JPH06503997A - 鋳物用古砂の乾式再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 鋳物用古砂の乾式再生装置 発明の分野 本発明は一般に使用済み鋳物用古砂の乾式再生用の装置に関するものであり、特 に前記鋳物用古砂の乾式再生装置において、結合剤被覆および不純物を含む前記 の古砂および室温の空気または最高５５０°Ｃまでに加熱された空気／′ガス混 合物を多室分離器の形をとる機械的浄化段階に供給することができ、そして各分 離室は、両端において開放された上昇管、一つの軸を有する上昇管の上部出口の に方にかつ向い合わせである間隔で配置されかつ前記の古砂／空気または古砂／ ′空気／ガス混合物ジェット流を減速させかつ偏向させる表面から成る集じん器 、前記の空気または前記の空気−ガス混合物を供給するための送風装置、砂を供 給しおよび砂を一つの分離室から他の分離室へそれぞれ運ぶための供給装置、前 記分離器から砂を除去するための装置、結果として生じる被覆物および不純物を 捕集しかつ除去する装置を有する前記の装置に関する。

発明の背景および特徴 そのような装置は、例ズば、ドイツ国特許明細書第２８５６５３６号、ドイツ国 特許公開公報第３９０９５３５号、ヨーロッパ特許Ａ１第００６０３９４号、米 国特許明細書第４２６６６７３号またはドイツ国特許公開公報第２２３３１１１ 号から公知である。

ドイツ国特許明細書第２８５６５３６号によれば、これらの装置の目的は砂粒子 から結合剤被覆を分離するのみならず砂を分離された被覆物およびその他の不純 物から装置の内部でかつ処理の間に分離することである。後者の引例においては 、第２のガス流のための追加の出口孔が上昇管のまわりにこの目的のため周囲に 同じ方向に働く限定された区域の均一の流出を得るように上昇管の周りにある様 式で配列されている。数個の分離室が結合された上部ハウジングボックス中に配 置され、各分離室の衝突板の上方に出口室が配置され、その室の中へ衝突室を出 るガスが分離された物質粒子と共に流れ込む。これらの室は結合排気捕集管に接 続されている。上昇管の出口孔の下にある間隔を置いて各分離室は、衝突板から 下る砂の流れの分流をベール状にして次の分離室へ送るように、またその−万能 の分流は上昇管の入口ノズルに再び送り返されるように構成されているスクリー ン状の捕集装置を有する。全体としてこの装置は高価になりそして分離用カット に関して選別の際に望まれる多量のものを残す。

他の短所は結合物被覆を分離するために大きなカが消費されねばならないことで あり、このため砂粒は衝突板において部分的に破壊されて、砂粒構造が望ましか らぬように変えられる。

消耗を減少させるために、特別の渦流段階が前記公開公報による装置の上昇管の 出口端に設けられている。これにより脱出する空気流は古砂中に念まれた不純物 を伴いながら一部半径方向に拡張され、その結果砂、ちりおよび空気の塊りの上 に衝突し、かくして微粒子を除去し易くなる。この効果を改良するために、衝突 板は比較的さらに下方に伸ばされてその下方の出口の端に締めつけられる。砂粒 からの結合剤被覆の分離はこれにより改良されない。

本発明の目的は初めに述べた装置をさらに発展させて、空間を節杓する設計に伴 なって個々の砂粒から結合剤被覆の分離および選別が著しく改良され、その結果 再生の効果が各分離室において著しく改良されることができて、しかも砂粒構造 が出来るだけ完全に保たれることである。

