DE2108181C3

DE2108181C3 - Vorrichtung zum Aufbereiten, Mischen, Auflockern, Zerteilen oder Kühlen von körnigem Material, insbesondere Gießsand

Info

Publication number: DE2108181C3
Application number: DE2108181A
Authority: DE
Inventors: F Szatmari
Original assignee: Georg Fischer AG
Current assignee: Georg Fischer AG
Priority date: 1970-04-03
Filing date: 1971-02-20
Publication date: 1981-01-22
Also published as: CH507754A; DE2108181A1; GB1345260A; DE2108181B2; FR2085822A1; SE375252B; FR2085822B1; US3712593A

Description

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

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

Nachteilig ist. daß die einzelnen Vorrichtungen zur Aufbereitung von körnigem Material durch Fördcrvorrichtungen miteinander vcrhunden sind, woraus einmal ein verhältnismäßig großer konstruktiver Aufwand fur die Kombination der einzelnen Vorrichtungen und zum andern ein großer Plal/bcdarf resultiert.

Durch die I ROS 20 03 03b ist eine bereits verbesserte einschlägige Vorrichtung bekannt, bei der das rkörnige Material in einen in Drehschwingung vcrsclzbarcn Behälter eingetragen wird und nach Behandlung Unter Rührung ausgetragen wird. Nachteilig ist, daß keine Gewähr bslehl, daß alle Knollen laisächlich Zerkleinert worden sind, so daß Schwächslellcn in der Gießform auftreten können, Eine gegebenenfalls nat'ligcschallele ZCfkleihertmgswälzc, die in einem Ausfuhrungsbeispiel 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 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 gestallen und die Betriebs- und Konstruktionskosten zu senken.

Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des

-° Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen gehen ans den I Iniernnsnriichen hervor.

Bei der Aufbereitung von Gießereiforni- und Kernsanden, keramischen Massen und ähnlichen Stoffen ist jede Stufe des Aufbereitungszyklus von größter Bedeutung, bei der das meist aus Körnern unterschiedlicher Größe bestehende Gemisch homogenisiert und sehr häufig auch mit pulverförmiger flüssigen oder pastösen Bindemitteln und Zusätzen oder einer Kombination dieser Stoffe vermischt werden muß.

wobei beispiels veise im Falle von Gießereisanden auch eine gleichmütige Umhüllung der Körner mil dem in ofi sehr geringr ι Mengen zugesetzten Binder in möglichst kurzer Zeit erreicht werden muß. Hierfür sind Knet- und Reibwirkungcn innerhalb des Korngemisches 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 Gcsamlhe" der Oberflächen der beieiliglcn Körner ergibt die eigentliche I lomogenisierung und Umhüllung.

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

⁴^ leistet. Dies kai' in kürzester Zeil durchgeführt werden, weil bei der Durchlaufbehandlung keine Sichcrhcits/eiten eingehallen werden müssen. Gleichzeitig und ohne einen Mehraufwand an Energie werden durch die relative Drehung der beiden riehaller automatisch die

Ό erforderlichen Knei und Mischwirkungen erzeugt, die alle Körner der Reihe nach gleichmäßig mit zugesetzten Binde und anderen Mitteln umhüllt Fs geht keine 1 ncrgie verloren, llrückcnbildungcn können durch die Schwingungen der Mischwerkzeuge vermieden werden

v> Gegebenenfalls kann ein Gebläse /ur Anwendung kommen, durch dessen l.iiflsclmhi alle Körner verein zelt hindurchgezwängl werden. Die Behandelten Körner fallen lose auf z. 15. ein Iransporlmillcl (I licUhaiul). so daß keine Notwendigkeil einer Driickluftzuführung besieht Durch die I'.insiellting des Spaltes kann der Zerklcitierungsgrad bcslimml werden. Ls lsi weiterhin vorteilhaft, wenn nur der kleine schüsselförmigc Behälter stall des größeren, oberen Behälters in Drehung bzw. Schwingung versetzt wird. Die Schwin-» gungscinrichtiing kann gegebenenfalls außer Betrieb bleiben.

