DE2823578B2 - Vorrichtung zur Reinigung von Giedereialtsand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von Gießereialtsand mit einem im wesentlichen senkrechten Steigrohr mit einer vorgeschalteten Zufuhrmöglichkeit für einen vorgeformten Luftstrom, ' einer am Steigrohr vorgesehenen Aufgabemöglichkeit für den zu regenerierenden Gießereialtsand und einer dem Steigrohr nachgeordneten Prallhaube.

Für die Mehrfachverwendung von Gießereisanden bzw. die für die zu diesem Zweck erforderliche Reinigung bzw. Regenerierung von Gießereialtsanden sind, nachdem ^ies nicht nur ein technisch-wirtschaftliches Problem darstellt, sondern die immer strenger werdenden Anforderungen an den Umweltschutz die freie Lagerung bzw. Depomerun" von nicht mehr zu verwendendem Gießereialtsand verbieten und damit die Mehrfachverwendung erforderlich machen, in der Vergangenheit bereits verschiedene Systeme entwickelt worden. Eines dieser Systeme ist das unter der Bezeichnung »Pneumatisches Regenerierungssystem« bekannt gewordene System.

Unter der pneumatischen Regenerierung wird eine solche verstanden, bei der der gebrauchte und für die Wiederverwendung nicht unmittelbar geeignete Gießercialtsand zunächst mittels vorgespannter Luft hochgeschleudert und in aller Regel gegen eine sogenannte Prallglocke oder dergleichen als Hindernis geschleudert wird. Bei dem damit verbundenen Aufprall am Hindernis werden die die einzelnen Quarzkörner umhüllenden Bindemittelschichten zum Aufplatzen gebracht und entfernt, so daß das Quarzkorn für eine neuerliche Bindemittelumhüllung aufnahmefähig ist.

Bei der pneumatischen Prallreinigung bzw. -regenerierung von Gießereialtsand läßt sich nicht ausschließen, daß das einzelne Quarzkorn beschädigt wird, zerbricht und als Staub anfällt.

Oas genannte pneumatische Regenerierungssystem ist beispielsweise aus der DE-PS 22 33 111 bekannt. Im Rahmen dieser vorbekannten Regenerierung wird dem zu regenerierenden Gießereialtsand, während dieser dem vorgespannten Luftstrom aufgegeben ist, Neusand zugemischt, der randseitig zugeführt wird, und zwar über einen den mit dem Gießereialtsand belaclenen Luftstrom umgebenden Zuführungstrichter.

Der Abstand zwischen der Prallglocke und dem Auslaßcndc des Rohrs ist dabei sehr gering und mißt entsprechend dem dargestellten Ausführungsbeispiel weniger als das Einfache des Rohrdurchmessers. Die Prallglocke ist also im unmittelbaren Bereich des Rohrauslaßendes angeordnet Bei diesem vorbekannten System ist eine weitestgehende Ausnutzung der durch die Sandbeschleunigung mittels des vorgespannten Luftstroms den einzelnen Sandkörnern verliehenen Energie zur Erzielung der Regenerierung im Wege des Aufpralls gewährleistet

Der dem vorgespannten Luftstrom aufgegebene Gießereialtsand besteht aus Einzelkörnern einerseits und Kornagglomeraien andererseits jeweils unterschiedlicher Größenordnung. Der vorgespannte Luftstrom führt jedoch bei den kleineren Körnern infolge ihrer geringeren Masse zu einer größeren Fördergeschwindigkeit im Rohr, die dabei gegebenenfalls die Größenordnung der Geschwindigkeit der vorgespann-

i: ten Luft erreichen kann. Da jedoch die beim Aufprall auf die Prallglocke stattfindende Umsetzung von kinetischer Energie in Prallenergie mit zunehmender Geschwindigkeit größer wird, werden also die übermäßig stark beschleunigten kleinen Sandkörner einer unverhältnismäßig großen Prallbeanspruchung ausgesetzt mit der Folge, daß diese Sandkörner strukturellen Schaden leiden, nämlich zu Staub zerfallen und durch Neusand ersetzt werden müssen, wozu die Neusandzugabe bei dem aus der DE-PS 22 33 111 bekannten System dient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs angesprochene Vorrichtung so zu gestalten, daß bei der Gießereialtsand-Reinigung die einzelnen Quarzkörner, insbesondere die kleinen Quarzkörner, nicht beschädigt werden, so daß nach Möglichkeit der gesamte Gießereialtsand wiederverwendbar ist, also die Zugabe von Neusand nicht erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des einzigen Patentanspruchs angegebenen Merkmale ge-

