DE2108181B2 - Vorrichtung zum Aufbereiten, Mischen, Auflockern, Zerteilen oder Kühlen von körnigem Material, insbesondere Gießsand - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbereiten von körnigem Material, insbesondere Gießsand, mit einem das körnige Material aufnehmenden, Rühr- und Misch werkzeuge enthaltenden Behälter.

Es sind bereits Vorrichtungen bekannt die aus einer Kombination von Mischvorrichtungen, Auflockerungsvorrichtungen und Kühlvorrichtungen bestehen. Diese Mischvorrichtungen verfügen beispielsweise über Behälter zur Aufnahme des Mischgutes, in denen rotierende Rührwerkzeuge angeordnet sein können. Die Auflockerungsvorrichtungen bzw. die sogenannten Aeratoren, sind oft mit einer Sandschleuder versehen, um das körnige Material sowohl aufzulockern als auch zu kühlen. Um die Kühlung des körnigen Mischgutes zu beschleunigen, gelangen oft Gebläse in Kühlvorrichtungen zur Anwendung.

Nachteilig ist, daß die einzelnen Vorrichtungen zur Aufbereitung von körnigem Material durch Fördervorrichtungen miteinander verbunden sind, woraus einmal ein verhältnismäßig großer konstruktiver Aufwand für die Kombination der einzelnen Vorrichtungen und zum andern ein großer Platzbedarf resultiert.

Durch die FR-OS 20 03 036 ist eine bereits verbesserte einschlägige Vorrichtung bekannt, bei der das körnige Material in einen in Drehschwingung versetzbaren Behälter eingetragen wird und nach Behandlung unter Rührung ausgetragen wird. Nachteilig ist, daß keine Gewähr bsteht, daß alle Knollen tatsächlich zerkleinert worden sind, so daß Schwachstellen in der Gießform auftreten können. Eine gegebenenfalls nachgeschaltete Zerkleinerungswalze, die in einem Ausführungsbeispiel gezeigt wird, kann zwar noch vorhandene Knollen zerkleinern, jedoch fehlt dann eine Umhüllung mit einem Bindemittel. Nachteilig ist weiterhin, daß beim Vorhandensein von nassen Sandknollen, wenn Brückenbildungen auftreten können, die Rührflügel leerlaufen, so daß Energie verloren geht Für den Weitertransport wird Luft eingeschossen, was Energie kostet Eine geltend gemachte Misch- und Knetwirkung, die alle Einzelkörner umfaßt, ist nicht

ίο gewährleistet, wenigstens nicht in kurzer Zeit Auch sind

Umlenkbleche vonnöten, die aufgewirbelten Sand

erfassen. Die Luftkühlung ist nicht opimal, da sie durch

Wandbohrungen entweichen kann. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden, die Aufbereitung des körnigen Materials wirkungsvoller, sicherer und einfacher mittels

einer einzigen, kompakten Vorrichtung zu gestalten und die Betriebs- und Konstruktionskosten zu senken.

Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des

Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Bei der Aufbereitung von Gießereiform- und Kernsanden, keramischen Massen und ähnlichen Stoffen ist jede Stufe des Aufbereitungszyklus von größter Bedeutung, bei der das meist aus Körnern unterschiedlicher Größe besehende Gemisch homogenisiert und sehr häufig auch mit pulverförmiger], flüssigen oder pastösen Bindemitteln und Zusätzen oder einer Kombination dieser Stoffe vermischt werden muß, wobei beispielsweise im Falle von Gießereisanden auch eine gleichmäßige Umhüllung der Körner mit dem in oft sehr geringen Mengen zugesetzten Elinder in möglichst kurzer Zeit erreicht werden muß. Hierfür sind Knet- und Reibwirkungen innerhalb des Kon.gemisches selbst erforderlich, das heißt, die zugeführte Aufbereitungsenergie muß so vollständig wie möglich in das Mischgut selbst übertragen werden. Die damit zu erreichende Bewegung und Reibung von Korn gegen Korn, das heißt, die Dynamik der Gesamtheit «Jar Oberflächen der

*o beteiligten Körner ergibt die eigentliche Homogenisierung und Umhüllung.

Dadurch, daß das Material durch eine Spalte geschleudert wird, ist die vollständige Zerkleinerung der Sandknollen, sogar von trockenen Kernresten gewähr-

*5 leistet. Dies kann in kürzester Zeit durchgeführt werden, weil bei der Durchlaufbehandlung keine Sicherheitszeiten eingehalten werden müssen. Gleichzeitig und ohne einen Mehraufwand an Energie v/erden durch die relative Drehung der beiden Behälter automatisch die erforderlichen Knet- und Mischwirkungen erzeugt, die alle Körner der Reihe nach gleichmäOig mit zugesetzten Binde- und anderen Mitteln umhüllt. Es geht keine Energie verloren. Brückenbildungen können durch die Schwingungen der Mischwerkzeuge vermieden werden.