この問題は使用済みの鋳物用古砂の乾式再生装置において、結合剤被覆および不 純物を含む前記の古砂および室温の空気または最高５５０°Ｃまでに加熱された 空気／ガス混合物を多室分離器の形をとる機械的浄化段階に供給することができ 、そして各分離室は、両端において開放された上昇管、一つの軸を有する上昇管 の上部出口の上方にかつ向い合わせである間隔で配置されかつ前記の古砂／空気 または古砂／空気／ガス混合物ジェット流を減速させかつ偏向させる表面から成 る集じん器、前記の空気または前記の空気−ガス混合物を供給するための送風装 置、砂を供給しおよび砂を一つの分離室から他の分離室へそれぞれ運ぶための供 給装置、前記分離器から砂を除去するための装置、結果として生じる被覆物およ び汚染する（不純な）物質を捕集しかつ除去する装置を有し、かつ前記のまたは 各分離室の前記分離器は前記上昇管を通って上る前記ジェット流を減速させかつ 偏向させる前記の表面に加えて数個の平面エレメントを有し、それらのエレメン トは上昇管の前記の軸のまわりに相互の周囲間隔を置いて配列されており、それ により前記エレメントのそれぞれが偏向されたジェット流の中へ減速させるよう に突き出てそれを部分ジェット流に分割しかつ渦巻きを起させることを特徴とす る鋳物用古砂の再生装置により解決される。

とりわけ、前記装置は、古砂が空気または最高で５５０００に達する程度の、好 ましくはそれより著しく低い、比較的低温の空気／ガス混合物により処理される 工場における乾式再生に適するので、とりわけ古砂の砂粒子から分離される粘度 のような結合剤および光沢剤を再び結合剤として使用することができる。

前記の新規な装置の構成、特に従請求項に従う実施態様に基づいて、各分離室の 集じん器は多数の摩擦および渦巻きを起させる表面が上昇管から出てくる減速さ れかつ偏向された物質の流れに差し出し、それらはこの物質の流れを多数の部分 流に分割して摩擦表面に沿って送りかつ強く渦巻き（ニ起させ、そし７て砂粒が 集じん器の区域において強くかきまぜられる相対的運動に突入するようにさせる 。部分流への再分割およびその限られた空間内での強い渦巻きによる結合剤被覆 の分離の間に高い効率が得られる。同時に、固形物粒子の分別が分離器およびそ の平面エレメントの区域で達成される。比較的粗大な粒子または砂粒は半径方向 に平らなエレメントの区域に留まるが、一方分離された結合剤粒子および微細な 不純物は平面エレメントにより形成されたじゃま板を通って外方に流れる空気流 により上方に運ばれそして除去される。微細な粒子の分離はさらに部分流中への 再分割およびこれに伴う流体混合物の表面の著しい拡大により改良される。上昇 管の軸からいろいろな距離にある平面エレメント（請求項２参照）に沿って、摩 擦を受けながら、下方に運ばれるいろいろな砂粒は強い摩擦効果にさらされ、そ してさらに偏向エレメントを離れるとき選別される。なぜならば担体の空気また は担体の空気／ガス混合物もまた下方に流れ、そして集じん器の平面エレメント を離れると、比較的微細な粒子を上方に運ぶことにより外側へかつ上方へ出口に 向って流れるからである。これは非常に強い浄化効果のみならず確実なかつ効果 ある選別を得るために役立つ。さらに追加の膨張空間または選別のために役立つ 追加の空気を供給するための装置の必要はない。

結果として、本発明の装置はまた比較的簡単に構成することができかつ所要空間 を節約して配置することができる。

その他の従請求項３より１０までは特に好ましい集じん器の実施態様の特徴を含 んでいる。請求項１５および２６に記載の手段は、特に装置が請求項１１より１ ４までに従って構成されている場合に、特に簡単な材料の制御および実質上自動 的に作動し得る小さくまとまった配置へと導く。

