DE3733648C2 - Vorrichtung zum Behandeln einer Gutmischung, insbesondere zum Reinigen und Kühlen von mit Formsand behaftetem Guß - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln einer Gutmischung mit wenigstens einer steigfähigen Komponente, insbesondere zum Reinigen und Kühlen von mit Formsand be­ haftetem Guß, in einem elastisch gelagerten, trog- oder trommelförmigen Behälter, der mittels wenigstens eines Erregers in Schwingung versetzt wird derart, daß die Gut­ mischung durch den Behälter von einer Aufgabe- zu einer Abgabestelle transportiert und zugleich quer zur Transport­ richtung umgewälzt wird.

Vorrichtungen der vorgenannten Art sind in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt (DE-AS 10 47 993, DE-OS 28 53 344, EP-OS 0 086 868). Sie dienen beispielsweise im Gießereibetrieb zum Separieren von Guß und anhaftendem Formsand sowie aufgrund der schleißenden Wirkung der Form­ sandpartikel auch zum Putzen von Guß. Sie können schließ­ lich auch zum Kühlen von Guß verwendet werden (DE-PS 28 53 344), indem aufgrund der Umwälzbewegung und der ständigen Berührung mit dem gelockerten Formsand das Gußstück langsam abgekühlt wird, wobei diese Abkühlung gegebenenfalls noch durch zusätzliche Maßnahmen, wie Kühlluftzuführung, Wasser­ zuführung od. dgl., unterstützt werden kann.

Die Transportbewegung wird durch Erreger mit ungerichteter Schwingung (z. B. DE-AS 10 47 993) oder mit gerichteter Schwingung (DE-PS 28 53 344, EP-OS 0 086 868) erzeugt, die am Mantel des trommel- oder trogförmigen Behälters angebracht sind. Die Transportbewegung kann gegebenenfalls noch durch entsprechende Neigung des Behälters unterstützt werden. Zugleich werden mit dem Erreger Schwingungen ein­ getragen, die zum Umwälzen des Gutes führen, um die Reini­ gungs- und Kühlwirkung durch Vergrößerung der Verweilzeit bzw. der Wärmeaustauschwege zu verbessern.

Bei einer Vielzahl von Behandlungen, insbesondere beim Reinigen und Kühlen von Guß, ist es wünschenswert, die steigfähige oder rieselfähige Komponente der Gutmischung innerhalb des Behälters zurückzuführen. Dies ist theoretisch dadurch möglich, daß die steigfähige Komponente am Ende des Behälters abgezogen, zurücktransportiert und an der gewünschten Stelle des Behälters wieder aufgegeben wird. Dies macht eine eigene Fördereinrichtung mit entsprechendem Abzug und entsprechender Zugabe notwendig.

Bei einer anderen Art von Behandlungseinrichtungen mit einer umlaufenden Trommel (z. B. EP-OS 0 219 869) ist es bekannt, die Gutmischung, z. B. Guß und Formsand, aufgrund der Umlaufbewegung der Trommel in Verbindung mit wendel­ förmigen Einbauten zu transportieren und umzuwälzen und an einer bestimmten Stelle der Trommel einen Teil des Form­ sandes abzuziehen und an anderer Stelle wieder aufzugeben. Dabei wird für die Rückführung des Formsandes gleichfalls die Umlaufbewegung der Trommel unter Zuhilfenahme entspre­ chender wendelförmiger Einbauten genutzt. Bei trog- oder trommelartigen Behältern, die ausschließlich durch Schwin­ gungen erregt werden, ist eine solche Rückführung der steig­ fähigen Komponente nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Vorrichtung so auszubilden, daß mit geringstem konstruktivem Aufwand eine Entnahme und Rückführung der steigfähigen Komponente aus der Gutmischung möglich ist.

Ausgehend von der eingangs genannten Vorrichtung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Behälter zumindest in einem Teilbereich seiner Länge und seines Umfangs von einem Dop­ pelmantel umgeben, dort im Bereich seines unteren Scheitels mit Durchlaßöffnungen für die steigfähige Komponente und oberhalb des sich im Behälter einstellenden Gutspiegels mit einer Überlauföffnung zur Rückführung der in dem Doppel­ mantel unter Wirkung der Schwingungen nach oben wandernden, steigfähigen Komponente in den Behälter versehen ist.