löst.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß es nicht unbedingt erforderlich ist, die gesamte in den Quarzkörnern enthaltene Bewegungsenergie im Wege des Aufpralls freizusetzen und so db Quarzkörner von der umhüllenden Bindemittelschicht zu befreien. Eine derartige Energieumsetzung und Regenerierung ist zwar nach wie vor im Hinblick auf größere Quarzkörner und Quarzkornagglomerate vorgesehen, nicht jedoch im Hinblick auf kleine Quarzkörner, die hierbei Schaden leiden würden. Die erfindungsgemäße Ausbildung schafft jetzt die Möglichkeit, daß der den Gießereialtsand in Richtung auf die Prallglocke beschleunigende und fördernde vorgespannte Luftstrom in dem als Expansionsraum zu bezeichnenden Abstandsraum zwisehen dem Auslaßende des Steigrohrs und der Prallhaube entspannt werden kann, indem die Luft reitlich aus dem an sich sehr stark gebündelten Strom aus Sand und Luft entweicht. Bei diesem Entweichen werden die kleineren Sandkörner teilweise aus dem gebündelten Strom mit nach außen herausgerissen. Auf jeden Fall findet keine weitergehende Beschleunigung des Gießereialtsandes mehr statt, da das Beschleunigungsmittel, nämlich der vorgespannte Luftstrom, nicht mehr vorhanden ist. Der Gießereialtsand ist also im Bereich des Expansionsraums bzw. vor der Prallglocke nicht mehr von einem Luftstrom getragen. Vielmehr durchfliegen die einzelnen Quarzkörner bzw. Quarzkornagglomerate den F.xpansionsraum aufgrund der ihnen innewohnenden Bewegungsenergie, die ihnen zuvor im Rohr mittels der gespannten Luft mitgeteilt worden ist. Ebenso, wie den kleineren Quarzkörnern bei den vorbekannten Systemen eine höhere Fördergeschwindigkeit mitgeteilt worden ist, wird diesen

kleineren Quarzkörnern im Bereich des Expansionsraums von dem dort seitwärts expandierenden Luftstrom eine stärkere seitwärts gerichtete Geschwindigkeitskomponente erteilt als den größeren Sandkörnern. Demzufolge haben die kleineren Sandkörner das Bestreben, den an sich gebündelten Sandkornstrahl seitlich zu verlassen, wobei ein nicht unerheblicher Teil dieser kleinen Sandkörner überhaupt nicht mehr die Prallglocke er; eicht, sich aber bei der zum eigentlichen Hauptstrom quergerichteten Bewegung an größeren Sandkörnern scheuern und dabei ihre Bindemittelschiciit bereits in einem nicht unerheblichen Umfang verlieren. Dagegen erreichen die größeren Quarzkörner aufgrund ihrer größeren Massenträgheit nach wie vor die Prallglocke, wenn allerdings auch mit vielleicht verminderter Geschwindigkeit

Nach dem Aufprall an der Prallglocke wird die Bewegungsrichtung der Quarzkörner im wesentlichen um 180° umgelenkt, wobei diese dann frei nach unten fallenden Sandkörner in der Form eines Sandschleiers auf den nach außen expandierenden und die kleineren Sandkörner enthaltenen Luftstrom auftreffen. Hierbei kommt es dann zu einer weiteren reibenden Reinigungswirkung zwischen den noch aufsteigenden kleinen Quarzkörnern und den bereits nach unten herunterfal- !enden und zumindestens teilweise gereinigten größeren Quarzkörnern. Der nach unten herunterfallende Sandschleier enthält bereits mindestens teilweise gereinigter größerer Quarzkörner und die mit dem expandierenden Luftstrom noch seitwärts nach oben aufsteigenden kleineren Quarzkörner bilden gemeinsam etwas, das als wirbelnde Sandwolke bezeichnet werden kann, in deren Zentrum ein stark gebündelter, nach oben aufsteigender, laminarer Strom größerer Quarzkörner liegt.

Das hierbei vorgesehene Auffangen des herunterfallenden Stroms, der vorstehend auch als Sandschleier bezeichnet worden ist, und das Wiederzuführen am äußeren Umfang dienen zum einen dazu, nicht vollständig gereinigte Quarzkörner abermals einer Reinigungs- bzw. Regenerierungsprozedur zu unterziehen. Bei der Wiederzuführung kommt es im Randbereich des an sich sehr stark gebündelten Quarzsandstroms zu einer merklichen Reibung zwischen erneut zugeführten Körnern und aufsteigenden Körnern, was insgesamt als Sandturbulenz bezeichnet werden kann. Diese Sandturbulenz wirkt naturgemäß bremsend auf den aufsteigenden Quarzsandstrom, wirkt noch verstärkt durch die in diesem Bereich erstmalig auftretende Tendenz des ursprünglich vorgespannten Luftstroms zum seitlichen Entweichen und führt in diesem Bereich bereits zu einem ersten nicht unerheblichen Reinigungseffekt infolge der gegenseitigen Reibung in der Turbulenzzone.

