DE2138531C3 - Verfahren zum Kühlen von Gießerei-Formsand und Vertikalkühler dafür - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen von Formsand in einem Sandkühler mit vertikalem Sanddurchlauf und horizontaler Luftbewegung und einen Vertikalkühler zur Durchführung des Verfahrens.

Es sind Sandkühler für Gießereizwecke in verschiedenen Bauarten bekannt. Sehr einfach und billig sind Schleudern, Siebe und Trommein, wobei Luft durch den aufgewirbelten oder fein verteilt herabregnenden Sand geleitet wird. Nachteilig ist hierbei, daß infolge der Fallgeschwindigkeit des Sandes und der beschränkten Höhe eines solchen Kühlers die Kühlluft nur sehr kurze Zeit mit dem Sand in Berührung kommt und daher nur eine geringe Kühlwirkung erreicht wird. Aus dieser Erkenntnis heraus wurden Vorschläge gemacht, um den Sand der Kühlluft langer auszusetzen, indem innerhalb eines Kühlraumes der freie Fall des Sandes durch geneigte, kaskadenförmig angeordnete Flächen vielfach unterbrochen wird oder, wie in der deutschen Auslegeschrift 140 319, indem der Sand auf ein Rostgestell mit mehreren Etagen fein verteilt aufgegeben wird, welches von Zeit zu Zeit durch Vibratoren in Schwingung versetzt wird und den Sand abschleudern soll. Die Kühlluft kann bei diesen Vorrichtungen im Gegenstrom oder im Querstrom geführt sein. Auch wenn der Luftstrom mit sehr geringer Geschwindigkeit fließt, so genügt doch die Fallgeschwindigkeit der Sandkörner im Luftstrom, um an ihrer Oberfläche Turbulenz zu erzeugen. Dies hat zur Folge, daß wertvolle feine Bestandteile wie Kohlenstaub und Bentonit mit der Kühlluft ausgetragen werden. Es tritt aber nicht nur dieser Verlust auf, sondern es muß deshalb die Kühlluft in einem Filter gereinigt werden, weil große Mengen dieses Staubes anfallen.

ίο In der Literatur über die genannten Kühltürme ist als Vorteil die gleichzeitige Kühlung und Entstaubung genannt worden. Es ist aber nur möglich, von einer Jer beiden Funktionen die gewünschten notwendigen Resultate zu erhalten, während die Werte der anderen Funktion hingenommen werden müssen, was in modernen Anlagen nicht möglich ist. In dieser Hinsicht sind daher solche Kühler besser, bei denen durch eine Schicht ruhenden Sandes nur so viel Luft hindurchbewegt wird, daß eine laminare Strömung

innerhalb des lose geschütteten Sandes eintritt, wobei der Sand völlig in Ruhe verbleibt. Hierbei werden keine wertvollen Staubanteile mitgerissen, und es ist auch keine Filteranlage notwendig, da die Kühlluft rein bleibt. Bei einer nach dieser Methode arbeitenden Vorrichtung kann jede erforderliche Kühlleistung erzielt werden, ohne daß zu viele Feinanteile dem Sand entzogen werden. Die richtige Korngrößenverteilung und Staubfreiheit des Sandes wird dann in einer besonderen Entstaubungsanlage sichergestellt.

Eine Anlage, die nach diesem Prinzip arbeitet, ist mit dem deutschen Patent 1 071 900 bekanntgeworden. Nachteilig ist hierbei der große Platzbedarf sowie die große Zahl bewegter Teile für die Sandverteilung und den Transport durch die Kühlstrecke. Es muß weiterhin hierbei vermieden werden, daß die Luft an einzelnen Stellen weniger dichter Schüttung plötzlich durchbricht, wobei der Sand an der Oberfläche aufbricht und Staub mitgcr^en wird. Im praktischen Betrieb muß daher die Luftmenge um einen Sicherheitsfaktor unter der theoretisch möglichen Luftmenge bleiben, was einen Verlust an Kühlwirkung zur Folge hat.

Es ist überraschend gelungen, die Nachteile der horizontal angeordneten Sandschichl mit freier Oberfläche durch Aufrichtung in die Vertikale zu beseitigen, wobei die Druckverteilung in der Sandsäule ganz andere Verhältnisse schafft und wobei gegen Luftdurchbrüche die Sandschicht auch auf der Seite .

des Luftaustrittes abgedeckt ist. Dies ermöglicht die Anwendung größerer Luftmengen und ergibt einen größeren Kühleffekt. Dies erfindungsgemäßc Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluft laminar durch eine aufrecht stehende Sandsäule hindurchgellcitet wird.