Es hat sich überraschend gezeigt, daß mit Hilfe der Anord­ nung eines Doppelmantels auf zumindest einem Teil des Um­ fangs des trog- oder trommelartigen Behälters und durch Abziehen der steigfähigen Komponente oder eines Teils der­ selben diese in dem Doppelmantel allein unter Wirkung der Schwingungen ansteigt, und zwar über einen Bogenwinkel, der größer ist als der sich einstellende Gutspiegel innerhalb des Behälters. Immer ist gewährleistet, daß die steigfähige Komponente über diesen höchsten Punkt des Gutspiegels in dem Doppelmantel ansteigt. Durch Anordnung einer Überlauf­ öffnung - im Falle eines offenen Trogs kann dies die Ober­ kante sein, im Falle einer Trommel ein Mantelausschnitt - kann die steigfähige Komponente wieder in die Trommel zurückgeführt werden und rieselt dort auf die Gutmischung auf. Praktische Untersuchungen haben gezeigt, daß es bei entsprechender Anordnung und Ausbildung der Schwingungs­ erreger und der Durchlaßöffnungen ein Betriebszustand er­ reicht werden kann, bei dem die steigfähige Komponente bis in den Bereich des oberen Scheitels einer geschlossenen Trommel ansteigt.

Für die Steigbewegung der in den Doppelmantel gelangen­ den Komponente dürften folgende Umstände eine Rolle spielen: Wird ein Erreger an einem Trog oder einer Trommel so ange­ bracht, daß das Gut eine Umwälzbewegung durchführt, so ist gleichzeitig anzunehmen, daß jeder einzelne Punkt der Wandung des Trogs bzw. der Trommel eine elliptische bis kreisförmige Drehschwingung ausführt, wobei sich Richtung und Größe der Hauptschwingungskomponente über den gesamten Umfang ändern. Dabei wird ein Wandabschnitt mit kleinerem Abstand vom Behälterzentrum mit kleinerer, ein Wandabschnitt mit größerem Abstand hingegen mit größerer Amplitude schwingen. Dieser Unterschied in der Schwingungsweite stellt sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung an der Trog- bzw. Trommelwandung einerseits und der Wandung des Doppelmantels andererseits ein und führt zu der Steigbewegung innerhalb des Doppelmantels.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann ein Schwingungserreger mit ungerichteter Erregerkraft, insbe­ sondere einer umlaufenden Erregerkraft vorgesehen sein, der demgemäß entsprechende Drehschwingungen erzeugt. In diesem Fall ist die Anordnung so zu treffen, daß die Er­ regermasse in Richtung zum Behälter von oben nach unten umläuft, um die Steigbewegung der in den Doppelmantel ab­ gezogenen Komponente zu erzeugen.

Dabei hat es sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn der Erreger unter einem Winkel von mehr als 90 Grad, bei­ spielsweise zwischen 100 und 120 Grad, mit Bezug auf den unteren Scheitel des Behälters angeordnet ist. Es tritt zwar auch bei einer 90-Grad-Anordnung ein Steigeffekt ein, doch läßt sich dieser durch einen etwas größeren Bogen­ winkel mit Bezug auf den unteren Scheitel noch verbessern.

Statt dessen ist es auch möglich, einen Richterreger vorzu­ sehen, dessen resultierende Erregerkraft mit Abstand von der Massenschwerlinie der aus der konstruktiven Masse des Behälters und der Masse der Gutmischung gebildeten Gesamt­ masse verläuft. Auch ein solcher Richterreger erzeugt näm­ lich nicht nur innerhalb der Gutmischung eine Umwälzbewegung, sondern an der Behälterwandung selbst auch umlaufende Schwingungen, bei der der Vektor der Hauptschwingung über den Umfang gesehen unterschiedliche Lage einnimmt.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Überlauföffnung etwa im oberen Scheitel des trommel­ artigen Behälters angeordnet. Bei ungünstigen Gesamtumstän­ den, die zu einer geringeren Steighöhe der abgezogenen Komponente führen, kann die Überlauföffnung aber auch unter­ halb des Scheitels entgegen der Steigbewegung versetzt sein.

