Vorrichtung zum Kühlen von Formsand für Giessereien Vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen von Forinsand für Giessereien.
Wird eine Giesserei im Fliessbetrieb betrieben, so können die Umlaufzeiten des Forrnsandes unter 20 Minuten sinken. Bei jedem Abgiessen erwärmt sich der Formsand<B>je</B> nach dem Gewicht des flüssigen Eisens, das in die Formen vergossen wird. Schon nach dem ersten Abgiessen kann der Forinsand für den folgenden Forrnprozess eine unzulässig hohe Temperatur aufweisen. Die Nachteile, die in einer Giesserei durch zu heissen Sand entstehen, zeigen sich darin, dass tongebundene Sande im Feuchtigkeits gehalt zu stark variieren, also sehr veränderliche Ver- formungseigenschaften besitzen.
Im weiteren neigt warmer Formsand, speziell beim Anliegen an Metall- modellplatten infolge Kondensation, zum Kleben. Ferner kann warmer feuchter Forrnsand schlecht oder überhaupt nicht gesiebt werden. Es muss also ein für die Wiederaufbereitung des Formsandes höchst wich tiger Vorgang, das Sieben, wegfallen oder qualitativ ungenügend ausgeführt werden wegen zu grosser Ma schenweite.
Versuche zeigen, dass eine wirksame Kühlung von Fonnsand wirtschaftlich nur durch Verdunsten von Wasser durchgeführt werden kann. Sämtliche Vor schläge, bei denen Forinsand gewirbelt, geworfen, ge siebt, durch urnlaufende Trommeln usw. geführt und hierbei von Kühlluft durchströmt wird, fallen in der Praxis ausser Betracht, da sie den noch bindefähigen Ton, Kohlenstaub usw. im Formsand weitgehend aus tragen, weil diese Beimischungen sich in feinster Ver teilung im Formsand befinden.
Ein bekanntes Verfahren zum Kühlen des Form sandes besteht darin, dass der Forinsand gegebenen falls nach zusätzlicher Befeuchtung in lockerer Schüt- tung auf eine luftdurchlässige Unterlage aufgebracht wird und Luft durch den Forinsand hindurchgeleitet wird, wobei dieser sich gegenüber der luftdurchlässi gen Unterlage in Ruhe befindet. Dieses Verfahren hat sich, wenn heisser Sand gekühlt werden soll, der vor Einleitung des Kühlprozesses stark angefeuchtet wer den darf, bewährt.
Handelt es sich um die Rückküh lung von weniger stark erhitztem Formsand, der vor Durchführung der Kühlung nur wenig oder überhaupt nicht befeuchtet werden darf, so könnte ein Rückküh lung auf die vorgeschriebene Temperatur mit den Massnahmen nach dem bekannten Verfahren nicht erreicht werden. Die Versuche haben gezeigt, dass in diesem Falle die Luftdurchlässigkeit des Forinsandes so stark absinkt, dass die für die Kühlung notwendige Luftmenge nicht mehr durch die Formsandschicht hindurchgeleitet werden konnte, ohne dieselbe stel lenweise zu durchbrechen.
Beim bekannten Verfahren ist die Unterlage mit sehr grob verteilten, relativ grossen Öffnungen ver sehen, die ein absolut freies Durchströmen der Luft zulassen bzw. derselben überhaupt keinen Strömungs widerstand entgegensetzen. Somit kann also die Luft ungehindert in die Sandschicht eintreten. Der Grund für die obenerwähnten, in der Sandschicht auftreten den Durchbrüche ist somit nicht nur in einer ungenü genden Luftdurchlässigkeit des Formsandes zu sehen, sondern auch in der Tatsache, dass die Luft beim Durchtritt durch in der Sandschicht vorhandene Haarkanäle die Tendenz hat, diese Kanäle zu ver grössern oder zu erweitern, was seinerseits wiederum einer Erhöhung der Luftgeschwindigkeit im Kanal ruft.
Wie schon erwähnt, kann die Unterlage dieser Erhöhung der Luftgeschwindigkeit nicht entgegen wirken. Währenddem also durch den erweiterten Ka nal eine relativ grosse, und beim Auftreten von dar aus resultierenden Durchbrüchen, praktisch die ge samte Kühlluftmenge durchtritt, wird die übrige Fläche der Sandschicht von der Luft nicht durch strömt und infolgedessen auch nicht mehr gekühlt.
