JP5000744B2

JP5000744B2 - 鋳物砂再生装置

Info

Publication number: JP5000744B2
Application number: JP2010127485A
Authority: JP
Inventors: 辰夫藤本
Original assignee: 株式会社清田鋳機
Priority date: 2010-06-03
Filing date: 2010-06-03
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2030-06-03
Also published as: JP2011251319A

Description

本発明は、使用済みの鋳物古砂を研磨して再利用できるようにするための鋳物砂再生装置に関する。

従来の鋳物砂再生装置が特許文献１に開示されている。この技術は、内部空間に連通する中空の回転軸に羽根を突設して羽根車を構成し、その羽根車を投入口付きの箱体内の底部に軸支し、回転軸内に円筒状の砥石を羽根車とは逆回転可能に軸支した構造を特徴としている。この技術によれば、投入した鋳物古砂が羽根車に落下して砥石の外周面と接磨し、羽根車の回転で箱体の底面に落下した後、羽根で掬い上げられて再度砥石と接磨し、これを繰り返すことで研磨できるようにした、というものである。

ところで、前記技術では以下のような問題があった。
ａ）鋳物古砂の投入・研磨・再生砂回収の一連の工程を複数回行うバッチ式であるから、全量の研磨に時間を要する。
ｂ）砥石が偏摩耗して回転バランスが崩れると、大きな振動と騒音が発生する。これを防止するために熟練の調整作業が常に必要である。
ｃ）研磨能力を向上させるために大型の羽根車と電力が必要であり、装置が大型化してコストがかかる。
ｄ）研磨粉は再生砂内に残留するから、再生砂と分離するためには集塵機が別途必要である。

特開平９−１５５４９９号公報

本発明が解決しようとする課題は、従来のこれらの問題点を解消し、鋳物古砂を連続的に研磨でき、バランス調整などの熟練技術を要しない小型低コストの鋳物砂再生装置を提供することにある。

かかる課題を解決した本発明の構成は、
１）下面が開放された筒体の上面に鋳物古砂を投入する投入シュートを取り付け、筒体に空気を送給するブロワーを取り付け、筒体の内部にブロワーの送風を渦流に形成する螺旋板を取り付け、筒体の下端に上下が連通する筒状の砥石を取り付け、その砥石の内部中央に通路面積を狭めて鋳物古砂を内面方向へ拡散させるスカート状の砂拡散体を取り付け、砥石の下端に研磨済みの再生砂を回収する排出ダクト付きの回収タンクを取り付けた、鋳物砂再生装置
２）下面が開放された筒体の上面に鋳物古砂を投入する投入シュートを取り付け、筒体に空気を送給するブロワーを取り付け、筒体の内部にブロワーの送風を渦流に形成する螺旋板を取り付け、筒体の下端に上下が連通する筒状の砥石を取り付け、その砥石の内部中央にブロワーの風力で回転する風車を設け、砥石の下端に研磨済みの再生砂を回収する排出ダクト付きの回収タンクを取り付けた、鋳物砂再生装置
３）筒体と砥石と回収タンクをそれぞれ分離可能に取り付けた、前記１）又は２）記載の鋳物砂再生装置
４）筒体の下端に螺旋板の渦巻方向と同じ回転方向の下向きの渦流を形成する偏向羽根を取り付けた、前記１）〜３）いずれか記載の鋳物砂再生装置
５）砥石の下端に螺旋板の渦巻方向と同じ回転方向の下向きの渦流を形成する偏向羽根を取り付けた、前記１）〜４）いずれか記載の鋳物砂再生装置
６）排出ダクトを砂拡散体の直下位置から回収タンク外に渡って配管した、前記１）〜５）いずれか記載の鋳物砂再生装置
７）砥石と砂拡散体を上下に複数段設けた、前記１）〜６）いずれか記載の鋳物砂再生装置
８）上下の砥石間に上下が連通する補助筒体を介装し、その補助筒体に空気を送給する補助ブロワーを取り付けた、前記７）記載の鋳物砂再生装置
にある。

本発明の前記１）記載の構成によれば、ブロワーで吸引された空気が螺旋板で渦流となり、筒体・砥石・回収タンクを渦状に流れて排出ダクトで排気される。この状態で鋳物古砂を投入シュートに投入すると、砂拡散体で拡散して砥石へ渦状に送給され、砥石の内周面との接磨で研磨されて再生砂となる。再生砂は自重で回収タンクに貯溜され、比重の小さい研磨粉は排出ダクトで排出される。

