DE2404000A1

DE2404000A1 - Prallflaeche fuer eine schleuderstrahlanlage

Info

Publication number: DE2404000A1
Application number: DE2404000A
Authority: DE
Inventors: Jun Bowling; Robert Allen Speilamn
Original assignee: Carborundum Co
Current assignee: Unifrax I LLC
Priority date: 1973-01-31
Filing date: 1974-01-29
Publication date: 1974-08-08
Also published as: DE2404000C2; US3881664A; IT1008171B; JPS5817661B2; JPS49111267A; GB1461164A

Description

COHAUSZ & FLORACK

PATBNTANWALTSBÜRO O A Π Λ Q Π Π

4 DÜSSELDORF SCHUMANNSTR. 97

PATENTANWÄLTE: Dipl.-lng. W. COHAUSZ · Dipl.-lng. W. FLORACK · Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsdi.-Ing. A. GERBER

The Carborundum Company
1625 Buffalo Avenue
Niagara Falls, New York
United States of Amerika

Prallfläche für eine Schleuderstrahlanlage

Die Erfindung betrifft eine Prallfläche für eine Schleuderstrahlanlage mit einem Schleuderrad, das beim Umlauf einen Materialstrom gegen die Prallfläche zu schleudern vermag.

Eine derartige Schleuderstrahlanlage wird vielfach zur Aufbereitung von kornförmigem Material, insbesondere zur Aufbereitung von Gießerei-Alcsand verwendet.

Bei der Aufbereitung von Altsand müssen Kernbruchstücke und Formsandklumpen in einzelne Körner aufgelöst werden. Die Qualität des aufbereiteten Altsandes muß derjenigen von Neusand gleichkommen, so daß der Altsand ohne wesentliche Änderung der Sandverarbeitung anstelle von Neusand in Form- und Kernsandmischungen verwendet werden kann. Daher ist es in der Regel notwendig, an den einzelnen Sandkörnern anhaftende Überzüge zu entfernen. Die Überzüge können anorganisicher N&-~~'·*'-* tür, wie tonige Bindemittel beim Formsand, oder organischer Natur, wie Pech, Getreideprodukte und Kunstharz, sein oder aus einer Kombination beider bestehen, wie Ton in Verbindung mit Holzkohle, Pech und Getreideprodukten.

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Bei bekannten Aufbereitungsanlagen werden im allgemeinen die groben Sandklumpen in einer Hammermühle, einem Ringwalzen-, Backen- oder Walzenbrecher zerkleinert. Die Überzüge auf den Sandkörnern werden dann mit Hilfe verschiedener bekannter Methoden entfernt. Bei aer Naßaufbereitung wird der Sand mit Wasser gemischt und einer Waschwirkung unterworfen. Je nach der Leistungsfähigkeit des Waschprozesses und der Natur des Überzugs kann ein beträchtlicher Teil des an den Sandkörnern haftenden Überzugs entfernt werden. Bei der thermischen Aufbereitung wird der Sand auf eine Temperatur von etwa 650 bis 815⁰C erhitzt. Bei dieser Behandlung werden alle kohlenstoffhaltigen Substanzen vollständig entfernt. Bei einem anderen Verfahren werden pneumatische Sandwäscher eingesetzt, in denen die Sandkörner mit Hilfe von Niederdruckluft gegeneinander geschleudert werden. Ein Nachteil der letztgenannten Methode besteht in dem hohen Kraftbedarf zur Erzeugung eines Luftstromes mit hoher Strömungsgeschwindigkeit und in der Notwendigkeit, den Sand in einen fließfähigen Zustand zu versetzen. Bis zu einem gewissen Grade können diese Nachteile durch ein Verfahren beseitigt werden, das in der britischen Patentschrift 1 195 226 beschrieben ist. In dieser Patentschrift wird ein Sandaufbereitungsverfahren beschrieben, bei dem der Sand von einer mechanischen Schleudervorrichtung mit einer so großen Kraft gegen eine Prallplatte geschleudert wird, daß die Verunreinigungen von den Sandteilchen abgelöst werden. Durch die Einrichtung wird jedoch der Kraftbedarf nicht wesentlich verringert, und es wird auch keine ausreichende Entfernung der Verunreinigungen von den Sandteilchen erzielt.

