CN105044289A - 一种覆膜砂制芯或浇铸时释放烟气的检测设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铸造业技术领域，尤其涉及一种覆膜砂制芯或浇铸时释放烟气的检测设备及方法。其中，本发明提供的覆膜砂制芯或浇铸时释放烟气的检测设备，包括烟气发生装置和烟气循环装置，烟气发生装置和烟气循环装置通过管路连接构成闭合回路，同时在管路上设置气体传感器，通过将覆膜砂放入烟气发生装置内加热，来模拟制芯及浇铸的环境，同时通过管路上设置的气体传感器来检测覆膜砂在制芯及浇铸产生的烟气的组成及烟气的浓度，与采用分光光度计进行测量的方法相比，本申请提供的装置对烟气组分及浓度的测量更加全面准确高效；另外通过烟气循环装置驱动管路内的烟气流通，管路内各部分的烟气浓度均匀，测量的结果更加准确，测量效率更高。
Description
技术领域
本发明涉及铸造业技术领域，尤其涉及一种覆膜砂制芯或浇铸时释放烟气的检测设备及方法。
背景技术
随着铸造行业绿色化进程的不断深入发展，对现有铸造辅料的环保特性也不断的提出挑战，覆膜砂在制芯温度条件下具有良好的低气味性及高温浇铸时危害烟气的产生率，这样可以改良制芯车间及浇铸车间工人的工作环境；其在要求能够满足现有制芯工艺的基础上，降低有害挥发物的气化物量，以减少对环境的污染。
覆膜砂在制芯或浇铸的过程中通常会释放氨气、甲醛、苯酚等有害物质，这些有害物质挥发到空气中，对工人的身体健康造成危害，同时会严重的污染环境；在浇铸或制芯过程中，覆膜砂上残留的有害物质会进一步的挥发出来，影响铸件的成品率，同时对环境造成严重的污染，尤其是氮氧化合物，过多过量的排放会造成光化学烟雾，最终危害人类的健康。
目前，对于覆膜砂的品质，普遍关注的是覆膜砂的强度、发气、灼烧减量等指标，对于制芯过程中释放的烟气特性缺乏有效的检测手段，部分树脂厂采用将烟气通入水中吸收，然后采用分光光度计的方法来测试氨气及甲醛苯酚的含量。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：目前缺少用于检测覆膜砂在制芯时释放烟气的特性的装置和方法，而使用分光光度计测量只能够测量氨气、甲醛和苯酚等少数的几种烟气，测量存在一定的局限性，并且测量效率也较低。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种覆膜砂制芯或浇铸时释放烟气的检测设备，包括烟气发生装置和烟气循环装置，所述烟气发生装置和烟气循环装置通过管路顺次连接形成闭合回路，所述烟气循环装置用于驱动管路内烟气循环流动，所述管路上设置有气体传感器，所述气体传感器用于检测管路内烟气的组成及烟气的浓度。
其中，所述烟气发生装置为管式炉，所述管式炉上设置有分别与所述管路连接的出气管和回气管；所述回气管上还设置有加料口。
其中，所述烟气循环装置为无油真空泵。
其中，所述管路包括第一管路、第二管路、第三管路和第四管路，所述第一管路的一端与所述回气管连接，另一端通过第一三通阀与第二管路连接，所述第四管路的一端与所述出气管连接，另一端通过第二三通阀与所述第三管路连接，所述无油真空泵的吸气端与第三管路连接，排气端与第二管路连接；所述气体传感器设置在第二管路上。
其中，所述第四管路内设置有过滤除尘机构。
其中，所述过滤除尘机构为玻璃纤维网。
其中，所述第四管路上还设置有冷凝器，且所述冷凝器位于过滤除尘机构和第二三通阀之间。
其中，所述第二管路上设置有干燥管，所述干燥管位于无油真空泵和空气传感器之间。
其中，所述第二管路上还设置有转子流量计，所述转子流量计位于干燥管与第一三通阀之间。
本发明还提供了一种覆膜砂制芯或浇铸时释放烟气的检测方法，包括以下步骤：
S1，打开管式炉开关，升温至预设温度；
S2，调节第一三通阀和第二三通阀，使烟气发生装置和烟气循环装置之间构成闭合回路；
S3，将砂样放入烟气发生装置内加热2-10分钟；
S4，启动烟气循环装置，驱动烟气发生装置内产生的烟气在管路内流动；
S5，在气体传感器上显示的数值稳定后记录数据；
