekülilt wird.
3. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 444 419, 488 1U 642 322, 880 637; schweizerische, Patentschrift Nr. 159 733; französische Zusatzpatentschrift 40 219 zu Nr. 714 221; britische Patentschriften Nr. 558 808, 583 774; »Gießerei«, 1951, S. 148; 1954, S. 581/582.