JP2009142843A - 砂混練設備 - Google Patents

Abstract

【課題】混練する前に加熱された砂をシュート部でサンプリングして砂温を監視することにより品質が安定した鋳型砂を製造することができる砂混練設備を提供する。
【解決手段】砂Ｓを加熱する砂加熱装置２と、この加熱された砂Ｓに粘結材を投入して混練する混練機４と、前記砂加熱装置２から混練機４に前記加熱された砂Ｓを移し換えるシュート部５とを備える砂混練設備１であって、前記シュート部５に、ゲート５ａを形成するとともにこのゲート５ａを通して前記砂加熱装置２から排出される前記加熱された砂Ｓをサンプリングして砂温を測定する砂温度測定装置Ａを進退可能に設けている。
【選択図】図１

Description

本発明は砂混練設備に関する。さらに詳しくは、加熱された砂と粘結材とを混練して鋳型砂を製造する砂混練設備において、混練する前に加熱された砂をサンプリングして砂温を監視することにより品質が安定した鋳型砂を製造することができる砂混練設備に関する。

たとえば、シェルモールド法においては、加熱装置により加熱された砂と粘結剤としてフェノール樹脂のような熱硬化性樹脂（レジン）とを混練機で混練してこの砂の表面にレジンを被覆したレジンコーテッドサンド（ＲＣＳ）といった鋳型砂を用いている。
この鋳型砂を製造する砂混練設備では、加熱装置で砂の温度を設定温度に管理している。しかし、この設備の運転開始直後と長時間運転経過後では、加熱装置から混練機に加熱された砂を移し換えるシュート部の温度に変化が生じている。これまで、加熱装置から混練機に砂を移し換える際に、この移換えシュート部での砂温低下の変化は管理されていない。また、混練機に投入されたあとの砂の温度を測定することもできない。
このため、加熱装置で砂の排出温度を制御するだけでは、混練時の砂の温度にバラツキが生じ、品質が安定した鋳型砂を製造することが難しい。
そこで、混練機に鋳型砂を供給する砂供給口としてのホッパーに砂の温度を測定する温度センサを設ける技術（たとえば特許文献1参照）を用いることができる。

実開平５-７６６４１号公報

しかしながら、ホッパーの外壁に温度センサを設けても正確な砂の温度を測定できない。また、ホッパー内に温度センサを固定して設けると、ホッパーを通過する加熱砂にさらされるため、温度センサが損傷を受けてセンサの精度が低下し設定温度の範囲外の加熱砂を通過させて混練作業をさせてしまうおそれがある。このため、未だ鋳型砂の品質を安定して製造することが難しいという問題が残っている。

そこで、本発明は、叙上の事情に鑑み、混練する前に加熱された砂をシュート部でサンプリングして砂温を監視することにより品質が安定した鋳型砂を製造することができる砂混練設備を提供することを目的とする。

本発明の砂混練設備は、砂を加熱する砂加熱装置と、この加熱された砂に粘結材を投入して混練する混練機と、前記砂加熱装置から混練機に前記加熱された砂を移し換えるシュート部とを備える砂混練設備であって、前記シュート部に、ゲートを形成するとともにこのゲートを通して前記砂加熱装置から排出される前記加熱された砂をサンプリングして砂温を測定する砂温度測定装置を進退可能に設けてなることを特徴としている。

本発明によれば、混練する前に加熱された砂をシュート部でサンプリングして砂温を監視することにより、設定温度範囲から外れた加熱砂は排除し、設定温度の加熱砂だけを混練するため、品質が安定した鋳型砂を製造することができる。

以下、添付図面に基づいて本発明の砂混練設備を説明する。本発明の実施の形態１にかかわる砂混練設備１は、加熱された新砂や再生砂の砂と粘結材、たとえばフェノール樹脂のような熱硬化性樹脂とその他添加剤とを混練して、この砂の表面に樹脂を被覆させたレジンコーテッドサンドの製造に適用されている。図１〜６に示されるように、砂混練設備１は、砂Ｓを砂加熱装置２に供給するホッパー３と、この砂Ｓを加熱する砂加熱装置２と、この加熱された砂に粘結材を投入して混練する混練機４と、前記砂加熱装置２から混練機４に前記加熱された砂を移し換えるシュート部５と、このシュート部５から排出される砂を混練機４の所定の供給口６に導入させる第２シュート部７と、前記シュート部５に形成されるゲート５ａの周辺部位に設けられる砂温度測定装置Ａと、この砂温測定装置Ａによりサンプリング時の砂温を判定し前記混練機の動作を制御する制御部（図示せず）とを備えている。