Die Zeichnung zeigt mehrere Ausfiihrungsbci.spiele der Erfindung in vereinfachter Diirslcllungsweise, und

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zwar

F i g. I einen .Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung /ur Aufbereitung von körnigem Material.

Fig.2 einen Schnitt durch ein /weites Ausführung!»- "> beispicl, welches zwei Vorrichtungen des in der F i g. 1 ge/.eigten 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 ic entgegengesetzter Drehrichtung drehende, durch einen Ringapalt 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 versetzbare Rühr- und Mischwerkzeuges, welches ebenfalls in einem Behälter der Aufbereitu.'gsvoiriLhlung angeordnet ist.

Gemäß dem in der Fig. I gezeigten ersten Ausfuhrungsbeispiel ist ein rohrförmiger Behälter 1 der Aufbereitungsvorrichtung mit einem Rahmen 2 iest verbunden. Über der oberen Öffnung 3 des Behalters 1 ist eine Fördenorrichtung 4 angeordnet, mit welcher das auf/ubereiiende körnige Material bzw. der Gieße rcisand 5 dem Behaltet 1 durch die Öffnung 3 zugeführt wird. Der Behälter 1 ist vorzugsweise sich nach unten erweiternd ausgebildet, wodurch ein besseres Gleitvet mögen 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 & für Rühr- und Mischwerk-2cugc 7 verbunden, welche in Drehung und gleichzeitig in vertikaler und/oder horizontaler Richtung in Schwingung versetzt werden können, wie dieses auch in den Fig. i und 5 dargestellt ist. Die Ruhr- und Mischwerkzeuge 7 können entsprechend den betrieblichen Erfordernissen, wie bereits bekannt, verschiedenartig ausgebildet sein. Es können beispielsweise stab- oder rechenförmige sowie spiralförmig ausgebildete Misch- und Riihrwerkzeuge zur Anwendung gelangen. Der untcen Öffnung 8 des festst henden Behälters I koaxial gegenüberliegend ist ein in Drehung unj Schwingung versetzbarer, eine obere Öffnung 9 •ufweisender schüsseiförmiger Behälter 10 angeordnet worden, dessen Seitenwand 11 durch einen ringförmigen 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 wählend der Rotation in horizontaler und/oder vertikaler Richtung schwingen kann, wie dieses in der F ι g. 1 dutch die strichpunktierte Linie dargestellt ist. Die lage des Behälters 10 und des mit diesem in An'.riebsverbindung sichenden Motors 14 bo kann mit Hilfe von in Langlöchern 34 des Rahmens 2 geführten Befestigungselemciitcn 16, beispielsweise Schraubenbolzen mit Müttern, iii vertikaler Richtung zur Einstellung einer jeweils gewünschten Breite des ringförmigen Spaltes 12 verändert werden. Der Rahmen 2 verfügt im unteren Bertiich über eine zylindrische Wand 17i gegen die 'Jms körnige Material durch den ringförmigen Spalt 12 in i-'er Richtung der Pfeile 18 geschleudert wird und durch eigene Schwerkrall in einen nicht näher daigestellten Silo fällt. Die zylindrische Wand 17 ist mit einer ringförmigen Abdeckung 19 versehen. Zwischen der inneren Kante 20 der Abdeckung 19 und der aulleren Wand des Behälters I 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 körnigen Materials hindurchgeblasen werden kann.

Gemäß der Betriebsweise zum kontinuierlichen Aufbereiten wird der Gießereisand zunächst mi; 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 hochlourige. gegenüber der vertikalen Achse exzentrische Schwing und/oder Rotationsbewegung \.ersc.zt. Hierdurch wird das Korngemisch 5 durch den in der Breite einstellbaren Ringspalt 12 nach außen gegen die zylindrische Wand 17 geschleudert und gleichzeitig in der gewitschten Weise in einzelne Partikel aufgeteilt. Die Wand 17 kann vorzugsweise aus elastischem UrnhuiiungMiiatcriai (Plastik, etc.) bestehen

