EP0687514B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Regenerierung von Giessereialtsand - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Regenerierung von Giessereialtsand Download PDF

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EP0687514B1
EP0687514B1 EP95105892A EP95105892A EP0687514B1 EP 0687514 B1 EP0687514 B1 EP 0687514B1 EP 95105892 A EP95105892 A EP 95105892A EP 95105892 A EP95105892 A EP 95105892A EP 0687514 B1 EP0687514 B1 EP 0687514B1
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sand
container
gap
friction elements
friction
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Christian Renner
Jovo Laskovic
Näf Xaver
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Georg Fischer Giessereianlagen AG
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Georg Fischer Giessereianlagen AG
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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
    • B22C5/02—Dressing by centrifuging essentially or additionally
    • 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
    • B22C5/18—Plants for preparing mould materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S241/00—Solid material comminution or disintegration
    • Y10S241/10—Foundry sand treatment

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for Regeneration of predominantly synthetic resin-bound foundry sand, but also of thermally stressed bentonite-bound Molding sand for reuse instead of using new sand mechanical separation of the grain of sand from parts of the Binding agents.
  • a device for this has become known (DE 29 09 408 A1), which has a lying, revolving drum and one inside the same arranged in the area of a waste sand downflow Striking rotor.
  • this device the sand scrubbed by hitting the striking tool suddenly accelerated and into the sand curtain or sand sump is thrown, creating an intense grain of grain friction arises.
  • the disadvantage of this device is that the sand is only regenerated in batches.
  • DE-B-24 08 981 describes a method and an apparatus for Cleaning foundry sand, which has become known rotating plate is provided with an upstanding wall. There is a gap between the wall and the plate, through which the sand is thrown. The one from the gap hurled sand hits the housing wall, and forms a sand bed on the housing wall.
  • the one described here Device allows only one continuous cleaning process.
  • a major advantage of the invention is that the Used sand is regenerated by rubbing the grains together. It there is no impact or impact treatment.
  • the constructive design of the facility is multiple Repetition of the grain on grain friction can be easily realized, by switching several cleaning stages in a row are.
  • Fig.1 is a sand regeneration device for mechanical Cleaning sand grains, especially organic and inorganic bound molded sands.
  • a container in the form of a cylinder 9 is arranged on a frame 1 .
  • the cylinder 9 has a lid 13 on which a sand feed 11 is arranged.
  • sand holding elements 19 On the inner wall of the cylinder 9 are arranged sand holding elements 19, which rotate the Prevent sand column in the cylinder.
  • a sand removal device 12 in the form of a funnel, which opens into a tube 14.
  • a central drive shaft 10 is arranged, which in a suction nozzle 15 ends.
  • the suction nozzle 15 is short Pipe piece formed with a connecting flange at the end and also serves as a connection to a suction unit.
  • a bearing unit 2 attached, which via a belt drive 3 from a motor 4 is driven.
  • the drive shaft 10 is as Hollow shaft trained.
  • the plate 7 is arranged below the cylinder 9, wherein the plate 7 is at a certain distance from the cylinder 9. This results in a gap 16 between plates 7 and Cylinder 9.
  • the gap width is by means of an adjustment device (24,25) continuously adjustable, the adjustment preferably is operated mechanically.
  • the friction elements 20 have a crowned shape Cross section on. You are with the plate 7 and the cylinder 9th for example by a threaded piece 21 and a nut 22 interchangeably connected. Because of increased risk of wear are the friction elements 20 preferably made of a wear-resistant Material such as Ceramics, chilled cast iron, hard metal, metal made with hard coating, etc. Through various constructive Designs of the friction elements 20 can reduce the friction intensity to be changed. The areas at risk from wear are provided with wear protection 23.
  • the friction elements 20 have a rectangular Cross section on. They are arranged so that they are not or protrude only slightly into the gap 16.
  • the sand to be treated is preferably continuously by the Sand feed 11 directed into the cylinder 9 and forms in this a standing sand column that passes through in the area of the gap the rotational movement of the plate 7 is torn open.
  • the proportion of sand on the plate 7 creates an intense grain on grain friction.
  • the centrifugal force drives the sand in it Separation level in the direction of gap 16.
  • the sand is thus through the Gap 16 pressed that by the geometric design of the Gap 16 and by the rotary movement of the plate 7 one more time and more intense grain to grain friction takes place. Of the Sand falls out of the gap 16 onto the guide element 8 and onto the Guide element 6.
  • the guide element 6 is designed as a cathode.
  • the sand which is a statically charged by the friction Binder cover has, when hitting the guide element 6 electrically discharged. This can make the sand more effective be treated further.
