EP0634238B1 - Vorrichtung zum Kühlen von Giesserei-Formsand - Google Patents

Vorrichtung zum Kühlen von Giesserei-Formsand Download PDF

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EP0634238B1
EP0634238B1 EP94102687A EP94102687A EP0634238B1 EP 0634238 B1 EP0634238 B1 EP 0634238B1 EP 94102687 A EP94102687 A EP 94102687A EP 94102687 A EP94102687 A EP 94102687A EP 0634238 B1 EP0634238 B1 EP 0634238B1
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cooling
cooling section
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bunker
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Joest GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C5/00—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose
    • B22C5/08—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose by sprinkling, cooling, or drying

Definitions

  • the invention is directed to a cooling device of hot foundry sand extracted from a bunker with a cooling section and a spray device for application of cooling water.
  • Applicant's 08 538 is a generic device known in the following a molding sand hopper
  • a vibratory conveyor is assigned as the conveyor and rinsing section is.
  • the vibratory conveyor has an air permeable Floor, a spray device is assigned to it, wherein the conveyor line is encapsulated such that applied Air can discharge steam.
  • the vibratory bowl feeder can be switched on or off.
  • DE-A-1 947 566 describes a method for regulating the Moisture from molding sand is known in a mixing drum the addition of water depending on the power consumption the mixing drum is regulated. A sand cooling is not provided there.
  • the object of the invention is to provide a solution with which is an essentially continuous operation of the cooling device Even with strongly fluctuating sand supply with retention the homogeneity of the chilled sand among fluctuating Operating states is made possible.
  • the sprayed Water volume is regulated so that at the end of the cooling section a qualitative under practically all operating conditions same sand can be removed.
  • the regulation of the water quantities to be sprayed on can be done by Variations in the pulse-pause ratio of the spray nozzles are set will.
  • the extraction device is particularly expedient to use the extraction device as an endless conveyor training with a sand discharge on the cooling section, as it is known in itself, but it is also possible to exit the bunker immediately after the start of the Assign cooling section, whereby between bunker discharge and A controllable discharge roller as the take-off device for the cooling section can be provided.
  • control is carried out so that the Current actual value of the speed of the vibratory conveyor drive is converted as a measure of the sand throughput, whereby from the current sand throughput performance with the help the sand temperature in front of, in and / or behind the cooler control of the amount of water required for cooling becomes.
  • the device essentially becomes from a vibratory conveyor 2, which is in an encapsulation 3 is housed, formed with a molding sand 4 and a molding sand deduction 5.
  • the vibratory conveyor 2 has a drive 6 which, like all device elements in the figures, only hinted at is reproduced.
  • the vibrating conveyor trough has one air-permeable bottom 7 through which by means of a blower 8 air is pressed.
  • the hot sand on the conveyor trough is sprayed with water vapor from nozzles 9, the air from the blower 8 with the resulting water vapor deducted over the nozzle 10, which is indicated by small arrows is.
  • Deduction 12 are in the example shown three level probes 14 to 16 are provided to the respective capture current level and in a symbolic only reproduced process computer 17 feed.
  • in the Throw-in area is at least one temperature sensor 18 to determine the feed temperature of the sand and on Deduction 5 is a temperature sensor 19 for determining the delivery temperature of the sand. This data will also be fed to the process computer 17.
  • the mode of action is as follows:
  • the current speed of the drive is shown on the computer 6 of the vibratory conveyor 2 is detected and from it the funded Amount of sand calculated. Via the temperature sensors 18 and 19 the task and the end temperature are determined, whereby the current level via the level indicators 14 to 16 of the molding sand silo is determined, with the The speed of the trigger element 13 is also recorded as a controlled variable becomes.
  • a control in the Way made using a control algorithm with the help e.g. of a frequency converter the speed of the trigger element is changed so that the fill level of the bunker is approximately remains constant.
  • the amount of water required for cooling is calculated.
  • the metering of the amount of water can be done by relation of the Pulse-pause ratio take place through the opposite the passage time of the sand in the cooler in smaller Periodic spray nozzles 9.
  • a cooler according to the invention can e.g. to 80% of the Peak sand performance can be dimensioned without losing it Limit cooling capacity. It is also achieved that the Cooler continuously despite different sand application can be operated, which ensures the homogeneity of the cooled Sandes remains intact because the above described strong leaps and bounds here do not occur.
  • Task member 13a which in this device 1a as a feed roller 20 is designed.
  • This driven application roller 20 below the 11a designated bunkers within the encapsulation 3 offers a A number of advantages that can occur when the roller is at a standstill no sand runs out of the bunker, there is one lower height, which also ensures that no Rieselsand is created, as is the case with the discharge of belt conveyors is often the case.