Gegebenenfalls kann ein Gebläse zur Anwendung kommen, durch dessen Luftschicht alle Körner vereinzelt hindurchgezwängt werden. Die Behandelten Körner fallen lose auf z. B. ein Transportmittel (Fließband), so daß keine Notwendigkeit einer Druckluftzuführung besteht. Durch die Einstellung des Spaltes kann der Zerkleinerungsgrad bestimmt werden. Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn nur der kleine schüsseiförmige Behälter statt des größeren, oberen Behälters in Drehung bzw. Schwingung versetzt wird. Die Schwin gungseinrichtung kann gegebenenfalls außer Betrieb bleiben.

Die Zeichnung zeigt mehrere Au; führungsbeispiele der Erfindung in vereinfachter Darsfellungsweise, und

F i g. t einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Aufbereitung von körnigem Material,

F i g. 2 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel, welches zwei Vorrichtungen des in der F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispieles aufweist, von denen eine Vorrichtung über der anderen angeordnet ist,

F i g. 3 einen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel einer Aufbereitungsvorrichtung, welche zwei in entgegengesetzter Drehrichtung drehende, durch einen Ringspalt voneinander getrennte Behälter aufweist, in denen Fördervorrichtungen angeordnet sind,

Fig.4 die Anordnung und Ausbildung eines in Drehung in in horizontaler Richtung in Schwingung versetzbaren Rühr- und Mischwerkzeuges, welches in einem Behälter der Aufbereitungsvorrichtung angeordnet ist,

Fig.5 die Anordnung und Ausbildung eines in Drehung und in vertikaler Richtung in Schwingung versetzbaren Rühr- und Mischwerkzeuges, welches ebenfalls in einem Behälter der Aufbereitungsvorrichtung angeordnet ist.

Gemäß dem in der F i g. 1 gezeigten ersten Ausfüh rungsbeispiel ist ein rohrförmiger Behälter 1 der Aufbereitungsvorrichtung mit einem Rahmen 2 fest verbunden. Über der oberen öffnung 3 des Behälters 1 ist eine Fördervorrichtung 4 angeordnet, mit welcher das aufzubereitende körnige Material bzw. der Gießereisand 5 dem Behälter 1 durch die öffnung 3 zugeführt wird. Der Behälter 1 ist vorzugsweise sich nach unten erweiternd ausgebildet, wodurch ein besseres Gleitvermögen des in dem Behälter 1 befindlichen körnigen Materials von oben nach unten erreicht wird. Mit dem Rahmen 2 ist in einer nicht näher dargestellten Weise eine Antriebsvorrichtung 6 für Rühr- und Mischwerkzeuge 7 verbunden, welche in Drehung und gleichzeitig in vertikaler und/oder horizontaler Richtung in Schwingung versetzt werden können, wie dieses auch in den Fig.4 und 5 dargestellt ist. Die Rühr- und ίο Mischwerkzeuge 7 können entsprechend den betrieblichen Erfordernissen, wie bereits bekannt, verschiedenartig ausgebildet sein. Es können beispielsweise stab- oder rechenförmige sowie spiralförmig ausgebildete Misch- und Rührwerkzeuge zur Anwendung gelangen. Der unteren öffnung 8 des feststehenden Behälters 1 koaxial gegenüberliegend ist ein in Drehung und Schwingung versetzbarer, eine obere öffnung 9 aufweisender schüsseiförmiger Behälter 10 angeordnet worden, dessen Seitenwand 11 durch einen ringförmi- so gen Spalt 12 von der gegenüberstehenden Seitenwand 13 des Behälters 1 getrennt ist. Der Behälter 10 steht mit einem Motor 14 in Antriebsverbindung und ist auf einer Welle 15 schwingbar gelagert. Die Lagerung der Welle 15 kann wahlweise so ausgebildet sein, daß der Behälter 10 gegenüber dem Behälter 1 während der Rotation in horizontaler und/oder vertikaler Richtung schwingen kann, wie dieses in der F i g. 1 durch die sirichpunktierte Linie dargestellt ist. Die Lage des Behälters 10 und des mit diasam in Antriebsverbindung stehenden Motors 14 kann mit Hilfe von in Langlöchern 34 des Rahmens 2 geführten Befestigungselementen 16, beispielsweise Schraubenbolzen mit Muttern, in vertikaler Richtung zur Einstellung einer jeweils gewünschten Breite des ringförmigen Spalte« 12 verändert werden. Der Rahmen 2 verfügt im unteren Bereich über eine zylindrische Wand 17, gegen die das körnige Material durch den ringförmigen Spalt 12 in der Richtung der Pfeile 18 geschleudert wird und durch eigene Schwerkraft in einen nicht näher dargestellten Silo fällt. Die zylindrische Wand 17 ist mit einer ringförmigen Abdeckung 19 versehen. Zwischen der inneren Kante 20 der Abdeckung 19 und der äußeren Wand des Behälters 1 befindet sich ein ringförmiger Spalt 21, durch welchen Luft in Richtung der Pfeile 24 über eine ringförmige Kammer 22 mit Hilfe eines Gebläses 23 zur Kühlung des kömigen Materials hindurchgeblasen werden kann.

