DE7307147U

DE7307147U - Vorrichtung zum Zumischen eines Katalysators zu einem Druckluftstrom

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Publication number: DE7307147U
Application number: DE7307147U
Authority: DE
Original assignee: Scheidt and Bachmann GmbH
Current assignee: Scheidt and Bachmann GmbH
Publication date: 1973-05-30

Description

Scheld-o & Bachmann GmbH, 4o7o Rheydt, Breite Strasse 132

Vorrichtung zum Zumischen eines Katalysators zu einem DruckluftBtrom

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zumischen eines in flüssigem Zustand dosierten Katalysators zu einem Druckluftstrom zur Begasung von Kernen und Formen für Giessereizwecke nach dem Cold-Box-Verfahren mit einer Dosiereinrichtung für den Katalysator und einer Mischeinrichtung, in der der vom flüssigen in den gasförmigen Zustand übergehende Katalysator dem in einer Druckluftleitung geführten Druckluftstrom zugemischt wird, wobei der Druck hinsichtlich Höhe und zeitlichem Verlauf veränderlich ist.

Vorrichtungen der eingangs beschriebenen Art sind bekannt. Mit ihnen werden Kerne und Formen für Giessereizwecke, die aus Quarzsand mit flüssigem Bindemittel hergestellt worden sind, mit einem Gasgemisch aus Luft und einem Katalysator beaufschlagt, da das meist organische Bindemittel nur unter Einwirken eines Katalysators härtet. Bei den bekannten Bindemitteln und Katalysatoren ergeben sich sehr kurze Härtezeiten. Gleichzeitig muß sichergestellt werden, daß der Katalysator alle Teile des Kernes bzw. der Form erreicht, da die Bindemittel ausschließlich unter Einwirkung des Katalysators aushärten. Bei den Katalysatoren handelt es sich um äußerst aggressive Flüssigkeiten, so daß nicht nur die mit ihnen in Berührung kommenden Teile der Vorrichtung aus entsprechenden Werkstoffen hergestellt sein müssen, sondern auch Vorkehrungen getroffen werden müssen, um die

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Bedienungspersonen der Vorrichtung vor einer Berührung mit dem flüssigen oder gasförmigen Katalysator zu schützen.

Bei den bekannten Vorrichtungen der eingangs beschriebenen Art wird das Gasgemisch aus Katalysator und Druckluft dem Kernoder Formkasten in zwei Druckstufen zugeführt, um bei der ersten Druckstufe ein Aushärten des Kernes oder der Form an der Begasungsstelle zu erzielen, bevor das gesamte Volumen des Kernes oder der Form mit dem erhöhten Druck der zweiten Druckstufe beaufschlagt wird. Hierdurch sollen Ausspülungen von Kernen bzw. Formen verhindert werden, die bei einem Begasen mit ein und demselben Druck immer dann entstehen, wenn das Gasgemisch auf die Oberfläche des Kernes oder der Form geleitet wird.

Der Nachteil dieser bekannten Vorrichtungen mit zwei Druckstufen für den Begasungsvorgang besteht darin, daß auch bei dem geringen Druck der ersten Druckstufe noch verhältnismäßig hohe Geschwindigkeiten des zugeführten Gasgemisches aus Druckluft und Katalysator auftreten, die bei kompliziert gestalteten Kernen oder Formen Ausspülungen an der Auftreffstelle zur Folge haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile des bekannten Standes der Technik zu vermeiden und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen,welche zu Beginn des Begasungsvorganges eine Strömungsgeschwindigkeit nahe Null für das Gasgemisch besitzt.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung 1st dadurch gekennzeichnet, daß in die Druckluftleitung ein Druckminderventil eingebaut ist, welches den anstehenden Druck auf einen Ausgangsdruck herabsetzt, der von einem einstellbaren Anfangswert während eines einstellbaren Zeitraumes auf einen einstellbaren Endwert ansteigt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung besitzt das Druckminderventil eine Membran, die durch einen hydraulisch beauf-

