NL8200248A - Werkwijze en inrichting voor doseringen van brandstoffen bij de vervaardiging van gieterijzandvormen. - Google Patents

Description

? ; \ . j ι t -4- : vo 2693 ' ;

Werkwijze en inrichting voor doseringen van brandstoffen bij de vervaardiging van gieterijzandvormen. .

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het doseren van brandstoffen bij de vervaardiging van gieterijzandvormen zoals beschreven in de kop van conclusie 1. De uitvinding heeft eveneens betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze.

• 3 Er zijn een groot aantal werkwijzen voor vervaardiging van zand vormen voor gieterij doeleinden bekend, daaronder ook zodanige, waarbij j i door een exotherme reaktie van een gas een drukimpuls wordt opgewekt die’tot verdichting van het zand leidt. Omdat het verbrandingsgas in nauwkeurig bepaalde hoeveelheden of mengverhoudingen aan de verbrandings-10 kamer- moeten worden toegevoerd, om voor alle vormen dezelfde verdich- tingsgraad te. verkrijgen, worden volgens de stand van de techniek twee ’ verschillende hoeveelheidsmeetwerkwijzen toegepast. Hetzij dat uit een gasbron met constante druk gedurende een bepaalde tijd via een gedefinieerde stromingswe er stand gas wordt afgenomen en daardoor een ge— 15 definieer! volume onder normaal druk resp. een gedefinieerde gewichts-hoeveelheid wordt afgenomen, of er wordt via een gasometer direkt het gasvolume gemeten. In beide gevallen zijn de metingen relatief onnauwkeurig en er treden schommelingen, in het brandstofmengsel op, hetgeen leidt tot een niet reproduceerbare verdichtingsgraad van de vormen. In 20 het eerste geval is het constant houden van de druk binnen nauwe grenzen slechts met de grootste moeite en zeer dure regelapparatuur- te bereiken; in het~tweede geval is de druk helemaal niet geregeld en wordt aange-' nomen, dat deze constant is. Het belangrijkste nadeel van deze bekende werkwijzen bestaat echter daaruit, dat het verloop van deze werkwijze 25 te traag is en dat zij bijgevolg slechts beperkt of zelfs helemaal niet kunnen worden toegepast bij stapsgewijze bestuurde vorminrichtingen.

Beoogd wordt, een werkwijze en een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze, waarbij de nadelen van de stand der techniek kunnen worden geelimineerd, en waarmee op eenvoudige wijze een constante 30 gewichtshoeveelheid aan brandstof in relatief korte tijd in de verbran-dingskamer kan worden gebracht.

Volgens de uitvinding vindt dit plaats middels een werkwijze beschreven in de kop van conclusie 1 en door middel van een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze zoals beschreven in de kop van con-35 clusie 33 die verder telkens de in de kenmerkende gedeelten van de con- 8200248 * < * ·.

·* I

-2- I

g I

clusies 1 resp. 5 genoemde kenmerken vertonen.

t

De uitvinding zal in het hierna vatende aan de hand van de tekening nader worden verduidelijkt, waarbij de enkele figuur een. pri-cipeafbeelding toont van de doseerinrichting volgens de uitvinding voor 5 een of meer brandstoffen of brandstofcomponenten naar een vorminrichting

Ineeen eenzijdigopen verbrandingskamer 1 van een vormmachine is een door een motor 3 aangedreven ventilator 2 aangebracht, die tot doel heeft om de gedoseerde brandstof met lucht in een optimale ontste-kingstoestand te brengen. Door een op de open zijde van de verbran-10 dingskamer 1 aangesloten, met zand gevulde vormkast 37 en daarop aange- : bracht vulraam 38, wordt een gesloten verbrandingsruimte gevormd. In deze ruimte-van de verbrandingskamer 1 wordt, voor zover de brandstof niet. voorgemengd is, het- brandstofmengsel opgewekt en door ontsteking middels een bougie k tot exotherme reaktie gebracht.

' 15 Voor de in de arbeids cyclus van de vormvervaardiging geïnte greerde verdichtingsfase is de· verbrandingskamer 1 uitgerust met een . brandstoftoevoer 11 van een ontstekingsinrichting 23 en eveneens met een spoelinrichting 5, 6, T, 10 voor de verbrandingsgassen. Deze gassen kunnen echter· ook via de open zijde van de verbrandingskamer 1 worden 20 afgevoerd. In dit geval wordt de ventilator 2 in de open stand van de verbrandingskamer 1 voor de spoeling gebruikt.