さらに有利な特徴は以下の記述において明らかになるであろう。

図面の簡単な説明 本発明は以下に実施態様によりおよび線図についてさらに詳細に説明される。

図１は、本発明による配置が有利に使用されることのできる鋳物用古砂の再生装 置を線図により示す。

図２は、図１による再生装置のため使用できるものとして特に好ましい実施態様 における本発明による配置の断面を示す。

図３は、図２による分離器のための配列において特に好んで使用できるものとし ての分離室を拡大尺度で側面図にかつ一部分割して示す。

図４は、分離室のために使用される集じん器を下方から示す。

図５は、図４の集じん器を垂直断面で示す。および図６は、その−変形の詳細を 示す。

発明の詳細な説明 本発明による装置は工場における使用済みの鋳物砂の乾式再生のため特に有利な 方法で使用されるものであり、この装置では使用済みの鋳物砂は最高５５０°Ｃ に達するに過ぎない比較的低い温度で処理される。特に好ましい実施態様におい て古砂は最初の分離器段階ｌにおいて杓３０００Ｃの温度の空気−ガス混合物で 処理される。古砂は通常あらかじめ金属粒子などを分離することにより準備され てから２において分離器ｌの中へ供給される。前記空気−ガス混合物は送風機４ を通して供給され、そしてバーナーサイクル３０に連結された熱交換器６からバ イブ３を通って来る。熱交換器の排気は２９に供給される。空気−ガス混合物に 関して分離器１は集じん器５を経由して密閉サイクルを形成するように連結され ており、集じん層中で分離器１を出た排気は粉じんを除かれてから再び熱交換器 ６へ供給される。分離された固形物は７で排出される。図示された再生装置の場 合には、７において排出される物質は主として再使用可能な活性結合剤成分から 成り、それらは相当する容器の中に選択されて収容されることができる。

分離された物質の一部はまた燃料としてバーナー３０に供給されることもできる し、空気の一部は加熱されるべき媒体としてバーナーへ供給されることができる 。この場合に、ある程度の新しい空気が前記循環混合物に補給される。

移送管１２を経由して分離器１内で処理された砂は第２分離器１０に達し、そこ で古砂は再び著しく低い温度の再循環空気と共に同様にして処理される。その空 気は送風機工４を通して供給され、その間処理された古砂２２は冷却器２０へ送 りこまれ、そこで砂は送風機２１により望みの操作温度にまで冷却させられる。

そこから砂は管２３を通って砂箱へ輸送される。循環空気は分離器ＩＯから集じ ん器１５に送り込まれる。分離された固形物は空気の一部が新しい空気として供 給されるのと同じ（バーナーへ供給される。なお不足する燃料の量は別に管３１ を通ってバーナーへ供給されることができる。２５において冷却用空気から分離 されてから２７で集められた固形物粒子はまたバーナーへ供給されることもでき るし、一方浄化された冷却用空気は２８において外気中に放出される。

分離器１およびＩＯは実質上同じ様に構成されている。

各分離器ｌまたは１０は一列または多列の並行して連結された数個の分離室３８ ａ乃至３８ｆまたは４８ａその他から成る。

各分離室は他の分離室からハウジング６０．６１　（図３）により分離された独 立したユニットを形成する。前記二二ッ）　ｉ１中間円筒状の下方ハウジング部 ６１および上方のダブルデーバー付きハウジング６０から成る。

■２から明らかブＪように、個々の分離室は傾斜線に沿って流れの方向に密に配 置されている。供給管４０ａおよび！５０ａはそれぞれ空気／ガス混合物または プロセス空気のためのものであり、各分離室の下端に連結されている。捕Ｓ管４ １および５１はそれぞれ分離された被覆物粒子および異物のためのものであり、 これらの管とダブルテーパー４−１きハウジング部材６０はソケット７７を経由 して連結されている。これらの供給管４０ａと５０ａ並びに捕集管４１と５１は また対応する、比較的急な勾配を有する。

図１の２で示される古砂の供給点は、図２においてはベルトコンベヤー３５およ びパケットエレベータ−３６および４６によりそれぞれ図解されている。この場 合に、古砂は下方ハウジング部材６１へ、図３で移送管６８により示されている ような、下方勾配を有する対応の移送管３９を経由して供給される。