Bei dem gemäß F ι g. 1 gezeigten U-formigen Querschnitt des rotierenden und schwingenden schüs selförmigen Behälters 10 wird erreicht, daß im unteren Teil des rohrförmigen Behalters 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 Bewegungsaklivierung im Korngemisch selbst erzielt, so daß Korn auf Korn reibt, und zugesetzte Bindemittel und Zusatz'.ioffcaufgeschlossen und gleichmäßig um die einzelnen Körner gehüllt werden. Während des Ausscrneuderns des 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 kann Jas 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 Oberflächenspannung oder durch eigentliche Klcbwirkung eine mehr oder weniger große Kohäsion in der aufbereiteten Masse ergeben, so darf diese'be nicht klumpig beschauen 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 Ausführungsbeispicle beschrieben:

Das in der F ι g. 2 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel stellt eine Aufbereitungsvorrichtung dar, bei Welcher zwei Vorrichtungen des ersten Ausführungsbeispieles übereinander angeordnet sind. Hierdurch soll im Wesentlichen der Homogenisier', Misch- und Schleudervöfgartg wiederholt und damit optimiert werden.

Bei dem in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel werden zwei Ströme von Korngcmischen,

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 bcidtn rohrförmigen Behälter 24, 25 stoßen bis auf einen schmalen, einstellbaren Rilfgspalt 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 ttewegungsvorgang wird wiederum eine Sehleudcr-Rcibwirkutig erzeugt, die das Aufberciuihgsgui 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 Rcibtingsdruckerzcugun,3; ausgenützt werden. Die Breite des zwischen den beiden rohrförmigen Behältern 24, 25 befindlichen ringförmigen Spaltes 12 kann analog zu dem in der Fig. I 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 Ausfiihrungsbcispiel 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 liindurchgeleiiet wird.

Aus der Fig.4 ist ein rechenförmiges Rühr- und Mischwerkzeug 7 zu ersehen, welches an dem τ Antriebsmotor 6 drehbar und in horizontaler Richtung schwingbar auf einem nicht nnlier dargestellteil Exz?ntcr gelagert wu\ in einem rohrförmigen Uchiitfer angeordnet ist.

Die Fig. 5 zeigt ein slabföriiiiges Rühr- und

in Mischwerkzeug, welches an dem Antriebsmotor 6 drehbar und in vertikaler Richtung schwingbar — beispielsweise riiit Hilfe einer von dem Motor (4 angetriebenen Nockenwelle — gelagert ist.

In diesem Zusammenhang ist besonders /u venuerkcn, daß die Lagerung der Rühr- und Mischwerk/euge 7 an dem Motor 6 auch derart ausgebildet sein kann, dall 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. Hs kann beispielsweise auch auf einzelne Vorrichtungen, wie auf das Gebläse 23 zur Kühlung des körnigen Materials und auf die Rühr- und Mischwerkzcugc 7 verzichtet werden, wenn sich diese, die Kühl- und Mischwirkung erhöhenden Vorrichtungen infolge eines zu geringen Anfalls des körnigen Materials als überflüssig erweisen sollten.

Die Vorrichtung eignet sich vortcilhaficrweise auch zur Aufbereitung von Sauden verschiedener Zusam-

JO hiensctzung, wie beispielsweise die sogenannten CoId-Box- und Hol-Box-Sandc sowie von Sunden mit chemisch erhärtenden Binderfr. insbesondere Kunstharz. Wasserglas. Zement und verwandte Binder.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Aufbereiten. Mischen, Aiiflokkern. Zerteilen oder Kühlen von körnigem Material, insbesondere Gießsand, mit einem das körnige Material aufnehmenden. Rühr- und Mischsverkzeuge 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 I, 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. Vorzugs* Jse 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 Mischwerkzeuge (7), die in Drehung und gleichzeitig in vertikaler und/oder horizontaler Richtung in Schwingungen versetzbar sind, verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß beide Behälter (24, 25) rohrförmig ausgebildet sind und jeder Behälter eine Fördervorrichtung (26 oder 27) enthält, die das Material /um Ringspalt (12) .ordert.