Die vorliegende Erfindung bezweckt deshalb, eine Vorrichtung zur Kühlung von Forrnsand zu schaffen, welche eine Rückkühlung auch von weniger stark erhitztem Fonnsand zulässt, also z. B.
in Fällen, wo der Formsand nur von 6011 auf<B>300</B> rückgekühlt wer den muss. Die erfindungsgemässe Vorrichtung zeich net sich nunmehr dadurch aus, dass die luftdurchläs sige Unterlage eine Vielzahl von über deren Fläche gleichmässig verteilten Öffnungen mit maximalem Öffnungsquerschnitt von<B>3</B> CM2 pro<B>100</B> cm2 Fläche der Unterlage aufweist, wobei die maximale Distanz der Öffnungen<B>300</B> mm beträgt.
Durch die vorstehend erwähnte Ausbildung kann der Durchtritt der Luft durch die Sandschicht mit Hilfe der Unterlage beeinflusst werden, und zwar einerseits im Hinblick auf eine gleichmässigere Ver teilung derselben und anderseits zur Verhinderung von Durchbrüchen in der Sandschicht.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Er kenntnis, dass beim Durchgang der Luft durch die Sandschicht praktisch in allen Fällen eine laminare Strömung auftritt, währenddem die Strömung durch die Öffnungen in der Unterlage mindestens, wenn in der Sandschicht kritische Strömungsgeschwindigkei ten erreicht werden, im turbulenten Gebiet liegt. Nachdem aber nun der Strömungswiderstand bei Zu nahme der Strömungsgeschwindigkeit in der Unter lage bedeutend stärker zunimmt als in der Sand schicht, wirkt die Öffnung in der Unterlage als Dros selstelle für die Luft und verhindert somit ein An wachsen der Strömungsgeschwindigkeit auf einen Wert, welcher ein Aufreissen der Sandschicht zur Folge hätte.
Anschliessend werden zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen<B>'</B> Vorrichtung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Fig. <B>1</B> einen Längsschnitt durch ein erstes Aus führungsbeispiel einer Kühleinrichtung gemäss Linie I-1 in Fig. 2, Fig. 2 einen Querschnitt gemäss Linie II-II durch die Kühleinrichtung von Fig. <B>1,
</B> Fig. <B>3</B> einen vergrösserten Querschnitt durch eine Trennstelle zwischen zwei Blechabschnitten und eine Luftdurchtrittsöffnung in der Unterlage der Kühlein richtung gemäss Linie III-111 in Fig. 4, Fig. 4 einen Ausschnitt der Unterlage gemäss Fig. <B>1</B> bis<B>3,</B> Fig. <B>5</B> ein Diagramm für den Durchflusswider- stand der Kühlluft durch die Luftdurchtrittsöffnungen und durch den Formsand,
Fig. <B>6</B> einen vergrösserten Querschnitt eines zwei ten Ausführungsbeispieles durch eine Luftdurchtritts- öffnung in der Unterlage der Kühleinrichtung gemäss Linie V-V in Fig. <B>7,</B> Fig. <B>7</B> einen Grundriss der Fig. <B>6,
</B> Fig. <B>8</B> einen Ausschnitt der Unterlage mit<B>Ab-</B> deckungen gemäss Fig. <B>6</B> und<B>7</B> im Grundriss. Ein erstes Ausführungsbeispiel zeigt in den Fig. <B>1</B> bis 4 einen Mischtrog<B>1,</B> in welchem eine Welle mit schräggestellten Schaufeln 2 angeordnet ist und in dem sich Formsand<B>3</B> befindet. Ein Motor 4 treibt die Welle mit den schräggestellten Schaufeln 2 an. Der zu kühlende Sand wird vom Förderband<B>5</B> zu geführt und kann durch eine Düse<B>31</B> befeuchtet wer den.
Der Formsand<B>3</B> verlässt den Mischtrog<B>1</B> durch den Auslauf<B>6.</B> Das Pendelrohr<B>7</B> streut den Form sand in bekannter Weise gleichmässig über die ge samte Breite eines Vibrationsbleches <B>8</B> auf. Das Vi- brationsblech <B>8</B> wird durch eine Unwucht<B>9</B> in Vibra- tion versetzt. Vom Vibrationsblech <B>8</B> -leitet der Formsand in lockerer Schüttung und gleichmässiger Höhe über die gesamte Breite auf die luftdurchlässige Unterlage<B>10,</B> die als Förderband ausgebildet ist.
