DE2159092C3 - Vorrichtung zum Regenerieren von Formsand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regenerieren von Formsand, insbesondere von mit irreversiblen mineralischen und/oder organischen Bindemitteln hergestellten Sand, der Vorrichtungen zum Ablösen und Herausnehmen der Gußstücke und weitere Vorrichtungen zur mechanischen Zerkleinerung der Formbruchstücke vorgeschaltet sind und die mit Druckluft beaufschlagte Prallflächen aufweist.

Bekannte Vorrichtungen zum Trockenregenerieren von gebrauchtem 1 ormsand arbeiten nach dem Prinzip, daß zunächst die Sandform zerbrochen und der Sand zerkleinert wird, danach die Sandkörner von der sie umgebenden Bindemittelumhüllung durch Einführen der Körner in einen unter Druck stehenden Luftstrom mechanisch getrennt werden, wobei die Sandkörner bis zum Abplatzen geschleudert werden und schließlich eine Klassierung nach Körnergrößen erfolgt.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß die dafür bisher vorgesehenen Vorrichtungen verhältnismäßig kostspielig sind und einen erheblichen Zeitaufwand für die Trennung der Sandkörner von ihrem Bindemittelüberzug erfordern.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Vorrichtung zum Regenerieren von Formsand derart zu gestalten, daß Aufprallgeschwindigkeiten der Sandkörner von bis zu 50 m/s zu erreichen sind, um dadurch eine schnellere und vollkommenere Trennung der Sandkörner von Bindemittelüberzügen zu erreichen. Gemäß der Erfindung wurde eine Lösung dieser Aufgabe darin gefunden, daß ein geschlossener Behälter mit senkrechter Symmetrieachse wenigstens eine durch den Behältermantel durchgeführte und mit Durchbrechungen versehene, mit einer Druckgasquelle verbundene waagerechte Rohrleitung aufweist, daß die Rohrleitung wenigstens einen Druckgasstrahl in waagerechter Richtung und im wesentlichen senkrecht zur Symmetrieachse des Behälters abgibt, daß die Behälterwand in an sich bekannter Weise mit einem Satz kaskadenartig angeordneter innerer Prallbleche versehen ist sowie daß oberhalb jeder Druckgasleitung eine Haube angeordnet ist, deren untere Kanten etwa in der Nähe der Ebene liegen, in welcher der Druckgasstrom austritt.

Die sich aus der erfindungsgemäßen Anordnung

ίο ergebenden Vorteile sind nachstehend an einem Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert.
In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine Vorrichtung zum Regenerieren von Formsand in schematischer Darstellung;

F i g. 2 ein Aufriß der zum Trennen und Reinigen der Sandkörnern voa ihrem Bindemittelüberzug dienenden pneumatischen Zusatzvorrichtung und

F i g. 3 ein Längsschnitt durch die Zusatzvorrich- tung der Fig. 2 erttiang der Linie IV-IV.

Die Vorrichtung zum Regenerieren von Formsand und insbesondere von mit irreversiblen mineralischen Bindemitteln (Natronwasserglas) und/oder organischen Bindemitteln (Furan) hergestellten Sand besteht aus einer herkömmlichen Rückgewinnungsvorrichtung, an die sich mehrere zusätzliche Vorrichtungen anschließen, vermittels welcher ein am Ausgang der herkömmlichen Vorrichtung nicht zur Wiederverwendung geeigneter Sand in einem Sand mit den ursprünglichen Eigenschaften umgewandelt wird, d. h. zu diesem Zweck auf mechanische Weise von seiner mineralischen und/oder organischen Gangart befreit, enteisent, gesiebt und entstaubt wird.

Die herkömmliche Vorrichtung zum Rückgewinnen von Formsand besteht im wesentlichen aus zwei Teilen, nämlich einem feststehenden Putzrost oder einem Rütter-Putzrost 1, der dazu dient, die Sandform zu zerbrechen und gleichzeitig das Gußwerkstück zu gewinnen, und einem vorgeschalteten Mahlwerk 2, das aus einer Hammermühle, einer Brechoder Rollenmühle bestehen kann und dazu dient, die großen Sandklumpen zu kleineren Teilchen zu zerkleinern.