Gemäß einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Durchlaßöffnungen für die steigfähige Komponente gegen­ über dem unteren Scheitel des Behälters nach der dem Erreger entgegengesetzten Seite versetzt angeordnet sind. Praktische Versuche haben gezeigt, daß eine solche Anordnung günstiger ist als unmittelbar im Scheitel bzw. symmetrisch zu diesem.

In weiterer bevorzugter Ausführung weist der Doppelmantel des Behälters quer zu dessen Längsachse angeordnete Leit­ flächen auf, die entgegen der Förderrichtung mit einem Winkel von mehr als 90 Grad geneigt sind.

Diese Leitflächen können in den Doppelmantel eingebaut sein, es kann sich aber auch oder zusätzlich um die stirn­ seitigen Abschlüsse des Doppelmantels handeln. Durch diese Ausbildung wird der ansteigenden Komponente zugleich eine Bewegungskomponente entgegen der Transportbewegung aufge­ prägt, so daß die über den Überlauf in den Behälter zurück­ fließende Komponente an einer stromaufwärts liegenden Stelle aufgegeben wird. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn bei der Behandlung zugleich eine Kühlung beabsichtigt ist, da an der Aufgabestelle die Gutmischung eine höhere Temperatur aufweist als die rückgeführte Komponente.

Schließlich ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorge­ sehen, daß der Doppelmantel an eine Unterdruckquelle ange­ schlossen ist. Praktische Versuche haben nämlich gezeigt, daß beim Abziehen der steigfähigen Komponente Luftblasen mit eingeschlossen werden, die eine kontinuierliche Rück­ förderung negativ beeinflussen. Dieser negative Einfluß kann durch Absaugung des Doppelmantels beseitigt werden.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiels beschrie­ ben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform der Vor­ richtung und

Fig. 2 eine schematische Stirnansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1.

In der dargestellten Ausführungsform weist die Vorrichtung einen trommelförmigen Behälter 1 auf, der an seinen Stirn­ seiten 2 und 3 offen bzw. mit beweglichen Verschlüssen versehen ist, so daß eine Gutmischung, insbesondere Guß und Formsand, an der einen Stirnseite 2 aufgegeben werden kann und an der anderen Stirnseite 3 abgegeben wird. Die Trommel 1 ist auf Schwingungsfedern 4 gelagert. An ihrem Mantel sind ein oder mehr Schwingungserreger 5 angebracht, die so angeordnet sind, daß durch die in die Trommel eingetra­ gene Schwingung der darin enthaltenen Gutmischung eine Umwälzbewegung erteilt wird. Gegebenenfalls können die Erreger auch gegenüber der Achse der Trommel so angestellt sein, daß zugleich eine Transportbewegung von der einen zur anderen Stirnseite stattfindet. Diese kann statt dessen oder zusätzlich durch eine Neigung der Trommel in Trans­ portrichtung erreicht werden.

Sofern es sich bei dem Schwingungserreger 5 um einen Dreh­ schwinger handelt, der also eine umlaufende bzw. ungerich­ tete Erregerkraft erzeugt, ist dieser, wie in Fig. 2 ge­ zeigt, gegenüber dem unteren Scheitel 6 der Trommel um mehr als 90 Grad versetzt angeordnet. Der Winkel beträgt vorzugsweise zwischen 95 Grad und 120 Grad. Ferner ist die Drehrichtung so gewählt, daß die Erregermassen zur Trommel hin von oben nach unten umlaufen.

Die Trommel 1 ist zumindest auf einem Teil ihres Umfangs mit einem Doppelmantel 7 versehen, der die Trommel zumindest auf einem Teil ihres Umfangs - beim gezeigten Ausführungs­ beispiel auf ihrem gesamten Umfang - umgibt. Ferner ist der Doppelmantel so angeordnet, daß seine vordere und hintere Stirnseite, die als Leitflächen 8, 9 dienen, entgegen der mit dem Pfeil 10 an­ gedeuteten Transportrichtung unter einem Winkel von mehr als 90 Grad nach hinten geneigt ist.