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Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur Kühlung von heißem, aus einem Bunker abgezogenen Gießerei-Formsand mit einer Kühlstrecke und einer Besprüheinrichtung zum Aufbringen von Kühlwasser.
Aus "Gießerei", Vol. 66, No. 9, S. 282-285, oder aus der DE-A-30 08 538 der Anmelderin ist eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt, bei der einem Formsand-Aufgabetrichter nachfolgend als Förder- und Spülstrecke ein Schwingförderer zugeordnet ist. Der Schwingförderer weist einen luftdurchlässigen Boden auf, ihm ist eine Sprüheinrichtung zugeordnet, wobei die Förderstrecke derart gekapselt ist, daß aufgebrachte Luft entstehenden Dampf austragen kann. Durch Füllstandsonden unterhalb der Austragsöffnung eines Formsand-Bunkers kann der Schwingförderer an- bzw. ausgeschaltet werden.
Es hat sich gezeigt, daß die guten Leistungsdaten der bekannten Einrichtung noch verbesserungsfähig sind, insbesondere was die Anpassung an unterschiedliche Durchsatzleistungen angeht. So bedingt eine Start-/Stopp-Steuerung, daß der Schwingförderer mit sämtlichen Aggregaten einschließlich der Wasseraufsprühvorrichtung entweder bei voller Leistung betrieben wird oder still steht. Anpassungen an unterschiedliche Durchsatz-Sandmengen oder auch unterschiedliche Sandaufgabetemperaturen sind kaum möglich, zumal derartige Einrichtungen in der Regel auf die höchstmögliche Sandtemperatur ausgelegt sind, was zwangsläufig zu Überdimensionierungen führen muß.
Da in einer Gießerei praktisch nie über einen längeren Zeitraum maximale Durchsatzleistungen und maximale Sandaufgabetemperatur gemeinsam auftreten, führt dies zu einem überdimensionierten Kühler, der praktisch keine Leistungsreserven aufweist. Zudem steht die Schwingförderrinne relativ häufig still, was die Homogenität des gekühlten Sandes beeinträchtigt, da es beim Ein- bzw. Ausschalten der Sandzufuhr und des Sandtransportes zu Abweichungen von den gewünschten Temperatur- und Feuchtigkeitswerten des gekühlten Sandes kommt.
Aus der DE-A-1 947 566 ist ein Verfahren zur Regelung der Feuchtigkeit von Formsand bekannt, bei dem in einer Mischtrommel die Zugabe von Wasser in Abhängigkeit von der Leistungsaufnahme der Mischtrommel geregelt wird. Eine Sandkühlung ist dort nicht vorgesehen.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der ein im wesentlichen kontinuierlicher Betrieb der Kühleinrichtung auch bei stark schwankender Sandzufuhr mit Beibehaltung der Homogenität des gekühlten Sandes unter schwankenden Betriebszuständen ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst.
Mit der Erfindung ist es möglich, den Füllstand des Bunkers annähernd konstant zu halten, wobei in Abhängigkeit von der momentanen Leistung sowie der Sandtemperatur die aufzusprühende Wassermenge geregelt wird, so daß am Ende der Kühlstrecke unter praktisch allen Betriebsbedingungen ein qualitativ gleicher Sand entnehmbar ist.
Die Regelung der aufzusprühenden Wassermengen kann durch Variationen des Puls-Pausenverhältnisses der Sprühdüsen eingestellt werden.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Besonders zweckmäßig ist es, das Abzugsorgan als Endlosförderer mit einem Sandabwurf auf die Kühlstrecke auszubilden, wie dies für sich gesehen an sich bekannt ist, es ist aber auch möglich, den Bunkeraustritt unmittelbar dem Beginn der Kühlstrecke zuzuordnen, wobei zwischen Bunkerauswurf und Kühlstreckenbeginn als Abzugsorgan eine regelbare Austragswalze vorgesehen werden kann.
Erfindungsgemäß wird die Steuerung so vorgenommen, daß der momentane Ist-Wert der Drehzahl des Schwingförderantriebes als Maßzahl für den Sanddurchsatz umgerechnet wird, wobei aus der momentanen Sanddurchsatz-Leistung unter Zuhilfenahme der Sandtemperatur vor, in und/oder hinter dem Kühler die Steuerung der zur Kühlung notwendigen Wassermenge vorgenommen wird.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt als Prinzipskizzen in den Fig. 1 und 2 zwei Varianten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung wird im wesentlichen von einem Schwingförderer 2, der in einer Kapselung 3 untergebracht ist, gebildet mit einer Formsandaufgabe 4 und einem Formsandabzug 5.