Zum Regenerieren von Formsand sind mehren;, der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Vorrichtung nachgeschaltete Zusatzvomchtungen vorgesehen. Unter Bezugnahme auf F i g. 1 setzen sich diese nachgeschalteten Zusatzvorrichtungen entsprechend dem Fortgang der Aufarbeitung des Sandes wie folgt zusammen:

a) Einem Kühltunnel 3 für Formsand, durch den der vom Putzvorgang kommende heiße Sand abgekühlt und auf eine etwa der Umgebungstemperatur entsprechende Temperatur gebracht wird, die für die Aufbereitung von mit Natronwasserglas oder organischen Harzen gebundenen Sanden erforderlich ist. Die Kühlvorrichtung kann von beliebiger Ausführung sein, besteht jedoch vorzugsweise aus einer nach dem Prinzip des Verflüssigungsbettes arbeitemden Kühlvorrichtung, da eine derartige Kühlvorrichtung mit einem metallischen Verflüssigungstunnel gegenüber herkömmlichen Fördervorrichtungen mit Kautschuktransportbändern den Vorteil hat, daß sie keinem raschen Verschleiß auf Grund des überhitzten Sandes ausgesetzt ist.

b) Einem Endlosförderband 4 oder gegebenenfalls einem Schüttelförderer, in Verbindung mit einer Abscheidevorrichtung für Metallteilchen, die für die

Eisenmetaile auf magnetische Weise arbeitet oder für Nichteisenmetalle und nichtmagnetische Legierungen aus einer elektronischen Vorrichtung besteht.

c) Einem Hebewerk 5, durch das der Sand dem oberen Ende einer pneumatischen ^v'orrichtung zugeführt wird, in welcher der Sand gereinigt und von dem jedes Sandkorn umhüllenden mineralischen oder organischen Bindemittelüberzug befreit wird. Diese Vorrichtung ist nachstehend auch als Auslesevorrichtung bezeichnet und kann entsprechend den gewähi-UTi V.rfahrensbedingungen auch als sekundäre Kühlvorrichtung ausgelegt sein.

d) Einer Auslesevorrichtung 6, die in den Fig. 2 ■and 3 im einzelnen dargestellt ist. Diese Vorrichtung ■.veist mehrere Arbeitsetagen oder -stufen auf und begeht aus einem hermetisch abgeschlossenen Behäl-■ τ 7 mit senkrechter Symmetrieachse, beispielsweise einem sich konisch verjüngenden zylindrischen, prismatischen oder kegelstumpfförmioen Behälter, in ■jcm ein Luftstrom den Sand unter mittlerem oder hohem Druck aus der Mitte gegen die Wände des Hehälters7 schleudert Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, erstrecken sich die Luftzuführleitungen 9, die mil Druckluft unter mittlerem oder hohem Druck gespeist werden, in waagerechter Richtung durch den Behälter 7 hindurch bis zu einer Gas- oder Lufthauptspeiseleitung 13, die wiederum mit einer Druckgas- bzw. Druckluftquelle 14 verbunden ist. Jede Leitung 9 ist mit Durchbrechungen versehen, die beispielsweise die Form tnger Längsschlitze 10 aufweisen, welche sich über nahezu die ganze Länge der Zuführleitungen 9 erstrecken und nach dem Prinzip der Luftschneide, d. h. einem schneidenförmigen Luftstrahl, einen sehr kräftigen waagerechten Luftstrom gegen die Wände des Behälters 7 abgeben, wobei die Sandkörner von diesem Luftstrom mitgerissen werden.

Beim Eintreten in den Behälter 7 fallen die Sandkörner infolge ihres Eigengewichts lediglich auf Grund der Schwerkraft in einer infolge der Behälterausbildung parallel zur senkrechten Symmetrieachse des Behälters verlaufenden Richtung nach unten und werden in einer im wesentlichen senkrecht zur Symmetrieachse verlaufenden Richtung von der Mitte in Richtung der Behälterwände geschleudert, wo sie von einem Satz innerer Prallbleche 8 aufgefangen werden, die fest mit der Behälterwand verbunden sind. Die Sandkörner rutschen entlang den Prallblechen in entgegengesetzter Richtung von der Behälterwand zur Behältermitte. Oberhalb jeder Luftzuführleitung 9 befindet sich außerdem eine Haube 33, deren Unterkanten 33 α nahezu in der Ebene liegen, in welcher der unter hohem Druck stehende Luftstrom abgegeben wird.

