DE3909535C2 - - Google Patents

Description

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

Bei der aus der DE-OS 31 10 578 bekannten Vorrichtung der vorstehend bezeichneten Gattung bildet sich beim Aufprall des zu regenerierenden Altsandes an der Prallhaube im Inneren des Zylindermantels eine Art Wirbelschicht oder Wirbelwolke aus, in der es zu einem sehr häufigen Auftreffen einzelner Parti­ kel auf weitere Partikel und die Wandung der Prallhaube und des Zylindermantels kommt. Die aus der Prallhaube wieder aus­ tretende Luft, die dem Transport des zu reinigenden Gießerei­ altsandes zur Prallhaube hin gedient hat, wird mittels eines Gebläses aus der Vorrichtung abgesaugt. Unter der Sogwirkung des Absauggebläses verläßt die abzusaugende Luft unter Mit­ nahme des bei der Regenerierung anfallenden und damit in der Sandmasse enthaltenen feinen Staubs den aus der Prallhaube herunterfallenden, mindestens teilweise regenerierte Sand. Luft, Staub und Sandmasse bewegen sich im Gleichstrom zuein­ ander. Die gegenseitige Kontaktierung von Luft und Staub ist daher keine verhältnismäßig intensive, weshalb die Staubab­ führung durchaus verbesserungswürdig ist, insbesondere dann, wenn das Absauggebläse verhältnismäßig weit vom freien Ende des Prallhaubenzylinders entfernt angeordnet ist.

Zur Intensivierung der Staubabführung aus der Masse aus Luft, Staub und teilweise regeneriertem Sand ist bei einer ander­ weitigen Vorrichtung praktisch ebenfalls der eingangs be­ zeichneten Gattung, nämlich gemäß DE-OS 28 56 536, bereits vorgesehen, zusätzliche Luft von unten nach oben und zugleich von innen nach außen durch die eben genannte Masse hindurch­ zuführen. Damit dies möglichst wirkungsvoll geschehen kann, ist im Bereich des freien Endes des Steigrohres eine Reihe dieses konzentrisch umgebender kegelförmig gestalteter Bleche vorgesehen, die in Abständen voneinander angeordnet sind. Zugleich ist das Steigrohr von Rohren zur Zuführung der er­ forderlichen zusätzlichen Luft umgeben, die durch die Ab­ stände zwischen den kegelförmigen Blechen radial austritt und dabei die aus der Prallhaube zurückfallende Masse im Gegen­ strom von unten nach oben und zugleich von innen nach außen durchdringt. Sowohl der konstruktive Aufwand bedingt durch die Vorsehung der zueinander konzentrischen kegelförmigen Bleche, die das Steigrohr umgeben, der Reihe von Zuführungs­ rohren für die zusätzliche Luft sowie der hierfür erforderli­ chen Luftförderaggregate als auch der energetische Aufwand sind insbesondere wegen der dadurch bedingten Kosten sehr nachteilig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei der mit minimalem Konstruktionsaufwand bei zugleich möglichst geringem energetischen Aufwand der in der aus der Prallhaube nach unten herunterfallenden Masse enthaltene Staub wirkungsvoller von den restlichen Teilen der genannten Masse abgetrennt und somit wirkungsvoller einer Staubab­ führung zugänglich gemacht wird.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Dies gestattet die Verwendung ei­ nes Teils der zur Förderung des zu regenerierenden Altsandes in die Prallhaube dienenden Luftstroms anstelle eines Sekun­ därluftstroms zur Entstaubung der aus der Prallhaube zurück­ fallenden Masse. Der unter Druck stehende Luftstrom, der den zu regenerierenden Altsand durch das Steigrohr hindurch nach oben fördert, findet beim Verlassen des Steigrohres im Be­ reich der Wirbeletage bedingt durch deren umfangsseitig of­ fene Ausbildung eine Möglichkeit zur radial schräg nach oben gerichteten Expansion. Hiervon ist im wesentlichen nur der äußere Bereich des Luftstroms betroffen, während sein zentra­ ler Bereich unverändert der Weiterführung des zu reinigenden Sandes in das Innere der Prallhaube dient.

