DE2404702B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung und Kühlung von gebrauchten Gießereisand durch trockene mechanische Behandlung mittels Reibung - Google Patents

Description

• In vorrichtungstechnischer Hinsicht ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst durch ein gelochtes Standrohr, durch eine darin angeordnete vertikale Vibrationseinrichtung, die aus einem Vibrator, vertikal übereinanderliegenden Tellern und einem Gestänge besteht, durch zwischen den Tellern übereinandergeschichtete Metallfaserpakete, durch einen Kühllufteintritt-Stutzen, durch einen Staubluftaustritt-Stutzen und durch eine Materialaufgabe-Einrichtung und eine Materialentnahme-Einrichtung.
• Mittels dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es in einfacher Weise möglich, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, und zwar etwa in folgender Weise. Ein heißes Sandkorn, das in ein vertikal angeordnetes Rohr aufgegeben wird, welches zuvor mit feiner Stahlwolle gefüllt worden ist, wandert bei Vibration des Rohres von oben nach unten durch die Stahlwolle hindurch und kommt auf diesem Wege mit immer neuen Flächen der Stahlwolle in Berührung. Darüber hinaus streift das Korn eine Vielzahl scharfer Kanten der Stahlwolle und erfährt durch diese streifende Berührung eine zusätzliche Reinigung. Auf Grund der Temperaturdifferenz zwischen Quarzkorn und Stahlwolle wird Wärme ausgetauscht, so daß sich in aufeinanderfolgenden Ebenen des Rohres eine ständig abnehmende Mischtemperatur einstellt. Durch die Stahlwolle hindurchtretende Kühlluft führt die Wärme ab und zugleich auch die mittels der Kanten der Stahlwolle vom Quarzkorn abgetrennten Restbinderschichten bzw. den bei der Reinigung angefallenen Staub.
• Die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dann besonders vorteilhaft, wenn es sich bei dem zu behandelnden Gießereialtsand um solchen handelt, der unter Verwendung von Kunstharzbindern bei seiner vorhergehenden Verwendung verarbeitet worden ist. Kunstharzbinderschichten aufweisende Gießereialtsande lassen sich nämlich nicht unter Verwendung von Wasser regenerieren; darüber hinaus ist auch die Kühlung derartiger Altsande unter Verwendung von Wasser zumindest sehr unzweckmäßig.
• Für die Praxis ist es zweckmäßig, den zu kühlenden und zu reinigenden Sand kontinuierlich aufzugeben, und zwar derart, daß die erste Berührungsstelle des Sandes mit der Stahlwolle fortwährend in der Einfüllebene rotiert. Unter diesem Gesichtspunkt besteht eine zweckmäßige Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung darin, daß die Materialaufgabe-Einrichtung in Rotation versetzbar ist. Unter Verwendung einer derart weitergebildeten Vorrichtung bildet der in der stehenden Stahlwollsäule herabrieselnde Sandschauer eine vertikale Spirale, so daß die Stahlwolle abwechselnd einmal als Empfänger von Wärme vom Sandkorn und dann als Spender für Wärme an die Kühlluft fungiert.
• Im folgenden wird die Erfindung weiter ins einzelne gehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben; in dieser ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Längsschnitt dargestellt.
• In einem Gehäuse 1 mit einander gegenüberliegenden Lochungen und einem Kühllufteinlaß-Stutzen 6 und Warmluft- und Staubauslaß-Stutzen 7 sind einzelne Metallfaser- oder Metallwolle-Pakete 2 eingelegt, die mittels gelochter Teller 3 sektional voneinander getrennt gehalten sind. Diese Teller 3 stehen über ein Rüttelgestänge 4 mit einem vertikal wirkenden Vibrationsrüttler 5 in Verbindung. Die vertikale Rüttelbewegung des Gestänges 4 und der Teller 3 überträgt sich auf die horizontale Fläche der Stahlwolle-Pakete 2, die ihrerseits sehr elastisch und federnd die vertikale Vibrationsbewegung mitmachen. Der aufgegebene und zu reinigende und zu kühlende Gießereialtsand wandert sich breitflächig verteilend bei rotierender Aufgabe als spiralförmiger Schauer durch die einzelnen Stahlwolle-Pakete 2 hindurch. Hierbei findet die Kühlung und Reinigung statt. Aus dem Auslauf 9 tritt der gereinigte und gekühlte Sand zur weiteren Verwendung aus. Während der vibrationsbedingten Hindurchführung des Sandes durch die Stahlwolle-Pakete 2 wird im Kreuzstrom zum Sand durch die Stahlwolle-Pakete 2 Luft hindurchgeführt.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Reinigung und Kühlung gebrauchter und zu regenerierender Gießereialtsande durch trockene mechanische Behandlung, d a -durch gekennzeichnet, daß der Sand an Kontaktflächen und Kanten zerfaserten Metalls vorbeigeleitet oder mit vibrierenden Metall-Einzelpartikeln in Berührung gebracht wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen und Kanten durch Metallfasern bzw. Metallwolle dargestellt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zu kühlende und zu reinigende Sand in eine Relativbewegung z. B. zur Metallwolle gebracht wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Frischluft durch die Metallfasern hindurchgeführt wird.
5. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein gelochtes Standrohr (1), durch eine darin angeordnete vertikale Vibrationseinrichtung, die aus einem Vibrator (5), vertikal übereinanderliegenden Tellern (3) und einem Gestänge (4) besteht, durch zwischen den Tellern (3) übereinandergeschichtete Metallfaserpakete (2), durch einen Kühllufteintritt-Stutzen (6), durch einen Staubabluftstutzen (7) und durch eine Materialaufgabe-Einrichtung (8) und eine Materialentnahme-Einrichtung (9).
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialaufgabe-Einrichtung (8) in Rotation versetzbar ist.