図３においてガス／空気混合物または空気のための分配管は６２ａとして示され ている。分離室３８／４８はそれに下方入口接続部６２を経由して接続される。

空気または空気ガス混合物はまた図３に輪郭を破線で画かれているように６２ｂ で供給されることもできる。バルブに似た取り付は部品５３がハウジング６１の 下部に設けられており、これと共に調節装置６５を経由して垂直方向に可動のバ ルブ部ｉＦＡ’６４は空気供給装置の上の下方ハウジング部材６１を閉じること ができるように協力し７て働く。上昇管６６のノズル形入口孔６７は前記バルブ の上のある距離に示されている。ハウジング部材６１の中の砂が空気ダクトの中 −２落ちることを防ぐためにバルブ装置はスタート段階では、バルブの下の空気 の圧力が十分にまさるまで閉じられており、それはバルブが開かれるとき砂を上 昇管６６の中へ確実に送るために役立つ。薄板の形の偏向装置７０が下方ハウジ ング部材６１の中に移送管６９の下かつ導入管６８の上に配置されている。この 板はハウジング６１の内部の半分を覆いかつ出口移送管６９と同じ勾配を有する 。

上昇管の中で上方に送られる砂は前記偏向装置７０に衝突して出口移送管６９の 中へ滑り込むことができる。もし移送管が砂を収容できないときは、過剰の砂は 下方に移動してから再び上昇管６６を通って上方に送られる。

各移送管の端にシャッター９０が設けられることがある。

このシャッターは、ハウジング６１の中で沈下する砂がそのシャッターを閉じる ようにある角度δ（図６）で傾斜させである。シャッターはハウジング６１内の 砂の水準がシャッターの水準の下に落ちるまで開かない。全体の装置を通しての 自動的な流れがこのシャッター９０により達成される。

前記ストップバルブが分離系列の端で開かれると、砂は再びすべての分離器の中 に滑り込み始める。

これにより、装置を通過する砂の流速は簡単に装置内の砂の滞留時間をかつ従っ て再生期間を調節する。

集じん器７５は上方のダブルテーパー付きハウジング部材６０内に、はぼハウジ ング部材６０の最大直径を有する円筒形中間部分の高さて、自由な仕方で配置さ れる。

図４および５に示された好ましい実施態様において、集じん器は平たい、好まし くは円形の集じん板８０を有し、該集じん板は上昇管６６の出口の上の中心にか つ上昇管の軸を横切るように配置されている。集じん板の中央は底の方に向って とがった偏向円錐８２を有する。複数の独立した板状エレメントが板８０からそ れに垂直に下に向いてかつ上昇管６６と並行して突き出ている。各板状エレメン ト８４と８６はそれぞれ平らかまたは内側に凹んでいる。

好ましい実施態様において各板状エレメントは、それぞれ異なる半径を有するピ ッチ円８３および８５に配列されている。この実施態様は二つのそのようなピッ チ円を示している。しかし二つより多くのピッチ円を設けることもまた可能であ る。

好ましくは、各板状エレメントはほぼ長方形の輪郭を有し、より長い中心線は上 昇管の軸と実質上平行している。それらの中心線はまた上昇管軸に対して内側へ または外側へ僅かに傾斜していてもよい。

しかし、前記の板状エレメントの少なくとも一部をＶ字形のまたは半円形のエレ メントに置きかえて前記のように配置することもできる。

半径方向に隣接したピッチ円の板状エレメント８４．８６は互い違いに配列され ている。外側のピッチ円にあるエレメント８６の周囲幅はこれらのエレメントの 間の有効周囲間隔にほぼ相当するかまたは幾分より大きいかである。

半径方向の内側のピッチ円８３上の板状エレメントの周囲幅は、隣接する外側の ピッチ円のエレメント８６の有効周囲間隔にほぼ等しいか、または幾分より小さ いことが好ましい。