Ferner wurde gefunden, daß die von einem Schleuderrad auf die Prallplatte geschleuderten Teilchen einen raschen Ver-

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schleiß der Prallfläche verursachen. Die Prallplatten müssen deshalb im Laufe der nutzbaren Lebensdauer der Maschine häufig ausgewechselt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Prallfläche anzugeben, deren geometrische Form eine maximale Durchmischung der aufgeschleuderten Teilchen zur Erzielung einer guten Reinigungswirkung gewährleistet und die gleichzeitig ein Bauteil darstellt, das leicht ausgewechselt werden kann.

Erfinäungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Prallfläche der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß sie aus einer im Abstand von einer Mittelachse angeordneten geschlossenen Wand besteht und die Form eines Kegel- oder Pyramidenstumpfes hat, der an einem Ende eine größere Öffnung als am anderen Ende hat.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Prallfläche aus einer ersten, zweiten und dritten geschlossenen Wand besteht, wobei jede Wand im Abstand von einer Mittelachse angeordnet ist und die Form eines Kegeloder Pyramidenstumpfes hat, der an einem Ende eine größere Öffnung als am anderen Ende hat, und wobei die Wände übereinander angeordnet sind.

An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht im Schnitt einer Schleuderanlage zur Aufbereitung von kornförmigem Material;

Fig. 2 eine Stirnansicht längs der Linie 2-2 von Fig. 1;

Fig. 5 eine Stirnansicht wie diejenige von Fig. 2, in der eine andere Form der Verschleißplatten dargestellt ist;

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Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 von

Fig. Ji
Pig. 5 eine Stirnansicht wie diejenige von Pig. 2,

in der eine weitere Form der Verschleißplatten

dargestellt ist; und
Fig. 6 einen Querschnitt längs der Linie 6-6 von

Fig. 5.

Obgleich die Beschreibung sich vorzugsweise auf eine Anlage zur Aufbereitung und Behandlung von Altsand bezieht, kann die Erfindung auch in Anlagen zur Behandlung und Reinigung anderer Materialien als Sand eingesetzt werden.

Sand, der bis auf einzelne Körner zerkleinert worden ist, aber noch Überzüge aus Kunstharz oder anderem Material enthält, wird durch den Kanal IJ in die Reinigungsanlage 11 eingespeist, die den Sand einer Reinigungsbehandlung unterwirft, bei der die vorhandenen Überzüge entfernt werden. Die Reinigungsanlage 11 besteht aus einem zylindrischen Außengehäuse mit konischem Boden 17. Die Seitenwände 15 des Gehäuses sind im Abstand von einer Mittelachse I9 angeordnet. Der Kanal I3 zur Aufgabe des Behandlungsgutes befindet sich im Oberteil des Gehäuses. An den konischen Boden I7 schließt sich ein Auslaufkanal 21 zum Abzug des behandelten Sandes an. Aufgabekanal IJ und Auslaufkanal 21 sind koaxial zur Mittelachse I9 des Gehäuses angeordnet. Zum Betrieb wird die Reinigungsanlage 11 so aufgestellt, daß die Mittelachse I9 vertikal ausgerichtet ist, so daß der zu behandelnde Sand durch den Aufgabekanal IJ einfällt und aus dem Auslaufkanal 21 ausfließt.

In der Mitte zwischen Aufgabekanal IJ und Auslaufkanal 21 ist ein Schleuderrad 23 angeordnet, dessen Umlaufachse koaxial zur

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Mittelachse I9 ist und das im Wege des durch den Aufgabekanal 13 fallenden Gutes liegt. Das durch den Aufgabekanal 13 auf das Schleuderrad 23 fallende Gut wird von diesem nach außen geschleudert.

Das Schleuderrad 23 hat eine Nabe 25, an der sich eine Anzahl radial gerichteter Flügel 27 befindet. Darüber befindet sich ein konischer Verteilerkopf 29, der mit seinem Boden auf dem Mittelteil der Nabe 25 zwischen den Flügeln 27 aufsitzt.