   Die Erfindung betrifft zum einen ein Verfahren zur Reinigung und Kühlung gebrauchter und zu regenerierender Gießereieltsande durch trockene mechanische Behandlung und zum anderen eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

   Der steigende Einsatz neu entwickelter Formverfahren und hierzu erforderlicher Formhilfsstoffe hat die Entwicklung geeigneter Aufbereitungsmaschinen erforderlich gemacht. Zu diesen zählen auch Aggregate zur Regenerierung und/oder Kühlung gebrauchter Gießereiformsande, da neben ökonomischen Gesichtspunkten unter anderem auch der Umweltschutz die wiederholte Verwendung solcher Formstoffe erfordert. Insbesondere zur Regenerierung sind verschiedenartige Verfahren bekannt, die in der Regel mit einer gleichzeitigen Kühlung verbunden sind, nämlich dann, wenn der aufgegebene Gießereialtsand eine höhere Temperatur besitzt als die im Rahmen des Verfahrens verwendete Luft. Dabei ist die Kühlung jedoch von untergeordneter Bedeutung, da der Hauptzweck dieser Verfahren in der Regenerierung besteht.

   Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus »Gießereipraxis« 1961, S. 156, bekannt und bewirkt eine Regenerierung durch Aufprall des Gießereialtsandes gegen eine Prallfläche, wozu ein Luftstrom Verwendung findet, der den Sand gegen die Prallfläche wirft. Infolge des Kontaktes zwischen Luft und Sand findet bei einer gegebenenfalls vorhandenen Temperaturdifferenz eine Wärmeübertragung statt, derart, daß der warme oder heiße Sand von der kälteren Luft gekühlt wird.

   Andererseits ist es bereits aus der DT-OS 21 38 531 bekannt, Gießereialtsand zu kühlen, indem durch den Sand Kühlluft hindurchgeführt wird. Mit dieser Kühlluft-Hindurchführung ist allerdings keine Regenerierung des Sandes verbunden, sondern bestenfalls eine Reinigung von freien Staubteilen, die mit der Luft abgeführt werden. Schließlich enden in der Regel Regenerierungsanlagen mit einer letzten Staubabscheidung vornehmlich mittels Stufen- oder Kaskadenreiniger, wobei der Sand im freien Fall von Stufe zu Stufe durch einen Luftstrom fällt und so eine letzte Reinigung unter gleichzeitiger Kühlung erfährt.

   Ausgehend von dem eingangs hinsichtlich seiner Gattung beschriebenen Verfahren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, dieses derart weiterzubilden und zu verbessern, daß eine in ihrem Wirkungsgrad erheblich verbesserte Regenerierung mit einer gleichzeitigen Wärmeübertragung erreicht wird und dieses Verfahren in besonders vorteilhafter Weise mittels einer möglichst einfachen Vorrichtung ausführbar ist.

   In verfahrenstechnischer Hinsicht wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Sand an Kontaktflächen und Kanten zerfaserten Metalls vorbeigeleitet oder mit vibrierenden Metall-Einzelpartikeln in Berührung gebracht wird.

   Dieses erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet eine sehr wirksame trockene Kontaktkühlung unter gleichzeitiger Regenerierung des Altsandes, wobei als Kontaktmittel Werkstoffe mit hoher Wärmeleitfähigkeit und extrem großer Oberfläche im Verhältnis zum zugehörigen Volumen eingesetzt werden, welche Werkstoffe die Wärme des zu kühlenden Sandes schnell und gut übernehmen und ebenso schnell an einen dritten Stoff, z. B. Kühlluft, abgeben. Ein großes Oberflächen-Volumen-Verhältnis besteht beispielsweise dann, wenn sich das gleiche Volumen in einem ersten Fall als dünnwandiges Blech und in einem anderen Fall als Kugel darstellt. Für einen wirkungsvollen und schnellen Wärmeübergang ist eine große Kontaktfläche und damit Oberfläche erforderlich. Diese Forderung wird hervorragend von zerfaserten bzw. zerkleinerten oder zerspanten metallischen Werkstoffen erfüllt.

   In erster Linie wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens sogenannte Metallwolle oder Stahlwolle als Reinigungs- und Kontaktmedium verwendet. Andererseits ist aber auch eine Ansammlung von fein zerhacktem Draht zum selben Zweck verwendbar. Metallwolle und Stahlwolle besitzen je ein extrem günstiges Oberflächen-Volumen-Verhältnis und sind somit in der Lage, großflächig an einem Wärmeübergang teilzunehmen, also in einer ersten Phase Wärme aufzunehmen und in einer zweiten Phase beispielsweise an vorbeiströmende Luft wieder abzugeben.

   Während im Hinblick auf eine zweckmäßige Regenerierung eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens darin besteht, daß der zu kühlende und zu reinigende Sand in eine Relativbewegung beispielsweise zur Metallwolle gebracht wird, besteht eine ebenfalls vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, diesmal allerdings in Hinblick auf eine verbesserte Kühlung, darin, daß Frischluft durch die Metallfasern hindurchgeführt wird.