Gemäß der Betriebsweise zum kontinuierlichen Aufbereiten wird der Gießereisand zunächst mit der Fördervorrichtung 4 dem feststehenden Behälter 1 zugeführt, wobei dieses auf den schüsseiförmigen Behälter 10 fällt und sich in dem Behälter 1 anhäuft Nach dem Erreichen eines vorbestimmten Füllungsgrades des Behälters 1 wird der Mischvorgang durch Inbetriebsetzung der Rühr- und Mischwerkzeuge 7 eingeleitet und anschließend der schüsseiförmige Behälter 10 in eine verhältnismäßig hochtourige, gegenüber der vertikalen Achse exzentrische Schwing- und/oder Rotationsbewegung versetzt Hierdurch wird das Korngemisch 5 durch den in der Breite einstellbaren Ringspalt 12 nach außen gegen die zylindrisch«. Wand 17 geschleudert und gleichzeitig in der gewünschten Weise in einzelne Partikel aufgeteilt. Die Wand 17 kann vorzugsweise aus elastischem Umhüllungsmaterial (Plastik, etc.) bestehen.

Bei dem gemäß Fig. 1 gezeigten Uförmigen Querschnitt des rotierenden und schwingenden schüsseiförmigen Behälters 10 wird erreicht, daß im unteren Teil des rohrförmigen Behälters 1, in welchem eine Schleuderbewegung des Korngemisches 5 und dessen Förderung nach außen eingeleitet werden, eine Reibung von Korngemisch auf Korngemisch erzeugt wird. Hierdurch wird die angestrebte Bewegungsaktivierung im Korngemisch selbst erzielt, so daß Korn auf Korn reibt, und zugesetzte Bindemittel und 2'usatzstoffe aufgeschlossen und gleichmäßig um die einzelnen Körner gehüllt werden. Während des Ausschleuderns de« von der Gießereianlage kommenden, verhältnismäßig hoch temperierten Korngemisches erfolgt ein Wärmeaustausch mit der die Körner umgebenden kühleren Luft und damit eine Kühlung des Korngemisches. Zur Erhöhung der Kühlwirkung kinn das Gebläse 23 eingeschaltet werden, mit welchem Luft in Richtung der Pfeile 24 durch den Schleier 33 des aus dem ringförmigen Spalt 12 ausgeschleuderten Korngemisches hindurch geblasen wird.

Sind Zusatzstoffe oder Binder vorhanden, die über die bloße Oberflächtnspannung oder durch eigentliche Klebwirkung eine mehr oder weniger große Kohäsion in der aufbereiteten Masse ergeben, so darf dieselbe iiichv. klumpig beschaffen sein, sondern soll für die weitere Verarbeitung so lose aufgelockert wie möglich anfallen und gleichmäßig in die einzelnen Körner aufgeteilt sein. Diese Anforderungen werden in einem Arbeitsgang durch die erfindungsgemäße Vorrichtung erreicht.

Nachfolgend sind weitere Ausführungsbeispielc beschrieben:

Das in der F i g. 2 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel stellt eine Aufbereitungsvorrichtung dar, bei welcher zwei Vorrichtungen des ersten Ausführungsbeispieles übereinande ■ angeordnet sind. Hierdurch soll im wesentlichen der Homogenisier-, Misch- und Schleudervorgang wiederholt und damit optimiert werden.

Bei dem in der F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel werden zwei Ströme von Korneemischen,

vorzugsweise in horizontaler Richtung, in zwei rohrförmigen Behältern 24,25 mit Hilfe von Fördervorrichtungen 26,27, beispielsweise Förderschnecken, nicht näher dargestellte Kolben, Membranen oder auch Druckluft, aufeinander zu gefördert. Die beiden rohrförmigen Behälter 24. 25 stoßen bis auf einen schmalen, einstellbaren Ringspalt 12 gegeneinander und bewegen sich exzentrisch schwingend und/oder rotierend entgegengesetzt zueinander. Siehe auch die durch die Pfeile 28 und 29 gezeigte Drehrichtung der Behälter 24,25 und die den Schwingungsbereich der Behälter bezeichnenden strichpunktierten Linien 30. Durch diesen Bewegungsvorgang wird wiederum eine Schleuder-Reibwirkung erzeugt, die das Aufbereitungsgut in sich selbst reiben läßt und es gleichzeitig nach außen fördert und zerteilt.

