DE69318000T3

DE69318000T3 - Wärmebehandlung von giessstücken und sandrückgewinnung im ofen

Info

Publication number: DE69318000T3
Application number: DE69318000T
Authority: DE
Inventors: Scott P. Kennesaw CRAFTON
Original assignee: CONS ENGINEERING CO Inc; Consolidated Engineering Co Inc
Current assignee: CONS ENGINEERING CO Inc; Consolidated Engineering Co Inc
Priority date: 1992-08-13
Filing date: 1993-01-27
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2013-01-28
Also published as: JPH11129055A; TW213490B; JP2849213B2; EP0612276B1; EP0612276B2; JPH07506299A; ES2114039T5; DE69318000T2; CN1097662A; DE69318000D1; EP0612276A1; CA2121047C; MX9302659A; BR9305607A; ES2114039T3; WO1994004297A1; CA2121047A1; KR100263975B1; AU677774B2; AU3594693A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Wärmebehandlung von Metallgießstücken sowie das Gebiet der Sandrückgewinnung aus Sandkernen und Sandformen, die bei der Herstellung von Metallgießstücken verwendet werden.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen sind im allgemeinen zwei oder drei deutlich voneinander getrennte Schritte zur Wärmebehandlung eines mit einer Dauerform oder einer Sandform mit Sandkern gebildeten Metallgießstücks sowie zur Rückgewinnung von ausreichend reinem Sand aus der Sandform bzw. dem Sandkern erforderlich (siehe z. B. die Patentschriften US 4,478,572 , auf der die Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 10 basieren; US 4,620,586 ; US 4,700,766 ). Bei der vorliegenden Erfindung hingegen können die Wärmebehandlung und die Rückgewinnung von ausreichend reinem Sand in einem einzigen Schritt durchgeführt werden.
Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Metallgießstüken sind wohlbekannt. Gußformen und Kerne werden zur Verdrängung des geschmolzenen Werkstoffs eingesetzt, so daß bei dessen Aushärtung ein Gießstück entsteht, auf dem sich die jeweiligen Ausformungen von Gußform und Kern wiederfinden. Bei Gußformen sind die äußeren Formen, die das Gießstück erhalten soll, auf den Innenwänden der Gußform ausgebildet, und bei Kernen sind die inneren Formen für das Gießstück auf der äußeren Oberfläche des Kerns ausgebildet. Die Kerne bestehen typischerweise aus Sand, wohingegen die Gußformen nur manchmal aus Sand sind. Gußformen aus Sand und Sandkerne werden typischerweise aus einem Gemisch aus Sand und einem brennbaren Bindemittel vorgeformt. Der Einfachheit halber werden Gußformen aus Sand und Sandkerne nachstehend einfach nur als Sandkerne bezeichnet.
Gemäß einem Teil des Standes der Technik werden nach der Herstellung des Gießstücks drei deutlich unterschiedliche Schritte zur Wärmebehandlung des Metallgießstücks und zur Rückgewinnung von ausreichend reinem Sand aus dem Sandkern durchgeführt. Im ersten Schritt werden Teile des Sandkerns vom Gießstück abgelöst. Der Sandkern wird im typischen Fall in einem Arbeitsgang bzw. einer Kombination von Arbeitsgängen vom Gießstück gelöst. Beispielsweise kann Sand vom Gießstück abgemeißelt werden, oder das Gießstück kann einer physischen Rüttelbehandlung unterzogen werden, um den Sandkern auseinanderzubrechen und den Sand zu entfernen. Ist der Sand erst einmal aus dem Gießstück entfernt worden, werden der zweite und der dritte Bearbeitungsschritt durchgeführt. Bei diesem typischen dreistufigen Stand der Technik ist die Reihenfolge, in der der zweite und der dritte Schritt durchgeführt werden, nicht von Bedeutung, da der Sand bereits vom Gießstück entfernt wurde. Der zweite Schritt besteht aus der Wärmebehandlung des Gießstücks. Das Gießstück wird typischerweise einer Wärmebehandlung unterzogen, wenn es verstärkt oder gehärtet werden soll. Der dritte Schritt betrifft die Reinigung des vom Gießstück entfernten Sandes. Die Reinigungsvorgänge erfolgen im typischen Fall in einem Arbeitsgang bzw. einer Kombination von Arbeitsgängen. Hierbei kann es sich beispielsweise um das Ausbrennen des den Sand umgebenden Bindemittels, das Ablösen bzw. Abtragen des Sandes, und das Durchleiten von Sandstücken durch Siebe handeln. Es ist wichtig, daß der rückgewonnene Sand eine ausreichende Reinheit hat, damit er zur Herstellung neuer Sandkerne sinnvoll wiederverwendbar ist. Es ist ebenfalls nützlich, wenn der rückgewonnene Sand abgerundet wird, zumindest in gewissem Maße, um ein Gießen von glatten Oberflächen sowie ein gutes Anhaften der Sandkörnchen aneinander zu ermöglichen, wodurch sich starke Kerne ergeben. Daher können Sandstücke erneut Rückgewinnungsprozessen unterzogen werden, bis ausreichend reiner Sand rückgewonnen wird.
JP 56 53867 A beschreibt ein verfahren und ein Gerät zur Entfernung von Sand von Aluminiumgießstücke mit Sandgusskern. Das Verfahren umfasst die Schritte Erhitzen der Aluminiumgießstücke mit Sandgusskern zur Schwächung der Festigkeit des Kernsandes, in Abständen wiederholtes Einblasen von Hochdruckluft auf die Gießstücke zur Entfernung von Kernsand, und Abkühlen der vom Sand befreiten Gießstücke. GB 2 137 114 A offenbart ein Verfahren zur Rückgewinnung von gebrauchtem Gießereisand, der ein organisches Bindemittel enthält, umfassend die Schritte Loslösen des Sandes vom Gießstück, danach Zuführen des Sandes in ein Fließbett an einem Einspeisungsbereich, ohne den Sand in einem Fließbett zu erhitzen, in Anwesenheit von verbrennungsförderndem Gas bevor der Sand dem Fließbett zugeführt wird und Fluidisieren des Sandes im Fließbett, wobei verbrennungsförderndes Gas an mehreren Stellen in den Sand eingeführt wird, so dass der Sand im Fließbett zur Rückgewinnung in fluidisiertem Zustand in einem Bereich erhöhter Bearbeitungstemperatur verbleibt.
Der Reinheitsgrad des rückgewonnenen Sandes läßt sich anhand der Menge unverbrannten Bindemittels bestimmen, d. h. je weniger unverbranntes Bindemittel vorhanden ist, desto reiner ist der Sand. Im Bestreben nach erhöhter Reinheit wird ein Teil des Sandes zu "Feinstteilchen" zerkleinert. Der Begriff Feinstteilchen soll Sandteilchen bezeichnen, deren Größe unter einem festgelegten Wert liegt. Aufgrund ihrer äußerst geringen Größe sind für Feinstteilchen erhebliche Mengen an Bindemittel erforderlich. Diese zwei Maßgaben (Reinheit und Feinstteilchen) stehen im allgemeinen einander entgegen, da ja, je höher das Maß des einen ist, desto geringer das Maß des anderen ausfällt. Es ist somit wichtig, ein ausgewogenes Verhältnis dieser Maßgaben zu finden; daher muß es bei den Sandrückgewinnungsprozessen möglich sein, diese Maße zu steuern.
Gemäß der früheren Erfindung desselben Erfinders, die in der U.S.-Patentanmeldung Nr. 07/705,626 offenbart ist, ist nur ein Schritt für die Wärmebehandlung von mit Hilfe von Sandkernen gebildeten Metallgießstücken und für die Rückgewinnung von Sand aus den Sandkernen erforderlich. Dies erfolgt durch Einführen der Gießstücke, an denen die Sandkerne anhaften, in einen Ofen mit sauerstoffangereicherter Atmosphäre, der auf mindestens die Verbrennungstemperatur des Sandkernbindemittelmaterials aufgeheizt ist. Dies bewirkt das Verbrennen eines Teils des im Sandkern enthaltenen Bindemittels, was in Verbindung mit anderen Arbeitsgängen dazu führt, daß sich der Sandkern vom Gießstück löst. Das in der U.S.-Patentanmeldung Nr. 07/705,626 offenbarte System fördert ein stärkeres verbrennen von Bindemittel als es zum Lösen des Sandkerns vom Gießstück erforderlich ist. Bei dem in der U.S.-Patentanmeldung Nr. 07/705,626 offenbarten System ist der aus dem Ofen austretende Sand für einige Anwendungen ausreichend rein; dieses System ist jedoch nicht in der Lage, eine ausreichende Bindemittelmenge zu verbrennen (oder den Sandkern auf andere Art und Weise zu bearbeiten), so daß sich ausreichend reiner Sand für bestimmte andere Anwendungen ergibt. Auch sind bei diesem System keine Vorkehrungen getroffen, um die Merkmale des rückgewonnenen Sandes zu variieren; es ist keine selektive Steuerung der Rundheit des Sands, der Menge an Feinstteilchen oder der Menge des unverbrannten Bindemittels im rückgewonnenen Sand möglich. Daher kann für den unter Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß U.S.-Patentanmeldung Nr. 07/705,626 rückgewonnenen Sand eine weitere Bearbeitung erforderlich sein, um Sand zu erhalten, dessen Reinheit für bestimmte Anwendungen ausreicht, bzw. Sand mit bestimmten Eigenschaften. Aus diesem Grund sind die vorbekannten Sandrückgewinnungssysteme von sich aus insofern nicht effizient, als daß sie mindestens einen zweistufigen Prozess vorsehen, der an zwei verschiedenen Stellen mittels separatem Spezialgerät durchgeführt wird, um ein mit einem Sandkern geformtes Metallgießstück einer Wärmebehandlung zu unterziehen und ausreichend reinen Sand aus dem Sandkern rückzugewinnen.