De spoelinrichting voor de verbrandingsgassen kan zijn gevormd uit een met de verbrandingskamer 1 via een aansluiting 5 verbonden, door een motor 10 aangedreven spoelventilator 7 en een regelbaar ven-25 tiel 6, welke via een leiding 26 met de centrale regelinrichting 22 is -verbonden. Via de regelinrichting 22 is ook de motor 10 bedienbaar.

De inrichting voor de brandstoftoevoer bestaat in hoofdzaak • uit een toevoerleiding. 29 > die hetzij door een drukleiding 21 van een leidingnet direkt, of via een compressor, of een voorraadhouder met 30 brandstof wordt gevoed. Bij gebruik van een vloeibare of vaste brandstof is voorzien, dat de toevoer naar de toevoerleiding 29 via een niet nader beschreven voorbereidingsinrichting wordt uitgevoerd.

Op de toevoerleiding 29 is een schakelklep 18 aangesloten, dat hetzij elektrisch hetzij elektropneumatisch bedienbaar is. De 35 klep 18 is enerzijds verbonden met een drukbegrenzingsschakelaar 17s die instelbaar is op een bovenste en een onderste drukgolf, anderzijds met een centrale regelinrichting 22. Bij voorkeur is hierbij een drukbegrenzings schakelaar 17 met een smalle schakelhysterese toegepast.

82 0 0 2 4 8 ........

$

' I

• -3- ' I

.Achter'de schakelklep 18· is eeh doseerhouder 1 opgesteld, waarvan, de ingestelde gasdruk, door middel’van een aangesloten'manometer 16 kan worden af gelezen. De manometer 16 kan door middel van een kraan 15’ worden uitgeschakeld. Bij gebruik van stoffen als brandstofcomponenten 5’ is de doseerhouder ih' bovendien uitgerust met een homogenisator bijv. een mengvleugel hl. Verder is bij gebruik van meerdere brandstofcompo— nenten voor de doseerhouder lh een menghouder ho. voor het mengen van de brandstofcomponenten aan te brengen, of ingeval de menging eerst in de braaderruimte moet plaatsvinden, in het bijzonder'bij gassen,. ; -10 -voor elke brandstof een geschikte doseerhouder te gebruiken. ' 'Voor het .constant houden van de verhoudingen van de brandstof ten opzichte van oxydatiemiddel verdient het de voorkeur, om de tempera-tuur van de verbrandingskamer en de doseerhouder onderling aan te passen.. In een voorkeur suit voering~is een opstelling, waarbij de doseer-15 houder als deel van de verbrandingskamer is uit gevoerd, bijv. als omman— teling van de geleidingshuis iha, geschikt gebleken.

Tussen de doseerhouder 1h en de verbrandingskamer' I is in de leiding 30 een laadklep 13' voor het toevoeren van de brandstof naar de verbrandingskamer 1 opgesteld, welke klep 13’via een' regelinrichting 20 2h met de centrale regelinrichting 22 is verbonden. Hierbij wordt evenals bij de τη 1.1 klep 18, de openingsimpuls door de regelinrichting 22 via een regelinrichting 25, en de sluitimpuls door de drukhegrenzingsscha— kelaar 17 opgeheven. In serie met de laadklep 13 is tussen deze laadklep en de verbrandingskamer 1 een terugslagklep 22'. opgesteld. Deze te— 25 rugslagklep 12 neemt hierbij een explosiedruk met' de verbrandingskamer 1 op, beschermt daarmee de laadklep 13 en schermt deze gelijktijdig af tegen de hoge temperaturen van het'verbrandingsgas,

In de persluchtleiding 32 kan verder een' drukregelaar IJ worden ingebouwd, met behulp waarvan bij grote drukschommelingen' in het 30 persluchtnet van de voor de bediening van de beide kleppen 13’ en 18 benodigde perslucht constant wordt gehouden.

De laadklep 13 is voorzien van een' op de sluitstand daarvan ingestelde eindschakelaar 35, die een stuurimpuls voor·-de ontstekings— inrichting 23 afgeeft, waaruit de uitschakeling van de ontsteking door 35 de bougie ^ plaatsvindt. De aansluiting van de toevoerleiding 30 op de verbrandingskamer 1 vindt plaats via een eindspuitmondstuk 11a.

Bij voorkeur is tussen de onderzijde van de verbrandingskamer 1 en de bovenzijde van het vulraam 8 een veiligheidsschakelaar 36 voor 8200248 .-. i - --—-——--- [ -,. i

-4- I

de‘werkingsvolgorde ingebouwd. ‘ j.