Diese Ausbildung stellt wegen der Einfachheit ihrer Konstruktion und der nicht bestehenden Notwendigkeit für einen sekundären Luftstrom eine in hohem Maße vorteil­ hafte Lösung der Problematik der Staubabführung dar. Hierfür beachtlich ist insbesondere die Einhaltung der auf den Innen­ durchmesser des Steigrohres bezogenen Abmessungen betreffend den Außendurchmesser der Kreisplatte, den Innendurchmesser der Durchtrittsöffnung und den Abstand der Kreisplatte vom freien Ende des Steigrohres.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind aus den Unteransprüchen zu ersehen, deren eine einer besonderen Begünstigung der "auto­ matischen" Expansion des Förderluftstroms radial nach außen nach dem Austritt aus dem Steigrohr und der vereinfachten An­ bringung der Wirbeletage am Steigrohrende dient.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Wirbeletage und ihre Anordnung am freien Ende eines Steigrohrs.

Fig. 2 zeigt einen schematischen Längsschnitt einer Regenerie­ rungsanlage.

Von außen sichtbar besteht die Anlage aus einem mittels einer üblichen Stahlkonstruktion 1 mit dichten Wandverkleidungen 2 gebildeten Gehäuse 3, 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 und an der linken Seite eine Abgabeöffnung 7 mit Rut­ sche 8 für regenerierten Sand vorgesehen.

Im Inneren des Gehäuses 3 sind drei Prallhauben 9 je über eine Hydraulikeinheit 10 zu ihrer Höhenverstellung an der Stahlkonstruktion 1 aufgehängt.

Dem unteren Rand der Prallhauben 9 ist ein Zylindermantel 11 zugeordnet, der selbstverständlich integraler Bestandteil der Prallhaube sein kann und dessen von der Prallhaube abgewand­ tes Ende 12 im Durchmesser eingezogen ist. Der dargestellten Durchmessereinziehung funktionell gleichwertig ist die Aus­ stattung des von der Prallhaube abgewandten Endes des Zylin­ dermantels mit einer quergestellten Abschlußwand mit verhält­ nismäßig großer Durchtrittsöffnung.

Jeder aus Prallhaube 9 und Zylindermantel 11 bestehenden Ein­ heit ist ein Steigrohr 13 zugeordnet, das aus dem Gehäusebo­ den 14 vertikal nach oben vorsteht. Die Steigrohre 13 sind über eine Hydraulikeinheit 15, die an einer Konsole 16 der Steigrohre 13 angreift, vertikal verstellbar.

Dem Auslaßbereich 17 der Steigrohre 13 ist jeweils eine Ab­ lenkplatte 18 zugeordnet, die um eine Achse 19 in ihrer Nei­ gung gegenüber der Steigrohrachse 20 verstellbar ist.

Bei dem der Abgabeöffnung 7 benachbarten Steigrohr 13 ist an­ stelle einer Prallhaube eine gleichzeitig Prall- und Ablenk­ zwecken dienende Platte 21 vorgesehen, deren Ablenkrichtung auf einen der Abgabeöffnung 7 zugeordneten Sammeltrichter 22 gerichtet ist. Auch die Platte 21 ist über eine Hydrau­ likeinheit 10 aufgehängt.

Bodenseitig sind die Steigrohre 13 von einem Ringraum 23 zwi­ schen einem nach unten geführten äußeren Rohr 24 und dem Steigrohr 13 umgeben. Die Ringräume 23 dienen der Zuführung von Sand, der am unteren Ende der Steigrohre 13 zusammen mit einem vorgeformten Luftstrom in das Steigrohrinnere eingelei­ tet wird.

Aus dem unteren Teil der Fig. 3 ist zu ersehen, daß dem unte­ ren Ende 25 der Steigrohre 13 ein Rohrstutzen 26 vorgeschal­ tet ist, der am äußeren Rohr 24 befestigt ist. Mittels der Hydraulikeinheiten 15 können die Steigrohre 13 soweit abge­ senkt werden, daß das untere Ende 25 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 Altsand in das untere Ende 25 der Steigrohre 13 als sekundäre Aufgabe­ möglichkeit. Die primäre Aufgabemöglichkeit besteht am unte­ ren Ende 27 des Rohrstutzens 26, der hierzu in einem Abstand von einer Luftzuführungsdüse 28 angeordnet ist, der ein vor­ geformter Luftstrom von außen über eine Rohrleitung 29 zuge­ führt wird.