Das Förderband<B>10</B> besteht aus gelenkig miteinander ver bundenen Blechabschnitten<B>30.</B> Die Trennfugen der einzelnen Blechabschnitte<B>30</B> sind gemäss Fig. <B>3</B> in bekannter Weise durch Gummistreifen 34 abgedich tet. In den Blechabschnitten<B>30</B> sind in gleichmässiger Verteilung Öffnungen<B>25</B> für den Durchtritt der Kühl luft vorgesehen, wie beispielsweise in Fig. 4 dar gestellt. Das Förderband<B>10</B> bewegt sich mit seinem oberen Teil in Richtung des Pfeiles<B>33</B> gemeinsam mit dem über die ganze Breite des Förderbandes lose aufgeschütteten Fonnsand <B>32</B> über einen Kasten <B>11,</B> dessen obere Ränder<B>17</B> gegen die untere Seite des Förderbandes<B>10</B> abgedichtet sind.
Die beiden Rohrleitungen 12 führen die Kühlluft in den Kasten <B>11.</B> Gemäss dem in Fig. <B>1</B> dargestellten Ausführungs beispiel leitet der Kasten<B>11</B> die Kühlluft auf die Un terseite des Förderbandes<B>10.</B> Die Breite des Kastens <B>11</B> entspricht der Breite des Förderbandes<B>10</B> und die Länge des Kastens<B>11</B> erstreckt sich bis minde stens unter die Sandaufgabestelle <B>35.</B> Dadurch wird erreicht, dass Kühlluft schon durch die Öffnungen<B>25</B> tritt, bevor Fonnsand <B>32</B> auf das Förderband<B>10</B> auf geschüttet wird. Diese Massnahme verhindert einer seits ein Verstopfen der Öffnungen<B>25</B> mit Formsand..
anderseits entsteht aber auch eine noch stärker auf gelockerte Schüttung des Formsandes. Mit<B>13</B> ig, eine Haube bezeichnet, durch welche die mit Wasser dampf gesättigte, aus dem Formsand<B>32</B> austretende Kühlluft abgesaugt wird. Am Ende des Förderbandes <B>10</B> ist die Kühlung des Formsandes<B>32</B> beendet und der Sand wird auf ein Band 14 entleert. Das Band 14 führt den Forinsand der Weiterverarbeitung zu. Ein Ventilator<B>16</B> presst die erforderliche Kühlluft durch die Zuleitungen 12 in den Kasten<B>11.</B>
In Fig. 2 ist eine weitere Zuführungsleitung<B>18</B> er sichtlich, welche an der Stelle<B>19</B> in zwei Rohrstränge 20 und 21 aufgeteilt ist. Die beiden Rohrstränge 20 und 21 erstrecken sich quer über die Breite des un teren Stranges des Förderbandes<B>10.</B> Durch Düsen <B>23</B> in den Rohrsträngen 20 und 21 kann Pressluft gegen die beiden Seiten des Förderbandes<B>10</B> gebla sen werden, um allfällig am Förderband<B>10</B> anhaftenden Fonnsand zu entfernen. Durch die Bleche 24 wird Formsand, welcher vom zurückkehrenden Teil des Förderbandes<B>10</B> weggeblasen wurd-. oder abfällt, auf das Band 14 geleitet.
In den Fig. <B>6</B> und<B>7</B> ist in vergrössertem Massstab eine Luftdurchtrittsöffnung <B>25</B> dargestellt. Auf der Oberseite des Förderbandes<B>10</B> sind über den Luft- durchtrittsöffnungen <B>25</B> Abdeckbleche <B>26</B> angeordnet, welche durch Nieten<B>27</B> auf dem Förderband<B>10</B> be festigt sind. Durch Kreuze mit den Bezugszeichen 28 sind die Stellen bezeichnet, an welchen die Kühlluft in den Formsand<B>32</B> eintritt. An Stelle der in Fig. <B>6</B> und<B>7</B> dargestellten Abdeckungen<B>26</B> können auch Abdeckungen mit drei oder mehr Austrittsöffnungen angewendet werden.