また、この砂混練設備１は、砂温度測定装置Ａにより、加熱された砂の温度が設定温度の範囲内であると判定された場合には、この砂と粘結材とを混練したのち前記混練機４からレジンコーテッドサンドを受け箱１１に排出し、つぎの冷却工程と乾燥工程などが行われる。また、加熱された砂の温度が設定温度の範囲外であると判定された場合には、この砂は粘結材と混練させることなく前記混練機４からミス砂として受け箱１２に排出されたのち再生措置が行われる。
このため、本実施の形態１では、前記混練機４として、内部にローラを配置し外周壁にシリンダ１３により開閉する２つの蓋を有する砂処理槽１４を用いて、１つの蓋からレジンコーテッドサンドを前記受け箱１１に排出し、他の蓋１５からミス砂を前記受け箱１２に排出する構成が用いられている。

前記砂温度測定装置Ａは、図３〜６に示されるように、前記ゲート５ａを通して進退可能、たとえば垂直面内で回動ないし開閉可能、水平面内で回動可能または直線運動可能であって、前記砂加熱装置２から排出される加熱砂Ｓをサンプリングして砂温を測定することができる構成であれば、本発明においては、とくに限定されるものではない。
本実施の形態１では、３辺の側部２１ａ、２１ｂ、２１ｃと底部２１ｄとによりスコップ形状を呈する、前記加熱砂Ｓを貯留する受け部材２１と、この受け部材２１の３辺の側部のうち外部に面した外側部２１ｃの上部を回転支持する軸支部材２２と、この軸支部材２２の端部に連結して前記受け部材２１を回動自在にするアクチュエータ２３と、前記受け部材２１の外側部２１ｃに形成される孔を通して設けられる温度測定器２４とを具備している。
なお、図３は砂温度測定装置Ａが作動する前の状態であり、図４は砂温度測定装置Ａが作動したときの状態を示している。
また、本実施の形態１では、砂温度測定装置Ａを底部２５ａがゲート５ａ側に傾斜するカバー２５で囲い、サンプリング時に加熱砂がゲート５ａから外部にこぼれ落ちないようにされている。

前記軸支部材２２は、前記外側部２１ｃの上部に固定され回転可能な機構とすることができ、本実施の形態１では、この外側部２１ｃの上部に固定される回転軸３１と、この回転軸３１の両端部を支持するピローブロックユニット３２とから構成されている。
前記アクチュエータ２３は、シリンダや駆動モータなどを用いた機構とすることができるが、本実施の形態１では、シリンダ３３を用いた機構にされている。このシリンダ３３を用いる場合、先端ロッド３３ａはリンク３４を介して前記軸支部材２２の回転軸３１の端部に連結するとともに、シリンダ３３の基部３５はブラケット３６を介してゲート５ａの周辺部に取り付けられる。これにより、シリンダ３３を伸長動作と収縮動作させると受け部材２１を開閉することができる。
前記温度測定器２４は、砂温を測定することができる機構であれば、とくに限定されないが、本実施の形態１では、熱電対式温度センサを用いることができる。

また、本実施の形態１では、砂の有無を検出するレベルセンサとしての回転羽根式レベルスイッチ３７が前記受け部材２１の外側部２１ｃに設けられている。このレベルスイッチ３７を設けることにより、砂のサンプリング時に羽根車が砂に埋まると、羽根車は回転を停止し、これを検出してマイクロスイッチをオンするので、シュート部５内の雰囲気温度に影響されずにサンプリング時に砂の有無を確実に確認したうえで加熱砂の温度を測定できるので、砂の温度測定の精度が向上する。

本実施の形態１では、混練する前に加熱された砂をシュート部５でサンプリングして砂温を測定し、設定温度の加熱砂だけを混練するため、品質が安定したレジンコーテッドサンドの生産ができる。
また、前記砂温度測定装置Ａは、構成がシンプル、取り付けが簡単、メンテナンスが容易および占有スペースが小さいので、既設への実用化ができる。