S6，调节第一三通阀和/或第二三通阀，将管路内的烟气排放出去，使气体传感器归零。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供了一种膜砂制芯或浇铸时释放烟气的检测设备，包括烟气发生装置和烟气循环装置，烟气发生装置和烟气循环装置通过管路连接构成闭合回路，同时在管路上设置气体传感器，通过将覆膜砂放入烟气发生装置内加热，来模拟覆膜砂制芯及浇铸时的环境，同时通过管路上设置的气体传感器来检测覆膜砂在制芯及浇铸产生的烟气的组成及烟气的浓度，与传统的采用分光光度计的进行测量方法相比，本申请提供的装置对烟气组分测量更加全面准确、测量效率更高；另外，由于整个装置构成一个闭合回路，管路内的烟气浓度均匀，测量更加准确，同时还可以通过烟气循环装置驱动管路内的空气流通，进一步对管路内的烟气进行混合，确保管路内各部分的烟气分布均匀，进一步提高测量的准确性
附图说明
本发明上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明实施例所述的膜砂制芯或浇铸时释放烟气的检测设备的示意图。
其中，图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
1、管式炉，11、出气管，12、回气管，13、加料口，2、无油真空泵，21、吸气端，22、排气端，3、第一管路，31、第一三通阀，4、第二管路，41、气体传感器，42、转子流量计，43、干燥管，5、第三管路，51、第二三通阀，6、第四管路，61、冷凝器，62、过滤除尘机构，63、温度传感器。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种覆膜砂制芯或浇铸时释放烟气的检测设备，包括烟气发生装置和烟气循环装置，所述烟气发生装置和烟气循环装置通过管路顺次连接形成闭合回路，所述烟气循环装置用于驱动管路内烟气循环流动，所述管路上设置有气体传感器41，所述气体传感器41用于检测管路内烟气的组成及烟气的浓度。
本发明提供的膜砂制芯或浇铸时释放烟气的检测设备，包括烟气发生装置和烟气循环装置，烟气发生装置和烟气循环装置通过管路连接构成闭合回路，同时在管路上设置气体传感器41，通过将覆膜砂放入烟气发生装置内加热，来模拟制芯及浇铸温度下，覆膜砂燃烧或者加热的环境，并通过烟气循环装置驱动管路内的空气流通，确保促使管路内各部分的烟气浓度均匀，同时通过管路上设置的气体传感器41来检测覆膜砂在制芯及浇铸产生的烟气的组成及烟气的浓度，气体传感器41能够测量烟气的范围更广(苯酚、、甲醛、一氧化碳、二氧化碳、氨气、苯乙烯、苯、二甲苯、氮氧化合物、等烟气浓度的检测)，与分光光度计的方法相比，其对烟气组分及浓度的测量更加全面准确；本发明提供的检测机构结构简单、测量更加容易，测量的效率更高。并且由于整个装置构成一个闭合回路，管路内的烟气浓度均匀，测量更加准确，测量效率更高。
优选地，所述烟气发生装置为管式炉1，所述管式炉1上设置有分别与所述管路连接的出气管11和回气管12；管式炉1能够适应高温范围更广(温度在200-1600℃)，可以同时适应覆膜砂低温及高温环境下的加热环境的模拟，进而可以检测覆膜砂在不同温度下产生烟气的种类和浓度，即可以同时满足覆膜砂制芯时(温度为230-250℃)和覆膜砂浇铸时(温度1000-1400℃)的温度要求，当然也可以根据加热温度的需求，将加热炉替换成其他加热装置，如加热盘、加热箱等，同样能够实现本申请的目的，其宗旨未脱离本发明的设计思想，应属于本发明的保护范围。
具体地，所述回气管12上还设置有加料口13，所述加料口13上设置有密封盖，通过设置密封盖可防止在进行测量时管式炉1或者管路内的烟气泄露，造成测量误差，影响测量的准确度；进行实验时，可以打开密封盖来向管式炉1内添加砂样。
优选地，所述烟气循环装置为无油真空泵2，通过无油真空泵2来使回路内的烟气流通，使得回路内的烟气的更加均匀，进而提高测量的准确性；当然，所述烟气循环装置也可以为如排风扇等其他装置，通过排风扇设置在第一管路3、第二管路4、第三管路5或第四管路6内，同样也可以实现加快回路内烟气循环流动的速度，使得回路内的烟气混合更均匀。