Es besteht daher ein Bedarf an einem effizienterem Verfahren und zugehöriger Vorrichtung, die die Wärmebehandlung, das Entfernen des Sandkerns und das Rückgewinnen von ausreichend reinem Sand aus dem Sandkern auf effizientere Art und Weise ermöglichen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Dieses Erfordernis wird von einem Verfahren und einem Gerät zur Wärmebehandlung eines Gießstückes mit Sandkern gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 9 erfüllt.
Vorteilhafte Ausführungsformen werden in den Unteransprüchen beschrieben.
Kurz gesagt stellt die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung zur Wärmebehandlung von unter Verwendung von Sandkernen hergestellten Metallgießstücken sowie zur Rückgewinnung von Sand aus den Sandkernen zur Verfügung. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung zum Sammeln von Sand innerhalb eines Wärmebehandlungsofens, zum Reinigen des Sandes sowie zum Ausleiten des Sandes aus dem Ofen zur Verfügung. Gemäß vorliegender Erfindung läßt sich hierbei Sand mit höherem Reinheitsgrad als der typischerweise aus Wärmebehandlungsöfen gewonnene rückgewinnen. Mittels des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung ist auch eine selektive Steuerung der im aus dem Ofen ausgeleiteten Sand enthaltenen Mengen an Bindemittel und Feinstteilchen möglich.
Die vorliegende Erfindung schließt, in Verbindung mit einem Ofen, eine Vorrichtung zum Aufwirbeln von im Ofen gesammeltem Sand ein. Diese Aufwirbelvorrichtung verwendet Druckluft, um die Aufwirbelfunktion über einen "Fluidisierungsprozeß" zu bewirken, und wird daher im vorliegenden Text als Fluidisierer bezeichnet. Bei diesem Fluidisierungsprozeß wird Luft aus einer Druckluftquelle durch im Ofen gesammelten Sand geleitet, wodurch Sandstücke in die Luft hochgewirbelt werden und sich wie ein turbulentes Fluidum verhalten. Zusammen mit anderen Komponenten im Ofen bewirkt der Fluidisierer, daß der Binde mittelanteil in Sandkernen im Ofeninneren in ausreichendem Maße verbrannt wird, so daß ausreichend reiner Sand erhalten wird. Die Sandkerne, aus denen das darin enthaltene Bindemittel verbrannt wird, noch an den Gießstücken an, die in den Ofen befördert werden. Eine bevorzugte Ausführungsform des Ofens, sowie einiger der im Ofeninneren vorgesehenen Elemente sind in der U.S.-Patentanmeldung Nr. 07/705,626 offenbart. Der Fluidisierer und einige zugehörige Elemente sind in dieser Anmeldung erstmals offenbart.
Der Fluidisierer der vorliegenden Erfindung bewirkt die Fluidisierung von Sand, der sich im Ofentrichter angesammelt hat. Durch die Fluidisierung ergibt sich ein Reiben von Sandstücken aneinander sowie, in zumindest einer Ausführungsform, an einer metallischen Prallfläche (einem sog. Target), auf eine Art und Weise, die zur Freilegung des Bindemittels führt. Das freigelegte Bindemittel verbrennt dann. Der Vorgang wird wiederholt, bis eine ausreichende Bindemittelmenge verbrannt wurde, um ein hinsichtlich des Reinheitsgrades des Sandes zufriedenstellendes Ergebnis für den Benutzer der Vorrichtung zu erzielen.
In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mittels des Fluidisierers dem Ofentrichter Sauerstoff zugeführt, um das Verbrennen des Bindemittels zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird dem Fluidisierer vorgeheizte Luft aus einer zweiten Wärmequelle zugeführt, um das Verbrennen des Bindemittels noch zu verstärken. In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform wird die Luft des Fluidisierers nicht vorgeheizt. Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung werden mehrere Fluidisierer verwendet, und gemäß einer derartigen Ausführungsform werden geeignete Ausführungsformen des Fluidisierers ausgewählt und selektiv an einem aus mehreren Zonen bestehenden Ofen entlang angeordnet.
Die vorliegende Erfindung schließt des weiteren Verfahren und Vorrichtungen zum Ausleiten von rückgewonnenem Sand aus dem Ofen ein. In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird dieses Ausleiten gesteuert, um somit das im Ofen enthaltene Sandvolumen zu steuern. Dies wirkt sich auf die Zeitdauer aus, über die hinweg der Sand der Fluidisierung unterzogen wird, wodurch sich eine Steuerungsmöglichkeit der Eigenschaften des rückgewonnenen Sandes ergibt.
Zusätzlich zur vorliegenden Erfindung kann eine ergänzende Sandrückgewinnungseinheit (kurz: "SSRU", Supplemental Sand Reclamation Unit) verwendet werden. Die zusätzliche Sandrückgewinnungseinheit, die in Verbindung mit der Wärmequelle des Ofens sowie in Verbindung mit dem Fluidisierer und anderen Komponenten im Ofen arbeitet, bietet eine Möglichkeit zur zusätzlichen Rückgewinnung von Sand, der bereits zuvor aus Gießstückkernen rückgewonnen wurde. Beispielsweise wird aus Rüttelvorrichtungen aus dem Stand der Technik gesammelter Sand und aus den Sammeltrögen des Ofens gemäß U.S.-Patentanmeldung Nr. 07/705,626 ausgeleiteter Sand von der zusätzlichen Sandrückgewinnungseinheit wiederaufbereitet. Die zusätzliche Sandrückgewinnungseinheit schließt einen Behälter ein, der sich außerhalb des Ofens befindet. Ein Rohr ist an einen Behälterauslaß angeschlossen und verläuft ins Ofeninnere hinein. Im Ofeninneren verläuft das Rohr sehr nahe an Ofenheizvorrichtungen entlang und endet zum Ofentrichter hin. Gesammelter Sand wird in den Behälter geleitet, wo er auf eine Temperatur über der Bindemittelverbrennungstemperatur erhitzt und einer sauerstoffreichen Atmosphäre ausgesetzt wird; dies bewirkt eine erste Bindemittelverbrennung. Der Sand wird dann in das Rohr geleitet. Bei seinem Verlauf durch das Rohr wird der Sand von den Ofenheizvorrichtungen aufgeheizt, was zu einer weiteren Verbrennung von Bindemittel führt. Beim Austreten aus dem Rohr fällt der Sand in den Ofen, wo er vorzugsweise von der im Ofen vorgesehenen Sandrückgewinnungseinheit gemäß vorliegender Erfindung weiter gereinigt wird.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Metallgießstücken mit an diesen anhaftendem Sandkernmaterial sowie zur Rückgewinnung von Sand aus dem Sandkernmaterial anzugeben.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung zum Entfernen von Sandkernmaterial aus einem Gießstück sowie zur Rückgewinnung von Sand aus dem Sandkernmaterial anzugeben.
Weiterhin liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur im Ofeninneren stattfindenden Rückgewinnung von Sand aus Sandkernstücken, die im Ofeninneren von Gießstücken abgelöst werden, zur Verfügung zu stellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Durchwirbeln von Sand, der sich im Ofeninneren sammelt, anzugeben, wobei dieser Vorgang im Ofeninneren stattfindet.
Überdies liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Fluidisierung von Sand, der sich im Ofeninneren sammelt, zur Verfügung zu stellen, wobei diese Fluidisierung im Ofeninneren stattfindet.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Verbesserung des Verbrennens von Bindemittel, das im Ofeninneren gesammelten Sand bedeckt, innerhalb eines Wärmebehandlungsofens anzugeben.
Ferner liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Aufheizen von Sand, der sich im Inneren eines Ofens sammelt, mittels einer sekundären Wärmequelle anzugeben.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Einleitung von Sauerstoff in den Bereich, in dem sich Sand im Inneren eines Ofens sammelt, anzugeben.
Eine zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von Sand außerhalb des Ofens sowie zur Reinigung des rückgewonnenen Sandes innerhalb eines Ofens zur Verfügung zu stellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Steuerung der Zeitdauer anzugeben, für die Sandkernmaterial einer Sandrückgewinnungsbehandlung im Inneren eines Ofens unterzogen wird, um eine Möglichkeit zur Steuerung der Eigenschaften des rückgewonnenen Sandes zu bieten.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem Studium und Verständnis der vorliegenden Schrift in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Schnittansicht einer Kombination eines Wärmebehandlungsofens und einer ofeninternen Sandrückgewinnungseinheit gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine Schnittansicht ausgewählter Elemente der Sandrückgewinnungseinheit aus 1.