よって、以下の効果を奏する。
ａ）鋳物古砂を連続的に投入して短時間に研磨でき、従来技術のバッチ式と比較して処理能力が高い。
ｂ）砥石は回転しないから、摩耗の具合に応じた調整作業などが不要で、バランス崩れによる振動や騒音もない。
ｃ）ブロワーは鋳物古砂を送給できる程度の小型のもので十分であり、砥石は内部空間が狭い小径の方が鋳物古砂を強く接磨させやすい。したがって、従来技術と比較して装置を大幅に小型化でき、省電力で駆動できる。
ｄ）研磨粉は回収タンク内で比重分離して自然に排出されるから、集塵機は不要である。

本発明の前記２）記載の構成によれば、ブロワーによる送風で風車が回転し、その風車の風圧で鋳物古砂Ａが砥石の内面と強制的に接磨させられる。したがって、前記１）記載の構成と比較してより強く且つ高速に砥石と接磨させることができ、研磨能力が向上する。また、風車はブロワーの風力を利用するから、モーター等の駆動手段は不要で、低コストで実施できる。

本発明の前記３）記載の構成によれば、砥石が摩耗した際は、砥石を筒体と回収タンクから分離して横移動するだけで容易に且つ迅速に交換でき、整備性に優れる。

本発明の前記４）及び５）記載の構成によれば、ブロワーから距離が離れていても、螺旋板で形成した渦流が回収タンクまで保持され、鋳物古砂を砥石と確実に接磨させることができる。

本発明の前記６）記載の構成によれば、自重で落下する再生砂が排出ダクトに吸引され難くなり、再生砂から研磨粉のみを確実に比重分離して排出できる。

本発明の前記７）記載の構成によれば、求める研磨能力に応じて砥石と砂拡散体を容易に増減できる。本発明の前記８）記載の構成によれば、筒体に備えたブロワーの風力が届き難い場合でも、下段の砥石内の風速を一定に保持し、鋳物古砂を下段の砥石と高速に接磨させることができる。

実施例１の鋳物砂再生装置の縦断面図である。実施例１の筒体の横断面図である。実施例１の研磨を示す説明図である。実施例１の研磨を示す説明図である。実施例２の砥石の縦断面図である。実施例３の鋳物砂再生装置の正面図である。実施例３の鋳物砂再生装置の平面図である。

以下、本発明を実施するための形態を各実施例と図面に基づいて具体的に説明する。

（実施例１）図１は実施例１の鋳物砂再生装置の縦断面図、図２は実施例１の筒体の横断面図、図３，４は実施例１の研磨を示す説明図である。図中、１は筒体、１ａは螺旋板、２は投入シュート、２ａは吐出量調節具、３はブロワー、４は砂拡散体、５は偏向羽根、６は砥石、６ａは外筒、７は砂拡散体、８は偏向羽根、９は回収タンク、９ａは排出口、１０は砂拡散体、１１は排出ダクト、Ａは鋳物古砂、ａは再生砂、Ｂは研磨粉である。

実施例１の鋳物砂再生装置は、図１，２に示すように、筒体１は上面が閉塞され下面が開放されたフランジ付きの構造で、その上面に投入シュート２を貫通して内部と連通し、筒体１の側面にはブロワー３を取り付けて内部と連通し、筒体１の内部にはブロワー３との連通口から中心方向へ曲げた螺旋板１ａを取り付けている。投入シュート２の直下にはスカート状の砂拡散体４を配設し、筒体１の下端には多数枚の偏向羽根５を螺旋板１ａの渦巻方向と同じ回転方向となるように傾けて放射状に取り付けている。投入シュート２には、その下方のパイプ部分を上下動させて砂拡散体４との間隔を調節する吐出量調節具２ａを備えている。

砥石６は、上下が連通する所定厚さの円筒状で、その外周に上下面が開放されたフランジ付きの外筒６ａを取り付け、その外筒６ａのフランジを筒体１のフランジに脱着可能に取り付けて筒体１と連通している。砥石６の内部中央にはスカート状の砂拡散体７を取り付け、砥石６の下端には多数枚の偏向羽根８を螺旋板１ａの渦巻方向と同じ回転方向となるように傾けて放射状に取り付けている。この砥石６と砂拡散体７と偏向羽根８の組み合わせを上下に２段設けて連通しているが、求める研磨能力に応じて１段でもよく、３段以上連設してもよい。

