DE3110578C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von Gießereialtsand gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Für die Mehrfachverwendung von Gießereisanden bzw. für die zu diesem Zweck erforderliche Reinigung bzw. Regenerierung von Gießereialtsanden sind, nachdem dies nicht nur ein technisch­ wirtschaftliches Problem darstellt, sondern die immer stren­ ger werdenden Anforderungen an den Umweltschutz die freie La­ gerung bzw. Deponierung von nicht mehr zu verwendendem Gieße­ reialtsand verbieten und damit die Mehrfachverwendung erfor­ derlich machen, in der Vergangenheit bereits verschiedene Sy­ steme entwickelt worden. Eines dieser Systeme ist das unter der Bezeichnung "Pneumatisches Regenerierungssystem" bekannt­ gewordene System.

Unter der pneumatischen Regenerierung wird eine solche ver­ standen, bei der der gebrauchte und für die Wiederverwendung nicht unmittelbar geeignete Gießereialtsand zunächst mittels vorgespannter Luft hochgeschleudert und in aller Regel gegen eine sogenannte Prallhaube oder dgl. als Hindernis geschleu­ dert wird. Bei dem damit verbundenen Aufprall am Hindernis werden die die einzelnen Quarzkörner umhüllenden Bindemittel­ schichten zum Aufplatzen gebracht und entfernt, so daß das Quarzkorn für eine neuerliche Bindemittelumhüllung aufnahme­ fähig ist.

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

Ein pneumatisches Regenerierungssystem, das von einer Vor­ richtung mit einem im wesentlichen senkrechten Steigrohr und einer vorgeschalteten Zufuhrmöglichkeit für einen vorgeform­ ten Luftstrom, einer am Steigrohr vorgesehenen Aufgabemög­ lichkeit für den Altsand und einer dem Steigrohr nachgeordne­ ten Prallhaube Gebrauch macht, ist bspw. aus der DE-PS 22 33 111 bekannt. Hier wird dem zu regenerierenden Gießereialt­ sand, während dieser dem vorgespannten Luftstrom aufgegeben wird, Neusand zugemischt, der randseitig zugeführt wird, und zwar über einen den mit dem Gießereialtsand beladenen Luft­ strom umgebenden Zuführungstrichter. Der Abstand zwischen Prallhaube und Auslaßende des Steigrohrs ist dabei sehr ge­ ring und mißt weniger als das Einfache des Steigrohrdurchmes­ sers. Die Prallhaube ist also im unmittelbaren Bereich des Rohrauslaßendes angeordnet. Es ist zwar eine weitestgehende Ausnutzung der durch die Sandbeschleunigung mittels des vor­ gespannten Luftstroms den einzelnen Sandkörnern verliehenen Energie zur Erzielung der Regenerierung im Wege des Aufpralls gewährleistet. Wegen der angegebenen nahen Zuordnung von Prallhaube und Auslaßende des Steigrohrs werden die übermäßig stark beschleunigten kleineren Sandkörner einer unverhältnis­ mäßig großen Prallbeanspruchung ausgesetzt mit der Folge, daß sie zu Staub zerfallen und durch Neusand ersetzt werden müs­ sen, wozu die Neusandzugabe bei dem bekannten System dient.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung ist aber auch bereits aus der DE-PS 28 23 578 bekannt, in deren Rahmen eine Weiter­ bildung zur Vermeidung einer übermäßigen Beschleunigung der kleineren Sandkörner vorgesehen ist, nämlich derart, daß das Auslaßende des Steigrohrs und die Prallhaube in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der mindestens dem dreifachen Rohrdurchmesser entspricht, und daß das Auslaßende des Steig­ rohrs von einem Auffangtrichter umgeben ist oder das Steig­ rohr in einem Sandbett endet. Infolge dieser Ausbildung er­ fahren die verhältnismäßig kleinen Sandkörner keine übermäßig starke Beschleunigung und damit keinen übermäßig heftigen Aufprall an der Prallhaube, der zu ihrer Zerstörung führen würde.