Gemäß Fig. 1 ist am freien Ende des Steigrohres 13 - eine solche Ausbildung kann bei jedem der Steigrohre 13 vorgesehen sein - eine Wirbeletage 30 vorgesehen. Diese besteht in einer Kreisplatte 31 mit einer zentralen Durchtrittsöffnung 32, wo­ bei die Kreisplatte 31 über eine Abstandshalterung 33 in ei­ nem Abstand vom freien Ende des Steigrohres 13 angeordnet ist. Die Abstandshalterung 33 ihrerseits besteht im darge­ stellten Beispiel aus drei Distanzstücken 34, die an einem Träger 35 angeordnet sind. Der Träger 35 ist als geschlitztes Rohr 36 ausgebildet, das auf das freie Ende des Steigrohres 13 außenseitig aufschiebbar und in aufgeschobenem Zustand über Klemmstücke 37 arretierbar ist. Selbstverständlich gibt es für die Größendimensionierung des Außendurchmessers der Kreisplatte 31, des Innendurchmessers der zentralen Durchtrittsöffnung 32 und des Abstandes zwischen Kreisplatte 31 und freiem Ende des Steigrohres 13 einen verhältnismäßig großen Variationsraum; jedoch sind bestimmte Mindest- und Höchstabmessungen jeweils in bezug auf den Innendurchmesser des Steigrohres 13 zu beachten, wie sie im übrigen in An­ spruch 1 angegeben sind.

Die Regenerierung von Gießereialtsand mittels der Anlage der Fig. 2 findet wie folgt statt. In den Aufgabetrichter 6 auf­ gegebener Altsand strömt dem Ringraum 23 des ersten Steigroh­ res 13 zu, bewegt sich dort nach unten und wird über die se­ kundäre und die primäre Aufgabemöglichkeit dem Inneren des Steigrohre 13 zugeführt, wonach der Sand zusammen mit dem vorgeformten Luftstrom durch das Steigrohr 13 nach oben zur zugehörigen Prallhaube 9 beschleunigt wird. Beim Aufprall an der Prallhaube 9 bildet sich im Inneren des Zylindermantels 11 eine Art Wirbelschicht oder Wirbelwolke aus, in der die Sandpartikel 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 auf die Wandung der Prallhaube 9 und des Zylin­ dermantels 11 kommt. Dabei wird die Bindemittelschicht der einzelnen Sandpartikel aufgerieben und aufgebrochen. Schließlich fallen die Sandpartikel aus der Wirbelwolke aus und damit nach unten aus dem Inneren des Zylindermantels 11 heraus. Dabei treffen sie auf die Ablenkplatte 18, die je nach Neigung zur Steigrohrachse 20 die Partikel entweder wie­ der in den Aufgabebereich zum Ringraum 23 herunterfallen läßt oder aber die Partikel in Richtung auf die Aufgabestelle des nächstgelegenen Steigrohrs 13 ablenkt.

Der zu regenerierende Sand bewegt sich so durch die Gesamtan­ lage hindurch, bis er schließlich aus dem der Abgabeöffnung 7 benachbarten Steigrohr 13 austretend gegen die diesem zuge­ ordnetete Prall- und Ablenkplatte 21 geschleudert wird, wobei ein mehr oder weniger großer Anteil dieser Sandmenge in Rich­ tung auf den Sammeltrichter 22 abgelenkt wird. Der vom Sam­ meltrichter 22 durch die Abgabeöffnung 7 austretende Sand ist vollständig regenerierter Sand.

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 Staubabscheider.

Zur Verbesserung der Abscheidung des bei der Regenerierung anfallenden Staubs, entstanden durch Abrieb von Bindemittel­ schichten und auch durch Kornzerkleinerung, dient die am freien Ende der Steigrohre 13 gemäß Fig. 1 angeordnete Wir­ beletage 30.

Bedingt durch die umfangsseitig offene Ausbildung der Ab­ standshalterung 33, nämlich zwischen ihren Distanzstücken 34, expandiert der aus dem freien Ende der Steigrohre 13 austre­ tende Luftstrom teilweise radial, und zwar bereits unter Mit­ nahme von im zu regenerierenden Altsand enthaltenen Staub. Der radial expandierte Teil des Luftstroms tritt im Gegen­ strom durch die von oben aus der Prallhaube 9 herunter­ fallende Masse aus Sand, Staub und Luft und nimmt dabei die in dieser Masse enthaltenen Kleinstpartikel, nämlich Unter­ korn und Staub, problemlos in Richtung auf die Luftabführung und Staubabscheidung mit.