Ein solcher Kühler ist bei dauernd fließendem Sand gelkennzeichnet durch einen bezüglich der kontinuierlich abgezogenen Menge regulierbaren Sandabzug am unteren Ende des Kühlers abhängig von Niveauanzeigen im Oberteil des Kühlers derart, daß der Kühler ständig gefüllt bleibt. Für Kühlung bei ruhendem Sand ist vorgesehen, daß im Taktbetrieb zwischen den Kühlperioden der Kühler entleert und gefüllt wird.

Eine vorteilhafte Ausführung besteht darin, daß die Luftein- und -austrittsseite der Sandsäule durch eine Jalousie abgedeckt ist, wobei die von der Jalousie gebildeten Luftaustrittskanälc nach oben gerichtet

sind. Wegen der unterschiedlichen Dichte des Sandes im Kühler und infolge des zwangsläufigen Trocknungsprozesses ist vorgesehen, daß die Luftzuführung unterteilt ist und jeder Abteilung ein eigener Ventilator zugeordnet ist. Derartige Vertikalkühler bei satzweisem Betrieb eignen sich besonders gut zur Parallelschaltung. In einer Gruppe angeordnet, können sie sich z. B. unmittelbar in einen Mischer entleeren oder in Batterieanordnung in einer oder mehreren Reihen über den Sandsilos einer Aufbereitungsanlage aufgestellt werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung können den Ansprüchen und der Beschreibung der Wirkungsweise sowie den Zeichnungen entnommen werden. Es zeigt

F i g. 1 einen Vertikalkühler für durchlaufenden Betrieb im Schnitt,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Vertikalkühler nach der Linie A-A,

F i g. 3 eine parallelgeschaltete Vertikal-Kühlergruppe für satzweisen Betrieb über einem Mischer,

F i g. 4 eine Draufsicht zu F i g. 3,

F i g. 5 eine Teilansicht einer Vertikal-Kühier-Batterie über einer Reihe von Sandsilos,

F i g. 6 eine Seitenansicht zu F i g. 5.

In Fig. 1 und 2 wird der zu kühlende Sand von einem Förderer 1 dem Kopfbehälter 2 mit den Füllstandssonden 3 und 4 fortlaufend zugeführt. Überschüssiger Sand geht in den Ablauf 5. Der Kühler 15 hat auf der Lufteintrittsseite Lamellen 6, welche zur Verhinderung von Sandaustritt nach unten gerichtete Luftkanäle bilden. Auf der Luftaustrittsseite bilden gleichartige Lamellen 7 aufwärts gerichtete Luftkanäle. Die Luftzufuhr erfolgt durch die drei Kasten 10, 9,8 mit den zugehörigen Luftanschlüsen 10', 9', 8'. Jedem Luftanschluß 8', 9', 10' ist ein Ventilator zugeordnet, der nicht dargestellt ist. Dadurch ist es möglich, bei unterschiedlicher Dichte der Sandsäub eine optimale Kühlluftmenge durch die Sandsäule zu leiten. Die Abluft wird in einem Kasten 11 gesammelt und kann bei 11' an eine Abluftleitung angeschlossen werden. Ein Fußbehälter 16 übernimmt den Luftabschluß. Das Abzugsband 12 zieht den gekühlten Sand aus dem Fußbehälter 16 ab. Die abgezogene Menge wird entsprechend der Anzeige der Füüstandssondcn 3,4 über den Verstärker 17 und Stellmotor 14 entsprechend einer gewünschten Kühlleistung oder durchgesetzten Sandmenge einreguliert. Ein Thermometer 18 kann seine Anzeige auf den Verstärker 17 übertragen.

In Fig. 3 und4 bedeutet 20 ein Gummiband mit Doppelabstrcifern 21 und 22. Nicht abgestreifter Sand fällt in den Trichter 23. Die Ausgleichsgefäßp 24, 25, 38, 39 sind je durch einen schaltbaren Verschluß 26, 27 verschlossen. Der Inhalf der Ausgleichsgefäße 24, 25 entspricht dem Inhalt der Kühler 33, 34, 40, 41. Jeder Kühler 33, 34 ist unten durch einen schaltbaren Verschluß 31, 32 verschlos-

sen, Die Luftzuführung ist für jeden Kühler 33, 34, 40, 41 von einem eigenen, nicht dargestellten Ventilator vorgesehen, über die Anschlußstücke 35', 36' und Luftverteilerkasten 35, 36. Die Abluft kann über einen Luftsammeikasten 28 und Leitungsanschluß

ίο 28' abgeführt werden. Die Entleerung aller Kühler 33, 34, 40, 41 erfolgt direkt in den Mischer 37.