Der Schwingförderer 2 weist einen Antrieb 6 auf, der, wie alle Vorrichtungselemente in den Figuren, nur andeutungsweise wiedergegeben ist. Die Schwingförderrinne weist einen luftdurchlässigen Boden 7 auf, durch den mittels eines Gebläses 8 Luft gedrückt wird. Der heiße Sand auf der Förderrinne wird mit Wasserdampf aus Düsen 9 besprüht, die Luft aus dem Gebläse 8 mit dem entstehenden Wasserdampf wird über den Stutzen 10 abgezogen, was durch kleine Pfeile angedeutet ist.
Andeutungsweise ist ein Sandbunker 11 mit einem Auslaß 12 dargestellt, unter dem sich ein als Förderband ausgestaltetes Abzugsorgan 13 befindet, über den der zu behandelnde Formsand in die Aufgabe 4 des Schwingförderers 2 eingebracht wird. Im Abzug 12 sind im dargestellten Beispiel drei Füllstandsonden 14 bis 16 vorgesehen, um den jeweiligen aktuellen Füllstand zu erfassen und in ein nur symbolisch wiedergegebenen Prozeßrechner 17 einzufüttern. Im Bereich des Einwurfes ist wenigstens ein Temperaturfühler 18 zur Bestimmung der Aufgabetemperatur des Sandes und am Abzug 5 ein Temperaturfühler 19 zur Bestimmung der Abgabetemperatur des Sandes vorgesehen. Auch diese Daten werden dem Prozeßrechner 17 zugeführt.
Die Wirkungsweise ist dabei die folgende:
Über den Rechner wird die momentane Drehzahl des Antriebes 6 des Schwingförderers 2 erfaßt und daraus die geförderte Sandmenge errechnet. Über die Temperaturfühler 18 und 19 wird die Aufgabe- und die Endtemperatur ermittelt, wobei über die Füllstandsanzeiger 14 bis 16 der aktuelle Füllstand des Formsand-Silos ermittelt wird, wobei auch die Drehzahl des Abzugsorganes 13 als Regelgröße mit erfaßt wird.
Je nach Verfahrensparametern wird eine Steuerung in der Weise vorgenommen, daß über einen Regelalgorithmus mit Hilfe z.B. eines Frequenzumrichters die Drehzahl des Abzugsorganes so verändert wird, daß der Füllstand des Bunkers annähernd konstant bleibt.
Aus der momentanen Sanddurchsatz-Leistung sowie der Sandtemperatur vor und hinter dem Kühler um die Meßsonden 18 bis 19 wird die zur Kühlung notwendige Wassermenge errechnet. Die Dosierung der Wassermenge kann durch Relation des Puls-Pausenverhältnisses erfolgen, und zwar durch die gegenüber der Durchlaufzeit des Sandes im Kühler in kleinerer Periodendauer getakteten Sprühdüsen 9.
Durch diese Steuerung ist es möglich, einen vollautomatischen Betrieb zu erreichen. Da im Regelfalle mit steigender Durchsatzleistung die Sandtemperatur in derartigen Anlagen sinkt, kann ein erfindungsgemäßer Kühler z.B. auf 80 % der Spitzen-Sandleistung dimensioniert werden, ohne ihn in seiner Kühlleistung zu begrenzen. Auch wird erreicht, daß der Kühler trotz unterschiedlicher Sandaufgabe kontinuierlich betrieben werden kann, wodurch die Homogenität des gekühlten Sandes erhalten bleibt, da die oben eingangs beschriebenen, starken sprunghaften Betriebszustandsänderungen hier nicht auftreten.
In der Fig. 2 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei hier alle Elemente, die mit denen der Fig. 1 übereinstimmen, das gleiche Bezugszeichen tragen.
Der entscheidende Unterschied besteht dort in der Art des Aufgabeorganes 13a, das bei dieser Vorrichtung 1a als Aufgabewalze 20 ausgestaltet ist.
Diese angetriebene Auftragswalze 20 unterhalb des mit 11a bezeichneten Bunkers innerhalb der Kapselung 3 bietet eine Reihe von Vorteilen, kann bei Stillstand der Walze kann kein Sand aus dem Bunker herauslaufen, es ergibt sich eine geringere Bauhöhe, wobei auch gewährleistet ist, daß kein Rieselsand entsteht, wie dies bei Abwurf von Bandförderern häufig der Fall ist.