Die Nabe 25 ist abnehmbar auf einer Spindel 3I gelagert und hat eine axial ausgerichtete quadratische Öffnung, in die das in gleicher Weise geformte Ende der Spindel 3I eindringt, so daß formschlüssiger Antrieb gegeben ist. Der Verteilungskonus oder -kopf 29 ist am Ende der Spindel 3I angeschraubt. Dadurch wird zugleich das Schleuderrad 23 gehalten.

Die Spindel 31 ist axial ausgerichtet und drehbar in Lagern gelagert. Eine Riemenscheibe am unteren Ende der Spindel wird von einem endlosen Riemen 33 angetrieben, der um eine weitere Scheibe geführt ist, die mit der Welle des Motors 35 verbunden ist. Der Motor 35 ist außerhalb des Gehäuses auf einem geeigneten Bock montiert.

Das Aufgabegut wird von dem Schleuderrad 23 radial nach außen geschleudert, so daß von dem weggeschleuderten Teilchen ein Winkel von 360⁰ überstrichen wird. Radial mit Abstand von der Drehachse des S -hleuderrades 23 ist eine Prallfläche 37 angeordnet. Aus der Draufsicht auf die Prallfläche 37 (Figur 2) ist zu erkennen, daß diese rund ist und daß die Teilchen eine vorgeg· bene Strecke zurücklegen müssen, bevor sie auf der Prallfläche auftreffen.

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Die Prallfläche 37, die im einzelnen in den Figuren 4 bis 6 dargestellt ist, hat einen Querschnitt ähnlich einem umgekehrten U-Profil. Sie besteht aus einer Prall- oder Verschleißplatte oder auch Wand 39, die sich im Weg der weggeschleuderten Teilchen befindet und unter einem Winkel - vorzugsweise von ^5 - so angeordnet ist, daß die auftreffenden Teilchen nach oben abgelenkt werden. An der Prallplatte oder ..and 39 ist unter einem Winkel - vorzugsweise von 90 - eine Rückprallplatte oder Wand 41 so befestigt, daß aie von der Prallplatte 39 zurückgeworfenen Teilchen zurück auf das Schleuderrad 23 gerichtet werden. Mit der ersten Rückprallplatte 4l ist eine zweite Rückprallplatte oder Wand 43 unter einem Winkel von etwa 9O⁰ verbunden. Die zweite Rückprallplatte oder Wand 43 lenkt die Teilchen nach unten in den Schleuderstrahl, der von dem Schleuderrad 23 ausgeht. Dieser Weg ist in Figur 1 durch eine mit einem Pfeil versehene gestrichelte Linie angedeutet und so gelegen, daß es zu einer Höchstzahl von Zusammenstößen zwischen den Teilchen kommt und infolgedessen eine intensive Reinigungswirkung erzielt wird. Die Teilchen fallen dann in den konischen Boden I7 und verlassen die .Milage durch den Kanal 21.

Die Prallfläche 37 ist unbeweglich an einer Innenwand 45 befestigt. Die Innenwand 45 ist mit der Außenwand I5 des Gehäuses so verbunden, aaß eine Innenkammer 47 und eine Außenkammer 49 gebildet werden.

Jede Verschleißplatte oder Wand 39, 41 oder 43 bildet eine geschlossene oder durchgehende Wand mit einer Mittelachse. Vorzugsweise bildet die Wand 39, 4l oder 43 einen Boden und wird durch Rotation einer Linie unter einem Winkel zur Mittelachse um die Mittelachse erzeugt. Falls die Viand 39, 4l oder 43 keinen Bogen bildet, soll ihre allgemeine Form sich vorzugsweise einem

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Kreis nähern. In dem letztgenannten Fall hat die Wand 39, 41 oder 43 vorzugsweise mindestens drei gerade Seiten, die symmetrisch um die Mittelachse angeordnet sind. Die Seitenteile einer jeden Wand 39, 41 oder 43 liegen zu der Mittelachse unter einem Winkel und ergeben eine Pyramidenform.

Die allgemeine Form einer Wand 39, ^l oder 43 ist ein Kegeloder Pyramidenstumpf, dessen Mantelfläche von zwei parallelen Ebenen geschnitten wird. Beide durch die Schnittebenen definierten Enden einer Wand 59, 41 oder 43 sind offen, wobei ein Ende größer als das andere ist. Jede Platte oder Wand 39, 41 oder ist unter einem Winkel von vorzugsweise 45 zur Mittelachse geneigt; denn es wurde gefunden, daß bei diesem Winkel die größte Reinigungswirkung erzielt wird.