schlagbaren Ventilkolben unter Zwischenschaltung einer Ventilfeder beaufschlagbar ist; der Ventilkolben ist über eine
einstellbare Drossel an die Druckseite eines hydraulischpneumatischen Druckverstärkers angeschlossen, dessen Hydraulikkolben mit dem durch eine Rückstellfeder belasteten Druckluftkolben verbunden ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung unterscheidet sich von den bekannten Vorrichtungen in vorteilhafter Weise durch die Einstellbarkeit der anfänglichen Strömungsgeschwindigkeit des aus Druckluft und Katalysator bestehenden Gasgemisches,wobei der durch den
Anschluß der Vorrichtung an ein Druckluftnetz anstehende Druck
der Druckluft durch das in die Druckluftleitung eingebaute
Druckminderventil der Erfindung auch auf einen Ausgangsdruck
herabgesetzt werden kann, der gegebenenfalls Null sein kann.
Dieser Ausgangsdruck, der die anfängliche Strömungsgeschwindigkeit des Gasgemisches zur Folge hat,steigt erfindungsgemäß während eines einstellbaren Zeltraumes auf einen Endwert, der ebenfalls einstellbar ist und während eines bestimmten Zeitraumes
zur vollständigen Begasung des Kernes oder der Form aufrechterhalten wird.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung steigt der Wert des Ausgangsdruckes stufenlos zwischen dem Anfangswert und dem Endwert, die beide einstellbar sind. Es ergibt sich somit ein kontinuierliches Ansteigen der Strömungsgeschwindigkeit des Gasgemisches zum Begasen des Kernes oder der Form beispielsweise von Null auf einen vorgegebenen Endwert_#wobei die erfindungsgemäß verwendete Drossel die Zeitspanne des Anstieges bestimmt. Die
Einstellung des Anfangs- bzw. Endwertes des Druckes geschieht
gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch, daß der Hub der Druckverstärker-Kolban durch verstellbare Anschläge einstellbar ist.

Auf der Zeiohnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der gesamten Vorrichtung,

Fig. 2 eine schematisierte Seitenansicht der Vorrichtung mit teilweise weggelassenem Gehäuse und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Druckminderventil.

Die auf der Zeichnung dargestellte Vorrichtung zum Zumischen eines Katalysators zu einem Druckluftstrom ist innerhalb eines Gehäuses 1 untergebracht, welches mit einem aufklappbaren Deckel la versehen ist. An der hinteren Schmalseite des Gehäuses 1 sind Halterungen Ib für einen Kanister 2 angeordnet, in dem sich der flüssige Katalysator befindet. Der Kanister 2 ist auswechselbar und wird gegen einen gefüllten Kanister 2 ausgewechselt, sobald sein Inhalt verbraucht ist.

Im vorderen Teil des Gehäuses 1 befindet sich eine Druckluftleitung 3, die über einen Anschlußstutzen 3a an ein vorhandenes Druckluftnetz angeschlossen wird. Die Druckluftleitung 3 führt zu einem Druckminderventil 4, welches im Schnitt in Fig. 3 dargestellt ist. Vom Druckminderventil 4 wird die Druckluft über eine Zwischenleitung 3b zu einem Absperrventil 5 und vom Absperrventil 5 durch ein Leitungsstück 3g zu einer Mischkammer 6 geführt, in der der Druckluft die dosierte Menge des Katalysators aus dem Kanister 2 zugemischt wird. Das aus Druckluft und Katalysatorgas bestehende Gasgemisch gelangt über eine Gasleitung 3d zu einem Anschlußmundstück 3e, welches aua der Stirnseite des Gehäusesl herausragt und mit einer zum Kernkasten bzw. Formkasten geführten Leitung versehen wird.

Der Katalysator wird aus dem Kanister 2 durch ein Tauchrohr 7 abgezogen, welches über eine Zuleitung 8 mit dem Saugstutzen 9a einer Membranpumpe 9 verbunden ist. Der die Ausstoßmenge der Membranpumpe 9 bestimmende Hub der Membran ist an einem Einstellknopf 9t> einstellbar, wobei ein auf einer Skala 9c beweglicher Zeiger 9d die jeweils eingestellte Fördermenge anzeigt. Der Druckstutzen 9e der Membranpumpe 9 steht sodann über eine Druckleitung 10 mit der Mischkammer 6 in Verbindung.