3 zeigt eine Schnittansicht von oben auf ausgewählte Elemente der Sandrückgewinnungseinheit aus 1; hierbei sind einige der Elemente zu sehen, die in 1 weggeschnitten wurden.
4 zeigt eine Schnittansicht von oben auf ausgewählte Elemente der Sandrückgewinnungseinheit aus 1, in der einige der Elemente zu sehen sind, die in 1 weggeschnitten wurden.
5 zeigt eine seitliche Schnittansicht des Auslaßventilaufbaus aus 1.
6 zeigt eine Schnittansicht von oben auf einen Teil einer ofeninternen Sandrückgewinnungseinheit gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt eine seitliche Schnittansicht eines Teils der Vorrichtung aus 6.
8 ist eine Querschnittsansicht der Fluidisiererleitung aus 6, wobei der Schnitt entlang der Linie 8-8 aus 7 verläuft.
9 zeigt eine Seitenansicht einer ofeninternen Sandrückgewinnungseinheit gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 zeigt eine perspektivische Detailansicht des Fluidisiererrings aus 9.
11 zeigt eine Querschnittsansicht des Fluidisiererrings aus 9, wobei der Schnitt entlang der Linie 11-11 aus 10 verläuft.
12 zeigt eine Querschnittsansicht des Fluidisiererrings aus 9, wobei der Schnitt entlang der Linie 12-12 aus 11 verläuft.
13 zeigt eine Schnittansicht eines Teils einer ofeninternen Sandrückgewinnungseinheit gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
14 zeigt eine Schnittansicht einer mehrzonigen Ausführungsform des Wärmebehandlungsofens und ofeninternen Sandrückgewinnungssystems gemäß vorliegender Erfindung.
15 zeigt eine isolierte Seitenansicht einer zusätzlichen Sandrückgewinnungseinheit, die Teil einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
16 zeigt eine seitliche Schnittansicht der zusätzlichen Sandrückgewinnungseinheit aus 15, die oben auf der Kombination aus Wärmebehandlungsofen und ofeninterner Sandrückgewinnungseinheit angebracht ist.
17 zeigt eine Schnittansicht des Rückgewinnungstrichters aus 15.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Dieser Abschnitt der Schrift besteht aus zwei Teilen. Der erste Teil befaßt sich mit der Einführung von Komponenten und der Beschreibung ihrer Ausrichtung und Zwischenverbindungen. Im zweiten Teil wird der Betrieb der Komponenten beschrieben und es werden einige Beispiele für hierfür in Frage kommende Komponenten angegeben.
Es wird nunmehr ausführlicher auf die Zeichnungen eingegangen, in denen durchwegs gleiche Bezugsziffern gleiche Elemente bezeichnen. 1 zeigt eine Teilschnittansicht einer Kombination aus Wärmebehandlungsofen 19 und ofeninterner Sandrückgewinnungseinheit 20 gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die ofeninterne Sandrückgewinnungseinheit 20 schließt einen Trichter 30 mit einer Trichterwand 31 ein, bei dem ein Trichtereinlaß 33 und ein Trichterauslaß 35 ausgebildet sind. Ein Teil der Trichterwand 31 und andere Elemente wurden aus 1 weggelassen, um die darin gezeigten Elemente deutlicher erkennbar zu machen. Die ofeninterne Sandrückgewinnungseinheit 20 schließt des weiteren einen Fluidisierer 40, ein Leitrohr 80, eine Abriebsscheibe 90 sowie einen Auslaßventilaufbau 100 ein. Der Fluidisierer 40 ist in seinem Verlauf durch die Trichterwand 31 dargestellt. Das Leitrohr 80 ist in seiner Ausrichtung oberhalb des Fluidisierers im Inneren des Trichters 30 gezeigt. Die Abriebsscheibe 90 ist in ihrer Ausrichtung oberhalb des Leitrohrs 80 im Inneren des Trichters 30 dargestellt. Die Auslaßventilanordnung 100 ist in ihrer Verbindung mit dem Trichterauslaß 35 dargestellt. In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat der Trichter 30 der ofeninternen Sandrückgewinnungseinheit 20 eine Zweitfunktion als Trichter 30 des Wärmebehandlungsofens 19. Ein geeigneter Wärmebehandlungsofen 19 ist in der U.S.-Patentanmeldung Nr. 07/705,626 dargestellt. Durch den Verweis auf die U.S.-Patentanmeldung Nr. 07/705,626 soll deren Offenbarung Teil der vorliegenden Schrift werden. Der Auslaßventilaufbau 100 stellt einen Weg aus dem Ofen heraus dar.
2, bei der es sich um eine seitliche Schnittansicht ausgewählter Elemente aus 1 handelt, zeigt den Fluidisierer 40 in größerem Detail. Sand 25 ist darin ebenfalls zu sehen, in repräsentativer Darstellung, wie er sich am Trichterauslaß 35 sammelt. Wie zu erkennen ist, ist der Fluidisierer 40 auch mit einer Fluidisiererleitung 41 versehen; die Fluidisiererleitung 41 hat ein Fluidisierende 42, das sich im Inneren des Trichters 30 befindet und ein Quellenende 43, das außerhalb des Trichters 30 liegt. Ein Teil der Fluidisiererleitung 41 wurde in der Zeichnung weggeschnitten, um ein Inneres 44 der Leitung sichtbar zu machen, das durch die Fluidisiererleitung 41 definiert ist. Das Quellenende 43 der Fluidisiererleitung 41 ist mit einer Endplatte 47 abgedichtet. Die Endplatte 47 ist an dem Quellenende 43 auf eine Art und Weise befestigt, wie sie für den Durchschnittsfachmann in der Industrie naheläge; beispielsweise durch Schweißen. Ein Teil der Endplatte 47 ist in 2 weggeschnitten, um eine Heizvorrichtung 60 vollständig sichtbar zu machen. Die Heizvorrichtung 60 ist durch die Endplatte 47 hindurch auf eine Art und Weise angebracht, durch die ein Entfernen für Reparaturzwecke oder zum Austausch gegen einen anderen Typ von Heizvorrichtung erleichtert wird. Die Heizvorrichtung 60 hat ein Abluftende 61, das innerhalb des Leitungsinneren 44 angeordnet ist, und ein Einlaßende 62 außerhalb der Fluidisiererleitung 41. Druckluft wird über einen Lufteinlaß 65 in das Einlaßende 62 der Heizvorrichtung 60 hinein zugeführt. In der bevorzugten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der Heizvorrichtung 60 um einen Hochdruck-Gasbrenner. In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht die Heizvorrichtung 60 aus einem elektrischen Heizelement. Andere Typen von Heizvorrichtungen sind ebenfalls möglich.
Ein signalerzeugender Druckmesser 70 ist durch eine Meßleitung 71 mit der Fluidisiererleitung 41 verbunden. Diese Verbindung ist derart aufgebaut, daß der signalerzeugende Druckmesser 70 mit dem Leitungsinneren 44 in Verbindung steht und den Druck innerhalb der Fluidisiererleitung 41 erfassen kann. Ein Signaleinsteller 74 ist mit dem signalerzeugenden Druckmesser 70 verbunden. Der signalerzeugende Druckmesser 70 ist über ein Kabel 72 zur Stromversorgung des Druckmessers an eine elektrische Stromquelle angeschlossen. Der signalerzeugende Druckmesser 70 ist über ein Signalkabel 73 an den Auslaßventilaufbau 100 angeschlossen, der in 2 nicht dargestellt ist.
Das Fluidisiererende 42 der Fluidisiererleitung 41 ist in 2 auf das Leitrohr 80 und die Abriebsscheibe 90 hin nach oben gebogen dargestellt. Das Leitrohr 80, von dem ein Teil in 2 nicht dargestellt ist, hat eine Rohrwand 81 und weist einen Rohrdurchlaß 82 auf. Die Abriebsscheibe 90, von der ein Teil in 2 nicht dargestellt ist, besteht aus einer Scheibenrückseite 92 sowie einer konkaven Scheibenvorderseite 91.
3 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung aus 2, wobei diese Darstellung detaillierter ist und hierbei die Abriebsscheibe 90 weggelassen wurde. Wie in 3 gezeigt, ist das Leitrohr 80 mit Rohrlagerungsstangen 85a, b verbunden, die mit der Trichterwand 31 verbunden sind. Diese Verbindungen sind von einer Art, wie sie für den Durchschnittsfachmann in der Industrie naheläge, beispielsweise Schweißverbindungen oder Schraubverbindungen. Das Leitrohr 80 ist derart positioniert, daß es über dem Fluidisiererende 42 der Fluidisiererleitung 41 ausgerichtet ist und der Rohrdurchlaß 82 in einer Linie mit dem Leitungsinneren 44 am Fluidisiererende 42 verläuft.