In zweckmässiger Weise werden die Abdeckungen<B>26</B> über die Fläche der Blech abschnitte<B>30</B> in gleichmässiger Verteilung angeordnet, wie in Fig. <B>8</B> dargestellt.
Für beide Ausführungsformen ist der Lochdurch messer<B>36</B> und die Verteilung bzw. die Lochdistanz 37derDurchtrittsöffnungensozubemessen,dassminde- stens 1.110 mm Druckabfall in der Unterlage entsteht. Die Fig. <B>5</B> zeigt in einem Diagramm den Durchfluss- widerstand der Kühlluft durch die Luftdurchtrittsöff- nungen und durch den Formsand bei einer Luftmenge zwischen<B>50</B> und<B>300</B> m3 pro Stunde und m2 Kühl fläche.
Unter m2 Kühlfläche ist dabei die nutzbare Fläche der Unterlage, auf die der kühlende Sand auf geschüttet wird, verstanden. Der Pfeil<B>38</B> zeigt die Werte der Luftmenge an, die in der Abszisse aufgetra gen sind. Vom Wert Null der Abszisse an abwärts zeigt der Pfeil<B>39</B> die Werte für den Durchflusswider- stand in der Unterlage an. Die angegebenen Zahlen dieser Ordinate entsprechen dem Druckabfall in der Unterlage in mm Wassersäule. Vom Wert Null der Abszisse an aufwärts gibt der Pfeil 40 den Durchfluss- widerstand durch eine<B>100</B> mm hohe lose aufgeschüt tete Sandschicht bei verschiedenen Feuchtigkeitsgehal ten des Formsandes ebenfalls in mm Wassersäule an.
In den Durchtrittsöffnungen erzeugt die Kühlluft in nerhalb den praktisch anwendbaren Luftmengen und Luftgeschwindigkeiten eine turbulente Strömung. Der Druckabfall verändert sich bei turbulenter Strömung proportional dem Quadrat der Geschwindigkeit. Aus diesem Grunde ergibt der untere Teil des Diagram- mes eine Parabel. Im Formsand erzeugt die durchtre tende Kühlluft eine laminare Strömung, wobei sich der Druckabfall direkt proportional der Geschwindig keit der Kühlluft verändert. Der obere Teil des Dia gramms enthält aus diesem Grunde gerade Linien, welche den Werten für Feuchtigkeitsgehalte von 2 bis <B>7 0/a</B> Wassergehalt des Fonnsandes entsprechen.
Mit gestrichelten Linien 41 ist ein Beispiel in das Dia gramm eingetragen, welches den Druckabfall in der Unterlage und im Formsand für eine Kühlluftmenge von 140 m3 pro Stunde und m2 Kühlfläche angibt. Das Beispiel zeigt, dass bei<B>3,5</B> l/G Wassergehalt für<B>je</B> <B>100</B> mm Sandschicht ein Druckabfall von<B>65</B> mm Wassersäule im Forinsand entsteht, während der Druckabfall in den Durchtrittsöffnungen der Unter lage<B>70</B> mm Wassersäule beträgt.
Sinkt infolge man gelhafter Schüttung des Formsandes der Druckabfall in der Sandschicht auf z. B.<B>50</B> mm Wassersäule ab, so entstehen in der Unterlage, Druck- und Strömungs verhältnisse, wie in Fig. <B>5</B> mit strichpunktierten Linien 42 dargestellt.
Daraus ergibt sich, dass die Luftmenge bei Abfall des Widerstandes in der Sandschicht nicht unbehindert ansteigen kann, da bei Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit der Luft in der Unterlage der Durchflusswiderstand derselben quadratisch zu nimmt, und zwar infolge der praktisch vorherrschen den turbulenten Strömung in den öffnungen <B>25.</B> So mit verhindert die beschriebene Ausbildung der Un terlage bzw. der öffnungen derselben ein Anwachsen der Luftmenge bzw. der Strömungsgeschwindigkeit in der Sandschicht auf ein Mass, bei welchem Sand oder dessen Feinantefle aus der Schicht ausgetragen würden.
Die in den Fig. <B>1</B> bis 4 gezeigte Einrichtung arbei tet wie folgt: über das Förderband<B>5</B> wird der zu<B>küh-</B> lende Forinsand dem Mischtrog<B>1</B> zugeführt und wäh rend des Mischens gleichzeitig, falls notwendig, an gefeuchtet. Der Fonnsand verlässt den Mischtrog<B>1</B> noch warm und wird auf das Förderband<B>10</B> in Iok- kerer Schüttung aufgebracht.