Das Druckminderventil k besitzt ein Gehäuse, welches aus einem Gehäuseunterteil 11 und einem Gehäuseoberteil 12 besteht, zwischen denen eine Membran 13 eingespannt ist. Die Membran Ij5 ist durch eine Ventilfeder 14 belastet, die sich mit einem Ende an einem Ventilkolben 15 abstützt. Das Gehäuseunterteil 11 ist auf einer Grundplatte l6 befestigt, die neben dem Druckminderventil 4 einen Druckverstärker 19 trägt. Der Druckverstärker 19 besitzt ein Gehäuse 19a, in dem ein Hydraulikzylinder 19b angeordnet ist, dessen Hydraulikkolben 19c mit einem Druckluftkolben 19d verbunden ist, welcher in der zylindrischen Bohrung des Gehäuses 19a verschiebbar geführt und durch eine Rück-

an stellfeder 21 belastet ist. Das Gehäuse 19a ist/seinen beiden Enden durch jeweils einen Gehäusedeckel 19e verschlossen. In jedem Gehäusedeckel 19e ist ein Anschlag 20 verstellbar gelagert.

Die Verbindung des Hydraulikzylinders 19b des Druckverstärkers 19 mit dem Ventilkolben 15 erfolgt durch Bohrungen in der Grundplatte 1.6, und zwar durch eine Zuflußbohrung loa und eine Rückflußbohrung l6b. In der Zuflußbohrung löa ist eine verstellbare Drossel IJ angeordnet, die durch einen Einstellknopf 17a verstellt werden kann. Der Einstellknopf 17a ragt aus der Frontseite des Gehäuses 1 heraus, wie dies die Figuren 1 und 2 erkennen lassen. In der Rückflußbohrung l6b ist ein Rückschlagventil 18 angeordnet, daß bei dem dargestellten AusfUhrungsbeispiel aus einer federbelasteten Kugel besteht.

Wenn der Druckluftkolben 19d des Druckverstärkers 9 mit Druckluft beaufschlagt wird, wird dieser entgegen der Kraft der Rückstellfeder 21 im Gehäuse 19a zusammen mit dem Hydraulikkolben 19c verschoben, wodurch eine Druckübersetzung stattfindet. Aufgrund der Verschiebung entweicht aus den; Hydraulikzylinder 19¹O eine Menge der Druckflüssigkeit, die über die Drossel 17 und die Zuflußbohrung löa zum Ventilkolben 15 des Druckminderventils ¹I- gelangt. Der Ventilkolben 15 wird hierdurch entgegen der Kraft der Ventilfeder 14 entsprechend der die Drossel 17 passierenden Menge der Druckflüssigkeit ver-

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schoben und spannt gleichzeitig die Ventilfeder l4. Entsprechend aen Kennwerten der Ventilfeder l4 steigt der im Gehäuseoberteil .11 herrschende Druck Im Druckminderventil 4 linear an. Der Steigungswinkel des Druckanstieges 1st hierbei durch !Einstellen der Drossel 17 mittels des Einstellknopfes 17a veränderlich.

des

Nach Beendigung /durch das Druckminderventil 4 zu beeinflussenden Vorganges wird die Druckseite des Druckluftkolbens 19d im Druckverstärker 19 entlüftet, so daß der Druckluftkolben 19d und der mit diesem verbundene Hydraulikkolben 19c in Folge der Kraft der Rückstellfeder 21 in ihre Ausgangsstellung zrückgebracht werden. Gleichzeitig drückt die Ventilfeder l4 den Ventilkolben 15 in seine Ausgangsstellung zurück, wobei die Druckflüssigkeit über die Rückflußbohrung l6b in der Grundplatte ΐβ nach Aufdrücken des Rückschlagventiles l8 teilweise in den Hydraulikzylinder 19b des Druckverstärkers 9 zurückfließt. Das Druckminderventil 4 befindet sich wieder in der Ausgangsstellung. Durch die verstellbaren Anschläge 20 am Druckverstärker 9 können die Endstellungen und damit auch der Anfangsund Enddruck des Druckmindeventils 4 eingestellt werden. Die hierzu benötigten Drehknöpfe 20a ragen an der Oberseite bzw. Unterseite aus dem Gehäuse 1 hervor.