下段の砥石６の下端には、上面が閉塞され下端に排出口９ａが形成された回収タンク９を脱着可能に取り付けて連通し、下段の砂拡散体７の直下位置には下端が開放され砂拡散体７より拡径のスカート状の砂拡散体１０を取り付けている。その砂拡散体１０の内部空間から回収タンク９の側面外に渡って排出ダクト１１を配管している。

以下、実施例１の鋳物砂再生装置を使用した鋳物古砂Ａの研磨について説明する。回収タンク９の排出口９ａを閉塞した状態でブロワー３を作動させると、吸引された空気が螺旋板１ａに沿って流れ、偏向羽根５で下向きの渦流となって砥石６へ送風される。下段の砥石６を通過した空気は回収タンク９へ送風され、排出ダクト１１を通じて機外へ排気される。

この状態で鋳物古砂Ａを投入シュート２に投入すると、図３に示すように、鋳物古砂Ａが投入シュート２の下端と砂拡散体４との間の隙間からオーバーフローして拡散しながら吐出し、風流に乗って砥石６へ渦状に連続的に送給される。鋳物古砂Ａは、砥石６への送給が途絶えないように投入シュート２内の鋳物古砂Ａの残量を見ながら追加する。鋳物古砂Ａの投入量は、砂質や処理目的等に応じて投入シュート２の下端と砂拡散体４の間隔を吐出量調節具２ａで調節する。

図４に示すように、砥石６内で渦巻き回流する鋳物古砂Ａはその内周面と接磨し、砂の一粒一粒の表面に付着している樹脂材や微粉等が剥削されるとともに角面が研磨加工される。このとき、砂拡散体７で通路面積が下方に向かって狭くなっているからブロワー３との距離が離れても風速が維持され、鋳物古砂Ａが減速することなく砥石６と高速に接磨して確実に研磨される。上段の砥石６を通過した鋳物古砂Ａは、同様にして下段の砥石６でさらに研磨され、良質の再生砂ａとなる。

下段の砥石６を通過した再生砂ａと研磨で出た研磨粉Ｂは、砂拡散体１０で拡散しながら回収タンク９に落送される。再生砂ａは自重で回収タンク９に貯溜され、比重が小さい研磨粉Ｂは落下時に舞い上がって排出ダクト１１で排出される。砥石６が摩耗すると、砥石６から筒体１と回収タンク９をフランジ部分で分離し、砥石６を横移動することで交換する。このように、実施例１によれば再生砂ａを連続的に回収でき、従来技術のように熟練者によるバランス調整などが不要で、装置も小型で騒音や振動も少ないものとなっている。

（実施例２）図５に示す実施例２は、砥石の内部中央にブロワーの風力で回転する風車を設けた鋳物砂再生装置の例である。図５は実施例２の砥石の縦断面図である。図中、１２は風車、１２ａは回転軸、１２ｂは砂拡散体、１２ｃは風受け羽根、１２ｄは拡散羽根である。

図５に示す実施例２では、回転軸１２ａにスカート状の砂拡散体１２ｂを取り付けて砥石６の内部空間に縦向きに軸支し、その砂拡散体１２ｂに風受け羽根１２ｃと拡散羽根１２ｄを突設して風車１２を構成している。風受け羽根１２ｃは傾けて放射状に突設し、拡散羽根１２ｄは砂拡散体１２ｂの斜面に沿って縦向きに突設している。下段の砥石６内にも同じ構造の風車１２を取り付けている。

実施例２では、ブロワー３による送風が風受け羽根１２ｃに当たって風車１２が回転する。偏向羽根５を通過した鋳物古砂Ａは風車１２の拡散羽根１２ｄで砥石６の方へ強制的に拡散し、砥石６ｂと激しく接磨する。しかも、砂拡散体１２ｂで通路面積が下方に向かって狭くなっているから、ブロワー３の風速が維持されて鋳物古砂Ａは減速し難い。このように、実施例１の方法と比較して、より強く且つ高速に砥石６と接磨させることができ、研磨能力がさらに向上する。また、風車１２はブロワー３の風力を利用するから、モーター等の駆動手段は不要で、低コストで実施できる。その他、符号、構成、作用効果は実施例１と同じである。

（実施例３）図６，７に示す実施例３は、２段の砥石間に補助筒体と補助ブロワーを介装した鋳物砂再生装置の例である。図６は実施例３の鋳物砂再生装置の正面図、図７は実施例３の鋳物砂再生装置の平面図である。図中、１３は補助筒体、１３ａは螺旋板、１４は補助ブロワー、１５はホッパー、１６は砂拡散体である。