Das Pendelrohr<B>7</B> und das Vibrationsblech <B>8</B> sorgen dafür, dass der Form sand<B>32</B> über die ganze Breite des Förderbandes<B>10</B> in annähernd gleicher Höhe aufgebracht wird. Der Ventilator<B>16</B> presst die Kühlluft durch die Zufuhr- leitungen 12 in den Kasten<B>11</B> und von hier durch die Durchtrittsöffnungen <B>25</B> und den Formsand hin durch.
Für vorzugsweise günstige Betriebsfälle beträgt der Druckabfall beim Durchgang der Kühlluft durch die Unterlage<B>10-50</B> mm Wassersäule pro<B>100</B> mm Schichthöhe des Formsandes. Die in Fig. <B>6</B> bis<B>8</B> dar gestellte Einrichtung arbeitet analog der vorbeschrie- benen Arbeitsweise des Ausführungsbeispieles von Fig. <B>1</B> bis 4. Ein Unterschied besteht nur darin, dass die Kühlluft, welche durch die öffnungen <B>25</B> des För derbandes<B>10</B> gelangt, nicht direkt in den Formsand <B>32</B> eintreten kann.
Die Abdeckungen<B>26</B> bewirken eine Ablenkung der Kühlluft und dadurch eine an dere Verteilung der Eintrittsstellen<B>28</B> der Kühlluft in den Formsand.
Dadurch, dass man vom gesamten Druckabfall beim Durchgang der Kühlluft durch das Förderband <B>10</B> und den Formsand<B>32</B> einen Teil, z. B.<B>5</B> bis<B>25</B> 11/o des Druckabfalles, in das Förderband<B>10</B> verlegt, wird eine intensive Kühlung des Formsandes<B>32</B> ermög licht.
Besteht nämlich örtlich, infolge ungenügender Luftdurchlässigkeit der Formsandschicht <B>32</B> oder we gen zu geringer Höhe derselben eine Gefahr eines Durchbruches der Luft durch den Sand und damit die Gefahr einer Störung des Kühlvorganges, so steigt der Durchgangswiderstand durch die Durchtrittsöff- nungen <B>25</B> an und verhindert wirksam das Aufreissen der Forrnsandschicht <B>32.</B> Diese Massnahme ist auch deshalb so wirkungsvoll, weil die Strömungsgeschwin digkeit der Luft in den Durchtrittsöffnungen <B>25</B> prak tisch im, turbulenten Gebiet und durch den Formsand im laminaren Gebiet liegen.
Gemäss den physikall-- scheu Gesetzen verändert sich der Druckabfall im tur bulenten Strömungsgebiet proportional dem Quadrat der Geschwindigkeit, während er sich im laminaren Strömungsgebiet nur direkt proportional der Strö mungsgeschwindigkeit verändert. Auf diese Weise wird es möglich, auch Forinsand von nur mässiger Temperatur, wie er beim Herstellen dünnwandiger Gussstücke anfällt, auf nahezu Raumtemperatur ab zukühlen. Nach dem beschriebenen Verfahren kann pro m2 Förderband etwa<B>3</B> Tonnen Formsand pro Stunde rückgekühlt werden, ohne Bindeton, Kohlen staub oder andere wertvolle Feinanteile auszutragen.
Device for cooling molding sand for foundries The present invention relates to a device for cooling molding sand for foundries.
If a foundry is operated in continuous operation, the circulation times of the molding sand can drop below 20 minutes. Each time it is poured, the molding sand <B> depending </B> on the weight of the molten iron that is poured into the molds. Even after the first casting, the mold sand can have an impermissibly high temperature for the subsequent molding process. The disadvantages that result from sand that is too hot in a foundry can be seen in the fact that clay-bound sands vary too much in terms of moisture content, ie they have very variable deformation properties.
In addition, warm molding sand tends to stick, especially when it comes into contact with metal model plates due to condensation. Furthermore, warm, moist mold sand can be sifted poorly or not at all. A process that is extremely important for the reprocessing of the molding sand, namely sieving, must be omitted or carried out in an unsatisfactory manner due to the mesh size being too large.