Die Umsteuerung der Membranpumpe 9 erfolgt mittels eines Zweiwegeventils 22, das an einer Luftleitung ?j5 angeschlossen und über zwei Arbeitsleitungen 24 mit der Membranpumpe 9 verbunden ist. Seine notwendigen Impulse erhält das Zweiwegeventil 22 durch eine Steuerleitung 25, in die ein an der Frontplatte des Gehäuses 1 angeordnetes Steuerventil 26 eingeschaltet ist. Die Frontplatte enthält schließlich noch eine Anzeigevorrichtung 27, durch die der hinter dem Druckminderventil 4 herrschende Druck angezeigt wird.

Vor der Inbetriebnahme der Vorrichtung wird die Fördermenge der Membranpumpe 9 durch den Einstellknopf 9b mittels des Zeigers 9d und der Skala 9c eingestellt. Anschließend wird der Anfangsdruck des BegasungsVorganges an dem oben aus dem

1 I · I (III

Gehäuse 1 herausragenden Drehknopf 20a ebenso eingestellt wie der während des Begasungsvorganges angestrebte Enddruck durch den unteren Drehknopf 20a. Bevor nunmehr über das Steuerventil 26 der Begasungsvorgang eingeleitet wird, 1st es noch erforderlich, die Geschwindigkeit des Druckanstieges zwischen dem Anfangsdruck und dem Enddruck mittels des Einstellknopfes 17a durch die Drossel 17 einzustellen. Die Vorrichtung ist nunmehr betriebsbereit.

Bezugsziffernliste

1 Gehäuse

1 a Deckel

1 b Halterung

2 Kanister

3 Druckluftleitung 3 a Anschlußstutzen 3 b Zwischenleitung 3 c Leitungsstück

3 d Gasleitung

3 e Anschlußmundstück

4 Druckminderventil

19 c Hydraulikkolben 19 d Druckluftkolben

19 e Gehäusedeckel

20 Anschlag

20 a Drehknopf

21 Rückstellfeder

22 Zweiwegeventil

23 Luftleitung

24 Arbeitsleitung

25 Steuerleitung

26 Steuerventil

5	Absperrventil 27 Anzeigevorric
6	Mischkammer
7	Tauchrohr
8	Zuleitung
9	Membranpumpe
9 a	Saugstutzen
9 b	Einstellknopf
9 c	Skala
9 d	Zeiger
9 e	Druckstutzen
10	Druckleitung
11	Gehäuseunterteil
12	Gehäuseoberteil
13	Membran
14	Ventilfeder
15	Ventilkolben
16	Grundplatte
16 a	Zuflußbohrung
16 b	Rückflußbohrung
17	Drossel
17 a	Einstellknopf
18	Rückschlagventil
19	Druckverstärker
19 a	Gehäuse
19 b	Hydraulikzylinder
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Claims

Schutzansprüche :

Vorrichtung zum Zumischen eines in flüssigem Zustand dosierten Katalysators zu einem Druckluftstrom zur Begasung von Kernen und Formen für Gießereizwecke nach dem Cold-Box-Verfahren mit einer Dosiereinrichtung für den Katalysator und einer Mischeinrichtung, in der der vom flüssigen in den gasförmigen Zustand übergehende Katalysator dem In einer Druckluftleitung geführten Druckluftstrom zugemischt wird, wobei der Druck hinsichtlich Höhe und zeitlichem Verlauf veränder-lich ist,

dadurch gekennzeichnet, daß in die Druokluftleitung (3) ein Druckminderventil eingebaut ist, welches den anstehendan Druck auf einen Ausgangsdruck herabsetzt, der von einem einstellbaren Anfangswert während eines einstellbaren Zeitraumes auf einen einstellbaren Endwert ansteigt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckminderventil (4) eine Membran (1^) besitzt, die durch einen hydraulisch beaufschlagbaren Ventilkolben (15) unter Zwischenschaltung einer Ventilfeder beaufschlagbar ist, und daß der Ventilkolben (15) über eine einstellbare Drossel (17) an die Druckseite eines hydraulisch-pneumatischen Druckverstärkers (19) angeschlossen ist, dessen Hydraulikkolben (19c) mit dem durch eine Rückstellfeder (21) belasteten Druckluftkolben (I9d) verbunden ist.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2 , dadurch gekennzeichnet, daß der Hub der Druckverstärker-Kolben (19°> 19d) durch verstellbare Anschläge (20) einstellbar ist.

W/br/gn