Die Wände 39, 4l und 43 sind so übereinander angeordnet, daß die größere Endfläche der Prallplatte oder Wand 39 nach oben gerichtet ist, so daß die zurückprallenden Teilchen in diese Richtung gelenkt werden. D^e große Endfläche der ersten Rückprallplatte oder Wand 41 ist nach unten gerichtet und liegt an dem großen Ende der Prallplatte 39 an. Durch diese Konstruktion werden die Teilchen zurück auf das Schleuderrad 23 gerichtet. Die große Endfläche der zweiten Rückprallplatte 43 ist vorzugsweise nach oben gerichtet und liegt an dem kleinen Ende der ersten Rückprallplatte 41 an, so daß die zurückgeworfenen Teilchen abwärts in den Schleuderstrahl gelenkt werden. Bei Übereinanderanordnung der Wände 39, 41 und 43 befinden sich die Prallplatte sowie die erste und die zweite Rückprallplatte in konzentrischer und koaxialer Stellung zur Mittelachse 19.

Das Gewicht der Platten 39, 41 und 43, die in der Regel aus Stahl oder einer anderen Eisenlegierung gefertigt sind, reicht aus,, um

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die Platten in ihrer Lage zu halten. Um die Positionierung der Platten 59, 4l oder 45 zu erleichtern, ist an dem großen Ende der Prallplatte 59 ein Randflansch 55 vorgesehen, der an dem großen Ende der ersten Rückprallplatte kl anliegt. Ebenso ist an dem großen Ende der zweiten Rückprallplatte 45 ein Randflansch 55 vorgesehen, der das kleine Ende der ersten Rückprallplatte 41 überlappt. Die Planschen 55 und 55 erleichtern die ordnungsgemäße Ausrichtung der Platten 59, 41 und 45 bei ihrem Einbau in die Aufbereitungsanlage.

Die von dem Schleuderrad 25 abgeschleuderten Teilchen gelangen sofort in einen Luftstrom, der durch die abgeschleuderten und herabfallenden Teilchen strömt. Der Luftstrom tritt durch eine Öffnung 57 im Oberteil der Aufbereitungsanlage 11 ein und folgt einem Weg, der in Figur 1 durch mit einem Pfeil versehenen ausgezogenen Linien dargestellt ist. Der Luftstrom strömt in der Innenkammer 47 abwärts durch die abgeschleuderten Teilchen und dann aufwärts zu der Außenkammer 49. Durch die Außenkammer 49 wird der Luftstrom zu einer Austrittsöffnung 59 oder zu mehreren Austrittsöffnungen gesaugt, die zur gleichmäßigen Verteilung des Luftstroms benutzt werden können. Die Austrittsöffnung 59 ist mit einer Vorrichtung zur Erzeugung von Unterdruck und einem Staubabscheider (nicht dargestellt) verbunden. Leichte Teilchen, wie Staub oder Feinstkorn, die in dem Luftstrom schweben, werden durch die Öffnung 59 abgesaugt und dem Staubabscheider zugeführt. Schwere Teilchen fallen auf den Boden der Aufbereitungsanlage 11 oder werden erneut gegen die Prallfläche 57 geschleudert. Diese Anordnung führt dazu, daß ein abgeschleudertes Teilchen sofort nach dem Verlassen des Schleuderrades 25 vor dem Aufprall und nach dem Rückprall vor dem Fall

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in den konischen Boden I7 dem Luftstrom ausgesetzt wird. Durch diese Einwirkung des Luftstroms auf die Teilchen, während sie sich im freien Fall befinden, verhindert wirksam ein Wiederansetzen der Verunreinigungen an den Teilchen.