优选地，所述管路包括第一管路3、第二管路4、第三管路5和第四管路6，所述第一管路3的一端与所述回气管12连接，另一端通过第一三通阀31与第二管路4连接，所述第四管路6的一端与所述出气管11连接，另一端通过三通阀与所述第三管路5连接，所述无油真空泵2的吸气端21与第三管路5连接，排气端22与第二管路4连接；所述气体传感器41设置在第二管路4上。
其中，所述第四管路6内设置有过滤除尘机构62，所述过滤除尘机构62为设置在第四管路6内的玻璃纤维网，通过玻璃纤维网来过滤、去除覆膜砂燃烧时产生的固体颗粒物(如没有完全燃烧的碳颗粒等)，进而保证测量的准确性。
具体地，所述第四管路6上还设置有冷凝器61，且所述冷凝器61位于过滤除尘机构62和第二三通阀51之间，管式炉1内产生的烟气先经过过滤装置过滤，之后，在经过冷凝器61降温，通过冷凝器61对管式炉1内产生的高温烟气(700-800℃)进行冷却，在冷却至合适温度(室温)后进入到集气罐内进行测量，能够保证测量的准确性；优选地，采用水冷的方式进行冷却，当然也可以采用其他的冷却方式，同样能够实现本申请中对管式炉1内的烟气进行冷却的目的；其中在冷凝器61和第二三通阀51之间还设置有温度传感器63，所述温度传感器63用于测量从冷凝器61出来的烟气的温度，确保可以准确的控制管路内烟气温度，以防止烟气的温度过高影响测量的准确性。
进一步地，所述第二管路4上设置有干燥管43，所述干燥管43位于无油真空泵2和空气传感器之间，通过无油真空泵2排气端22排出的烟气进入干燥管43内进行干燥，以去除烟气内由于覆膜砂在加热温度为230-300℃的加热的过程中会出现一定的水蒸气，水蒸气与烟气混合可能会对检测的结果造成影响，因此通过干燥管43对覆膜砂加热产生的烟气进行干燥，保证测量结果的准确性。
进一步地，所述第二管路4上还设置有转子流量计42，所述转子流量计42位于干燥管43与第一三通阀31之间，通过转子流量计42来测量回路内烟气的流量，进而来测量覆膜砂在浇铸或者制芯环境下产生的烟气内所包含的烟气的种类和浓度。
本发明还提供了一种覆膜砂制芯或浇铸时释放烟气的检测方法，包括以下步骤：
S1，打开管式炉1开关，升温至预设温度(按照覆膜砂制芯或者浇铸时的条件来确定，制芯时的温度为250-300℃，优选为260℃；覆膜砂浇铸时的温度为1000-1400℃)；
S2，调节第一三通阀31和第二三通阀51，使烟气发生装置和烟气循环装置之间构成闭合回路，即：使第一管路3和第二管路4连通，第三管路5和第四管路6连通，进而使整个闭合回路内的烟气能够循环流动，同时打开冷凝器61对管式炉1内出来的高温烟气进行冷却；
S3，称取适量的砂样(15g)，将砂样放入烟气发生装置内，并在恒温区域加热2-10分钟，优选地在恒温区加热5分钟，此时砂样恰好符合覆膜砂在制芯或者浇铸时的燃烧环境和燃烧时间，使覆膜砂燃烧的更加充分，可提高测量结果的准确性；
S4，启动烟气循环装置，驱动烟气发生装置内产生的烟气在管路内流动，时整个闭合回路内的烟气分布均匀，此时气体传感器41的测量更加准确；
S5，在气体传感器41上显示的数值稳定后记录数据；
S6，调节第一三通阀31和/或第二三通阀51，将管路内的烟气排放出去，使气体传感器41归零；具体包括两个步骤，首先打开加料口13处的密封盖同时调节第一三通阀31使得第二管路4与外界空气连通，同时调节第二三通阀51，使第三管路5和第四管路6连通，此时外界空气从加料口13出进入同时通过第一三通阀31排出构成一个排气线路，启动无油真空泵2将闭合回路内的烟气(主要是管式炉1内的烟气)排出，完成初步烟气排放工作；其次，在气体传感器41现实的数值达到100以下时，调节第二三通阀51使得第三管路5与外界空气连通，此时从第二三通阀51进入的空气从第一三通阀31排出，此时启动无油真空泵2将回路内的烟气(主要为第三管道和第二管道内的烟气)排出，此时在排气过程中回路内的烟气不经过管式炉1和第四管路6，排放烟气的阻力更小，排放的速度更快；直至传感器归零，此时将管式炉1内残余的覆膜砂样品收集出来；然后重复上述步骤进行下一组实验。