Der Durchmesser des Auffangtrichters für den herunterfallenden Sandschleier zwecks der neuerlichen Zuführung kann ohne weiteres in Versuchen bestimmt werden, wobei sich die Durchmessergröße danach richtet, wie weit die bereits gereinigten und kleinen Quarzsandkörner von der seitwärts austretenden Lufi mitgerissen werden, bis sie herunterfallen. Mit andern Worten ausgedrückt, sollte der Durchmesser des Auffangtrichters so groß bemessen sein, daß er auf jeden Fall noch alle nicht vollständig gereinigten Quarzkörner auffängt, während die bereits gereinigten Quarzkörner bei ihrem Herabfallen nicht mehr aufgefangen werden.

Für das Auffangen und Wiederzuführen der gröberen Quarzsandfraktion bedarf es nicht unbedingt eines Trichters in gegenständlicher Ausbildung, beispielsweise als Fortsetzung des Rohrs. Vielmehr kann dieser Auffangtrichter auch auf ganz natürliche Weise gebildet werden, und zwar derart, daß das Rohr, in welchem der noch vorgespannte Luftstrom den Gießereialtsand mitreißt und beschleunigt, in einem Sandbett endet Der dann also aus dem in dem ^r^.ndbeu liegenden Ausiaßende des Rohrs austretende ^r.andstrahi trifft dabei auf die Sandmasse des an sich das Ausiaßende verschließenden Sandbetts auf, wodurch der Sand des Sandbetts hochgerissen wird, und zwar etwa zu einem geysirArtigen Zustand, wobei immer wieder Teile der Sandmassen des Sandbetts trichterförmig in den aufsteigenden Sandstrahl hineinrutschen.

Im folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand einer möglichen Ausführungsform und unter Bezugnahme auf die Zeichnung wnier ins einzelne gehend erläutert; in der einzigen Figur ist ein schematischer Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt.

Die Vorrichtung besteht zum einen aus einem vertikal angeordneten Rohr 1 mit einem Durchmesser d. Diesem Rohr 1 ist in nicht dargestellter Weise eine Einrichtung zur Lieferung eines vorgespannten Luftstroms vorgeschaltet. An das Auslaßende la des Rohrs 1 schließt ein Trichter 2 an, und zwar in Anordnung entsprechend einer Expansionsdüse. In einer etwa dem 5fachen Durchmesser d entsprechenden Höhe oberhalb der Öffnung des Trichters 2 ist eine Prallglocke 3 angeordnet, auf die der aus dem Rohr 1 austretende Sandkornstrom gerichtet ist.

Die Bewegungsrichtung der Quarzkörner sowohl im Inneren des Rohrs 1 als auch im Trichter 2 als auch im Expansionsraum 4, der zwischen dem Trichter 2 und der Prallglocke 3 gegeben ist, sowie im unmittelbaren Bereich der Praliglocke lind auch zurück zum Trichter 2 ist durch diverse Pfeile angedeutet. Dabei ist gleichzeitig die Art der Expansion des ursprünglich vorgespannten Luftstroms im Bereich des Expansionsraumes 4 und auch :;chon des Trichters 2 dargestellt. Die dort angedeuteten nach außen gerichteten Pfeile versinnbildlichen gleichzeitig die Bewegungsrichtung d?s vollständig regenerierten Sandes.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Reinigen von Gießereialtsand mit einem im wesentlichen senkrechten Steigrohr mit einer vorgeschalteten Zufuhrmöglichkeit für einen vorgeformten Luftstrom, einer am Steigrohr vorgesehenen Aufgabemöglichkeit für den zu regenerierenden Gießereialtsand und einer dem Steigrohr nachgeordneter, Prallhaube, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßende(\a)des Steigrohrs (1) und die Prallhaube (3) in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der mindestens dem dreifachen Rohrdurchmesser (d) entspricht, und daß das Auslaßende (\a)des Steigrohrs (1) von einem Auffangtrichter (2) umgeben ist oder das Steigrohr (1) in einem Sandbett endet.