4 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung aus 2, enthält jedoch mehr Details. In 4 ist die Scheibenvorderfläche 91 der Abriebsscheibe 90 auf das Fluidisiererende 42 hin ausgerichtet und daher nicht zu sehen. Wie in den 2 und 4 gezeigt ist, ist die Abriebsscheibe 90 mit Scheibenlagerungskabeln 95 verbunden, die an der Trichterwand 31 befestigt sind. Die Kabel 95 haben ein an der Scheibe liegendes Ende 96, ein mit einem Haken versehenes Ende 97, sowie ein Spannschloß 98, das zwischen dem an der Scheibe liegenden Ende 96 und dem mit Haken versehenem Ende 97 angeordnet ist. Die an der Scheibe liegenden Enden 96 der Kabel 95 sind an der Abriebsscheibe 90 auf eine Art und Weise befestigt, die für den Durchschnittsfachmann in der Industrie naheläge, beispielsweise durch Schweißen oder Verschrauben. Das mit einem Haken versehene Ende 97 eines jeden Kabels 95 ist mit einem Ösenhaken 99 an der inneren Trichterwand 31 befestigt; die mit Haken versehenen Enden 97 sind an Ösenhaken 99 eingehakt. Die Ösenhaken 99 sind auf eine Art und Weise an der Trichterwand 31 befestigt, die für den Durchschnittsfachmann in der Industrie naheläge; beispielsweise durch Schweißen oder Verschrauben. Es sind eine Vielzahl von Ösenhaken 99 vorhanden, von denen jeder derart ausgerichtet ist, daß die Höhe der Abriebsscheibe 90 über dem Fluidisiererende 42 einstellbar ist, wie nachstehend ausgeführt ist. Das Fluidisiererende 42, das Leitungsinnere 44 und das Leitrohr 80 sind in 4 nicht zu sehen, da sie von der Abriebsscheibe 90 verdeckt werden.
5 ist eine seitliche Schnittansicht des in 1 gezeigten Auslaßventilaufbaus. Der Auslaßventilaufbau 100 besteht aus einem Doppelentleerventil 110 und einem pneumatischen Ventilstellglied 130. Das Doppelentleerventil 110 weist einen Ventileinlaß 111 sowie einen Ventilauslaß 112 auf. Der Ventileinlaß 111 ist auf eine Art und Weise mit dem Trichterauslaß 35 (siehe 1) verbunden, die für den Durchschnittsfachmann in der Industrie naheläge; beispielsweise durch Schweißen oder Verschrauben. Der Ventilauslaß 112 befindet sich außerhalb des Wärmebehandlungsofens 19, so daß das Doppelentleerventil 110 einen Weg vom Inneren des Trichters 30 zum Äußeren des Ofens 19 darstellt. Ein Teil des Doppelentleerventils 110 ist in 5 weggelassen, um eine erste Scheibe 116, eine zweite Scheibe 117, einen ersten Sitz 118 und einen zweiten Sitz 119 sichtbar zu machen. Das pneumatische Ventilstellglied 130 ist auf eine Art und Weise mit dem Doppelentleerventil 110 verbunden, die für den Durchschnittsfachmann in der Industrie naheläge, so daß das pneumatische Ventilstellglied 130 den Betrieb des Doppelentleerventils 110 steuert. Das pneumatische Ventilstellglied 130 ist an eine pneumatische Speiseleitung 131 und das Signalkabel 73 angeschlossen. In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das pneumatische Ventilstellglied 130 durch ein elektrisches, motorisiertes Ventilstellglied, ein hydraulisches Ventilstellglied oder eine andere Art von Ventilstellglied ersetzt.
6 und 7 zeigen eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 6 zeigt eine Schnittansicht von oben auf Abschnitte der vorliegenden Erfindung gemäß der alternativen Ausführungsform. Bei dieser alternativen Ausführungsform ist kein Leitrohr 80 und keine Abriebsscheibe 90 vorgesehen. Diese alternative Ausführungsform enthält aber schon einen Fluidisierer 40', der dem Fluidisierer 40 in gewissem Maße ähnlich ist. Der Fluidisierer 40' jedoch weist eine Fluidisiererleitung 41' auf, die sich in drei Fluidisiererleitungen 41'a, b, c aufteilt, von denen jede durch die Trichterwand 31 hindurch verläuft. Die Fluidisiererleitungen 41'a, b, c gehen von einem Leitungs-Sammelrohr 55 aus. Das Leitungs-Sammelrohr 55 geht vom Quellenende 43 der Fluidisiererleitung 41' aus. Ferner sind die Fluidisiererenden 43'a, b, c auf eine Art und Weise abgedichtet, die für den Durchschnittsfachmann in der Industrie naheläge; beispielsweise mit einem Stöpsel 50. Des weiteren, wie in 7 zu sehen ist, bei der es sich um eine Seitenansicht des Fluidisierers 40' handelt, die einen Teil des Trichters 30 zeigt, weist jede Fluidisiererleitung 41'a, b, c eine Vielzahl von durchgehenden Fluidisieröffnungen 51 auf, die zum Trichterauslaß 35 hin ausgerichtet sind.
(In 7 sind zwei der Fluidisiererleitungen 41'b, c durch eine der Fluidisiererleitungen 41'a verdeckt). 8 zeigt eine Querschnittsansicht, wobei der Schnitt entlang Linie 8-8 von 7 verläuft; der Einfachheit halber ist darin nur eine Fluidisiererleitung 41'a dargestellt, da auch die anderen Leitungen 41'b, c ähnlich aufgebaut sind. Wie in 8 zu sehen ist, stehen die Fluidisierer-Durchgangsöffnungen in Verbindung mit dem Leitungsinneren 44'. Ferner sind in der in den 7 und 8 dargestellten Ausführungsform die Fluidisierer-Durchgangsöffnungen 51 entlang dem Abschnitt der Fluidisiererleitung 41'a, die dem Trichterauslaß 35 zugewandt ist, linear und radial voneinander beabstandet angeordnet. Vorzugsweise sollte der Winkel zwischen den Mittellinien 52, die von zwei Fluidisier-Durchgangsöffnungen 51 definiert werden, die radial zueinander angeordnet sind, 90 Grad betragen. In alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind die Fluidisier-Durchgangsöffnungen 51 auf andere Art voneinander beabstandet.
Eine weitere alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die jedoch nicht dargestellt ist, ist ähnlich der zuvor beschriebenen alternativen Ausführungsform der 6–8, mit der Ausnahme, daß sich hier die Fluidisiererleitung 40 in sechs Fluidisiererleitungen aufteilt. Drei der sechs Fluidisiererleitungen verlaufen in einen Ofentrichter 30 hinein und die anderen drei der sechs Fluidisiererleitungen verlaufen in einen anderen Ofentrichter 30 hinein. Im Grunde genommen gibt es eine Vielzahl alternativer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, bei denen es sich um Varianten der gerade beschriebenen handelt. Obgleich dies in den 6 und 7 nicht dargestellt ist, ist der signalerzeugende Druckmesser 70 mit all seinen zugehörigen Elementen in diesen alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingeschlossen.
9 zeigt eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der weder das Leitrohr 80 noch die Abriebsscheibe 90 vorgesehen sind. In dieser alternativen Ausführungsform ist ein Fluidisierring 140 zwischen dem Trichter auslaß 35 und dem Ventileinlaß 111 vorgesehen. Der Fluidisierring 140 ist auf eine Art und Weise mit dem Trichterauslaß 35 und dem Ventileinlaß 111 verbunden, die für den Durchschnittsfachmann in der Industrie naheläge; beispielsweise durch Schweißen oder Verschrauben. Ferner ist in 9 eine Fluidisiererleitung 41'' dargestellt. Die Fluidisiererleitung 41'' weist ein Leitungsinneres 44'' (nicht dargestellt) auf. Die Fluidisiererleitung 41'' hat ein Fluidisiererende 42'', das mit dem Fluidisiererring 140 verbunden ist, und ein Quellenende 43'', in das Druckluft hineingeleitet wird.
10 ist eine detaillierte perspektivische Ansicht des Fluidisierrings 140 aus 9. Der Fluidisierring 140 weist einen hohlen Ringrahmen 141 auf, der ein ringförmiges Inneres aufweist (siehe 11). Der Fluidisierring 140 grenzt an einen offenen Bereich 145 an, der über eine Vielzahl von durch den Ringrahmen 141 definierten Fluidisier-Durchgangsöffnungen 146 mit dem Ringinneren 142 verbunden ist. Der Einfachheit halber sind in 10 lediglich zwei der Fluidisier-Durchgangsöffnungen markiert. Der Ringrahmen 141 weist des weiteren eine durchgehende Leitungsverbindungsöffnung 147 auf. Der Ringrahmen 141 ist an der durchgehenden Leitungsverbindungsöffnung 147 derart mit dem Fluidisierende 42'' der Fluidisiererleitung 41'' verbunden, daß das Leitungsinnere 44'' mit dem Ringinneren 142 in Verbindung steht. Diese Verbindung wird auf eine Art und Weise hergestellt, wie sie für den Durchschnittsfachmann in der Industrie naheläge; beispielsweise durch Schweißen.
11 zeigt eine Querschnittsansicht, wobei der Schnitt entlang Linie 11-11 in 10 verläuft. 11 zeigt das Ringinnere 142. 12 ist eine Querschnittsansicht, wobei der Schnitt entlang Linie 12-12 in 11 verläuft. 12 zeigt eine der Vielzahl durchgehender Fluidisieröffnungen 146, die durch den Ringrahmen 141 definiert sind. Die durchgehenden Fluidisieröffnungen 146 verlaufen unter einem ausreichend steilen Winkel, so daß Sandkernstücke, die durch den vom Ringrahmen 141 definierten offenen Bereich 145 fallen, nicht ohne weiteres durch die durchgehenden Fluidisieröffnungen 146 nach oben in das Ringinnere 142 hinein wandern können.