Die auf Grund der Schwerkraft nach unten fallenden oder entlang der Haube nach unten rutschenden Sandkörner werden daher sofort wieder in den senkrecht zur Symmetrieachse austretenden Luftstrom eingeführt.

Die aufeinanderfolgenden Schleudervorgänge des Sandes gegen die Wände rufen ein Abplatzen oder Abspringen der Bindemittelgangart hervor, welche durch den Luftstrom mitgerissen wird, während der Sand selbst lediglich auf Grund der Schwerkraft jeweils von einer Ebene oder Stufe zur darunterliegenden Ebene oder Stufe gelangt, in welcher wiederum eine Reinigung erfolgt. Die Anzahl der Arbeitsebenen oder Etagen ist lediglich eine Funktion des Durchsatzes der Vorrichtung und des für den Sand gewünschten Reinheitsgrades.

Im Vergleich zu Vorrichtungen, in denen eine einfache mechanische Reibung des Sandes erfolgt, ist die Auslesevorrichtung 6 vorteilhafter, weil einerseits der Luftstrom den gebildeten Staub abscheidet und entsprechend dem Pfeil 11 abführt, statt diesen entsprechend dem Pfeil 12 frei zusammen mit dem Sand ablaufen zu lassen, und andererseits weil die heftige

ίο Verwirbelung des Sandes in den aufeinanderfolgenden Luftströmen eine nicht vernachlässigbare Temperaturverriiiiierung des Sandes hervonuft, indem dieser in der Praxis von 150° C auf 40° C abgekühlt wird.

Der Luftdruck in der eine Gasdruckquelle 14 wie z. B. einen Verdichter oder ein Gebläse mit der Auslcsevorrichtung 6 verbindenden Hauptspeiseleitung 13 ist nur von relativer Bedeutung, da es lediglich auf die Aufprallwirkung des gegen die Wand des Be-

hä'ters geschleuderten Sandes ankommt. Der am Eingang der Auslesevorrichtung 6 benötigte Luftdruck ist eine Funktion des Querschnitts der Vorrichtung, und damit der Strecke, welche der Sand zurücklegen muß, der Anzahl der gewählten Arbeits-

*5 ebenen oder -stufen und der stündlichen Durchsatzleistung an behandeltem Sand. Beispielhafte und die Erfindung in keiner Weise begrenzende numerische Zahlenangaben für einen Kompromiß zwischen Luftdurchsatz" Luftdruck, Wandverschleiß, Reinigungsqualität des Sandes, Entstaubung und Abkühlung sind beispielsweise eine zwischen 15 und 50 m/s be- ! ragende Luftgeschwindigkeit und ein zwischen 4 und 12 m³/min betragender Luftdurchsatz pro Tonne in einer Stunde aufbereiteten Sandes.

Für nicht feuchtigkeitsempfindliche Sande wie z. B. Formsande, bestimmte mineralische Stoffe usw. ist gleichfalls möglich, die Kühlwirkung der Auslesevorrichtung durch die Anordnung einer Zerstäubungsvorrichtung, welche feine Tröpfchen einer leicht flüchtigen Flüssigkeit wie z. B. Wasser abgibt, zu verbessern. Eine derartige Vorrichtung ist bei 15 schematisch angedeutet und befindet sich beispielsweise senkrecht unterhalb der Sandzuführung 16. Der Zerstäuber 15 weist vorzugsweise Vorrichtungen zur Regelung des Wasserdurchsatees auf, vermittels deren die auf den Stoff ausgeübte Kühlwirkung durch Einstellung der zugeführten Wassermenge entsprechend dem Wärmegehalt des in die Auslesevorrichtung eingeführten Stoffes optimalisiert werden kann, um den am Ausgang der Vorrichtung bei 12 abgegebenen Sand auf einer konstanten Temperatur zu halten. Eine zur Einstellung des Wasserdurchsatzes im inneren der Auslesevorrichtung dienende Vorrichtung besteht beispielsweise aus einem Ther-