Die beiden rohrförmigen Behälter 24, 25 können in einer nicht näher dargestellten Weise statt axial auch winkelig zueinander verlaufend angeordnet sein, wodurch zwischen den Enden der Behälter ein ringförmiger Spalt 12 verbleibt, der auf seinem Umfang unterschiedlich breit ist. Durch diese Anordnung der Behälter 24,25 kann die Schwerkraft zur Materialförderung und Reibungsdruckerzeugung ausgenützt werden. Die Breite des zwischen den beiden rohrförmigen Behältern 24, 25 befindlichen ringförmigen Spaltes 12 kann analog zu dem in der Fig. 1 gezeigten ersten Ausfiihrungsbeispiel in der gewünschten Weise eingestellt werden. Zur Kühlung und Durchlüftung des körnigen Materials ist ebenfalls analog zu dem in der Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ein Gebläse 23 vorgesehen, mit welchem Luft über die ringförmige Kammer 31 durch den ringförmigen Kanal 21 in Richtung der Pfeile 32 durch den Schleier 33 des aus dem ringförmigen Spalt 12 geschleuderten Sandes hindurchgeleitet wird.

Aus der Fig.4 ist ein rechenfönmiges Rühr- und Mischwerkzeug 7 zu ersehen, welches an dem Antriebsmotor 6 drehbar und in horizontaler Richtung schwingbar auf einem nicht näher dargestellten Exzenter gelagert und in einem rohrförmigen Behälter angeordnet ist.

Die Fig.5 zeigt ein stabförmiges Rühr- und

in Mischwerkzeug, welches an dem Antriebsmotor 6 drehbar und in vertikaler Richtung schwingbar — beispielsweise mit Hilfe einer von dem Motor 14 angetriebenen Nockenwelle — gelagert ist.

In diesem Zusammenhang ist besonders zu vermer-

\ 5 ken, daß die Lagerung der Rühr- und Mischwerkzeuge 7 an dem Motor 6 auch derart ausgebildet sein kann, daß das Rühr- und Mischwerkzeug 7 während der Rotation sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung schwingt.

Im Sinne der Erfindung sind auch andere Modifikationen möglich. Es kann beispielsweise auch auf einzelne Vorrichtungen, wie auf das Gebläse 23 zur Kühlung des körnigen Materials und auf die Rühr- und Mischwerkzeuge 7 verzichtet werden, wenn sich diese, die Kühl-

>i und Mischwirkung erhöhenden Vorrichtungen infolge eine* zu geringen Anfalls des körnigen Materials als überflüssig erweisen sollten.

Die Vorrichtung eignet sich vorteilhafterweise auch zur Aufbereitung von Sanden verschiedener Zusam-

jo mensetzung, wie beispielsweise die sogenannten CoId-Box- und Hot-Box-Sande sowie von Sanden mit chemisch erhärtenden Bindern, insbesondere Kunstharz, Wasserglas, Zement und verwandte Binder.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Aufbereiten. Mischen, Auflokkern, Zerteilen oder Kühlen von körnigem Material, insbesondere Gießsand, mit einem das körnige Material aufnehmenden. Rühr- und Mischwerkzeuge enthaltenden Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß dem Behälter (1, 24) koaxial ein weiterer Behälter (10,25) zugeordnet ist und deren einander zugewandte öffnungen (8, 9) einen ringförmigen Spalt (12) begrenzen, wobei die Behälter (1,24,10,25) relativ zueinander in Drehung und mindestens einer der Behälter in Schwingungen versetzbar sind

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den ringförmigen Spalt (12) die Öffnung (21) eines Gebläses (23) gerichtet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) rohrförmig, vorzugsweise konisch, der Behälter (10) schüsseiförmig ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Rahmen (2) eine Antriebsvorrichtung (6) für die Rühr- und Misch werkzeuge (7), die in Drehung und gleichzeitig in vertikaler und/oder horizontaler Richtung in Schwingungen versetzbar sind, verbunden ist

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Behälter (24, 25) rohrförmig ausgcoildet sind und jeder Behälter eine Fördervorrichtung {26 ού- r 27) enthält, die das Material zum Ringspr'.t (12) fördert.