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist kein signalerzeugender Druckmesser 70 vorgesehen. Wie in 13 gezeigt, bei der es sich um eine Schnittansicht handelt, enthält diese alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung signalerzeugende Sensoren 170a, b, c, die innerhalb des Trichters 30 an der Trichterwand 31 befestigt sind. Die Sensoren 170a, b, c, sind derart angeordnet, daß sie einen vorbestimmten Füllstandspegel an Sandkern im Trichter 30 erfassen. Jeder signalerzeugende Sensor 170a, b, c ist über ein Signalkabel 73' am Auslaßventilaufbau 100 (in 13 nicht dargestellt) angeschlossen. Eine Auswahlvorrichtung 171 ist mit den signalerzeugenden Sensoren 170a, b, c verbunden. In der bevorzugten Ausführungsform dieser alternativen Ausführungsform sind die signalerzeugenden Sensoren 170a, b, c elektrische Meßfühler.
14 zeigt eine mehrzonige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die einen mehrzonigen Ofen 211 aufweist, bei dem mehrere Ausführungsformen der ofeninternen Sandrückgewinnungseinheit 20 verwendet werden. Ein Beispiel des Ofens 211 ist in der U.S.-Patentanmeldung Nr. 07/705,626 offenbart. Wie in 14 der vorliegenden Schrift offenbart ist, weist der Ofen 211 folgendes auf: eine Arbeitskammer 215; Zonen 216A–H; Ofenheizvorrichtungen 218; eine Vorheizkammer 224; eine Ofenbeschickungstür 225; ein oberes Ofenende 226; eine Ofenauslaßtür 227; ein unteres Ofenende 228; einen Rollenherd 234; Rollen 236; Körbe 240 zur Beförderung von Gießstücken; axiale Gebläse 244; ein Ofen-Oberteil 245; Siebe 252; Ablenkelemente 253; eine Sandfördervorrichtung 259; sowie einen zentralen Sammelbehälter 260. Zum besseren Verständnis des Ofens 211 wird auf die U.S.-Patentanmeldung Nr. 07/705,626 verwiesen, deren Offenbarung als Bestandteil dieser Schrift betrachtet wird. Der Ofen 211 weist ferner Trichter 30 sowie Auslaßventilaufbauten 100 auf. Die Zonen 216A, B sind mit den Leitrohren 80 des Fluidisierers 40 (siehe 1, 2, 3 und 4) sowie der Abriebsscheibe 60 versehen. Die Vorheizkammer und Zone 216E sind mit dem Fluidisierer 40' (siehe 6, 7 und 8) versehen, und die Zonen 216F, G, H sind mit dem Fluidisierer 40'' versehen (siehe 9, 10, 11 und 12). Sand 25 ist darin ebenfalls zu sehen, in repräsentativer Darstellung, wie er sich am Trichterauslaß 35 sammelt.
15 zeigt eine zusätzliche Sandrückgewinnungseinheit 180, die zusätzlich zur vorliegenden Erfindung verwendet werden könnte. Die zusätzliche Sandrückgewinnungseinheit 180 schließt einen Rückgewinnungstrichter 181 ein, der einen Rückgewinnungseinlaß 182, einen Rückgewinnungsauslaß 183 sowie eine Rückgewinnungswand 184 aufweist. Die zusätzliche Sandrückgewinnungseinheit 180 weist ferner ein Austragselement 190 mit einem Einlaß 191 und einem Auslaß 192 auf. In der bevorzugten alternativen Ausführungsform handelt es sich bei dem Austragselement 190 um einen Schneckenbohrer. Der Einlaß 191 des Austragselements ist auf eine Art und Weise mit dem Trichterauslaß 183. verbunden, die für den Durchschnittsfachmann in der Industrie naheläge; beispielsweise durch Schweißen oder Verschrauben. Die zusätzliche Sandrückgewinnungseinheit 180 weist des weiteren ein Ausflußrohr 195 mit einem Rohrinneren 199 auf. Das Ausflußrohr 195 weist ferner einen Rohreingang 196, einen Rohrausgang 197 sowie eine Sauerstoffzuleitung 198 auf, die mit dem Rohrinneren 199 in Verbindung steht. Der Rohreingang 196 ist auf eine Art und Weise mit dem Auslaß 192 des Austragselements verbunden, wie sie für den Durchschnittsfachmann in der Industrie naheläge, beispielsweise durch Schweißen oder verschrauben.
16 ist eine Schnittansicht der zusätzlichen Sandrückgewinnungseinheit 180 aus 15, die oben auf der Kombination aus Wärmebehandlungsofen 19 und ofeninterner Sandrückgewinnungseinheit 20 gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht ist. Der Rückgewinnungstrichter 181 und das Austragselement 190 befinden sich außerhalb des Wärmebehandlungsofens 19. Das Ausflußrohr 195 verläuft in den Wärmebehandlungsofen 19 hinein und verläuft in großer Nähe zu U-rohrförmigen Ofenheizvorrichtungen 218'. Der Rohrausgang 197 ist zum Trichtereinlaß 33 hin ausgerichtet.
17 ist eine Schnittansicht des in 15 dargestellten Rückgewinnungstrichters 181. Ein Teil der Rückgewinnungswand 184 wurde in dieser Darstellung weggeschnitten, um ein Inneres 185 der Rückgewinnungseinheit zu zeigen, welches von der Wand 184 der Rückgewinnungseinheit gebildet wird. Im Inneren 185 der Rückgewinnungseinheit sind Heizvorrichtungen 186, Sauerstoffzuführvorrichtungen 187 sowie ein Füllstandsanzeiger 188 vorgesehen. Der Trichter 181 der Rückgewinnungseinheit weist auch eine Rücklauf-Ausstoßleitung 189 auf, die in den Wärmebehandlungsofen 19 ausleitet, sowie eine BAGHOUSE-Ausstoßleitung 198.
BETRIEB
Es wird wiederum auf die 1 und 14 Bezug genommen. Darin ist zu sehen, wie bei der Behandlung des Gießstücks mit dem daran (noch) anhaftenden Sandkern gemäß dem verfahren und der Vorrichtung, wie sie in der U.S.-Patentanmeldung Nr. 07/705,626 offenbart sind, Sandstücke und Sandkern durch den Trichtereinlaß 33 fallen und Sand sich innerhalb des Trichters 30 zum Trichterauslaß hin sammelt. Bis sich ein vorbestimmter Füllstand von Sand im Trichter 30 angesammelt hat, werden die erste Scheibe 116 bzw. die zweite Scheibe 117 innerhalb des Doppelentleerventils 110 in Kontakt mit dem ersten Sitz 118 bzw. dem zweiten Sitz 119 gehalten. Daher erhöht sich während des weiteren Fallens von Stücken von Sand und Sandkern durch den Trichtereinlaß 33 hindurch der Füllstand an Sandkern im Inneren des Trichters 30.
In den 1, 2, 3 und 4 ist die erste, bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die dieser ersten, bevorzugten Ausführungsform zugrundeliegenden Vorrichtungen und das entsprechende Verfahren werden als "Hochtemperatur-Fluidisierung mit einem Target" bezeichnet. In dieser Ausführungsform erfolgt die Druckluftzufuhr über den Lufteinlaß 65. Sauerstoffangereicherte und erwärmte Abluft von der Heizvorrichtung 60 tritt aus dem Fluidisiererende 42 der Fluidisiererleitung 41 aus. Wenn der Füllstand des Sands über den Pegel des Fluidisiererendes 42 ansteigt, wird mit der Fluidisierung begonnen; der sauerstoffangereicherte und erwärmte Abluftstrom fluidisiert Sandkernstücke, die sich über dem Fluidisiererende 42 befinden. Genauer gesagt verläuft der Abluftstrom nach oben durch den Sand hindurch, wodurch der Sand hochgewirbelt wird und sich wie ein turbulentes Fluidum verhält. Durch die Fluidisierung werden ferner Sandstücke durch den Leitrohrdurchlaß 82 hindurchgetrieben, wo die Verlaufsbahn der mitgeführten Sandstücke auf die Scheibenvorderfläche 91 der Abriebsscheibe 90 ausgerichtet wird. Sandstücke kommen mit der Abriebsscheibe 90 in Kontakt und fallen auf das Fluidisiererende 42 zurück, wo sie einer weiteren Fluidisierung unterzogen werden. Die Sandstücke, die fluidisiert werden, reiben aneinander und an der Scheibenfläche 91. Durch den durch diesen Vorgang verursachten Abrieb wird am Sand anhaftende Asche abgelöst. Somit werden noch unverbrannte Bindemittelreste freigelegt und auf diese Weise die Verbrennung des Bindemittels gefördert. Zusätzlich zur Verbesserung der Bindemittelverbrennung durch Freilegung von noch unverbranntem Bindemittel fördert der Fluidisierer 40 die Verbrennung, indem er eine heiße und sauerstoffangereicherte Atmosphäre bereitstellt. Somit verbrennt das freigelegte Bindemittel, wodurch die Reinigung des aus dem Sandkern rückgewonnenen Sands verstärkt wird. Da bei der "Hochtemperaturfluidisierung mit einem Target" eine Vielzahl von Sandrückgewinnungstechniken vorgesehen sind (einschließlich mindestens der Fluidisierung, der Fluidisierung in Verbindung mit einer Abriebsscheibe, der Aufheizung zur Unterstützung des Verbrennungsvorgangs und der Sauerstoffanreicherung, ebenfalls zur Förderung des Verbrennungsvorgangs), hat dieses Verfahren im Vergleich zu den nachstehend beschriebenen Prozessen eine relativ hohe Kapazität.