Claims (4)

  1. Vorrichtung (1) zur Kühlung von heißem, aus einem Bunker (11) abgezogenen Gießerei-Formsand mit einer Kühlstrecke (2,3) und einer Besprüheinrichtung (9) zum Aufbringen von Kühlwasser,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß dem Bunker (11) ein kontinuierlich leistungsgeregeltes Abzugsorgan (13) zur Beaufschlagung der Kühlstrecke (2,3) mit heißem Gießerei-Formsand und eine Regeleinrichtung (17) zur Dosierung der aufzusprühenden Wassermenge in Abhängigkeit der Leistung des Bunkerabzugsorganes (11) zugeordnet ist, wobei die Regeleinrichtung (17) zur Beeinflussung des Puls-Pausenverhältnisses der Sprüheinrichtung (9) in Abhängigkeit der mittels Meßsonden (18,19) bestimmten Sandaufgabe- bzw. -entnahmetemperatur im Einwurfsbereich (4) bzw. Auswurfsbereich (5) der Kühlstrecke (2,3) ausgebildet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Abzugsorgan als Endlosförderer (11) mit einem Sandabwurf auf die Kühlstrecke (2,3) ausgebildet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Bunkeraustritt (12) unmittelbar dem Beginn der Kühlstrecke (2,3) zugeordnet ist, wobei zwischen Bunkerauswurf (12) und Kühlstreckenbeginn (4) als Abzugsorgan eine regelbare Auftragswalze (20) vorgesehen ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kühlstrecke als gekapselter Schwingförderer (2) mit einem luftdurchlässigen Boden (7) ausgebildet ist mit einem Kühllufteintraggebläse (8) unterhalb des Bodens und einem Dampfaustritt (10) am Ende der Kühlstrecke.
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