Die Trommel ist im Bereich ihres unteren Scheitels mit Durchlaßöffnungen 11, z. B. in Form eines Siebes od. dgl., und im Bereich ihres oberen Scheitels mit einer Überlauf­ öffnung 12 versehen.

Die in die Trommel aufgegebene Gutmischung, die eine rieselfähige Komponente aufweist, erreicht bei ihrer Trans­ port- und Umlaufbewegung die Durchlaßöffnungen 11, durch die die rieselfähige Komponente in den Raum zwischen Doppelmantel 7 und Trommel 1 gelangt. Aufgrund der Schwingungserregung der Trommel steigt diese Komponente in dem Doppelmantel nach oben, wie dies in dem gepunkteten Bereich 13 angedeutet ist. Die Steighöhe richtet sich nach Ausbildung und Anordnung des Erregers 5 und - in geringem Maße - nach der Anordnung der Durchlaßöffnungen 11. Sie kann bei entsprechender Optimierung den oberen Scheitel der Trommel 1 erreichen, so daß die steigfähige Komponente über die Überlauföffnung 12 aus dem Doppelmantel in die Trommel zurückfällt. Durch die geneigte Anordnung der stirn­ seitigen Leitflächen 8, 9 des Doppelmantels wird zugleich eine der Transportbewegung 10 entgegengesetzte Rückführung erreicht, die, wie auch die Steigbewegung, durch zusätzliche Leitflächen noch unterstützt werden kann.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Behandeln einer Gutmischung mit wenig­ stens einer steigfähigen Komponente, insbesondere zum Reinigen und Kühlen von mit Formsand behaftetem Guß, in einem elastisch gelagerten, trog- oder trom­ melförmigen Behälter, der mittels wenigstens eines Erregers in Schwingung versetzt wird derart, daß die Gutmischung durch den Behälter von einer Aufgabe- zu einer Abgabestelle transportiert und zugleich quer zur Transportrichtung umgewälzt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Behälter (1) zumindest in einem Teilbereich seiner Länge und seines Umfangs von einem Doppelmantel (7) umgeben, dort im Bereich seines unteren Scheitels (6) mit Durchlaßöffnungen (11) für die steigfähige Komponente und oberhalb des sich im Behälter (1) einstellenden Gutspiegels mit einer Überlauföffnung (12) zur Rückführung der in dem Doppel­ mantel unter Wirkung der Schwingungen nach oben wandernden, steigfähigen Komponente in den Behälter versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwingungserreger (5) mit ungerichteter Erregerkraft vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Drehschwingungen erzeugender Er­ reger (5) vorgesehen ist und daß die Erregermasse in Richtung zum Behälter (1) von oben nach unten umläuft.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Erreger (5) unter einem Winkel von mehr als 90 Grad, beispielsweise zwischen 100 und 120 Grad, mit Bezug auf den unteren Scheitel des Behälters (1) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Richterreger vorgesehen ist, dessen resul­ tierende Erregerkraft mit Abstand von der Massen­ schwerlinie der aus der konstruktiven Masse des Be­ hälters (1) und der Masse der Gutmischung gebildeten Gesamtmasse verläuft.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlauföffnung (12) etwa im oberen Scheitel des trommelartigen Behälters (1) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßöffnungen (11) für die steigfähige Komponente gegenüber dem unteren Scheitel des Behälters (1) nach der dem Erreger (5) entgegengesetzten Seite versetzt angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelmantel (7) des Behälters (1) quer zu dessen Längsachse angeordnete Leitflächen (8, 9) aufweist, die entgegen der Förderrichtung (10) mit einem Winkel von mehr als 90 Grad geneigt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Leitflächen im Raum zwischen Behälter (1) und Doppelmantel (7) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelmantel (7) an eine Unterdruckquelle angeschlossen ist.