図６，７に示す実施例３では、２段の砥石６間に上下が連通する補助筒体１３を介装し、その補助筒体１３の筒体１と対向する位置の側面に実施例１のブロワー３と同じ構造の補助ブロワー１４を取り付けて連通している。補助筒体１３の内部には補助ブロワー１４との連通口から中心方向へ曲げた螺旋板１３ａを取り付けている。上段の砥石６の偏向羽根８の直下位置には、上端の口径が砥石６の内径と同じホッパー１５を取り付けて連通し、そのホッパー１５の下方位置にスカート状の砂拡散体１６を取り付け、補助筒体１３の下端に多数枚の偏向羽根５を螺旋板１３ａの渦巻方向と同じ回転方向となるように傾けて放射状に取り付けている。

実施例３では、補助ブロワー１４を作動させると、吸引された空気が螺旋板１３ａに沿って筒体１の螺旋板１ａと同じ方向に流れ、偏向羽根５で下向きの渦流となって送風され、ブロワー３から距離が離れていても下段の砥石６内の風速は一定に維持される。上段の砥石６で研磨された鋳物古砂Ａはホッパー１５の下端から吐出して砂拡散体１６で拡散し、下段の砥石６へ送給される。

実施例１ではブロワー３との距離が離れるにしたがって風力が低下し、下段の砥石６ｂとの接磨が弱くなることがある。これに対し、実施例３では補助筒体１３と補助ブロワー１４により下段の砥石６へ高速に接磨させることができ、下段の研磨能力を上段と同等に維持できる。砥石６を３段や４段に連設する場合は、その上下の砥石６間全ての位置に補助筒体１３と補助ブロワー１４を介装してもよい。その他、符号、構成、作用効果は実施例１と同じである。

本発明の技術は、鋳造後に鋳型から解体した鋳物砂塊を粉砕して再利用可能な鋳物砂を回収する用途に利用される。

１筒体
１ａ螺旋板
２投入シュート
２ａ吐出量調節具
３ブロワー
４砂拡散体
５偏向羽根
６砥石
６ａ筒体
７砂拡散体
８偏向羽根
９回収タンク
９ａ排出口
１０砂拡散体
１１排出ダクト
１２風車
１２ａ回転軸
１２ｂ砂拡散体
１２ｃ風受け羽根
１２ｄ拡散羽根
１３補助筒体
１３ａ螺旋板
１４補助ブロワー
１５ホッパー
１６砂拡散体
Ａ鋳物古砂
ａ再生砂
Ｂ研磨粉

Claims

下面が開放された筒体の上面に鋳物古砂を投入する投入シュートを取り付け、筒体に空気を送給するブロワーを取り付け、筒体の内部にブロワーの送風を渦流に形成する螺旋板を取り付け、筒体の下端に上下が連通する筒状の砥石を取り付け、その砥石の内部中央に通路面積を狭めて鋳物古砂を内面方向へ拡散させるスカート状の砂拡散体を取り付け、砥石の下端に研磨済みの再生砂を回収する排出ダクト付きの回収タンクを取り付けた、鋳物砂再生装置。
下面が開放された筒体の上面に鋳物古砂を投入する投入シュートを取り付け、筒体に空気を送給するブロワーを取り付け、筒体の内部にブロワーの送風を渦流に形成する螺旋板を取り付け、筒体の下端に上下が連通する筒状の砥石を取り付け、その砥石の内部中央にブロワーの風力で回転する風車を設け、砥石の下端に研磨済みの再生砂を回収する排出ダクト付きの回収タンクを取り付けた、鋳物砂再生装置。
筒体と砥石と回収タンクをそれぞれ分離可能に取り付けた、請求項１又は２記載の鋳物砂再生装置。
筒体の下端に螺旋板の渦巻方向と同じ回転方向の下向きの渦流を形成する偏向羽根を取り付けた、請求項１〜３いずれか記載の鋳物砂再生装置。
砥石の下端に螺旋板の渦巻方向と同じ回転方向の下向きの渦流を形成する偏向羽根を取り付けた、請求項１〜４いずれか記載の鋳物砂再生装置。
排出ダクトを砂拡散体の直下位置から回収タンク外に渡って配管した、請求項１〜５いずれか記載の鋳物砂再生装置。
砥石と砂拡散体を上下に複数段設けた、請求項１〜６いずれか記載の鋳物砂再生装置。
上下の砥石間に上下が連通する補助筒体を介装し、その補助筒体に空気を送給する補助ブロワーを取り付けた、請求項７記載の鋳物砂再生装置。