  • the sand treated in this way falls either in a further cleaning stage or in the sand removal device 12 and the sand cycle via the pipe 14th fed again.
  • the result of the grain to grain friction Dust and the abraded binder are removed with the help of Suction through openings 17 in the hollow shaft in the area the plate 5,7 are attached, continuously through the hollow shaft 10 aspirated.
  • the suction is done by a weak Vacuum.
  • In the area of the guide element 8 there are inlet openings 18 provided through which a supply of air for extraction even during the regeneration process becomes.
  • the drive of the plate 5 is designed so that the regeneration units with different, continuously adjustable Speeds can be operated. Has been particularly cheap proven a speed of 300-1500 U / min.
  • the device is equipped with a cleaning stage and the sand can be circulated through the cleaning stage as often as required headed.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regenerierung von überwiegend kunstharzgebundenem Giessereialtsand, aber auch von thermisch belastetem bentonitgebundenem Formsand für die Wiederverwendung anstelle von Neusand mittels mechanischer Trennung des Sandkornes von Anteilen der Bindestoffe.
Hierfür ist eine Vorrichtung bekannt geworden (DE 29 09 408 A1), welche eine liegende, umlaufende Trommel und einen im Innern derselben im Bereich eines Altsand-Fallstromes angeordneten Schlagrotor aufweist. In dieser Vorrichtung wird der Sand gescheuert, indem er beim Auftreffen auf das Schlagwerkzeug schlagartig beschleunigt und in den Sandvorhang, bzw. Sandsumpf geschleudert wird, wodurch eine intensive Korn an Korn Reibung entsteht. Nachteilig ist bei dieser Vorrichtung, dass der Sand nur chargenweise regeneriert wird.
Aus der DE-B-24 08 981 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von Giessereisand bekannt geworden, bei dem sich ein drehender Teller mit einer hochstehenden Wandung versehen ist. Zwischen der Wandung und dem Teller ist ein Spalt vorgesehen, durch welchen der Sand geschleudert wird. Der aus dem Spalt geschleuderte Sand schlägt an der Gehäusewandung auf, und bildet an der Gehäusewandung ein Sandbett aus. Die hier beschriebene Vorrichtung ermöglicht ausschliesslich einen kontinuierlich arbeitenden Reinigungsablauf.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, bei dem die Altsandkörner durch wiederholte Reibung gereinigt werden können und ein kontinuierlicher Regenerierprozess möglich ist. Die Vorrichtung soll konstruktiv einfach realisierbar sein, und einen wirtschaftlichen Einsatz gewährleisten.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 5 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der Altsand durch Aneinanderreiben der Körner regeneriert wird. Es findet keine Schlag- bzw. Prallbehandlung statt.
Durch die konstruktive Auslegung der Einrichtung ist die mehrfache Wiederholung der Korn an Kornreibung einfach realisierbar, indem mehrere Reinigungsstufen hintereinander schaltbar sind.
Die Erfindung wird nunmehr anhand eines in den beiden Zeichnungen dargestellten Beispieles erläutert.
Fig. 1
Zeigt einen Längsschnitt durch die Sandregeneriereinrichtung
Fig. 2
zeigt die Ansicht A von Fig.1 auf den Spalt
Fig. 3
zeigt die Ansicht A von Fig.1 auf den Spalt mit einer weiteren Ausführungsart des Spaltes
Fig. 4
zeigt die Draufsicht von Fig.3 entlang dem Schnitt B-B
In Fig.1 ist eine Sandregeneriereinrichtung zum mechanischen Abreinigen von Sandkörnern, insbesondere von organisch und anorganisch gebundenen Formsanden dargestellt. An einem Gestell 1 ist ein Behälter in Form eines Zylinders 9 angeordnet. Der Zylinder 9 weist einen Deckel 13 auf, an welchem eine Sandzuführung 11 angeordnet ist. An der Innenwandung des Zylinders 9 sind Sandhalteelemente 19 angeordnet, welche ein Rotieren der Sandsäule im Zylinder verhindern. Am Gestell 1 ist ein Leitelement 8 im unteren Bereich des Zylinders 9 angeordnet. Unterhalb des Leitelementes 8 ist ein trichterförmiges Führungselement 6 angeordnet. Im unteren Bereich des Gestelles 1 ist eine Sandabführungseinrichtung 12 in Form eines Trichters ausgebildet, welche in ein Rohr 14 mündet. Durch den Zylinder 9 ist koaxial eine zentrale Antriebswelle 10 angeordnet, welche in einem Absaugungsstutzen 15 endet. Der Absaugungsstutzen 15 ist als kurzes Rohrstück mit einem Anschlussflansch an dessen Ende ausgebildet und dient gleichzeitig als Anschluss an eine Absaugungseinheit. Am unteren Ende der Antriebswelle 10 ist eine Lagerungseinheit 2 angebracht, welche über einen Riementrieb 3 von einem Motor 4 angetrieben wird. Die Antriebswelle 10 ist als Hohlwelle ausgebildet. An dieser Hohlwelle 10 ist ein Teller 7, welcher als Auffangbehälter ausgebildet ist, fest verbunden. Der Teller 7 ist unterhalb des Zylinders 9 angeordnet, wobei der Teller 7 einen bestimmten Abstand zum Zylinder 9 hin aufweist. Somit ergibt sich ein Spalt 16 zwischen Teller 7 und Zylinder 9. Die Spaltbreite ist mittels einer Verstellvorrichtung (24,25) stufenlos einstellbar, wobei die Verstellung vorzugsweise mechanisch betätigt wird.