Tests show that an effective cooling of Fonnsand can only be carried out economically by evaporating water. All proposals in which forin sand is whirled, thrown, sieved, passed through rotating drums etc. and is flowed through by cooling air, are disregarded in practice, since they largely carry out the still bindable clay, coal dust etc. in the molding sand, because these admixtures are very finely distributed in the molding sand.
A known method for cooling the molding sand is that the Forinsand, if necessary after additional moistening in loose bulk, is applied to an air-permeable base and air is passed through the Forinsand, which is at rest opposite the air-permeable base. This method has proven itself when hot sand is to be cooled that is strongly moistened before the initiation of the cooling process.
If it is a question of the re-cooling of less strongly heated molding sand, which may only be slightly or not at all moistened before cooling is carried out, a re-cooling to the prescribed temperature could not be achieved with the measures according to the known method. The tests have shown that in this case the air permeability of the Forin sand drops so much that the amount of air required for cooling could no longer be passed through the molding sand layer without breaking through it in places.
In the known method, the pad is seen with very roughly distributed, relatively large openings ver that allow absolutely free flow of air or oppose the same no flow resistance at all. This means that the air can enter the sand layer unhindered. The reason for the above-mentioned breakthroughs occurring in the sand layer is therefore not only to be seen in the insufficient air permeability of the molding sand, but also in the fact that the air tends to close these channels when it passes through the hair channels in the sand layer enlarge or expand, which in turn causes an increase in the air speed in the duct.
As already mentioned, the underlay cannot counteract this increase in air speed. While a relatively large amount of cooling air passes through the enlarged channel, and practically the entire amount of cooling air when it occurs, the remaining area of the sand layer is not flowed through by the air and consequently is no longer cooled.
The present invention therefore aims to create a device for cooling mold sand which allows recooling of less strongly heated mold sand, so z. B.
in cases where the molding sand only needs to be recooled from 6011 to <B> 300 </B>. The device according to the invention is now characterized in that the air-permeable base has a plurality of openings evenly distributed over its surface with a maximum opening cross-section of <B> 3 </B> CM2 per <B> 100 </B> cm2 surface of the base having, wherein the maximum distance between the openings is <B> 300 </B> mm.
Due to the above-mentioned design, the passage of air through the sand layer can be influenced with the aid of the substrate, on the one hand with regard to a more even distribution of the same and on the other hand to prevent breakthroughs in the sand layer.
The present invention is based on the knowledge that when the air passes through the sand layer, a laminar flow occurs in practically all cases, while the flow through the openings in the substrate at least when critical flow speeds are reached in the sand layer, in the turbulent area lies. But now that the flow resistance increases significantly more than in the sand layer when the flow velocity increases, the opening in the base acts as a throttle point for the air and thus prevents the flow velocity from growing to a value that would tear it open the sand layer would result.
Subsequently, two exemplary embodiments of the device according to the invention are explained with reference to the drawings. They show: FIG. 1 a longitudinal section through a first exemplary embodiment of a cooling device according to line I-1 in FIG. 2, FIG. 2 a cross section according to line II-II through the cooling device from FIG > 1,
FIG. 3 shows an enlarged cross section through a separation point between two sheet metal sections and an air passage opening in the base of the cooling device according to line III-111 in FIG. 4, FIG. 4 shows a section of the base according to FIG Fig. <B> 1 </B> to <B> 3, </B> Fig. <B> 5 </B> a diagram for the flow resistance of the cooling air through the air passage openings and through the molding sand,
FIG. 6 shows an enlarged cross section of a second exemplary embodiment through an air passage opening in the base of the cooling device according to line VV in FIG. 7, FIG. 7 B> a floor plan of FIG. <B> 6
</B> Fig. 8 </B> a section of the base with <B> covers </B> according to Fig. <B> 6 </B> and <B> 7 </B> in Layout. A first embodiment example shows in FIGS. 1 to 4 a mixing trough 1 in which a shaft with inclined blades 2 is arranged and in which molding sand 3 is B> is located. A motor 4 drives the shaft with the inclined blades 2. The sand to be cooled is fed from the conveyor belt <B> 5 </B> and can be moistened by a nozzle <B> 31 </B>.