上昇管６６を離れる塊状物の流れは偏向円錐８２に衝突し、かくして平面的に拡 げられ、方向を変えられかつ渦巻きを起させられ、そして隣接するピッチ円の板 状エレメントに衝突し、そこで拡張された流れは多数の部分流に分割され、若干 の部分流と共に方向転換および渦巻きを起され、か（して同様に隣接する部分流 に影響を与えかつ渦巻きを起させる。内側のピッチ円のエレメントの間を通過す る部分流は外側の円弧のエレメントに衝突し、そこでそれらは方向転換しかつ渦 巻きを起される。最高に限定された可能空間の中で、強（渦巻く砂の流動床が砂 粒子と、円錐８２、板８０およびエレメント８４と８６などの多数の摩擦表面と の間に強い内部摩擦を伴なって形成する。

この強い機械的摩擦と渦巻きのために結合剤被覆は激しく引き剥がされ、そして 砂粒子の分別並びに砂と分離された被覆物粒子および異物の間の選別が同時に起 る。砂粒子は下方に落ちて、ハウジング部材６１と上昇管の間の環状の貯蔵空間 に達し、一方分離された微粒子と不純物はじゃま板に似た集じん器７５を半径方 向に離れて空気と共に出口接続管７７へ供給される。

ある場合には、偏向エレメント７５の下に下方へ細くなる中空の切頭円錐６６ａ を配置することが役立つことがある。砂粒子は偏向エレメントに衝突するが、空 気のおかげでまた十分なエネルギーと外部運動を有する。一方空気は一部この区 域の平らな形をしたエレメントに沿って下方に流れ去りながら、この領域で砂塊 の運動を横ぎって上方に流れ、かくしてさらに微粒子を引きさらってゆくことが できる。漏斗形ニレメンｌ−６６ａはその下に配置された環状の空洞へ砂の雲を 導く。

空気および微粒子は捕集器４１と５１の中にそれぞれ捕集され、そして分離器へ 供給される。それに粗粒分離器が接続されることもあり、これを通して比較的粗 い粒子が事前に分離されてから、管４１などを通して分離器ｌおよび分離器１０ の供給点へそれぞれ送られる。

もし分離器が検査または修理の理由で停止される場合には、分離室の内にまだ収 容されている砂はバルブエレメント６４を下げることにより勾配つき空気供給管 ４．　Ｏａまたは５０ａを通して下の方へ容易に除去されることができる。

ド２９ フロントページの続き （７２）発明者　ミュラー、エーリッヒ、ドクトルドイツ連邦共和国、Ｄ　−３ ２２０、アルフェルト（ライネ）、アム、ククク、１５ （７２）発明者　ブツィッヒ、エールハルトドイツ連邦共和国、Ｄ−３０００、 ハノーファー、９１、シュターレンヴエーク、３５（７２）発明者　シャールシ ュミット、エカルトドイツ連邦共和国、Ｄ　−３２２０、アルフェルト（ライネ ）、ベルクシュトラーセ、７