In F i g. 5 und 6 werden die Kühler 54, 54', 55 usw. aus Vorratsbehälter 53 über Verschlüsse 58, 59 gefüllt. Die Sandzuführung erfolgt über ein Gummi-

band 50 und Abstreifer 51 und Sandzuführung 52. Jeder Kühler 54, 54' hat einen eigenen Ventilator 56, 56'. Nach beendeter Kühlung entleeren sich die Kühler über Verschlüsse 60, 61 in die Sandsilos 63, 62. Die Arbeitsweise eine^ Vertikalkühlers am Beispiel der F i g. 1 und 2 ist folgende:

Der bei 1 zugeführte heiße Sand mit einem bestimmten Mindestwassergehalt füllt den Kühler 15 sowie Fußbehälter 16 und Kopfbehälter 2. Das Band 12 zieht den gekühlten Sand ab, wobei eine Mengen-

regulierung z. B. durch den Schieber 13 über den Stellmotor 14 erfolgt. Wird der Stellmotor 14 von den Sonden 3 und 4 beeiuflußt, so kann selbsttätig dafür gesorgt werden, daß bei unterschiedlichen Mengen des Bandes 1 der Kühler immer gefüllt

bleibt. Es kann aber auch durch ein Thermometer 18, dessen Anzeige auf den Verstärker 17 wirkt, innerhalb der Leistungsfähigkeit des Kühlers eine bestimmte Mindcstsandtcmperatur einreguliert werden, wobei lediglich dafür gesorgt werden muß, daß im-

mer genügend Sand vorhanden ist. Da bei durchlaufendem Betrieb zwangsläufig der Sand im Kühler 15 auf seinem Weg nach unten trockener wird, läßt seine Luftdurchläßigkeit nach. Zum Ausgleich ist die Luftzuführung in z. B. drei Zonen 8, 9, 10 unterteilt,

die von drei Ventilatoren versorgt v>erden, wobei der Luftdruck der veränderlichen Durchlässigkeit des Sandes angepaßt werden kann.

Vertikalsandkühler in Parallelschaltung bei satzweiser Arbeitsweise eignen sich zum Aufbau direkt

über Mischern oder Sandbunkern gemäß F i g. 3 bis 6.

Mit der beschriebenen Bauweise eines Vertikalkühlers für Formsand ist eine sehr einfache und billige Vorrichtung geschaffen mit wenigen bewegten

Teilen und hoher Ausnützung, da mehr Luft durch den Sand geführt werden kann als bei Kühlern mit freier Saii'loberfläche. Schließlich ist auch die raumsparende Anordnung in Gruppen oder Batterien über einem Mischer oder Sandbunkern möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Kühlen von Formsand, bei dem durch einen Vertikalkühler Luft im Querstrom durch den Sand geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluft laminar durch eine aufrecht stehende Sandsäule hindurchgeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 für Kühlung bei fließendem Sand, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Steuerung der kontinuierlich abgezogenen Sandmenge abhängig von Niveauanzeigen (3, 4) im Oberteil des Kühlers die ganze Länge der Sandsäule erhalten bleibt

3. Verfahren nach Anspruch 1 für Kühlung bei ruhendem Sand, dadurch gekennzeichnet, daß im Taktbetrieb ~vischen den Kühlperioden der Kühler entleert und gefüllt wird.

4. Vertikalkühler zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3 mit rechteckigem Gehäuse und zwei luftdurchlässigen, gegenüberliegenden Wänden, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftein- und -austrittsseite der Sandsäule durch je eine Jalousie (6,7) abgedeckt ist.

5. Vertikalkühler nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Jalousien (6, 7) gebildeten Luftkanäle beim Austritt aus der Sandsäule nach oben und beim Eintritt in die Sandsäule nach unten ge.richte· sind.

6. Vertikalkühler nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die . .lotzuführung unterteilt ist und daß jeder Abteilung (8, 9, 10) ein eigener Ventilator zugeordnet ist.

7. Vertikalkühler nach Anspruch 1 und 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Vertikalkühler (33, 34, 40, 41) oder (54, 54', 55) für satzweisen Betrieb parallel geschaltet sind.