DE2820454B2 - Anlage zur Kühlung und Trennung von Abgüssen und Formsand - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich iuf eine Anlage zur

Kühlung und Trennung von Abgüssen und Formsand, mit einem drehbaren, eine waagerechte oder annähernd waagerechte Längsachse aufweisenden Behälter, der an seinem einen Ende eine Öffnung zum Einführen der Abgüsse zusammen mit dem Formsand aufweist und der mittels eines Saugkanals mit einer Abzugsanlage verbunden ist, und an seinem anderen Ende eine Austrittsöffnung zur Ableitung der Abgüsse, sowie eine vor dieser Öffnung angeordnete Siebwand besitzt, durch welche der Formsand abgeführt wird.

Die für diesen Zweck bekannten Trommelanlagen nutzen das allgemeine Wärmeaustauschprinzip zwischen den Abgüssen und dem Formsand während deren gegenseitiger Verlagerung in der Trommel, der nachfolgenden Verdampfung des in dem Formsand enthaltenen Wassers und evtl. des zusätzlich zugeführten Wassers und der Ableitung des Dampfes aus der Anlage aus. Während dieses Verfahrens erfolgt gleichzeitig mit der Kühlung das Entkernen der Abgüsse, das Zerbrechen der Formsandblöcke, das Reinigen der Abgüsse und das Homogenisieren und Entstauben des Formsandes. Die bekannten Anlagen umfassen einen um eine waagrechte oder fast waagrechte Längsachse drehbaren Behälter. Eine der Grundflächen des Behälters bildet die Eintrittsöffnung, durch welche der Formsand zusammen mit den Abgüssen eingeführt wird. Auf dem anderen Ende des Behälters befindet sich die Austrittsöffnung für die Abgüsse. Der Behälter weist ferner auf einem gewissen

Abschnitt in der Nähe der Austrittsöffnung eine Siebwand zur Abtrennung des Formsandes auf. Auf der Basis dieser Lösung existieren mehrere Vorschläge für Weiterbildungen, die hauptsächlich eine Intensivierung der Kühlung der Abgüsse und des Formsandes betreffen.

Bei der in der FR-PS 2167 308 und der DE-PS 13 00 204 dargestellten Anlage strömt die in den Behälter einfließende Luft am sich umwälzenden Formsand und den Abgüssen vorbei, was eine nur oberflächliche Berührung der Luft mit dem Formsand zur Folge hat. Dieses Verhalten vermindert die Intensität der Feuchteverdampfung und des unmittelbaren Wärmeaustausches. Um praktisch die erforderlichen Endtemperaturen der Abgüsse und des Formsandes zu erreichen, muß die Konstruktion der Anlage große Abmessungen aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Nachteile durch eine Anlage zu beseitigen, in welcher die Intensität des Kühlvorganges durch Belüftung des gesamten Volumens des sich in dem Behälter verlagernden Formsandes und ier Abgüsse mit einem Luftstrom vor deren Trennung erhöht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich des Umfanges des Behälters mindestens ein Schlitz zum Durchtritt von Luft in den Innenraum des Behälters vorgesehen ist, welcher zwischen der Siebwand und der Eintrittsöffnung angeordnet ist, und daß die Austrittsöffnung mit einem unbeweglichen, in seinem Unterteil mit einer die Abgüsse abführenden öffnung versehenen Deckel abgedeckt ist

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird der Durc'.-fluß der Luft in den Behälter durch die Druckdifferenz zwischen der Außenatmosphäre und dem Innenraum des Behälters hervorgerufen. Dadurch wird ein kräftiger Luftstrom in den Behälter eingeführt und längs des Behälterinnenraums entlanggeleitet, der für eine gute Belüftung des Formsandes und der Abgüsse sorgt. Dadurch, daß die Luft gezwungen wird, durch das FormsanV.bett hindurchzutreten, kann eine intensive Kühlung und Behandlung des durch die Anlage hindurchgeförderten Gutes erreicht werden.