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．使用済みの鋳物用古砂の乾式再生装置において、結合剤被覆および不純物を 含む前記の古砂および室温の空気または最高５５０℃までに加熱された空気／ガ ス混合物を多室分離器の形をとる機械的浄化段階に供給することができ、そして 各分離室は −両端において開放された上昇管、 −一つの軸を有する上昇管の上部出口の上方にかつ向い合わせてある間隔で配置 されかつ前記の古砂／空気または古砂／空気／ガス混合物ジェット流を減速させ かつ偏向させる表面から成る集じん器、 −前記の空気または前記の空気−ガス混合物を供給するための送風装置、 −砂を供給しおよび砂を一つの分離室から他の分離室へそれぞれ運ぶための供給 装置、 −前記分離器から砂を除去するための装置、−結果として生じる被覆物および不 純物を捕集しかつ除去する装置 を有する前記の鋳物用古砂の再生装置において、−前記のまたは各分離室の前記 分離器は前記上昇管を通って上る前記ジェット流を減速させかつ偏向させる前記 の表面に加えて数個の平面エレメントを有し、それらのエレメントは上昇管の前 記の軸のまわりに相互の周囲間隔を置いて配列されており、 −それにより前記エレメントのそれぞれが偏向されたジェット流の中へ減速させ るように突き出てそれを部分ジェット流に分割しかつそれに渦巻きを起させるこ とを特徴とする鋳物用古砂の再生装置。
2. ２．数個の平面エレメントが上昇管の軸の廻りに花冠状に少なくとも二つの異な る直径のピッチ円上にかつ一定の周囲間隔を保って配列されていることを特徴と する請求項１に記載の装置。
3. ３．平面エレメントは半径方向に次々に続くピッチ円上で周囲間隔に関して互い 違いに配列されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. ４．上昇管の軸に基づいて、平面エレメント相互の有効周囲間隔は、好ましくは 各ピッチ円上で、いつも平面エレメントの周囲寸法に実質上対応するか、特にご く僅かだけそれより小さいことを特徴とする請求項２に記載の装置。
5. ５．上昇管の軸に基づいて、内側のピッチ円の周囲方向における平面エレメント の幅は次の外側のピッチ円の平面エレメントの、周囲方向で測られた有効間隔に 実質上等しいか、好ましくはそれよりやや少ないことを特徴とする請求項２に記 載の装置。
6. ６．各平面エレメントは、上昇管の軸から見て、上昇管の軸に平行に配置された 平らなまたは少し凹んだ板であり、そしてその表面については、この軸に対して 実質上接線方向のまたは同心円に配置されている板であることを特徴とする請求 項２に記載の装置。
7. ７．各平面エレメントは長方形の輪郭を有しかつ上昇管の軸に平行に、前記軸に 対し接線方向におけるよりも大きい長さを有することを特徴とする請求項６に記 載の装置。
8. ８．平面エレメントは、好ましくは円形の輪郭を有する実質上平面の集じん板か らほぼ垂直に下方へ突き出ていることを特徴とする請求項２より７までのいずれ か１項に記載の装置。
9. ９．集じん板は上昇板と同軸に、好ましくは円錐形の、その頂点が下方を指して いる集じん体を有することを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. １０．集じん板の直径およびピッチ円の半径は、砂と分離された被覆物および汚 染物粒子との選別が集じん器により決められたこの区域で行われるように、上昇 管を離れる物質噴流の速度と直径の関数として選択されることを特徴とする請求 項８に記載の装置。
11. １１．集じん器の平面エレメントの少なくとも一部は、上昇管の軸に平行な視線 方向で見ると、Ｖ字形をしていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
12. １２．一枚の薄板が、次の集じん室の方へ伸びている移送管の方へ向けてハウジ ング内に配置されており、その薄板はハウジングの断面を一部だけ覆っているが 、しかし古砂が排出移送管の中へ薄板の上を滑り込むことができるように配置さ れていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
13. １３．各移送管の端にシャッターが配置されており、そのシャッターはハウジン グ内を下方に沈む砂により、その砂がシャッターの水準の下に落ちてしまうまで 自動的に閉じられていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
14. １４．各分離室の集じんエレメントは分離器ハウジングの両円錐部内に、平板の 半径寸法の少なくとも半分の幅を有する間隙がこの部材の内壁と集じん器の周辺 との間に残るように配置されており、そして上部の切頭円錐が分離された被覆物 質などを除去するための装置に接続されていることを特徴とする請求項１に記載 の装置。
15. １５．流れの方向に、各分離器の隔室がある角度で下方に傾斜した線に沿って、 好ましくは密接して、並んでおり、そして供給と排出並びに移送用の各管が対応 した勾配をもって伸びていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
16. １６．空気または空気／ガス混合物用の供給管が同時に個別のまたは全ての分離 室から砂を排出するための管として構成されていることを特徴とする請求項１に 記載の装置。