In Fig. 2 ist der Bereich des Spaltes 16 zwischen dem Teller 7 und dem Zylinder 9 in vergrössertem Massstab dargestellt. Auf den sich zueinander zeigenden Flächen des Tellers 7 und des Zylinders 9 sind radial Reibelemente 20 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel weisen die Reibelemente 20 einen balligen Querschnitt auf. Sie sind mit dem Teller 7 bzw. dem Zylinder 9 beispielsweise durch ein Gewindestück 21 und eine Mutter 22 austauschbar verbunden. Wegen erhöhter Verschleissgefährdung sind die Reibelemente 20 vorzugsweise aus einem verschleissfesten Werkstoff wie z.B. Keramik, Hartguss, Hartmetall, Metall mit Hartauftrag, usw. hergestellt. Durch verschiedene konstruktive Gestaltungen der Reibelemente 20 kann die Reibungsintensität verändert werden. Die durch Verschleiss gefährdeten Flächen werden mit einem Verschleissschutz 23 versehen.
In Fig.3 und Fig.4 wird eine weitere Ausführungsvariante der Spaltgeometrie gezeigt. Die Reibelemente 20 weisen einen rechteckigen Querschnitt auf. Sie sind so angeordnet, dass sie nicht oder nur unwesentlich in den Spalt 16 hineinragen.
Der zu behandelnde Sand wird vorzugsweise fortlaufend durch die Sandzuführung 11 in den Zylinder 9 geleitet und bildet in diesem eine stehende Sandsäule, die im Bereich des Spaltes durch die Drehbewegung des Tellers 7 aufgerissen wird. In der Trennungsebene zwischen der stehenden Sandsäule und dem sich drehenden Sandanteil auf dem Teller 7 entsteht eine intensive Korn an Korn Reibung. Die Zentrifugalkraft treibt den Sand in dieser Trennungsebene in Richtung Spalt 16. Der Sand wird so durch den Spalt 16 gedrückt, dass durch die geometrische Gestaltung des Spaltes 16 und durch die Drehbewegung des Tellers 7 eine nochmalige und intensivere Korn an Korn Reibung stattfindet. Der Sand fällt aus dem Spalt 16 auf das Leitelement 8 und auf das Führungselement 6. Das Führungselement 6 ist als Kathode ausgebildet. Der Sand, der durch die Reibung eine statisch aufgeladene Binderhülle aufweist, wird beim Auftreffen auf das Führungselement 6 elektrisch entladen. Dadurch kann der Sand wirksamer weiterbehandelt werden. Der so behandelte Sand fällt entweder in eine weitere Reinigungsstufe oder in die Sandabführungseinrichtung 12 und wird dem Sandkreislauf über das Rohr 14 wieder zugeführt. Der bei der Korn an Korn Reibung entstandene Staub und die abgeriebenen Binderanteile werden mit Hilfe der Absaugung durch Öffnungen 17, die in der Hohlwelle im Bereich der Teller 5,7 angebracht sind, fortlaufend durch die Hohlwelle 10 abgesaugt. Die Absaugung erfolgt durch einen schwachen Unterdruck. Im Bereich des Leitelementes 8 sind Einlassöffnungen 18 vorgesehen, durch welche eine Zufuhr von Luft für die Absaugung auch während des Regenerierungsprozesses ermöglicht wird.