Durch die erfindungsgemäß im Ringschlitz angeordneten Elemente entsprechend Anspruch 4 wird der in den Behälter einströmenden Luft eine Wirbelströmung aufgezwungen, die den Wärmeaustausch im Fördergut erhöht.

Das erfindungsgemäß entsprechend Anspruch 7 vorgesehene Leitblech erlaubt einen Eintritt der Luft in den Behälter nur durch die öffnungen im Bereich des Zentriwinkels, welchem der Umschüttwinkel des Formsandes ;.n der Trommel entspricht Auf diese Weise muß der in den Behälter eingeleitete Luftstrom eine Schicht des sich umwälzenden Formsandes durchdringen, so daß dieser unmittelbar abgekühlt wird. Außerdem vergrößern die erfindungsgemäß eingesetzten Elemente die Oberfläche des Wärmeaustauschers mit der einströmenden Luft.

Das Durchblasen des in den Trommeln geförderten Formsandes kann erfindungsgsgemäß durch ein Ausrüsten der Anlage mit einem Luft in den Raum zwischen den Trommeln einblasenden Lüfter entsprechend Anspruch 6 verstärkt werden.

Ein verstärkter Durchfluß der Kühlluft durch das im Behälter umgewälzte Fördergut wird durch eine weitere Lösung gemäß der Erfindung erreicht, bei de·- ein Luftrost entspre· hend Anspruch 8 vorgesehen ist. Dabei strömt die über einen Kanal in einen Luftkasten geförderte Luft durch die Schlitze des Rostes und das über diesen liegende Material. Diese Konstruktion wird durch Jas Vorsehen eines mit dem Luftkasten verbundenen und den Rost auf der restlichen Umfangsstrecke umfassenden Schirms weiter verbessert

Der Luftrost kann aus einem perforierten Blech mit kreisförmigen Löchern oder mit längs der Behälterach se orientierten und vorzugsweise durch Abbiegungen erzeugten Längsschlitzen bestehen.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Luftrostes mit Längselementen entsprechend Anspruch 11 verhindert im wesentlichen ein Eindringen des Formsandes in den Luftkasten an Stellen, an denen der Druck niedrig ist

Bei der erfindungsgemäßen Lösung, bei der die Längsrippen entsprechend Anspruch 12 abgeschwenkt sind, bilden diese Längsrippen Taschen, weiche zusätzlich den dynamischen Charakter der in den Kasten einströmenden Luft ausnützen.

Die erfindungsgemäße Anlage erlaubt die Abfuhr von großen Wärmemengen. Die intensivierte Feuchtigkeitsverdampfung erlaubt das Einführe?! einer vergrößerten Wassermenge in den Behälter. Als Fege davon werden die erforderlichen Endtemperaturen des Formsandes und der Abgüsse in ;iner kürzeren Zeit und in einer Anlage mit einem kürzeren Förderweg erreicht Dadurch ergibt sich eine Einsparung sowohl der für den Betrieb der Anlage erforderlichen Energie als auch des für die Aufstellung der Anlage erforderlichen Raums.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, wobei die F i g. 1 bis 6 eine Anlage mit einem aus zwei oder mehreren koaxialen Trommeln gebildeten Behälter und die Fi g. 7 bis 10 Ausführungsbeispiele mit einem Luftrost aus der Seitenfläche betreffen. Es zeigt im einzelnen

F i g. 1 die Seitenansicht mit Axialhalbschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels der Anlage,

Fig.2 den Querschnitt der zusätzlich ?nit dem Luftleitblech ausgerüsteten Anlage nach der F i g. 1 längs der Linie 11-11 und der Linie 1-1,

Fig.3 die Seitenansicht mit Axialhalbschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels der Anlage,

F i g. 4 den Querschnitt der Anlage längs der Linie IH-III nach Fig. 3,

F i g. 5 die Seitenansicht mit Halbschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels der Anlage.