Bei beiden Formen der "Pneumatischen Regenerierung" ist zwar auch in der Praxis eine verhältnismäßig sehr gute Reinigung von Gießereialtsand erreicht, jedoch kann es ggf. notwendig sein, den zu reinigenden Gießereialtsand mehrfach durch das System bzw. die zugehörige Vorrichtung hindurchführen zu müs­ sen, nämlich immer dann, wenn die Bindemittelschichten ver­ hältnismäßig sehr widerstandsfähig sind.

Des weiteren ist aus der DE-OS 28 56 536 eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Gattung bekannt, bei der die Prallhaube in fester Abstandsanordnung zum Austrittsende des Steigrohres mit ihrem Zylindermantel frei endet, d. h. im entsprechenden Bereich einen konstanten Durchmesser aufweist. Dies ist dort prinzipiell nicht nachteilig, weil ein verhältnismäßig großer Durchmesser des zurückfallenden Sandstroms in Hinblick auf außenseitig des Steigrohres zugeführte Sekundärluftströme ge­ wünscht ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs hinsichtlich ihrer Gattung bezeichnete Vorrichtung so zu gestalten, daß bei der Regenerierung ohne Sekundärluft die Intensität der Regenerierung verbessert wird, d. h. auch Gießereialtsande mit verhältnismäßig sehr widerstandsfester Bindemittelschicht schnell und wirtschaftlich regenerierbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst, daß an der Prallseite der Prallhaube dieser ein Zylindermantel zuge­ ordnet ist, dessen Durchmesser mindestens demjenigen des Auf­ prallbereichs der Prallhaube entspricht.

Dieser Zylindermantel bildet zusammen mit der Prallhaube eine Kammer, in der sich Wirbel ausbilden, in denen sich die Par­ tikel des zu regenerierenden Gießereialtsandes eine gewisse Zeit aufhalten, wobei jeder einzelne Partikel wesentlich öf­ ter als bisher auch auf andere Partikel aufprallt, so daß we­ gen der vergrößerten Anzahl von Aufprallvorgängen auch äußerst widerstandsfähige Bindemittelschichten sehr schnell aufgebrochen bzw. abgerieben werden. Diese Wirbelausbildung ist vorteilhaft dadurch begünstigt, daß erfindungsgemäß die Prallhaube eingezogen und der Abstand zwischen Steigrohr und Prallhaube veränderbar ist. Durch diese Maßnahmen wird ein großer Teil der aus dem genannten Wirbel ausfallenden einzel­ nen Partikel in Richtung auf den vom Steigrohr kommenden Strom aus noch nicht regenerierten Partikeln und Luft ge­ führt, mit der Folge eines abermaligen Mitreißens in Richtung auf die Prallplatte und neuerlicher Aufgabe der mitgerissenen Partikel in den Wirbel und kann die Verweilzeit der Partikel im Wirbel verändert werden.

Die vorgesehene Veränderbarkeit der Neigung der Ablenkplatte dient dazu, einem mehr oder weniger großen Anteil des von der Prallhaube und dem dieser zugeordneten Zylindermantel nach unten zurückfallenden, möglicherweise erst teilweise regene­ rierten Sandes erneut mit noch nicht regeneriertem Sand dem Steigrohr zuzuführen; bei entsprechender Neigung der Ablenk­ platte kann im übrigen auch der gesamte von der Prallhaube und dem dieser zugeordneten Zylindermantel zurückfallende Sand weitergegeben werden, entweder an eine nachgeschaltete gleichartige Vorrichtung oder unmittelbar zur Weiterverwendung.

Im folgenden wird die Erfindung beispielhaft und anhand einer möglichen Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter ins einzelne gehend erläutert; in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Re­ generierungsanlage mit mehreren erfindungsgemäßen Vorrichtungen unter Weglassung des unteren Endes der Steigrohre mit der dort vorgesehenen Sandauf­ gabe und Zuführung des vorgeformten Luftstroms und

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 jedoch unter gleichzeitiger Darstellung des unteren Endes des Steigrohrs mit der dort vorgesehenen Sand­ aufgabe und Zuführung des vorgeformten Luftstroms.