Die Durchtrittsöffnung 32 der Kreisplatte 31 dient dem Durchtritt des Zentralen Teils des aus den Steigrohren 13 austretenden Luftstoms samt zu regenerierendem Altsand zur Prallhaube 9 hin. Bei diesem Durchtritt kommt es infolge der radialen Expansion des Luftstroms vor der Kreisplatte 31 zu Wirbelbildungen im Außenbereich des Luftstoms, die die Ab­ scheidung von im zu regenerierenden Altsand enthaltenem Staub begünstigen. Dieser bereits frühzeitig abgeschiedene Staub gelangt nicht mehr zur Prallhaube 9 und kann damit dort nicht als den Abrieb und das Aufbrechen der Bindemittelschichten behinderndes Medium wirken, so daß dadurch auch die Regene­ rierung als solche verbessert wird.

Die Wirksamkeit der Wirbeletage 30 hängt selbstverständlich von ihrer Dimensionierung und Abstandslagerung zum freien Ende des Steigrohrs 13 ab. Brauchbare bis beste Ergebnisse sind dann erreichbar, wenn die Größe des Durchmessers der Kreisplatte 31 im Bereich des 1,5- bis 3fachen des Innen­ durchmessers des Steigrohres 13 liegt, der Durchmesser der Durchtrittsöffnung 32 mindestens dem Innendurchmesser des Steigrohres 13 entspricht, höchstens aber etwa 25% größer als dieser ist, und schließlich der Abstand zwischen der Kreisplatte 31 und dem freien Ende des Steigrohrs 13 ebenfalls mindestens dem Innendurchmesser des letzteren entspricht, höchstens aber um 25% größer als dieser ist. Für die Dimensionierung des Abstandes und des Durchmessers der Durchtrittsöffnung gelten also grundsätzlich etwa identische Bemessungsregeln. Dies bedeutet aber nicht zwangsläufig, daß bei einem Abstand bspw. 10% größer als der Innendurchmesser der Steigrohre auch der Durchmesser der Durchtrittsöffnung 32 10% größer sein muß als der bezogene Innendurchmesser.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Reinigen von Gießereialtsand mit einem senk­ rechten Steigrohr (13) mit einer vorgeschalteten Zuführeinrichtung (29) für einen vorgeformten Luftstrom, einer am Steigrohr (13) vorgesehenen Altsandaufgabe (23) sowie einer dem Steigrohr (13) nachgeordneten Prall­ haube (9) mit einem Durchmesser größer als derjenige des Steigrohrs (13), dadurch gekennzeichnet, daß dem freien Ende des Steigrohrs (13) eine Wirbeletage (30) zugeordnet ist, die in einer mittels einer Ab­ standhalterung (33) in einem Abstand vom freien Ende des Steigrohrs (13) angeordneten Kreisplatte (31) mit einer zentralen Durchtrittsöffnung (32) besteht, daß der Durchmesser der Kreisplatte (31) mindestens anderthalb­ mal, höchstens jedoch dreimal so groß ist wie der Innendurchmesser des Steigrohrs (13), daß der Durchmesser der zentralen Durchtrittsöffnung (32) mindestens so groß wie der Innendurchmesser des Steigrohrs (13), höchstens aber eineinviertelmal so groß ist, und daß die Abstandshalte­ rung (33) umfangsseitig offen ausgebildet ist und die Kreisplatte (31) in einem Abstand vom freien Ende des Steigrohrs (13) trägt, der mindestens so groß wie der Innendurchmesser des Steigrohrs (13), höchstens aber eineinviertelmal so groß ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalterung (33) in mehreren, vorzugsweise drei Di­ stanzstücken (34) besteht, die an einem Träger (35) befestigt sind, der am Ende des Steigrohres (13) angesetzt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (35) als außenseitig auf dem Steigrohr (13) auf­ schiebbares geschlitztes Rohr (36) mit Klemm- und/oder Spann­ stück (37) ausgebildet ist.