Fig.6 den Querschnitt längs der Linie IV-IV der Anlage nach F i g. 5,

Fig. 7 die Seitenansicht mit Axialhalbschnitt eines vierten Ausfühnngsbeispiels der mit einem Luftrost ausgerüsteten Anlage,

F i g. 8 einen Teil einer anderen mit einem Schneckenförderer ausgerüsteten Anlage,

F i g. 9 den Querschnitt des Luftrostes, und Fig. 10 eine Einzelheit der Rostkonstrutition.

Die in Fig. 1 dargestellte Anlage umfaßt einen drehbar in bezug auf die Längs- und waagerechte Achse in Lagerbaugru~pen angeordneten zylindrischen Behälter. Die Lagerung erfolgt durch eine auf dem Behälter befestigte Laufbahn 26 und Stützrollen 27 auf einem Rahmen 29 mit einer Stütze 30 einstellbarer Neigung. Ein Drehantrieb 28 besteht aus einem Elektromotor, einem Getriebe mit stufenlos regelbarem Übersetzungsverhältnis u .id einem festen Zahnradgetriebe. Der Behälter ist durch die Verbindung einer zylindrischen eingangsseitig angeordneten Trommel 1 mit kleinerem Durchmesser mit einer ausgangsseitig angeordneten

Trommel 3 mit größerem Durchmesser, wobei die Trommel 3 auf einem bestimmten Abschnitt die Trommel 1 umfaßt, geschaffen. Diese Verbindung ermöglicht einen freien Längsdurchfluß der Luft durch einen zwischen den Trommeln gebildeten Ringschlitz β. Die Mantelfläche der Trommel 3 ist auf dem Abschnitt, auf welchem sie die Trommel 1 umfaßt, konisch gestaltet und bildet einen Saugtrichter mit kleinster Oberfläche des Raumquerschnittes auf dem Ende der Trommel 1. Dadurch erfolgt eine Erhöhung der Geschwindigkeit der durchströmenden Luft. Der Ringschlitz 6 ist in eine Reihe von Kanälen 17 geteilt, die durch schräg zwischen den Wänden der Anfangstrommel 1 und der Endtrommel 3 und in einer Richtung befestigte Elemente 18, welche bei der Drehung des Behälters den Luftdurchnuß in den Behälter verstärken, gebildet sind.

Die Trommel I hat in ihrem vorderen Teil eine Eintrittsöffnung 4, durch welche der Formsand und die o in At^n Rphälfpr pincTpfiihrf u/prHpn Dip

Eintrittsöffnung 4 ist durch ein Gehäuse 7 umfaßt, innerhalb welchem ein Vibrationsförderer 24 angeordnet ist. In der oberen Wand des Gehäuses 7 befindet sich eine Einfüllöffnung 23 und ein Stutzen eines Saugkanals 8 einer Abspannvorrichtung. Auf dem anderen Ende des Behälters ist die Trommel 3 mit einer Austrittsöffnung 5 versehen, die mit einem Deckel 9 verschließbar ist, welcher in seinem unteren Teil eine Ableitöffnung 10 für die Abgüsse aufweist. Die Ableitöffnung 10 ist mit einer Klappe 11 ausgerüstet, welche unter der Last des die Anlage verlassenden Abgusses abschwenkbar ist. Eine Lageeinstellung der Klappe 11 ermöglicht eine Änderung der Menge der aus dieser Richtung einströmenden Luft. In der Nähe der Austrittsöffnung weist die Endtrommel 3 eine Siebwand 14 auf durch welche der Formsand abgeschieden wird.