Von außen sichtbar besteht die Anlage aus einem mittels einer üblichen Stahlkonstruktion 1 mit dichten Wandverkleidungen 2 gebildeten Gehäuse, das oben durch eine Staubsammelhaube 4 mit einem Absaugstutzen 5 abgeschlossen ist. An der rechten Seite des Gehäuses 3 ist ein Aufgabetrichter 6 für Gießerei­ altsand vorgesehen, während an der linken Seite eine Abgabe­ öffnung 7 mit Rutsche 8 für regenerierten Sand vorgesehen ist.

Im Inneren des Gehäuses 3 sind drei Prallhauben 9 je über eine Hydraulikeinheit 10 an der Stahlkonstruktion 1 aufgehängt. Die Hydraulikeinheiten 10 dienen zur Höhenverstellung der Prallhauben 9.

Dem unteren Rand der Prallhauben 9 ist benachbart ein Zylinder­ mantel 11 zugeordnet, dessen von der jeweiligen Prallhaube 9 abgewandtes Ende 12 im Durchmesser eingezogen ist.

Jeder aus Prallhaube 9 und Zylindermantel 11 bestehenden Einheit ist ein Steigrohr 13 zugeordnet, das aus dem Ge­ häuseboden 14 vertikal nach oben gerichtet vorsteht. Die Steigrohre 13 sind über eine Hydraulikeinheit 15, die an einer Konsole 16 der Steigrohre 13 angreift, in Vertikal­ richtung verstellbar.

Dem Auslaßbereich 17 der Steigrohre 13 ist jeweils eine Ablenkplatte 18 zugeordnet, die um eine Achse 19 in ihrer Neigung gegenüber der Steigrohrachse 20 verstellbar ist.

Bei dem der Abgabeöffnung 7 benachbarten Steigrohr 13 ist anstelle einer Prallhaube eine gleichzeitig Prall- und Ab­ lenkzwecken dienende Platte 21 vorgesehen, deren Ablenkrichtung auf einen der Abgabeöffnung 7 zugeordneten Sammeltrichter 22 gerichtet ist. Auch diese Prall- und Ablenkplatte 21 ist über eine Hydraulikeinheit 10 an der Stahlkonstruktion 1 aufgehängt.

Bodenseitig sind die Steigrohre 13 von einem Ringraum 23 um­ geben, der zwischen einem nach unten geführten äußeren Rohr 24 und dem Steigrohr 13 besteht. Dieser Ringraum 23 dient der Zuführung von Sand, der am unteren Ende der Steigrohre zusammen mit einem vorgeformten Luftstrom in das Innere der Steig­ rohre 13 eingeleitet wird.

Aus dem unteren Teil der Fig. 2 ist zu ersehen, daß dem unteren Ende 25 der Steigrohre 13 ein Rohrstutzen 26 vorgeschaltet ist, der am äußeren Rohr 24 befestigt ist. Durch Betätigung der Hydraulikeinheiten 15 können die Steigrohre 13 soweit ab­ gesenkt werden, daß in Abhängigkeit von dem gewünschten Be­ trieb das untere Ende 25 der Steigrohre 13 auf dem Rohrstutzen 26 aufsitzt oder von diesem einen mehr oder weniger großen Ab­ stand einhält. Bei einem hier gegebenen Abstand besteht die Möglichkeit des Eintritts von zu regenerierendem Sand in das untere Ende 25 der Steigrohre 13 als sekundäre Aufgabemöglich­ keit.

Die primäre Aufgabemöglichkeit für Sand besteht an dem un­ teren Ende 27 des Rohrstutzens 26, der zu diesem Zweck in einem Abstand von einer Luftzuführungsdüse 28 angeordnet ist, der ein vorgeformter Luftstrom von außen über eine Rohrleitung 29 zugeführt wird.