mometer zur Messung der Sandtemperatur, das sich im Inneren oder am Ausgang der Auslesevorrichtung 6 befindet. Andererseits kann auch eine Vorrichtung zur Messung der Feuchtigkeit Verwendung finden, iit welcher der Trocknungsgrad des Sandes nach dessen Abkühlung überwacht wird.

Die Auslesevorrichtung 6 stellt damit eine Ergänzung für das Mahlwerk 2 dar, durch welches lediglich die Verbindungspunkte zwischen den einzelnen Sandkörnern gebrochen werden. Da der Sand mit ho-

her Geschwindigkeit gegen die Wände des Behälters 7 geschleudert wird und dabei gleichzeitig eine gegenseitige Reibung der Sandkörner aneinander auftritt, werden die voneinander getrennten Sandkör-

ner nunmehr auch von ihrem Bindemittelüberzug befreit, indem dieser zum Abplatzen gebracht wird.

e) Einem Siebwerk 17 aus mindestens zwei Sieben von unterschiedlichen Maschenweiten, die übereinander angeordnet sind. Insgesamt können zwischen zwei bis acht Siebe übereinander angeordnet sein. Die Siebe dienen in erster Linie zur Klassierung des Sandes nach Korngrößen und zur Einstellung einer Korngrößenverteilung, die dem Korngrößenbereich eines für den Verwendungszweck geeigneten Frischsandes entspricht. Dadurch wird erreicht, daß der zur Wiederverwendung bestimmte gesiebte Sand unter den gleichen Bedingungen wie zuvor für die Herstellung einer anderen Gießform gestellt waren zwischen einem Höchst- und einem Mindestwert liegt.

Die Siebe werden daher entsprechend den sich an die Regenerierung anschließenden Herstellungsvorgängen in gleicher Weise wie bei der Klassierung eines für die auszuführenden Gießvorgänge bestimmten Frischsands ausgewählt.

f) Einem Strichtrichter 18, an den sich eine pneumatische Transportvorrichtung 19 für diejenigen Sandkörner anschließt, deren Korngrößen zwischen einem von der wenigstens zwei Stufen aufweisenden Siebvorrichtung 17 vorgegebenen Höchstwert und einem Mindestwert liegt. Die Sandkörner werden durch Rohrkanäle 20 einer zur Rückgewinnung und Wiederverwendung dieses Sandes zwecks Herstellung von Formen oder Kernen bestimmten Stelle zugeführt.

Die Ausscheidung der beim Siebvorgang erhaltenen feinsten Sandkörner erfolgt gleichzeitig mit der Entstaubung vermittels einer weiter unten beschriebenen Vorrichtung. Für die Sandkörner, deren Korngröße den zulässigen Höchstwert überschreitet und die in dieser Form nicht zur Wiederverwendung geeignet sind, bieten sich zwei Lösungen an, nämlich:

1. Der grobe Siebaustrag wird vermittels des Rohrkanals 21 einem Pulverisator 22, wie beispielsweise einer Hammermühle, mit hoher Umfangsgeschwindigkeit zugeführt, der vorzugsweise unter Unterdruck arbeitet. Der Pulverisator 22 vervollständigt die Aufbereitung durch die Auslesevorrichtung, verringert die Korngröße der Sandkörner und bringt deren Bindemittelüberzug zum Abplatzen. Vom unleren Ende des Pulverisators 22 werden die Sandkörner in der durch den Pfeil 23 angedeuteten Richtung dem unteren Ende des Hebewerks 5 zugeführt und durchlaufen emeut die ganze, vorstehend beschriebene Vorrichtung. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Pulverisator 22 lediglich zur Aufarbeitung der Übergrößen aufweisenden Sandkörner geschaltet; nach Bedarf läßt sich jedoch diese am oberen Ende des Förderbandes 4 angeordnete Vorrichtung ohne weiteres auch zur Aufbereitung sämtlicher Sandkörner sogar vor deren Transport mittels des Hebewerks 5 und gleichzeitig in der vorstehend beschriebenen Weise für den groben Siebaustrag einsetzen.