Die zylindrische Mantelfläche der Trommel 3 ist durch einen kegelstumpfförmigen koaxial zur Trommel 3 angeordneten Mantel 15 umfaßt. Der Raum zwischen der Trommel 3 und dem Mantel 15 ist einseitig hinter einer Siebwand 14 auf dem kleineren Kegeldurchmesser geschlossen. Die Mantelseitenfläche.besitzt auf einer bestimmten Länge bei größerer Grundfläche einen zum zusätzlichen Durchsieben des Sandes bestimmten Siebteil 31. Der Siebteil 31 ist in dem Bereich, in dem der Formsand in den Mantel 15 umgeschüttet wird, durch eine sowohl auf der Länge des Siebteils wie auch auf der Stirnseite offene Abschirmung 32 umfaßt Am Anfang der Trommel 1 und in der Trommel 3 sind an der Stelle, an der der Formsand aus der Trommel 1 umgeschüttet wird, aus Blechen ausgebildete Anfangsschilder 12 befestigt die so geformt sind, daß sie beim Drehen des Behälters den Formsand entsprechend der Arbeitsrichtung der Anlage transportieren. Am Ende der Trommel 1 und in der Trommel 3 befinden sich vor der Siebwand 14 Endschilder 13, weiche den Durchfluß des Trommelinhalts beim Drehen des Behälters hemmen. Zwischen den Schildern 12 und 13 und auf der Innenfläche des Mantels 15 sind Längsverteilerrippen 16 befestigt Ober das Gehäuse 7 ist in den Raum der Trommel 1 eine Leitung 25 eingeführt über weiche mittels Düsen die Schicht der Formmasse mit Wasser bespritzt werden kann.

Bei einer anderen Lösung ist die Anlage der oben beschriebenen Konstruktion zusätzlich mit einem den Eintritt der Luft in den Zwischenraum der Trommeln fördernden Leitblech 19 ausgerüstet Diese ist in F i g. 2 im Halbquerschnitt entlang der Linie I-I dargestellt. Der in den Behälter angesaugte Luftstrom dringt bei dieser Anordnung besonders gut in den aus der eingangsseitif angeordneten Trommel 1 in die ausgangsseitig angeord nete Trommel 3 geförderten Formsand ein. Dies wir( durch ein festes Leitblech 19 ermöglicht, welches für der Luftdurchfluß von außen her nur die Kanäle 17 öffnet welche sich beim Drehen des Behälters zu dieser Zeit ii dem Bereich des dem Umschüttwinkel des Formsande entsprechenden Zentriwinkels befinden.

In Fig.3 ist eine weitere Anordnung dargestellt

ίο durch die die unmittelbare Kühlung des Förderguts ai der Übergabestelle zwischen den Trommeln intensivier wird. Gegenüber den oben erläuterten Ausführungsbei spielen ist diese Anlage durch drei den Behalte bildende Trommeln 1, 2 und 3, durch eine Verlängeruni der ausgangsseitigen Trommel 3 und durch dii Anordnung von Lufteintritten in der Ebene der beidei Ringschlitze 6 gekennzeichnet. Die Öffnung des ii dieser Ebene angeordneten Leitbleches 19 ist durch eim mit einem Lüfter verbundene Förderleitun⁰ 22 urnf?.ß!

Unter der Annahme, daß in dem Behälter eil Unterdruck herrscht, was durch eine entsprechendi Auswahl der Leistung des Förderlüfters und de Abzuglüfters erreicht wird, ergibt diese Lösung eim vorzügliche Kühlung, insbesondere bei Hochleistungs anlagen.

Beim dritten, in Fi g. 5 dargestellten Ausführungsbei spie! ist der Behälter durch die Verbindung de eingarjsseitigen, zylinderförmigen Trommel 1 mi einem regelmäßigen vieleckigen Querschnitt mit eine ausgangsseitigen kegelförmigen Endtrommel 3 gebildei Die Gestalt der Seitenfläche der Trommel 3 ist durcl zwei mit ihren größeren Grundflächen zusammenge setzte Kegelstümpfe bestimmt, wobei die kleinen Grundfläche des einen mit der Trommel 1 der Ringschlitz 6 mit trichterförmigem Verlauf bildet um die kleinere Grundfläche des anderen mit der Siebwam 14 verbunden ist.

Die Trommel 3 weist keine Endschilder 13 auf, da de Durchfluß des Formsandes und der Abgüsse durch ihn kegelförmige, ansteigende Seitenfläche gehemmt wird Im übrigen ist die Anlage entsprechend den vorhe beschriebenen aufgebaut.

