JP6822376B2 - 減圧混練機 - Google Patents
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- B22C5/0409—Blending, mixing, kneading or stirring; Methods therefor
- B22C5/0472—Parts; Accessories; Controlling; Feeding; Discharging; Proportioning
Description
また、減圧混練機において、減圧ポンプにより吸引した水蒸気を冷却して水とし、注水タンクに供給して水を再利用する手法が知られている(例えば特許文献1)。
鋳物砂と水を混練する混練機本体と、
前記混練機本体内部を減圧する減圧ポンプと、
前記減圧ポンプによって吸引された水蒸気を凝縮する凝縮機と、
前記凝縮機で凝縮した水を溜めるタンクと、
前記タンクから前記混練機本体に供給する水の量を算出する供給量算出装置と、を備え、
前記タンクが、水位計と、重量計とを備え、
前記供給量算出装置が、前記水位計及び前記重量計の測定値に基づいて前記タンク内に含まれる鋳物砂の量を推定し、当該鋳物砂の量を参照してタンクから供給する水の量を補正する。
前記供給量算出装置が、前記鋳物砂の比重、及び前記水の比重の情報を記憶し、
前記水位計及び前記重量計の測定値、並びに、前記鋳物砂の比重、及び前記水の比重に基づいて、前記タンク内の水、又は、鋳物砂の重量を推定する。
前記タンクが、撹拌手段を備え、
前記タンクから前記混練機本体に水を供給する前に撹拌を行う。
図1の例に示される本実施形態の減圧混練機100は、鋳物砂と水との混合物12を混練する混練機本体1と、前記混練機本体内部を減圧する減圧ポンプ2と、前記減圧ポンプによって吸引された水蒸気を凝縮する凝縮機3と、前記凝縮機で凝縮した水14を溜めるタンク4と、前記タンク4から前記混練機本体1に供給する水の量を算出する供給量算出装置5とを備え、前記タンク4が、タンク内の水13の水位を測定するための水位計6と、タンク内の水13の重量を測定するための重量計7とを備えている。
鋳物砂タンク10を備える場合、当該鋳物砂タンク10には、使用済みの混練砂を回収した回収砂を収容して再利用することができる。回収砂は、通常、水分を含んでいる。
なお図示はしないが、回収された水14の上澄みの一部を冷却水42として用いてもよい。
供給量算出装置5は、水位計6、重量計7、及び水分センサー8の測定値を受け取る入力部(31、32、33)と、タンクから供給する水の量を決定する演算部と、タンクから供給する水の量を制御する(34)制御部とを備えるものであればよく、さらに、鋳物砂や水の比重の情報を記憶する記憶部を有することが好ましい。供給量算出装置5は、汎用コンピュータであってもよい。
本実施形態の減圧混練機の使用方法について図2を参照して説明する。図2は本実施形態の減圧混練機の使用方法の一例を示すフローチャートである。図2の例では、まず、鋳物砂(回収砂)を混練機本体1へ投入する(S11)。鋳物砂は、公知のものの中から適宜選択して用いることができる。鋳物砂の具体例としては、ケイ砂や山砂などが挙げられ、必要に応じて、ベントナイト、水ガラス、合成樹脂などの粘結剤や、澱粉、石灰粉などの添加剤を含んでいてもよい。回収砂を用いる場合は、回収砂と共に、不足している添加剤を混練機本体1に投入してもよい。
図5は、タンクから供給する水の量を補正しなかった場合において、得られる混練砂の水分含有率を示すグラフである。図5中、点線は混練後に得られる混練砂の目標水分含有率であり、測定値は得られた混練砂の水分含有率である。図5の例では、タンクから供給する水の量を前記S13で算出した不足水分量としている。図5の例に示されるとおり、タンク内の鋳物砂の割合が高くなるほど、得られる混練砂の水分含有率は、目標値から外れて低くなることがわかる。このようのことから、本実施形態においては、タンクから供給する水の量を補正する(S14)。
まず、タンク4に備えられた水位計6と、重量計7により、タンク内の水の水位と、タンクの重量を測定する(S21、S22)。なお、S21とS22の順番は逆であってもよく、同時であってもよい。得られた測定値はそれぞれ供給量算出装置5に入力(32、33)される。供給量算出装置5では、タンクの形状及び重さを考慮して、タンク中の全内容物(水及び鋳物砂)の体積(Lt)と重量(Mt)、及び、見かけの比重(Xt=Mt/Lt)が求められる。