2. Der grobe Siebaustrag wird vermittels der Rohrleitung oder des Rohrkanals 24 einem Auffangoder Rückgewirinungstrichter 25 zugeführt. Vermittels dieser abgeänderten Ausführungsform läßt sich eine bestimmte Menge kleiner Sandzusammenballungen oder »ausgesonderter Körnchen« zur Verwendung in uiesem Zustand rückgewinnen, statt diese dem Pulverisator 22 zwecks Zerkleinerung auf geeignete Korngrößen zuzuführen. Diese Körnchen werden insbesondere für große Formen und große Kerne als sehr wirtschaftliches Füllmaterial verwendet, so daß der Einsatz von organischen oder auf Silikatbasis beruhenden Bindemitteln mit höher Rentibilität erfolgen kann.

g) Einem Entstauber 26. dessen Ansaugöffnungen an Stellen angeordnet sind, an denen der Sand einer staubbildenden mechanischen Aufarbeitung unterworfen ist, nämlich dem Heberwerk 5, der Auslesevorrichtung 6, dem Siebwerk 17, dem Pulverisator 22 und dem Mahlwerk 2. Die Hauptaufgabe des Entstaubers 26 besteht darin, die Gewinnung eines einwandfreien und sauberen Sandes zu ermöglichen. Damit steht die Entstaubung im Gegensatz zu den bekannten Entstaubungsverfahren, bei denen lediglich der Staub abgefangen wird, der sich in der freien Luft ausbreiten und die Arbeitsbedingungen für das Personal unangenehm und gefährlich machen könnte.

Die durch diesen Entstauber bedingte Wirkung erklärt die Tatsache, daß die Ansaugöffnungen oder -punkte an jeder Vorrichtung angeordnet sein sollten, in der eime mechanische Aufarbeitung erfolgt. Auf diese Weise wird nicht nur die Atmosphäre ge-

schützt, sondern besonders der Sand wird bereits am Entstehungspunkt für Staub von dem normalerweise durch den Sand mitgerissenen Staub befreit. Die Entstauberleistung entspricht in dem hier dargestellten Fall vom Normalfall abweichenden Maßstäben, und

4; der Entstauber 26 besteht aus einem Staubsauger, der beispielsweise die Form eines senkrecht stehenden Zylinders aufweist, an dem im unteren Teil bei 27 Luft angesaugt und die mit Staub, feinsten Sandkörnchen und von den Sandkörnern abgelösten Bin-

demittelüberzügen verunreinigte Luft bei 28 im oberen Teil nach Filterung in beispielsweise Filtersäcken 26 a oder in einer Feuchtabscheidevorrichtung abgesaugt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Regenerieren von Formsand, insbesondere von mit irreversiblen mineralischen und/oder organischen Bindemitteln hergestelltem Sand, der Vorrichtungen zum Ablösen und Herausnehmen der Gußstücke und weitere Vorrichtungen zur mechanischen Zerkleinerung der Formbruchstücke vorgeschaltet sind und die mit Druckluft beaufschlagte Prallflächen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein geschlossener Behälter (7) mit senkrechter Symmetrieachse wenigstens eine durch den Behältermantel durchgeführte und mit Durchbrechungen (10) versehene, mit einer Druckgasquelle (14) verbundene waagerechte Rohrleitung (9) aufweist, daß die Rohrleitung wenigstens einen Druckgasstrahl in waagerechter Richtung und im wesentlichen senkrecht zur Symmetrieachse des Behälters abgibt, daß die Behälterwand in an sich bekannter Weise mit einem Satz kaskadenartig angeordneter innerer Prallbleche (8) versehen ist sowie daß oberhalb jeder Druckgasleitung (9) eine Haube (33) angeordnet ist, deren untere Kanten (33 a) etwa in der Nähe der Ebene liegen, in welcher der Druckgasstrom austritt.