采用上述方法，来检测覆膜砂在制芯时产生的烟气的种类和浓度，测量更加便捷、容易，并且使用气体传感器41来测量，测量的准确性、全面性更好，同时测量的效率也更高。
综上所述，本发明提供了一种膜砂制芯或浇铸时释放烟气的检测设备，包括烟气发生装置和烟气循环装置，烟气发生装置和烟气循环装置通过管路连接构成闭合回路，同时在管路上设置气体传感器，通过将覆膜砂放入烟气发生装置内加热，来模拟制芯及浇铸温度下，覆膜砂燃烧或者加热的情况，并通过烟气循环装置驱动管路内的空气流通，确保促使管路内各部分的烟气浓度均匀，同时通过管路上设置的气体传感器来检测覆膜砂在制芯及浇铸产生的烟气的组成及烟气的浓度，并且由于整个装置构成一个闭合回路，管路内的烟气浓度均匀，测量更加准确，测量效率更高，同时气体传感器能够测量烟气的范围更广，与采用分光光度计进行测量的方法相比，对烟气组分测量更加全面准确；并且本发明提供的检测机构结构简单、测量更加容易，测量的效率更高。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种覆膜砂制芯或浇铸时释放烟气的检测设备，其特征在于：包括烟气发生装置和烟气循环装置，所述烟气发生装置和烟气循环装置通过管路顺次连接形成闭合回路，所述烟气循环装置用于驱动管路内烟气循环流动，所述管路上设置有气体传感器(41)，所述气体传感器(41)用于检测管路内烟气的组成及烟气的浓度。
2.根据权利要求1所述的覆膜砂制芯或浇铸时释放烟气的检测设备，其特征在于：所述烟气发生装置为管式炉(1)，所述管式炉(1)上设置有分别与所述管路连接的出气管(11)和回气管(12)；所述回气管(12)上还设置有加料口(13)。
3.根据权利要求2所述的覆膜砂制芯或浇铸时释放烟气的检测设备，其特征在于：所述烟气循环装置为无油真空泵(2)。
4.根据权利要求3所述的覆膜砂制芯或浇铸时释放烟气的检测设备，其特征在于：所述管路包括第一管路(3)、第二管路(4)、第三管路(5)和第四管路(6)，所述第一管路(3)的一端与所述回气管(12)连接，另一端通过第一三通阀(31)与第二管路(4)连接，所述第四管路(6)的一端与所述出气管(11)连接，另一端通过第二三通阀(51)与所述第三管路(5)连接，所述无油真空泵(2)的吸气端(21)与第三管路(5)连接，排气端(22)与第二管路(4)连接；所述气体传感器(41)设置在第二管路(4)上。
5.根据权利要求4所述的覆膜砂制芯或浇铸时释放烟气的检测设备，其特征在于：所述第四管路(6)内设置有过滤除尘机构(62)。
6.根据权利要求5所述的覆膜砂制芯或浇铸时释放烟气的检测设备，其特征在于：所述过滤除尘机构(62)为玻璃纤维网。
7.根据权利要求6所述的覆膜砂制芯或浇铸时释放烟气的检测设备，其特征在于：所述第四管路(6)上还设置有冷凝器(61)，且所述冷凝器(61)位于过滤除尘机构(62)和第二三通阀(51)之间。
8.根据权利要求7所述的覆膜砂制芯或浇铸时释放烟气的检测设备，其特征在于：所述第二管路(4)上设置有干燥管(43)，所述干燥管(43)位于无油真空泵(2)和空气传感器之间。
9.根据权利要求8所述的覆膜砂制芯或浇铸时释放烟气的检测设备，其特征在于：所述第二管路(4)上还设置有转子流量计(42)，所述转子流量计(42)位于干燥管(43)与第一三通阀(31)之间。
10.一种覆膜砂制芯或浇铸时释放烟气的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，打开管式炉(1)开关，升温至预设温度；
S2，调节第一三通阀(31)和第二三通阀(51)，使烟气发生装置和烟气循环装置之间构成闭合回路；
S3，将砂样放入烟气发生装置内加热2-10分钟；
S4，启动烟气循环装置，驱动烟气发生装置内产生的烟气在管路内流动；
S5，在气体传感器(41)上显示的数值稳定后记录数据；
S6，调节第一三通阀(31)和/或第二三通阀(51)，将管路内的烟气排放出去，使气体传感器(41)归零。
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