まず、鋳物砂が1成分の場合について説明する。ここで水の比重をXa、タンク内の水の重量をMa、タンク内の水の体積をLa、鋳物砂の比重をXb、タンク内の鋳物砂の重量をMb、タンク内の鋳物砂の体積をLbとそれぞれおく。このとき下記の数式(1)〜(5)が成立する。
Ma+Mb=Mt 数式(1)
La+Lb=Lt 数式(2)
Mt/Lt=Xt 数式(3)
Ma/La=Xa 数式(4)
Mb/Lb=Xb 数式(5)
上記数式(1)〜(5)から、下記数式(6)が求められる。
La=(Mt−Lt・Xb)/(Xa−Xb) 数式(6)
なお、水の比重Xaは1とする。また、鋳物砂の比重Xbは文献値を用いてもよく、予め測定した値を用いてもよい。即ち、Xa及びXbは既知の定数である。したがって、数式(6)からタンク中の水の体積Laが算出できる。
S13で算出した不足水分量は、鋳物砂の重量Mb=Mt−Xa・Laだけ不足している。この場合、下記数式(7)にしたがって、補正値Mαが求められる(S24)。
Mα=m・(Mb/Mt)・Xt 数式(7)
なお、数式(7)中のmは、前記S13で算出した不足水分量mであり、Mb/Mtはタンク4中の鋳物砂の割合を表す。
次に、鋳物砂が2成分(第1成分と第2成分とする)の場合について説明する。例えば鋳物砂がケイ砂とベントナイトを含む場合などである。ここで水の比重をXa、タンク内の水の重量をMa、タンク内の水の体積をLa、第1成分の比重をXb、タンク内の第1成分の重量をMb、タンク内の第1成分の体積をLb、第2成分の比重をXc、タンク内の第2成分の重量をMc、タンク内の第2成分の体積をLcとそれぞれおく。このとき下記の数式(8)〜(13)が成立する。
Ma+Mb+Mc=Mt 数式(8)
La+Lb+Lc=Lt 数式(9)
Mt/Lt=Xt 数式(10)
Ma/La=Xa 数式(11)
Mb/Lb=Xb 数式(12)
Mc/Lc=Xc 数式(13)
上記数式(8)〜(13)から、前記1成分の場合と同様にしてLaについて解くことができる。S13で算出した不足水分量mは、鋳物砂の重量Mb+Mc=Mt−Xa・Laだけ不足している。この場合、下記数式(14)にしたがって、補正値Mβが求められる。
Mβ=m・{(Mb+Mc)/Mt}・Xt 数式(14)
このようにして混練機本体1内には、所定の水分含有率に調整された鋳物砂を準備することができる。次いで、適宜設定された混練条件により混練する(S16)。このようにして水分含有率のばらつきが抑制された混練砂を得ることができる。
2 減圧ポンプ
3 凝縮機
4 タンク
5 供給量算出装置
6 水位計
7 重量計
8 混練機
9 水分センサー
10 鋳物砂タンク
11 受け皿
12 鋳物砂と水の混合物
13 タンク内の水
14 回収された水
21 配管
22 配管
23 排気
24 配管
31 水分測定値の入力
32 水位計測定値の入力
33 重量計測定値の入力
34 供給する水の量の制御
41 空気(撹拌手段)
42 冷却水
100 減圧混練機
Claims (3)
- 鋳物砂と水を混練する混練機本体と、
前記混練機本体内部を減圧する減圧ポンプと、
前記減圧ポンプによって吸引された水蒸気を凝縮する凝縮機と、
前記凝縮機で凝縮した水を溜めるタンクと、
前記タンクから前記混練機本体に供給する水の量を算出する供給量算出装置と、を備え、
前記タンクが、水位計と、重量計とを備え、
前記供給量算出装置が、前記水位計及び前記重量計の測定値に基づいて前記タンク内に含まれる鋳物砂の量を推定し、当該鋳物砂の量を参照してタンクから供給する水の量を補正する、
減圧混練機。 - 前記供給量算出装置が、前記鋳物砂の比重、及び前記水の比重の情報を記憶し、
前記水位計及び前記重量計の測定値、並びに、前記鋳物砂の比重、及び前記水の比重に基づいて、前記タンク内の水、又は、鋳物砂の重量を推定する、
請求項1に記載の減圧混練機。 - 前記タンクが、撹拌手段を備え、
前記タンクから前記混練機本体に水を供給する前に撹拌を行う、
請求項1又は2に記載の減圧混練機。
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