Einige alternative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von denen eine in den 6, 7 und 8 dargestellt ist, werden als "Heißfluidisierung" bezeichnet. Bei der "Heißfluidisierung" werden keine Sandkernstücke auf ein Target geschleudert. Ansonsten ist die "Heißfluidisierung" jedoch der "Heißfluidisierung mit einem Target" ähnlich. Die Druckluft zufuhr erfolgt über den Lufteinlaß 65. Sauerstoffangereicherte und erwärmte Abluft von der Heizvorrichtung 60 tritt aus den Durchgangsöffnungen 51 des Fluidisierers aus. Wenn der Füllstand des Sandes sich dem Niveau der Durchgangsöffnungen 51 des Fluidisierers annähert, wird mit der Fluidisierung begonnen. Die Fluidisierung wird durch die Anordnung und Ausrichtung der Durchgangsöffnungen 51 des Fluidisierers gefördert und verbessert. Die der Fluidisierung unterzogenen Sandstücke reiben aneinander. Durch den durch diesen Vorgang verursachten Abrieb wird am Sand noch anhaftende Asche abgetragen. Hierdurch wird noch unverbranntes Bindemittel freigelegt und somit die Bindemittelverbrennung gefördert. Zusätzlich dazu, daß die Bindemittelverbrennung durch das Freilegen unverbrannten Bindemittels gefördert wird, fördert der Fluidisierer 40' die Verbrennung dadurch, daß eine heiße und sauerstoffangereicherte Atmosphäre bereitgestellt wird. So wird das freigelegte Bindemittel verbrannt und die Reinigung des aus dem Sandkern wiedergewonnenen Sands verstärkt. Da bei der "Heißfluidisierung" kein Target verwendet wird, ist der mit diesem Verfahren erzielte Abrieb typischerweise nicht so stark wie bei der "Heißfluidisierung mit einem Target". Somit wird bei der "Heißfluidisierung" im typischen Fall weniger Bindemittel freigelegt und es kommt daher zu einem geringeren Grad der Verbrennung als bei der "Heißfluidisierung mit einem Target". Aus diesem Grund hat die "Heißfluidisierung" typischerweise eine geringere Kapazität als die "Heißfluidisierung mit einem Target". Daher kommt die "Heißfluidisierung mit einem Target" zum Einsatz, wenn relativ große Sand- und Sandkernstücke durch den Trichtereinlaß 33 fallen, und die "Heißfluidisierung" wird verwendet, wenn Sand- und Sandkernstücke relativ gemäßigter Größe durch den Trichtereinlaß 33 fallen.
Andere alternative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von denen eine in den 9, 10, 11 und 12 gezeigt ist, werden als "Kalt-" bzw. "Kühlfluidisierung" bezeichnet. Die "Kaltfluidisierung" ist in gewissem Sinne der "Heißfluidisierung" ähnlich, mit dem Unterschied, daß bei ihr kein Heizvorgang vorgesehen ist. Druckluft wird hierbei an das Quellenende 43'' der Fluidisiererleitung 41'' zugeführt. Die Druckluft verläuft über das Fluidisiererende 42'' der Fluidisiererleitung 41'' und die durchgehende Leitungsverbindungsöffnung 147 in das Ringinnere 142. Die Druckluft verläßt den Fluidisierring 140 dann über die durchgehenden Fluidisieröffnungen 146. Wenn der Füllstand des Sandes die (Höhe der) durchgehenden Fluidisieröffnungen 146 übersteigt, wird mit der Fluidisierung begonnen. Die Sandstücke, die der Fluidisierung unterzogen werden, reiben aneinander. Durch den durch diesen Vorgang hervorgerufenen Abrieb wird noch am Sand anhaftende Asche abgetragen. Dadurch wird unverbranntes Bindemittel freigelegt und die Bindemittelverbrennung verstärkt. Zusätzlich dazu, daß er durch die Freilegung von noch unverbranntem Bindemittel die Bindemittelverbrennung unterstützt, fördert der Fluidisierer 40'' die Verbrennung, indem er zugesetzten Sauerstoff für die Umgebung bereitstellt (die zur Verbrennung erforderliche Wärme wird vom Wärmebehandlungsofen 19 bereitgestellt). Somit verstärkt die Verbrennung des freigelegten Bindemittels die Reinigung des aus dem Sandkern rückgewonnenen Sandes. Da bei der "Kaltfluidisierung" keine Wärme zur Unterstützung des Verbrennungsvorganges zugeführt wird, kommt es bei diesem Verfahren typischerweise nicht zu einem so hohen Verbrennungsgrad wie bei der "Heißfluidisierung". Daher hat die "Kaltfluidisierung" typischerweise eine geringere Kapazität als die "Heißfluidisierung". Daher kommt die "Kaltfluidisierung" dann zum Einsatz, wenn relativ kleine Stücke relativ reinen Sandes durch den Trichtereinlaß 33 fallen. Bei der "Kaltfluidisierung" werden zusätzlich zur Rückgewinnung von Sand auch Sandstücke gekühlt, bevor sie das Doppelentleerventil 110 durchlaufen. Hierdurch wird das Doppelentleerventil 110 vor hitzebedingten Belastungen geschützt und die Verwendung eines kostengünstigeren Doppelentleerventils 110 ermöglicht.
Wie voranstehend ausgeführt, haben die unterschiedlichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unterschiedliche Kapazitäten. Wie in der U.S.-Patentanmeldung Nr. 07/705,626 beschrieben ist, haben verschiedene Zonen 216 (siehe 14) innerhalb eines Dauerbetrieb-Ofens 211 unterschiedliche Kapazi täten zur Loslösung von Sandkern von den Gießstücken. Daher muß in einigen Zonen 216 mehr Sand rückgewonnen werden und in anderen wiederum weniger. Gemäß einer mehrzonigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 14 gezeigt, werden Ausführungsformen der ofeninternen Sandrückgewinnungseinheit 20 mit höherer Kapazität (beispielsweise 1–4) in den Zonen 216A, B mit hoher Kapazität eingesetzt; Ausführungformen der ofeninternen Sandrückgewinnungseinheit 20 mit mäßiger Kapazität (beispielsweise 6–8) werden in der Vorheizkammer 224 und in den Zonen 216E mit mäßiger Kapazität verwendet; und Ausführungsformen der ofeninternen Sandrückgewinnungseinheit 20 mit geringerer Kapazität (beispielweise 9–12) werden in den Zonen 216F, G, H mit geringerer Kapazität des Ofens 211 eingesetzt. Ebenso sollen vorzugsweise Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit höherer Kapazität in Kammeröfen höherer Kapazität bzw. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit geringerer Kapazität in Kammeröfen mit geringerer Kapazität zum Einsatz kommen.
In mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen der signalerzeugende Druckmesser 70 und die zugehörigen Vorrichtungen und Geräte dazu, eine positive Steuerung des Füllstandes und somit des Volumens des sich innerhalb des Trichters 30 sammelnden Sandes zu erhalten (siehe 2 und 9). Mit dem weiteren Fallen von Sandstücken durch den Trichtereinlaß 33 erhöht sich der Füllstand des Sandes im Inneren des Trichters 30. Mit zunehmendem Füllstandspegel wird dem Luftstrom vom Fluidisiererende der Leitung 42 zunehmend Widerstand entgegengebracht und der Gegendruck in der Fluidisiererleitung 41 erhöht sich. Der zum signalerzeugenden Druckmesser 70 gehörige Signaleinsteller 74 ist derart eingestellt, daß bei Erfassung eines bestimmten Gegendruckes innerhalb des Leitungsinneren 44 durch den signalerzeugenden Druckmesser 70 ein einen "hohen Pegel" anzeigendes Signal erzeugt wird. Das pneumatische Ventilstellglied 140 empfängt das den "hohen Pegel" anzeigende Signal über das Signalkabel 73. Während das pneumatische Ventilstellglied 140 das Signal empfängt, setzt es das Doppelentleerventil 120 in Betrieb. Das Doppelentleerventil 120 wird dabei derart betrieben, daß sich die erste Scheibe 126 bzw. die zweite Scheibe 127 abwechselnd vom ersten Sitz 118 bzw. vom zweiten Sitz 119 weg- und dann wieder zu diesem zurückbewegen. Hierbei hat die zweite Scheibe 117 Kontakt mit dem zweiten Sitz 119, wenn die erste Scheibe 116 nicht mit dem ersten Sitz 118 Kontakt hat, und umgekehrt. Somit wird im Betrieb des Doppelentleerventils 110, wenn Sand vom Inneren des Trichters 30 über das Doppelentleerventil 110 zum Äußeren des Wärmebehandlungsofens 19 fließt, ein Gegendruck am Trichterauslaß 35 aufrechterhalten, so daß der Fluidisierungsvorgang nicht unterbrochen wird. Es ist wichtig, daß dieser Gegendruck am Trichterauslaß 35 aufrechterhalten bleibt, da die über die Fluidisiererleitung 41 zugeführte Druckluft stets den Weg des geringsten Widerstands nimmt. Wenn sich sowohl die erste 116 als auch die zweite Scheibe 117 nicht auf ihren Sitzen befänden und ein gewisser Sandpegel im Trichterinneren vorhanden wäre, dann verliefe der Weg des geringsten Widerstandes durch das Doppelentleerventil 110 zur Atmosphäre außerhalb des Ofens. Daher würde die Druckluft vielmehr das Doppelentleerventil 110 durchströmen als sich den Weg durch den im Trichter angesammelten Sand hindurch nach oben zu erzwingen. In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Doppelentleerventil 110 durch ein Sternventil oder einen Schnekkenbohrer bzw. eine andere Art von Vorrichtung mit Auslaß- und Abdichtfunktion ersetzt.
In alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen an der Trichterwand 31 angebrachte signalerzeugende Sensoren 170 (siehe 13) dazu, eine positive Steuerung des Füllstandspegels, und somit des Volumens, von Sand, der sich im Inneren des Trichters 30 ansammelt, zu ermöglichen. In einer Ausführungsform bestehen die signalerzeugenden Sensoren 170 aus elektrisch kapazitiven Sonden. Eine elektrisch kapazitive Sonde ist an jeder Position an der Trichterwand angebracht, die einem Pegel entspricht, bei dem das Doppelentleerventil 110 in Betrieb genommen werden soll. Der bestimmte Pegel, bei dem sich das Doppelentleerventil in Betrieb setzt, wird durch Betrieb der Auswahlvorrichtung 171 ermittelt, die feststellt, welche elektrische Sonde gerade eine Steuerung vornimmt. Wenn sich der Füllstandspegel des Sandes erhöht und dann mit der gerade steuernden elektrischen Sonde in Kontakt kommt, wird ein einen "hohen Pegel" anzeigendes Signal erzeugt. Das pneumatische Ventilstellglied 140 empfängt das den "hohen Pegel" anzeigende Signal über das Signalkabel 73'. Bei Empfang des Signals durch das pneumatische Ventilstellglied 130 wird das Doppelentleerventil 110 auf die voranstehend beschriebene Art und Weise von diesem in Betrieb gesetzt.
Die Eigenschaften des rückgewonnenen Sandes werden durch Steuerung der Verweildauer von Sandstücken im Inneren des Trichters 30 gesteuert. Je länger diese Verweildauer ist, desto länger ist die Zeitdauer, während der die Sandstücke einer Fluidisierung unterzogen werden. Werden mit Bindemittel überzogene Sandstücke über eine relativ lange Zeitdauer hinweg fluidisiert, dann enthält der rückgewonne Sand zwar weniger Bindemittel, aber auch mehr Feinstteilchen. Werden mit Bindemittel überzogene Sandstücke über eine relativ kurze Zeitperiode hinweg fluidisiert, dann enthält der rückgewonnene Sand zwar mehr Bindemittel, aber dafür auch weniger Feinstteilchen. Die Verweildauer wird durch Steuerung des Sandvolumens, das sich im Trichter 30 ansammeln darf, gesteuert. Je größer das Sandvolumen ist, das sich im Trichter 30 ansammeln darf, desto höher ist auch die Verweildauer (wobei ein konstanter Sandeingang vorausgesetzt wird). Das Sandvolumen, das sich im Trichter 30 ansammeln darf, wird durch Einstellen des Signaleinstellers 74 in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgewählt bzw. durch Einstellen der Auswahlvorrichtung 171 in der zweiten beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der Ausführungsform mit dem signalerzeugenden Druckmesser 70 sammelt sich ein größeres Sandvolumen im Trichter 30, wenn der Signaleinsteller 74 derart eingestellt ist, daß der signalerzeugende Druckmesser 70 bei einem höheren Druck ein einen "hohen Pegel" anzeigendes Signal ausgibt. Ein kleineres Sandvolumen sammelt sich im Trichter 30; wenn der Signaleinsteller 74 derart eingestellt ist, daß der signalerzeugende Druckmesser 70 bei einem niedrigeren Druck ein einen "hohen Pegel" anzeigendes Signal ausgibt. Die Ausführungsform mit signalerzeugenden Sensoren 170 läßt zu, daß sich ein größeres bzw. kleineres Sandvolumen im Trichter 30 sammelt, indem die Auswahlvorrichtung 171 derart eingestellt wird, daß sie den signalerzeugenden Sensor 170 auswählt, der auf dem Höhenpegel angebracht ist, der dem gewünschten Volumen entspricht.
Es wird nunmehr wieder auf die 2 und 4 Bezug genommen. Die Eigenschaften des rückgewonnenen Sandes werden gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch dadurch gesteuert, daß die Höhe der Abriebsscheibe 90 über dem Fluidisiererende 42 der Fluidisiererleitung 41 eingestellt wird. Die Höheneinstellung erfolgt durch Lösen der Spannschlösser 98, Aushaken der mit Haken versehenen Enden 97 aus den Ösenhaken 99, Einhaken der mit Haken versehenen Enden 97 in die entsprechenden Ösenhaken 99 und Anziehen der Spannschlösser 98. Diese Komponenten sind durch Betreten des Trichters 30 durch den Ofen 19 hindurch bzw. über Bodenluken (trap doors) in der Trichterwand 31 zugänglich. Im allgemeinen erhöht sich bei Verringerung der Höhe der Abriebsscheibe 90 der Abrieb, da die herumgeschleuderten Sandstücke mit höherer Wucht auf der Abriebsscheibe 90 auftreffen; daher enthält der rückgewonnene Sand weniger Bindemittel und mehr Feinstteilchen. Im allgemeinen verringert sich der Abrieb, wenn die Höhe der Abriebsscheibe 90 erhöht wird, da die herumwirbelnden Sandstücke mit weniger Wucht auf der Abriebsscheibe 90 auftreffen; daher enthält der rückgewonnene Sand mehr Bindemittel und weniger Feinstteilchen.
Es wird nun wieder auf die 15–17 Bezug genommen, in denen zu sehen ist, daß die zusätzliche Sandrückgewinnungseinheit 180 in Verbindung mit dem Fluidisierer 40 und anderen Komponenten im Wärmebehandlungsofen 19 zur weiteren Reinigung von bereits durch ein anderes Verfahren rückgewonnenem Sand sowie zur Rückgewinnung von Sand aus zunächst durch ein anderes Verfahren rückgewonnenen Sandkernstücken verwendet wird. Die Sandkernstücke und die (mit Bindemittel) überzogenen Sandstücke, die in die zusätzliche Sandrückgewinnungseinheit 180 eingeführt werden, haften nicht mehr an Gießstücken an. Um nur ein Beispiel zu nennen, könnte man, wenn ein Sandkern zufällig zu einer falschen Form geformt wurde, so daß er zum Gießen unbrauchbar ist, diesen wieder zerbrechen und die entstehenden Sandkernstücke der zusätzlichen Sandrückgewinnungseinheit 180 zuführen. Sandkernstücke und (mit Bindemittel) beschichtete Sandstücke werden über den Rückgewinnungseinlaß 182 der zusätzlichen Sandrückgewinnungseinheit 180 zugeführt. Mit Hilfe der Heizvorrichtungen 186 und der Sauerstoffzuführvorrichtungen 187 wird eine Atmosphäre im Inneren 185 der Rückgewinnungseinheit aufrechterhalten, die die Verbrennung eines Teils des an dem eingeführten Sand und den eingeführten Sandkernstücken anhaftenden Bindemittels bewirkt, so daß Sand innerhalb des Trichters 181 der Rückgewinnungseinheit rückgewonnen wird. Der rückgewonnene Sand wird durch das Austragselement 190 vom Trichter 181 der Rückgewinnungseinheit an das Ausflßrohr 195 geleitet. Der Sand im Inneren des Auslaßrohrs 195 fließt unter Schwerkrafteinwirkung vom Rohreingang 196 zum Rohrausgang 197 hin. Der im Auslaßrohr 195 enthaltene Sand wird erhitzt, da das Auslaßrohr 195 in unmittelbarer Nähe zu U-rohrförmigen Ofenheizvorrichtungen 218' verläuft. Der Sand im Auslaßrohr 195 wird ferner Sauerstoff ausgesetzt, der über die Sauerstoffzufuhrleitung 198 zugeführt wird. Dies führt zur Verbrennung zumindest eines Teils des das Auslaßrohr 195 passierenden, freigelegten Bindemittels. Beim Austritt von Sand aus dem Rohrausgang 197 fällt dieser in den Trichter 30, wo er einem weiteren Reinigungsvorgang durch Fluidisierung unterzogen wird, wie es bereits voranstehend erläutert wurde.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung lassen sich aus einer Vielzahl von Werkstoffen herstellen und schließen eine Vielzahl von Komponenten ein. Nachstehende Angaben sollen daher nur als Beispiel dienen. Der Trichter 30, das Leitrohr 80 und die Abriebsscheibe könnten aus verschiedenen abriebfesten Legierungen hergestellt werden. Insbesondere könnten der Trichter 30 und das Leitrohr 80 aus Stahl der (U.S.-) Güteklassen 4130, 4140 oder 1020 hergestellt werden, und die Abriebsscheibe 90 könnte aus einer gegossenen Legierung mit hohem Mangananteil hergestellt werden. Der Fluidisierring 140 könnte aus quadratischen Rohren aus Baustahl der Güteklasse A36 hergestellt werden. Der Hochdruckbrenner, der in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als die Heizvorrichtung 60 fungiert, könnte ein Brenner der Marke Eclipse sein. Der signalerzeugende Druckmesser 70 könnte ein photoelektrisches Meßelement sein, wie es von der Firma Dwyer hergestellt wird. Die elektrischen kapazitiven Sonden, die in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als signalerzeugende Sensoren 170 fungieren, und der Füllstandsanzeiger 188 könnten kapazitive Sonden der Serie LSC 1110 der Firma Endress Hauser sein. Eine niedrige Spannung wird an diese Sonden angelegt, und wenn die Sonde mit irgendeinem Material (beispielsweise Sand) in Kontakt kommt, dann fließt Strom in das Material und die Sonde erfaßt den Stromfluß. Das Doppelentleerventil 110 könnte ein Hochtemperatur-Doppelentleerventil aus einer Ni-Hard- und Chrom-Nickel-Legierung sein, wie es von der Firma Plattco Corporation hergestellt wird. Die Fluidisiererleitung 41 kann aus Edelstahl sein. Die Heizvorrichtung 186 könnte ein Heizelement aus Siliziumkarbid der Marke National sein.
