DE3110578C2 - - Google Patents
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
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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.
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