Die Regenerierung von Gießereialtsand mittels der in den Figuren dargestellten Anlage ist folgende. In den Aufgabe­ trichter 6 aufgegebener Gießereialtsand strömt an dessen unterem Ende dem Ringraum 23 des nächstgelegenen Steigrohrs 13 zu, bewegt sich im Ringraum 23 nach unten und wird über die sekundäre und primäre Aufgabemöglichkeit dem Inneren des Steigrohrs 13 zugeführt, wonach der Sand zusammen mit dem vor­ geformten Luftstrom durch das Steigrohr 13 nach oben zur zuge­ hörigen Prallhaube 9 beschleunigt wird. Bei dem Aufprall an der Prallhaube 9 bildet sich im Inneren des Zylindermantels 11 eine Art Wirbelschicht oder Wirbelwolke, in der die Sand­ partikel heftig und turbulent im Inneren der Prallhaube 9 und des Zylindermantels 11 weiterbewegt werden, wobei es zu einem sehr häufigen Auftreffen einzelner Partikel auf weitere Partikel und die Wandung der Prallhaube 9 und des Zylinder­ mantels 11 kommt. Dabei wird die Bindemittelschicht der ein­ zelnen Sandpartikel aufgerieben und aufgebrochen. Schließlich gelangen die Sandpartikel aus der Wirbelwolke bzw. dem Wirbel ausfallend nach unten aus dem Inneren des Zylindermantels 11 heraus. Dabei treffen die Sandpartikel auf die Ablenkplatte 18, die je nach Neigung zur Steigrohrachse 20 die ausfallenden Partikel entweder wieder in den Aufgabebereich des Sandes zum Ringraum 23 herunterfallen läßt oder aber die Partikel ab­ lenkt in Richtung auf die Aufgabestelle des nächstgelegenen Steigrohrs 13.

Der zu regenerierende Sand bewegt sich in der eben beschriebenen Weise durch die Gesamtanlage hindurch, bis er schließlich aus dem der Abgabeöffnung 7 benachbarten Steigrohr 13 austretend gegen die diesem zugeordnete Prall- und Ablenkplatte 21 ge­ schleudert wird, wobei ein mehr oder weniger großer Anteil dieser Sandmenge in Richtung auf den Sammeltrichter 22 ab­ gelenkt wird. Der vom Sammeltrichter 22 durch die Abgabe­ öffnung 7 austretende Sand ist vollständig regenerierter Sand.

Sollte es aus irgendeinem Grunde nötig sein, den zu regenerieren­ den Sand länger in der Anlage zu regenerieren, so kann die Abgabeöffnung 7 für einen entsprechenden Zeitraum abgesperrt werden, wonach sich im Bereich des Bodens 14 in Fig. 1 von links nach rechts gesehen fortschreitend größere Sandmengen ansammeln mit der Folge, daß Teile dieser Sandmengen zum Auf­ gabebereich des unmittelbar weiter rechts benachbarten Steig­ rohrs 13 gelangen. Auf diese Weise kann sogar eine Mehrfach­ hindurchführung des Sandes durch die Gesamtanlage erreicht wer­ den, nämlich immer dann, wenn die Rückführung von Sand einer einzelnen Vorrichtung zu der in Fig. 1 jeweils unmittelbar rechts vorgesehenen Vorrichtung so weit geführt wird, bis auch die dem Aufgabetrichter 6 benachbarte Vorrichtung mit einmal durch die Anlage hindurchgelaufenem Sand versorgt wird. Wegen der Anhäufung von auf diese Weise zu der dem Aufgabe­ trichter 6 benachbarten Vorrichtung zurückgeführten Sand im Bodenbereich strömt dann kein weiterer Sand vom Aufgabetrichter in die Anlage ein, und zwar so lange, bis die Abgabeöffnung 7 geöffnet wird.

Um eine zu frühzeitige Rückführung von Sand einer weiter links gelegenen Vorrichtung zur nächsten rechts gelegenen Vorrich­ tung zu verhindern, sind im Bodenbereich der Anlage sich über eine gewisse Höhe schräg nach rechts oben erstreckende Schott­ wände 30 vorgesehen.