The molding sand <B> 3 </B> leaves the mixing trough <B> 1 </B> through the outlet <B> 6. </B> The pendulum tube <B> 7 </B> spreads the molding sand in a known manner evenly over the entire width of a vibration plate <B> 8 </B>. The vibration plate <B> 8 </B> is set in vibration by an imbalance <B> 9 </B>. From the vibrating plate <B> 8 </B> the molding sand guides in loose bulk and at a uniform height over the entire width onto the air-permeable base <B> 10 </B>, which is designed as a conveyor belt.
The conveyor belt <B> 10 </B> consists of articulated sheet metal sections <B> 30. </B> The separating joints of the individual sheet metal sections <B> 30 </B> are according to FIG. <B> 3 </ B > Tet in a known manner by rubber strips 34 sealed. In the sheet metal sections <B> 30 </B> openings <B> 25 </B> are provided in a uniform distribution for the passage of the cooling air, as shown for example in FIG. 4. The conveyor belt <B> 10 </B> moves with its upper part in the direction of the arrow <B> 33 </B> together with the Fonnsand <B> 32 </B> which is loosely poured over the entire width of the conveyor belt Box <B> 11 </B> whose upper edges <B> 17 </B> are sealed against the lower side of the conveyor belt <B> 10 </B>.
The two pipes 12 guide the cooling air into the box 11. According to the embodiment shown in FIG. 1, the box 11 guides the cooling air to the Underneath the conveyor belt <B> 10. </B> The width of the box <B> 11 </B> corresponds to the width of the conveyor belt <B> 10 </B> and the length of the box <B> 11 </ B > extends to at least below the sand feed point <B> 35 </B> This ensures that cooling air passes through the openings <B> 25 </B> before Fonnsand <B> 32 </B> hits the Conveyor belt <B> 10 </B> is poured on. On the one hand, this measure prevents the openings <B> 25 </B> from being clogged with molding sand.
on the other hand, there is also an even more loosened pouring of the molding sand. <B> 13 </B> ig, denotes a hood through which the cooling air, saturated with water vapor and emerging from the molding sand <B> 32 </B>, is sucked off. At the end of the conveyor belt <B> 10 </B>, the cooling of the molding sand <B> 32 </B> is ended and the sand is emptied onto a belt 14. The belt 14 feeds the Forinsand for further processing. A fan <B> 16 </B> presses the required cooling air through the supply lines 12 into the box <B> 11. </B>
In FIG. 2, a further feed line <B> 18 </B> can be seen, which is divided into two pipe strings 20 and 21 at the point <B> 19 </B>. The two pipe strings 20 and 21 extend across the width of the lower strand of the conveyor belt <B> 10. </B> Through nozzles <B> 23 </B> in the pipe strings 20 and 21, compressed air can be applied against both sides of the Conveyor belt <B> 10 </B> in order to remove any mold sand adhering to the conveyor belt <B> 10 </B>. Molding sand which has been blown away by the returning part of the conveyor belt <B> 10 </B> is passed through the metal sheets 24. or falls off onto the belt 14.
An air passage opening <B> 25 </B> is shown on an enlarged scale in FIGS. <B> 6 </B> and <B> 7 </B>. On the top of the conveyor belt <B> 10 </B> are arranged over the air passage openings <B> 25 </B> cover plates <B> 26 </B>, which are attached by rivets <B> 27 </B> are attached to the conveyor belt <B> 10 </B>. The points at which the cooling air enters the molding sand 32 are designated by crosses with the reference numerals 28. Instead of the covers shown in FIGS. 6 and 7, covers with three or more outlet openings can also be used.
The covers <B> 26 </B> are expediently arranged over the surface of the sheet metal sections <B> 30 </B> in a uniform distribution, as shown in FIG. 8.
For both embodiments, the hole diameter <B> 36 </B> and the distribution or the hole distance 37 of the passage openings must be dimensioned such that at least 1,110 mm pressure drop occurs in the base. FIG. 5 shows in a diagram the flow resistance of the cooling air through the air passage openings and through the molding sand with an air quantity between <B> 50 </B> and <B> 300 </ B > m3 per hour and m2 of cooling surface.
The m2 cooling surface is the usable area of the base on which the cooling sand is poured. The arrow <B> 38 </B> shows the values of the air volume that are plotted on the abscissa. From the value zero on the abscissa downwards, the arrow <B> 39 </B> shows the values for the flow resistance in the base. The numbers given on this ordinate correspond to the pressure drop in the substrate in mm of water column. From the value zero on the abscissa upwards, the arrow 40 indicates the flow resistance through a <B> 100 </B> mm high loosely poured sand layer with different moisture contents of the molding sand, also in mm water column.