Bei der vorgestellten Einrichtung besteht die Möglichkeit, weitere Reinigungsstufen in Form von Tellern 5 an der Hohlwelle 10 anzubringen. Zu jedem weiteren Teller 5 sind ein Spalt 16, ein Leitelemente 8, ein Führungselemente 6 und Öffnungen 17 in der Hohlwelle 10 angeordnet. Dadurch wird erreicht, dass der Sand bei jeder weiteren Reinigungsstufe erneut mechanisch gereinigt und elektrisch entladen wird. Die Anzahl der Reinigungsstufen ist beliebig wählbar und somit auf unterschiedliche Anforderungen an den zu regenerierenden Sand anpassbar.
Der Antrieb der Teller 5 ist so konzipiert, dass die Regenerierungseinheiten mit unterschiedlichen, stufenlos verstellbaren Drehzahlen betrieben werden können. Besonders günstig hat sich eine Drehzahl von 300-1500 U/min erwiesen.
Ein Chargenbetrieb ist mit dieser Vorrichtung möglich. Dabei wird die Vorrichtung mit einer Reinigungsstufe ausgestattet und der Sand beliebig oft im Kreislauf durch die Reinigungsstufe geleitet.

Claims (17)

  1. Verfahren zur Regenerierung von überwiegend kunstharzgebundenem Giessereialtsand und/oder von thermisch belastetem bentonitgebundenem Formsand mittels mechanischer Trennung von Anteilen der Bindestoffe von der körnigen Grundmasse für die Wiederverwendung anstelle von Neusand, dadurch gekennzeichnet, dass der Altsand aus einem Behälter (9) in ein Auffangbehälter (7) geleitet wird, welcher Auffangbehälter (7) in eine vorgegebene Rotation versetzt wird, zwecks Aneinanderreiben der Sandkörner zwischen einem drehenden Anteil Sand auf dem Auffangbehälter (7) und einer stehenden Sandsäule im Behälter (9), wobei der Sand mittels Zentrifugalkraft durch mindestens einen Spalt (16) herausbefördert und an Reibelementen (20) vorbeigeführt wird, um die Korn an Korn Reibung zu intensivieren, und dass der hierbei entstehende Staub kontinuierlich abgesaugt und dass schliesslich der regenerierte Sand in den Giessereisandkreislauf zurückgeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Altsand kontinuierlich regeneriert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Altsand chargenweise regeneriert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Verfahrensschritte des Anspruches 1 beliebig oft wiederholbar sind.
  5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Behälter (9), der als Zylinder ausgebildet ist, für die Aufnahme des Altsandes, wobei der Behälter an seinem unteren Ende und von diesem beabstandet einen drehbaren Teller (7), der als Aufnahmebehälter ausgebildet ist, aufweist, derart, dass zwischen dem Behälter (9) und dem Teller (7) sich ein Spalt (16) ergibt, der zur Austragung des Altsandes aus dem Behälter (9) dient, wobei Mittel zum Absaugen des infolge der Korn an Korn Reibung entstehenden Staubes vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Behälter (9) eine sich drehende Antriebswelle (10) mit dem daran befestigten drehbaren Teller (7) verläuft, wobei im Spaltbereich Reibelemente (20) angeordnet sind und eine Sandabführeinrichtung (12) zur Rückführung des gereinigten Sandes in den Sandkreislauf vorgesehen sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Antriebswelle (10) mehrere Aufnahmebehälter (5,7) angeordnet sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zu jedem Aufnahmebehälter ein Spalt (16), Leitelemente (8), Führungselemente (6) und eine Absaugungsvorrichtung zugeordnet sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmebehälter (5,7) in der Art eines Tellers ausgebildet sind.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (10) und die Aufnahmebehälter (5,7) mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zueinander drehbar sind.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Binderhüllen an Führungselementen (6) statisch entladen werden.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Spalt zwischen dem Behälter (9) und dem Aufnahmebehälter (5,7) Reibelemente (20) angeordnet sind.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibelemente (20) einen beliebigen, vorzugsweise balligen Querschnitt, aufweisen.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibelemente (20) beliebig im Spalt (16) angeordnet sind.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibelemente (20) austauschbar angeordnet sind.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 12, 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibelemente (20) vorzugsweise aus einem verschleissarmen Werkstoff wie z.B. Hartguss, Hartstahl, einem Metall mit Hartauftrag, Keramik, usw., hergestellt sind.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (10) als Hohlwelle ausgebildet ist und zur Entstaubung verwendet wird.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Spaltes (16) stufenlos durch eine Verstelleinrichtung (24,25) einstellbar ist.
EP95105892A 1994-06-15 1995-04-20 Verfahren und Vorrichtung zur Regenerierung von Giessereialtsand Expired - Lifetime EP0687514B1 (de)

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