Die Höhe der Prallplatte 39 oder der ersten und zweiten Rückprallplatte 41 und 43 wird an der Mittelachse zwischen der Grundfläche und der Schnittebene des Kegel- oder Pyramidenstumpfes gemessen, der die Seiten der Platte 39 bzw. der ersten und zweiten Rückprallplatten 41 und 43 bildet. Die Höhe der Platte 39 soll vorzugsweise mindestens gleich der Breite des Strahls der abgeschleuderten Teilchen sein. Ferner wurde gefunden, daß die Höhe der ersten Rückprallplatte 41 und der zweiten Rückprallplatte 43 ungefähr gleich der Höhe der Prallplatte 39 sein soll, um eine einwandfreie Rückprallwirkung zu erzielen. Damit auch eine gute Berührung der zurückgeworfenen Teilchen mit dem Luftstrom stattfindet, soll der Abstand zwischen der Mittelachse und der Innenfläche der Prallplatte 39 an deren größerem Ende mindestens etwa das Dreifache, vorzugsweise mindestens etwa das Vierfache der Höhe betragen. Diese Verhältnisse gelten auch für die erste Rückprallplatte oder Wand 41. Bei der zweiten Rückprallplatte oder Wand 43 ist die Innenfläche am kleinen Ende vorzugsweise um eine Höhenmaßzahl kleiner als die Prallplatte 39* so daß die nach unten abgelenkten Teilchen an der Prallplatte oder Wand 39 vorbeifliegen.

Wie vorstehend angegeben, kann die Form der Prallplatte zwar ein Bogen sein, doch sind auch andere Ausführungsformen möglich und in manchen Fällen vorzuziehen. Die Figuren 3 und 5 veranschaulichen beispielsweise Prallflächen mit fünf bzw. sechs Segmenten. Derartige Ausführungsformen ermöglichen die leichte Auswechslung eines bestimmten Segments, so daß ungleichmäßig abgenutzte oder

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anderweitig beschädigte Wände rasch und wirtschaftlich repariert werden können.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche:

( 1.JPrallflache für eine Schleuderstrahlanlage mit einem Schleuderrad, das beim Umlauf einen Materialstrom gegen die Prallfläche zu schleudern vermag, dadurch gekennzeichnet , daß sie aus einer im Abstand von einer Mittelachse (19) angeordneten geschlossenen Wand (59, 41, 45) besteht und die Form eines Kegeloder Pyrainidenstumpfes hat, der an einem Ende eine größere Öffnung als am anderen Ende hat.
2. Prallfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlossene Wand 4-1 > ^3) mindestens drei gerade Seiten hat.
3. Prallfläche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand der geschlossenen Wand (59, 41, 45) von der Mittelachse (19) mindestens das Dreifache, vorzugsweise mindestens das Vierfache der Höhe der geschlossenen Wand beträgt, gemessen an der Mittelachse (19).
4. Prallfläche nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Höhe der geschlossenen Wand (59, 41, 45), gemessen an der Mittelachse (19), etwa so groß wie die Breite des abgeschleuderten Materialstromes ist.
5. Prallfläche nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die geschlossene Wand (39, 41, 43) unter einem Winkel von etwa 45° zur Mittelachse (19) geneigt ist.

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6. Prallplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlossene Wand (39, 41, 43) einen Randflansch (53, 55) am größeren Ende aufweist.
7· Prallplatte nach ^nspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Randflansch (53, 55) nach innen zur Mittelachse (19) vorsteht.
8· Prallfläche nach Anspruch 6 oder 7 * dadurch gekennzeichnet , daß der Randflansch (53, 55) unter einem Winkel von etwa 90⁰ zu der geschlossenen Wand (59* 41, ^5) angeordnet ist.
9· Prallfläche nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß sie aus einer ersten geschlossenen Wand (39), einer zweiten geschlossenen Wand (4l) und einer dritten geschlossenen Wand (43) besteht, die koaxial übereinander angeordnet sind, wobei die große Enfläche der ersten Wand (39) nach oben, die große Endfläche der zweiten Wand (41) nach unten und die große Enfläche der dritten Wand (43) nach oben gerichtet ist.
10. Prallfläche nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß das große Ende der ersten Wand (39) an dem großen Ende der zweiten Wand (41) und das kleine Ende der zweiten Wand (41) an dem großen Ende der dritten Wand (43) anliegt.
11. Prallfläche nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet , daß die drei Wände (39, 41, 43) koaxial zur' Umlauf'achse (19) des Schleuderrades (23) angeordnet sind.

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12. Prallfläche nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Wände (39, 4-1, 4;J) aus einer Anzahl von Segmenten bestehen, die symmetrisch um die Mittelachse (I9) angeordnet sind.

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