なお、本実施の形態１の砂混練設備１は、レジンコーテッドサンドの製造に適用されているが、本発明においては、自硬性砂を製造する混練に適用することができる。

つぎに本発明の実施の形態２にかかわる砂温度測定装置の砂温度測定装置について説明する。本実施の形態２における砂温度測定装置Ｂは、図７〜９に示されるように、前記砂温度測定装置Ａとは受け部材５１の形状が異なっているとともに、受け部材５１の回動動作を確認する開閉検出機構Ｃを具備している点で異なっている。
すなわち、前記受け部材５１は、底部２１ｄにサンプリング時の砂こぼれを防ぐための防壁部材５２が設けられている。この防壁部材５２は、対向する側部５２ａ、５２ｂ、外側部５２ｃおよびシュート部５内に向けて湾曲した曲面部５２ｄからなっている。
また、前記開閉検出機構Ｃとして、本実施の形態２では、前記回転軸３１の他端に取り付けられる第１アテ部５３と該第１アテ部５３に係合する第１リミットスイッチ５４とからなる第１検出部５５、および前記外側部５２ｃ取り付けられる第２アテ部５６と該第２アテ部５６に係合する第２リミットスイッチ５７とからなる第２検出部５８が用いられている。
前記第１検出部５５により受け部材５１の開き位置を確認し、前記第２検出部５８により受け部材５１の閉じ位置を確認することができる。
これにより、的確に受け部材５１の開閉位置を確認し、かつ迅速に砂温を測定することができる。
なお、前記実施の形態１における砂温度測定装置Ａにおいても、同様に開閉検出機構を設ける構成とすることができる。

本発明の実施の形態１にかかわる砂混練設備の部分切欠きの側面図である。 図１に示す砂混練設備の正面図である。 図１に示す砂温度測定装置が作動する前の状態を示す概略図である。 図３に示す砂温度測定装置が作動したときの状態を示す図である。 図４に示す砂温度測定装置の拡大図である。 図４に示す砂温度測定装置の部分切欠きの側面図である。 本発明の実施の形態２にかかわる砂混練設備における砂温度測定装置の受け部材の拡大図である。 図７に示す砂温度測定装置の部分切欠きの側面図である。 図８に示す砂温度測定装置が作動したときの状態を側面から見た部分切欠きの図である。

符号の説明

Ａ、Ｂ 砂温度測定装置
Ｃ 開閉検出機構
Ｓ 砂（加熱砂）
１ 砂混練設備
２ 砂加熱装置
３ ホッパー
４ 混練機
５ シュート部
５ａ ゲート
６ 供給口
７ 第２シュート部
１１、１２ 受け箱
１３ シリンダ
１４ 砂処理槽
１５ 蓋
２１ 受け部材
２１ａ、２１ｂ 側部
２１ｃ 外側部
２１ｄ 底部
２２ 軸支部材
２３ アクチュエータ
２４ 温度測定器
２５ カバー
２５ａ 底部
３１ 回転軸
３２ ピローブロックユニット
３３ シリンダ
３３ａ 先端ロッド
３４ リンク
３５ 基部
３６ ブラケット
３７ レベルスイッチ
５１ 受け部材
５２ 防壁部材
５２ａ、５２ｂ 側部
５２ｃ 外側部
５２ｄ 曲面部
５３ 第１アテ部
５４ 第１リミットスイッチ
５５ 第１検出部
５６ 第２アテ部
５７ 第２リミットスイッチ
５８ 第２検出部

Claims (6)

1. 砂を加熱する砂加熱装置と、
   この加熱された砂に粘結材を投入して混練する混練機と、
   前記砂加熱装置から混練機に前記加熱された砂を移し換えるシュート部
   とを備える砂混練設備であって、
   前記シュート部に、ゲートを形成するとともにこのゲートを通して前記砂加熱装置から排出される前記加熱された砂をサンプリングして砂温を測定する砂温度測定装置を進退可能に設けてなる砂混練設備。
2. 前記砂温測定装置によりサンプリング時の砂温を判定し、この砂温が設定温度の範囲内であると判定される場合は加熱された砂に粘結材を投入して混練を行い、この砂温が設定温度の範囲外であると判定される場合は加熱された砂を排出する制御部を具備してなる請求項１記載の砂混練設備。
3. 前記砂温度測定装置が、
   ３辺の側部と底部とにより前記加熱された砂を貯留する受け部材と、
   この受け部材の３辺の側部のうち外部に面した外側部の上部を回転支持する軸支部材と、
   この軸支部材の端部に連結して前記受け部材を回動自在にするアクチュエータと、
   前記受け部材の外側部に設けられる温度測定器
   とを具備してなる請求項１または２記載の砂混練設備。
4. 前記受け部材の外側部に砂の有無を検出するレベルセンサを設けてなる請求項３記載の砂混練設備。
5. 前記受け部材の底部に、サンプリングのときに前記シュート部から外部にこぼれる砂を防ぐための防壁部材が設けられてなる請求項３または４記載の砂混練設備。
6. 前記受け部材の回動動作を確認する開閉検出機構を具備してなる請求項３、４または５記載の砂混練設備。