Enerzijds wordt de door de eindschakelaar 35 opge&erën ontsteking slechts dan vrijgegeven, wanneer de schakelaar 36 zich. in de sluit stand bevindt. Anderzijds moet een' inspuiten van brandstof in de • 5 verbrandingskamer t alleen in de sluit stand van de eindschakelaar 36 mogelijk worden gemaakt, d.w.z. wanneer het vulraam 38' en de vormkast 3T de verbrandingskamer T aan de ’ openingszij de vast gesloten houden.

Op dezelfde wijze zal wanneer lit de klep van de spoelinrichting ge— sloten is, de daardoor bediende eindschakelaar 42. zich in de sluitstand : -10 bevinden. Hiertoe worden de- signalen van de schakelaars 35 s 36 en'42 toegevoerd aan een logische UHD-verknoping 39 <

De werkwijze van de beschreven'inrichting is als volgt:

De doseerhouder 14. wordt door middel van de klep 18' tot. een. voorafbepaalde drukgolf bijv. 3 atu, middels een onder' druk staand gas 15 gevuld (vulfase). Bij. het‘bereiken van de drukgolf schakelt de druk— begrenzingsschakelaar- TT de gastoevoer af. Vervolgens wordt de eenzijdig open verbrandingskamer 1 bijv, door middel van de ventilator 2 gespoeld met verse lucht en' aansluitend door een van een opgezet vulraam 38- voorziene vormkast 3? aan de open zijde daarvan afgesloten, In de daarmee 20 . gevormde verbrandingsruimte wordt door het openen van de klèp 33. bij' gesloten klep 18 uit de doseerhouder 34, tot het bereiken van een onderste drukgrens in de doseerhouder l4, gas in de verbrandingsruimte toe— gevoerd. Bij het bereiken van deze onderste drukgrens schakelt.?, de druk— begrenzingsschakelaar 1T de toevoer af en daarna vindt na een vooraf 25 bepaalde tijd een impuls op de ontstekingsinrichting 23 plaats en het ingespoten gas wordt tot een emotherme reaktie gebracht.

Ma het sluiten van de klep 33- wordt de klep 38' géopend, waar— . _ door de doseerhouder l4. tot een voorafbepaalde bovenste drukgrens weer wordt gevuld. Bij het bereiken van deze bovenste drukgrens schakelt de 30 drukbegrenzingsschakelaar 17 de toevoer weer af. Eet gebruik van een drukbegrenzingsschakelaar 17 in bet bijzonder met een kleine schakel— hysterese waarborgt een voor de praktijk bijzonder nauwkeurig doseren van het gas.

Bij gekozen yerhouding van het brandstofmengsel en bij een ge— 35 geven volumeverhouding tussen de verbrandingsruimte en de doseerhouder— ruimte is bij een voorafbepaalde aanvangsdruk daardoor de eihddruk. in - de doseerhouder bepaald. Typische waarden voor- de bovenste en onderste 8200248 : e { -5- · i t drukgrenzen,l:bijv.. bij gebruik van aardgas, zijn "3i~ atu en 0,5 atu.

Bij het.voeden van de doseerhouder door een gasnet, "bijv. een aardgasnet, dat ongeveer onder 3,5 atu staat, is het eenvoudig 3 atu in de doseerhouder te'"bereiken;, ook "bij het gebruik van een voorraad-.. 5 houder met reduceerbare overdruk. Wordt echter met een compressor ge werkt, dan is het om energieredenen gunstiger om een lagere overdruk in de doseerhouder, doch in de plaats daarvan een groter volume, daarvan te kiezen.

. . 1 · De gastoevoer naar de branderruimte. vindt bijgevolg plaats in tO twee fasen, een vulfase en een laadfase. In de vulfase wordt de doseerhouder, om een nauwkeurig· bepaald.hoeveelheid gas te verkrijgen, relatief ',langzaam:::', tot een nauwkeurig vastgelegde bovenste drukgrens gevuld.

In de laadfase daarentegen wordt het gas onder ontspanning van. de druk in de doseerhouder tot het bereiken van een voorafbepaalde drukgrens, 15. door de doseerhouder "snel'’ in de branderruimte gebracht..

Met .een dergelijke inrichting is een nauwkeurige bepaling van de samenstelling van de verhouding lucht-gas bereikbaar, waardoor een absolute, milieuvriendelijke verbranding en eveneens van een gedefinieerde· en reproduceerbare zandverdichtingsgraad wordt gewaarborgd.