Die über die Steigrohre 13 zugeführte Luft wird über den Ab­ saugstutzen 5 der Sammelhaube 4 des Gehäuses 3 abgeführt, und zwar zweckmäßigerweise unter Hindurchführung durch einen Staub­ abscheider.

Der schematische Längsschnitt der Fig. 1 durch eine Regenerierungsanlage mit mehreren erfindungsgemäßen Vor­ richtungen läßt erkennen, daß zwischen jeweils zwei erfindungs­ gemäßen Vorrichtungen eine Schottwand 32 vorgesehen ist, die sich von oben nach unten erstreckt, wobei das untere Ende der­ selben in einem Abstand vom Bodenbereich der Anlage vorgesehen ist. Unter dem Bodenbereich der Anlage wird dabei diejenige Höhe verstanden, die dem oberen Ende des Ringraums 23 ent­ spricht. Gleichzeitig ist aus Fig. 1 erkennbar, daß das untere Ende der Schottwand 32 in einem Abstand von der schräg nach oben gerichteten Schottwand 30 angeordnet ist, wobei dieser Abstand in allerdings nicht dargestellter Weise veränderbar sein kann, entweder durch vertikale Auf- oder Abbewegung der Schottwand 32 oder durch Verschwenkung der Schottwand 30. Der Abstand des unteren Endes der Schottwand 32 vom Bodenbereich, also immer dann, wenn keine Schottwand 30 vorgesehen ist, kann selbstverständlich ebenfalls veränderbar sein. Die Schottwand 32 dient dazu, den von der Ablenkplatte 18 einer ersten Vor­ richtung herunterrieselnden Sand immer dann nicht der nach­ geschalteten Vorrichtung zuzuführen, sondern zu der erstge­ nannten Vorrichtung zurückzuführen, wenn bei der nachge­ schalteten Vorrichtung eine vollständige Füllung des Steig­ rohrs gegeben ist und somit jede weitere Sandzuführung zu einer Überfüllung oder gar Verstopfung führen würde. Dies wird dadurch erreicht, daß die ohne die Schottwand 32 mög­ liche Sandansammlung und zugehörige Böschung durch die Schott­ wand 32 so verkleinert wird, daß der von der Ablenkplatte 18 herunterrieselnde Sand wieder zur erstgenannten Vorrichtung zurückläuft.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Reinigen von Gießereialtsand mit einem senkrechten Steigrohr mit vorgeschalteter Zufuhrmöglichkeit für einen vorgeformten Luftstrom, einer am Steigrohr vorgese­ henen Aufgabemöglichkeit für den zu regenerierenden Gießerei­ altsand, einer dem Steigrohr nachgeordneten Prallhaube, deren Prallseite ein Zylindermantel zugeordnet ist, dessen Durch­ messer mindestens demjenigen des Aufprallbereichs der Prall­ haube entspricht, und einer zur Steigrohrachse geneigten Ab­ lenkplatte, die den Auslaßbereich des Steigrohrs umgibt und deren Länge und Breite oder Durchmesser größer als der Durch­ messer des von der Prallhaube abgewandten Endes des Zylinder­ mantels ist, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Prall­ haube (9) abgewandte Ende (12) des Zylindermantels (11) im Durchmesser eingezogen ist, wobei dieser Durchmesser größer als der Durchmesser des Steigrohrs (13) ist, und einen verän­ derbaren Abstand zum Auslaßende des Steigrohres hat.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Ablenkplatte (18) zur Steigrohrachse (20) veränderbar ist.

3. Anlage mit mehreren Vorrichtungen nach Anspruch 1 oder 2, die nacheinander von dem zu reinigenden Gießereialtsand zu durchlaufen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei einander benachbarten Vorrichtungen eine diese voneinander trennende Schottwand (32) vorgesehen ist, deren unteres Ende in der Nähe des Bodenbereichs der Anlage liegt.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem unteren Ende der Schottwand (32) eine vom Bodenbereich der Anlage sich über eine gewisse Höhe schräg nach oben erstrec­ kende Schottwand (30) unter Belassung eines vorzugsweise ein­ stellbaren Abstands gegenübersteht.