Das vierte, in F i g. 7 und mit Konstruktionseinzelhei ten in Fig.9 und 10 dargestellte Ausführungsbeispie der Erfindung hat einen zylindrischen Eintrommelbehäl ter 20, welcher analog zu der in F i g. 1 dargestellter Anlage gelagert und angetrieben ist. Auf einer gewisser Länge des Behälters 20 vor der Siebwand 14 bildet sein« Seitenfläche einen Schlitzrost 33 für den Lufteintritt Die Oberfläche des Luftrostes 33 ist außen durch einer Schirm 34 umfaßt welcher auf dem durch de , den Umschüttwinkel des Formsandes entsprechenden Zen triwinkel bestimmten Umfangsteil mit einem Luftkastei 35 verbunden ist Der Kasten 35 wird durch einen Kana 36 aus dem Förderlüfter mit Luft gespeist Der Luftros 33 ist aus derart miteinander verbundenen Längsele menten 37 ausgeführt daß diese auf einem bestimmter Abschnitt einander überlappen, wodurch Linienschlitzi 38 bestimmt sind. Diese Anordnung der Elemente 3Ί richtet den durchfließenden Luftstrom entgegengesetz - der Umdrehungsrichtung des Behälters 20, wodurch di<

Rostoberfläche, auf welcher das Umschütten de: Formsandes erfolgt auf ein Minimum begrenzt wird Auf der Außenfläche des Luftrostes 33 sind Längsrippe!

39 befestigt welche ein Tragelement bilden um zusätzlich den LuftdurchfiuB beeinflussen. Durch di< von der Radialrichtung in der Drehrichtung de: Behälters 20 abweichende Anordnung der Rippen 3<

und durch die senkrechte und annähernd zu dem Behälter tangentiale Führung des Kanals 36 wird der dynamische Charakter des in den Kasten 35 einfließenden Luftstroms ausgenutzt. Die Enden der Längsrippen 39 bilden zusammen mit dem Schirm 34 eine bewegliche Labyrinthabdichtung, welche unerwünschte Luftverluste durch den Rost 33 außerhalb des Bereiches des Zentriwinkels verhindert. In der Seitenwand des Luftkastens 35 ist im Boden der zu dem Innenraum des Mantels 15 gerichtete Ausblasschlitz 40 ausgeführt, durch welchen im Strom der ausfließenden Luft der durch den Rost 33 gelangende Formsand abgeleitet wird. Der Kühlvorgang wird durch Erzeugung eines Unterdrucks in dem Behälter 20 intensiviert, was die Verdampfung der in dem Gut enthaltenen oder

zusätzlich zugeführten Feuchte verstärkt. Zu diesem Zweck werden die stirnseitigen Löcher des Behälters 20 abgeschirmt und der Durchsatz der Abzugsvorrichtung ist entsprechend größer als die Blasleistung des die Luft durch den Rost 33 fördernden Lüfters.

Die Fig.8 stellt im Halbschnitt einen Teil einer weiteren Anlage dar, bei welcher gegenüber der vorher beschriebenen die Formsandableitung aus dem Luftkasten 35 unterschiedlich gelöst ist und kein den Behälter 20 umfassender Mantel 15 vorgesehen ist. Der Boden des Luftkastens 35 ist durch einen Schneckenförderer 41 geschlossen, welcher derart dem Behälter 20 entlang angeordnet ist, daß sein Ausschüttkanal 42 in den Abwurfschacht 21 unter der Siebwand 14 hineinreicht.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Anlage zur Kühlung und Trennung von Abgüssen und Formsand, mit einem drehbaren, eine waagerechte oder annähernd waagerechte Längsachse aufweisenden Behälter, der an seinem einen Ende eine öffnung zum Einführen der Abgüsse zusammen mit dem Formsand aufweist und der mittels eines Saugkanals mit einer Abzugsanlage verbunden ist, und an seinem anderen Ende eine Austrittsöffnung zur Ableitung der Abgüsse sowie eine vor dieser Öffnung angeordnete Siebwand besitzt, durch welche der Formsand abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Umfanges des Behälters (1, 2,3,20) mindestens ein Schlitz (6, 38) zum Durchtritt von Luft in den Innenraum des Behälters vorgesehen ist, welcher zwischen der Siebwand (14) und der Eintrittsöffnung (4) angeordnet ist, und daß die Austrittsöffnung (5) mit eineu unbeweglichen, in seinem Unterteil mit einer die Abgüsse abführenden Öffnung (10) versehenen Deckel (9) abgedeckt ist