In the passage openings, the cooling air generates a turbulent flow within the practically applicable air quantities and air speeds. In turbulent flow, the pressure drop changes proportionally to the square of the speed. For this reason the lower part of the diagram is a parabola. The cooling air passing through creates a laminar flow in the molding sand, with the pressure drop changing in direct proportion to the speed of the cooling air. For this reason, the upper part of the diagram contains straight lines, which correspond to the values for moisture contents from 2 to <B> 7 0 / a </B> water content of the Fonn sand.
With dashed lines 41 an example is entered in the diagram, which indicates the pressure drop in the substrate and in the molding sand for a cooling air volume of 140 m3 per hour and m2 cooling surface. The example shows that with <B> 3.5 </B> l / G water content for <B> per </B> <B> 100 </B> mm sand layer, a pressure drop of <B> 65 </B> mm of water column arises in the Forinsand, while the pressure drop in the openings in the underlay is <B> 70 </B> mm of water column.
If the pressure drop in the sand layer drops to z. B. <B> 50 </B> mm water column, pressure and flow conditions arise in the base, as shown in FIG. 5 with dash-dotted lines 42.
This means that the amount of air cannot increase unhindered when the resistance in the sand layer drops, since the flow resistance of the air increases quadratically as the flow velocity of the air in the substrate increases, due to the turbulent flow in the openings <B > 25. </B> The described formation of the underlay or the openings of the same prevents an increase in the amount of air or the flow speed in the sand layer to an extent at which sand or its fine particles would be discharged from the layer.
The device shown in FIGS. 1 to 4 works as follows: The forin sand to be <B> cooling </B> is transferred to the mixing trough via the conveyor belt <B> 5 </B> B> 1 </B> and at the same time moistened during mixing, if necessary. The mold sand leaves the mixing trough <B> 1 </B> while it is still warm and is poured onto the conveyor belt <B> 10 </B> in a loose fill.
The pendulum tube <B> 7 </B> and the vibration plate <B> 8 </B> ensure that the mold sand <B> 32 </B> over the entire width of the conveyor belt <B> 10 </B> is applied at approximately the same height. The fan <B> 16 </B> presses the cooling air through the supply lines 12 into the box <B> 11 </B> and from here through the passage openings <B> 25 </B> and the molding sand.
For preferably favorable operating cases, the pressure drop when the cooling air passes through the support is <B> 10-50 </B> mm water column per <B> 100 </B> mm layer height of the molding sand. The device shown in FIGS. 6 to 8 operates analogously to the previously described mode of operation of the exemplary embodiment of FIGS. 1 to 4. There is one difference only in that the cooling air, which passes through the openings <B> 25 </B> of the conveyor belt <B> 10 </B>, cannot enter the molding sand <B> 32 </B> directly.
The covers <B> 26 </B> cause a deflection of the cooling air and thereby a different distribution of the entry points <B> 28 </B> of the cooling air into the molding sand.
The fact that one part of the total pressure drop when the cooling air passes through the conveyor belt <B> 10 </B> and the molding sand <B> 32 </B>, e.g. B. <B> 5 </B> to <B> 25 </B> 11 / o of the pressure drop, moved to the conveyor belt <B> 10 </B>, an intensive cooling of the molding sand <B> 32 </ B> enables light.
If there is a risk of the air breaking through the sand locally, due to insufficient air permeability of the molding sand layer <B> 32 </B> or because the same is too low, and thus the risk of disrupting the cooling process, the resistance through the passage increases openings <B> 25 </B> and effectively prevents tearing of the molding sand layer <B> 32. </B> This measure is also so effective because the flow rate of the air in the passage openings <B> 25 </ B > are practically in the turbulent area and due to the molding sand in the laminar area.
According to the laws of physics, the pressure drop in the turbulent flow area changes proportionally to the square of the speed, while in the laminar flow area it changes only directly proportional to the flow speed. In this way, it is also possible to cool forin sand of only moderate temperature, such as occurs when manufacturing thin-walled castings, to almost room temperature. According to the process described, about <B> 3 </B> tons of molding sand can be recooled per m2 of conveyor belt per hour without discharging binding clay, coal dust or other valuable fine particles.