2° \ , 82 0 0 2 4 8 -..........- -·---------------------- i

Claims (9)

1. Werkwijze voor het doseren van brandstoffen bij de vervaar- ’ diging van gieterijzandvormen,waarbij via een vorminrichting in een · verbrandingskamer een brandstof of een mengsel van brandstoffen wordt 5 · toegevoerd en dit zelf tot een exotherme reaktie wordt gebrachtmet : het- kenmerk, dat hierbij een doseerhouder met brandstof of een of meer bestanddelen .van een brandstofmengsel tot een bovenste drukgrens wordt gevuld en vervolgens onder afvoer van de brandstof naar de verbrandings-. kamer, de druk tot een onderste drukgrens in de doseerhouder wordt ver- ; ·' i . : -10 ; minderd. _ · ! '*· 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk,’ dat de ver- ; brandingskamer wordt gespoeld met verse lucht en op atmosferischeddruk wordt gebracht, en vervolgens een of meer verschillende brandstoffen, vanuit een of meer doseerhouders in derverbrandingskamer worden geleid. Ί5 . 3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat . ’ . elk bestanddeel van het brandstofmengsel via een eigen doseerhouder 1 aan de· verbrandingskamer- wordt toegevoerd. ’ . k.. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat , als brandstofbestanddeel.,, zowel gasvormige, vloeibare of vaste media 20 worden gebruikt.

5- Werkwijze volgens een van de conclusies 1-l·, met het kenmerk,. dat de boven- en onderdrukgrens in afhankelijkheid van het tem—' peratuurverschil tussen de bedrijfstemperatuur van de doseerhouder en de bedrijf stemperatuur van de verbrandingskamer wordt bepaald.

6. Werkwijze volgens een van de conclusies. 1-U, met het kenmerk, dat-de temperaturen van de doseerhouder en de temperaturen van de ver— brandingskamer afwisselend worden vereffend. ’ 7.. Doseerinrichting behorend bij een vormmachine voor het ver-: vaardigen van gieterij zandvormen met een verbrandingskamer en een met 30 de verbrandingskamer verbindbare vorminrichting en een toevoerinrichting voor een in de verbrandingskamer onder het opwekken van een voor het verdichten van het zand in de vorminrichting bestemde overdruk van de verbrandende brandstof, met het kenmerk, dat in de toevoerleiding (29, 30. voor de brandstof een doseerhouder (1U) is opgesteld, waarin de 35 brandstof vanuit een voorraadhouder, een leidingnet of een compressor onder grotere druk dan in de verbrandingskamer (1) resp. in de verbrandingsruimte tijdens een vulfase kan worden geaccumuleerd, en waarbij-, tussen de tot het bereiken van een bovenste drukgrens ter plaatse van 82 0 0 2 4 8 ~ -7- ί een drukmeetplaats durende ruif as e en een tot het bereiken van een onderste drukgrens durende laadfase, waarbij de brandstof vanuit de doseerhouder (1U) in de verbrandingskamer (l) resp.. in de verbrandingsruimte wordt gêlèid, doormiddel van schakelkleppen (13, 18) wordt omge-. 5 schakeld.

8. Doseerinrichting volgens conclusie J, met het kenmerk, dat de schakelkleppen (13, 18) gestuurde kleppen zijn, die bij het bereiken van een bovenste of onderste drukgrens ter plaatse van de druk-meetplaats, de ihalfase resp. laadfase beëindigen. \

9. Doseerinrichting volgens conclusie 7 of 8, met hetfckenmerk, dat tussen de schakelkleppen (13, 18) een verbinding met de doseerhouder (lU) aangebrachte drukbegrenzingsschakelaar (17) is ingebouwd.

10. Doseerinrichting volgens conclusies 7, 8 of 9, met het < kenmerk, dat voor de doseerhouder of doseerhouders (1U) een menghouder 15 (Uo) voor het mengen van meerdere brandstofcomponenten is opgesteld.

11. Doseerinrichting volgens een der conclusies 7, 8, 9 of 10, met het kenmerk, dat tussen de schakelklep (13) voor de laadfase en de verbrandingskamer (1) een in de richting van de verbrandingskamer (1) openende terugslagklep (12) is opgesteld.

12. Doseerinrichting volgens een van de conclusies 7, 8, 9 of 11, met het kenmerk, dat in de doseerhouder (1U) een menginrichting als homogenisator voor vaste brandstofcomponenten is aangebracht.

13. Doseerinrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de doseerhouder is uitgevoerd als deel van de verbrandingskamer. 25 8 2 0 0 2 4 8 ..........