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz als Ringschlitz (6) ausgestaltet und durch koaxiale zylindrische Trommeln (1, 2, 3) gebildet ist, die derart zueinander versetzt miteinander verbunden sind, daß die jeweils der Austrittsöffnung (S) näherliegende Trommel auf einem gewissen Abschnitt die jeweils ferner liegende Trommel umfaßt, wobei der Durchmesser der Trommeln stufenweif* in Richtung der Austrittsöffnung (5) zunimmt

3. Anlage nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Trommel (3) einen mit ihr einseitig hini-r der Siebwand (14) verbundenen, koaxialen Mantel (15) hat.

4. Anlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Ringschlitz (6) in eine Reihe von Kanälen (17) geteilt ist und daß hierfür schräg zwischen den Trommelwänden befestigte Elemente (18) vorgesehen sind, die in der Richtung verlaufen, in welcher während der Drehung der Trommel die Luft in ihren Innenraum gefördert wird.

5. Anlage nach mindestens einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Ringschlitz (6) in eine Reihe von Längskanälen (17) mit zwischen den Trommelwänden befestigten Elementen (18) geteilt ist.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteintritt in den Ringschlitz (6) durch eine mit einem Lüfter verbundene Förderleitung (22) umfaßt ist.

7. Anlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteintritt in die Ringschlitze (6) mit einem Leitblech (19) abgedeckt ist. welches eine Öffnung im Bereich des Zentriwinkels hat, welcher dem Umschüttwinkel des Formsandes in der Trommel entspricht.

8. Anlage nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (38) durch eine gegenseitige Anordnung der Elemente eines Luftrostes (33) gebildet sind, welcher einen Teil der Seitenfläche des Behälters (20) vor der Siebwand (14) darstellt und von außen im Bereich der durch den Zentriwinkel der Umschüttung des Formsandes bestimmten Fläche durch einen Luftkasten (35) umfaßt ist, in welchen durch einen Kanal (36) Luft gefördert wird.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Luftkasten (35) eine den Luftrost auf dem restlichen Umfangsteil umfassende Abschirmung (34) verbunden ist

10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenfläche des Luftrostes (33) sich Längsrippen befinden (39), deren Enden mit der Oberfläche der Abschirmung (34) zusammenarbeiten und eine Labyrinthabdichtung bilden.

11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet daß der Luftrost (33) durch derart angeordnete Längselemente (37) gebildet ist, daß diese sich auf einem gewissen Abschnitt und Abstand überlappen, und die derart gebildeten Linienschütze (38) die durchströmende Luft entgegen der Drehrichtung des Behälters (20) richten.

12. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet daß die Längsrippen (39) bezüglich der Drehrichtung des Behälters (20) abgeschwenkt sind und der die Luft fördernde Kanal (36) senkrecht zu dem Behälter und aus der zu dessen Drehrichtung entgegengerichteten Richtung in den Luftkasten (35) eingeführt ist

13. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß auf dem Boden des Luftkastens (35) ein Ausblasschlitz (40) für den durch den Luftrost (33) hindurchgetrerenen Formsand vorgesehen ist.

14. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Luftkastens (35) mit einer an sich bekannten Einrichtung zur periodischen oder kontinuierlichen Ableitung des durch den Luftrost (33) hindurchgelangten Formsands nach außen, insbesondere mit einem Schneckenförderer (41), geschlossen ist.