Obgleich diese Erfindung ausführlich unter besonderer Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen und alternative Ausführungsformen dieser beschrieben wurde, so liegen dennoch Varianten und Modifikationen selbstverständlich auch im Umfang der Erfindung, wie er durch die nachstehenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

Verfahren zur Wärmebehandlung eines Gussstücks mit einem daran anhaftenden Sandkern, der mit einem ausbrennbaren Bindemittel gebundenen Sand umfasst, sowie zur Rückgewinnung von Sand aus dem Sandkern, mit folgenden Verfahrensschritten: Einführen des Gussstücks in einen Ofen (19); Erhitzen des Ofens (19), so dass Teile des Sandkerns vom Gussstück losgelöst werden; und Rückgewinnung von losgelösten Sandteilen die innerhalb des Ofens (19) gesammelt wurden, wobei der Verfahrensschritt der Rückgewinnung zumindest ein Fluidisieren der genannten losgelösten Sandkernteile innerhalb des Ofens (19) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend folgende Schritte: Aussetzen von losgelösten Teilen des Sandkerns einer Sauerstoffangereicherten Atmosphäre; und Abtragen von Verbrennungs-Nebenprodukten von den losgelösten Sandkernteilen, wodurch das in den losgelösten Sandkernteilen enthaltene Bindemittel der Sauerstoffangereicherten Atmosphäre ausgesetzt und verbrannt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, des Weiteren umfassend folgenden Verfahrensschritt: Bewirken, dass losgelöste Sandkernteile einander durch Reibung abtragen.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend den Verfahrensschritt des Bewirkens, dass losgelöste Sandkernteile schwebend gehalten werden und wie ein turbulentes Strömungsmedium wirken.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, des Weiteren umfassend folgende Verfahrensschritte: Ausleiten von Zurückgewonnenem Sand aus dem Ofen (19); und selektives Steuern der Verweilzeit durch Regeln des Sandvolumens, das sich im Trichter (30) akkumulieren darf.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, des Weiteren folgende Schritte umfassend: Ausleiten von Zurückgewonnenem Sand aus dem Ofen (19); und selektives Steuern der Charakteristiken des Rückgewonnenen Sandes durch Einstellen der Höhe einer Abrasionsscheibe (90) über einem Fluidisiererende (42) eines Fluidisiererrohrs (41).
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, des Weiteren folgende Schritte umfassend: Steuern des Ausleitens durch Bestimmen der Menge der im Ofen (19) angesammelten Sandkernteile; Initiieren dieses Ausleiteschrittes, wenn sich eine vorbestimmte Menge von Sandkernteile im Ofen (19) angesammelt hat.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, des Weiteren folgende Schritte umfassend: Einleiten von nicht anhaftenden Sandkernteilen in den Ofen (19), wobei die nicht anhaftenden Sandkernteile nicht am Gussstück anhaften; und Rückgewinnen von Sand aus losgelösten Sandkernteilen und Sand aus nicht anhaftenden Sandkernteilen innerhalb des Ofens (19), wobei der Schritt des Rückgewinnens wenigstens das Durchschütteln der Sandkernteile einschließt.
Vorrichtung zur Wärmebehandlung eines Gussstücks mit einem daran anhaftenden Sandkern, der mit einem ausbrennbaren Bindemittel gebundenen Sand umfasst, sowie zur Rückgewinnung von Sand aus dem Sandkern, bestehend aus: einem Ofen (19) zur Aufnahme eines Gussstücks darin; einer Ofenheizvorrichtung zum Aufheizen des Ofens (19) sowie losgelöster Sandkernteile; und einem Fluidisierer (40) zum Fluidisieren der losgelösten Sandkernteile, wobei die losgelösten Sandkernteile innerhalb des Ofens (19) rückgewonnen und fluidisiert werden.
Vorrichtung nach Anspruch 9, des Weiteren gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Sandrückgewinnungsaufbau (20), welcher mindestens folgendes einschließt: einen Rückgewinnungstrichter (30) mit einem hohlen Trichterinneren, wobei der Trichter (30) mindestens aus folgendem besteht: einem Trichtereinlass (33), durch den Sandkernteile im Trichterinneren abgelagert werden; und einem Trichterauslass (35), aus dem teilweise Rückgewonnene Sandkernteile aus dem Trichterinneren austreten, einer Vorrichtung (40, 80, 90) zum teilweisen Rückgewinnen von Sandkernteilen im Inneren des Trichters; und einer mit dem Trichterauslass (35) verbundenen Ausleitvorrichtung (100, 110) zum Ausleiten der teilweise Zurückgewonnenen Sandkernteile.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Rückgewinnen (40, 80, 90) innerhalb des Ofens (19) mindestens den Fluidisierer (40) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidisierer (40) eine Druckluftquelle aufweist, und ein Fluidisiererrohr (41), das ein hohles Rohrinneres (44) definiert, wobei das Fluidisiererrohr (41) auf eine Art und Weise von einem ersten Ende (43), das mit der Gasquelle verbunden ist, zu einem zweiten Ende (42) verläuft, so dass losgelöste Sandkernteile im Inneren des Ofens (19) fluidisiert werden.
Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen mit dem zweiten Ende (42) des Fluidisiererrohrs (41) verbundenen Fluidisiererring (140), wobei dieser Fluidisiererring (140) einen Ringrahmen (141) aufweist, der zumindest teilweise an einen zentralen offenen Bereich (145) angrenzt und ein hohles Ringinneres (142) definiert, das mit dem Rohrinneren (44) des Fluidisiererrohrs (41) in Verbindung steht, und eine Vielzahl von Fluidisiereröffnungen (146), die zwischen dem zentralen offenen Bereich (145) und dem Ringinneren (142) in Verbindung stehen, um die Sandkernteile zu fluidisieren, die in den Trichtereinlass (33) fallen und dazu tendieren, sich zum Trichterauslass (35) hin anzusammeln.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (40, 80, 90) zum Rückgewinnen des weiteren eine Abrasionsscheibe (90) im Inneren des Ofens (19) enthält, wobei der Fluidisierer (40) und die Abrasionsscheibe (90) derart aufgebaut und ausgerichtet sind, dass losgelöste Sandkernteile vom Fluidisierer (40) derart zur Abrasionsscheibe (90) hin getrieben werden, dass losgelöste Sandkernteile die Abrasionsscheibe (90) auf eine Weise kontaktieren, die zur Sandrückgewinnung beiträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Rückgewinnung ein Führungsrohr (80) umfasst, das einen Führungsdurchlass (82) durch dieses hindurch definiert und derart zwischen dem zweiten Ende (42) des Fluidisiererrohrs (41) und der Abrasionsscheibe (90) ausgerichtet ist, so dass losgelöste Sandkernteile vom Fluidisierer (40) in den Führungsdurchlass (82) getrieben werden, wo losgelöste Sandkernteile zur Abrasionsscheibe (90) hin geleitet werden.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 15, gekennzeichnet durch Verweilvorrichtungen zum selektiven Steuern der Ausleitvorrichtung (100, 110), einschließlich einer Messvorrichtung (74, 171) zum Bestimmen der Menge der Sandkernteile, die sich im Trichterinneren angesammelt hat, und eine Signalvorrichtung (70, 170) zum Erzeugen eines Signals, wenn die Messvorrichtung (74, 171) bestimmt, dass sich eine vorbestimmte Menge von Sandkernteilen im Trichterinneren befindet, wobei die Auslassvorrichtung (100, 110) auf das Signal von der Signalvorrichtung (70, 170) anspricht, um das Ausleiten von Sandkernteilen zu bewirken, wobei Sandkernteile aus dem Trichterinneren heraus verlaufen und aus dem Ofen (19) ausgeleitet werden.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ausleitvorrichtung (100, 110) und dem Trichterauslass (35) eine Förderschnecke angeordnet ist.