DE2408981C3

DE2408981C3 - Verfahren zur Reinigung von Schüttgütern durch Zentrifugalkräfte sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2408981C3
Application number: DE19742408981
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim 5241 Niederfischbach Scheel
Original assignee: ALB KLEIN KG 5241 NIEDERFISCHBACH
Current assignee: ALB KLEIN KG 5241 NIEDERFISCHBACH
Priority date: 1974-02-25
Filing date: 1974-02-25
Publication date: 1979-11-08
Also published as: DE2408981A1; DE2408981B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Schüttgütern durch Zentrifugalkräfte, insbesondere zum Reinigen und Regenerieren von Gießereisanden, unter Verwendung im Strom der zu reinigenden Schüttgüter einragender Strömungshemmer sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise durch die FR-PS 21 22 568 bekannt geworden; in einem zylindrischen Gefäß werden die Sandpartikel gegen an der Zylinderwandung — parallel zur Zylinderachse — angeordnete Prallrippen geschleudert und sind dabei einem erheblichen Kornverschleiß ausgesetzt.

Bei einer anderen üblichen Vorrichtung wird der Formsand in einen konstanten Luftstrom eingeleitet und zu einer hängenden Prallglocke emporgetragen. Beim Aufprall der Sandkörner auf die Innenseite der Prallglocke verlieren jene ihre kinetische Energie und werden von anhaftenden Staubteilchen od. dgl. befreit. Als nachteilig hat sich hierbei der hohe Energieaufwand für große Luftmengen erwiesen; letztere setzen entsprechend leistungsstarke Filter voraus und bedingen einen hohen Verschleiß an der Einblasstelle des zur Prallglocke führenden Vertikalrohres, zudem eine geräumige Bauweise für den Fall, daß man mehrere solcher Prallglocken nebeneinanderstellen möchte.

Ähnliche Mangel treten bei einem anderen Verfahren auf, bei dem vermöge einer Mischdüse der Sand in einen Luftstrom unter Bildung von Turbulenzen eingeleitet wird; letztere führen zwar zu einer besseren Reinigung des Sandes — gegenüber dem vorab geschilderten Verfahren —, gleichzeitig jedoch zu vermehrtem Verschleiß. Hierbei soll dem zu reinigt-nden Sand zur Erzeugung einer Scheuerwirkung ein Reinigungsmittel zugesetzt werden, beispielsweise Neusand, der ohnehin später beim erneuten Mischprozeß dem Regener_it beigegeben v.-ird und durch seine unverbrauchte kantige Hülle den Abtrennprozeß für Kunstharzhüllen — die den Sandkern teilweise umgeben — vorteilhaft unterstützt.

Außerdem ist durch die Schrift zum deutschen Patent 24 06 834 vorgeschlagen worden, an einem Knie einer Sand fördernden Leitung zur besseren Führung des Sandes eine Kaverne vorzusehen, in welcher sich während des Fördervorganges ein Sandpolster aufstauen kann.

Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, ein eingangs erwähntes Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, bei denen ein hoher Verschleiß der Strömungshemmer oder Prallorgane, ein unerwünschtes Zerschlagen von Sandkörnern sowie hohe lnvestitions- und Wartungskosten vermieden wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt ein Verfahren, bei dem das zu reinigende Schüttgut mit hoher Geschwindigkeit gegen ein Schüttgutbett als Prallpolster getrieben und durch Reibung an und/oder in diesen aufgeschlossen und/oder gereinigt wird.

Die Anwendung der Fliehkraft gestattet eine günstige Konstruktion der zur Durchführung des Verfahrens verwendeten Vorrichtung bei verhältnismäßig geringem Bauvolumen; darüber hinaus kann eine Änderung der Fliehkraft leicht gesteuert werden. Das statische Sand- oder Schüttguibett bietet günstige Bedingungen für das Aufschließen der Kornhüllen und zur Abnahme von Fremdkörpern, schützt dahinterliegende Maschinenteile effektvoll vor Verschleiß und verhindert vor allem die Zerstörung der auftreffenden Körner in einem bislang nicht bekanntem Maße.

Als besonders günstig hat es sich erwiesen, das Schüttgutbett gegen die Drehrichtung der die Zentrifugalkräfte erzeugenden Kornbahnen des zu reinigenden Schüttgutes zu bewegen, wodurch sich die Umfangsgeschwindigkeit addiert nutzen lassen.

Erfindungsgemäß kann das zu reinigende Schüttgut — bei untereinander angeordneten Stufen unter Einwirkung der Schwerkraft — durch mehrere hintereinandergeschaltete statische Schüttgutbetten — unter Nutzung von Fliehkräften — getrieben werden.

Das Zusammenspiel von Fliehkraft und Schwerkraft führt zu einer bestechend günstigen Energiebilanz bei außergewöhnlich einfacher Bauweise der erforderlichen Vorrichtung. Letztere wird unterstützt durch ein weiteres Erfindungsmerkmal, wonach quer zur Fliehebene der Schüttgutkörner, und bevorzugt gegen die Hauptförderrichtung der Körner, ein Gas- oder Luftstrom zieht.

Dieser Luftstrom reißt schwebende Verunreinigungen sowie möglicherweise entstehende Abgase mit sich aus dem Schüttgut und leitet sie — beispielsweise zu einer Filteranlage — ab; die verbrauchte Luft kann nach ihrer Reinigung dem Verfahrensgang wieder zugeleitet werden, was die Forderung nach geringem Verbrauch zuzuführender Energie und Reinigungsmittel erfüllt.

Im Rahmen der Erfindung lieg! bei einer Vorrichtung mit wenigstens einem um eine etwa vertikale Achse drehbaren Einlaufteller und einer ihn in Abstand umgebenden etwa zylindrischen Fangwand, daß von dieser zumindest ein zu jener Achse gerichteter und dem Einlaufteller zugeordneter Fangkranz zur Bildung eines Schüttgutbsttes abragt; das zu reinigende Schüttgut wird jenem Einlaufteller zugeführt und von ihm — bei seiner Rotation — gegen die Fangwand

ίο getrieben; dank des/der dort vorgesehenen horizontalen oder bodenwärts etwas geneigten Kranzes/Kränze staut sich auf diesem/diesen das bereits beschriebene Schüttgutbett an und bildet eine schräg abfallende Böschung, an der ankommende Körner nach unten gleiten.

Bevorzugtermaßen wird die Fangwand drehbar ausgeführt, beispielsweise an einer eigenen — zur Welle des Einlauftellers koaxialen — Drehwelle gelagert. Sie kann auch vermöge eines mit der Drehwelle verbundenen Antriebs gegen die Rotationsrichtung jenes Tellers gedreht werden; sowohl die Fangwand als auch der/die Einlaufleller können bezüglich ihrer Drehzahl gesteuert werden, denn diese muß in Abhängigkeit von gewünschter Durchsatzleistung und der Beschaffenheit des Schüttgutes einstellbar sein.

Zur Vorgabe der Durchsatzleistung dient auch — nach einem anderen Merkmal der Erfindung — ein am Einlaufteller vorgesehener Austragspalt oder entsprechende Öffnungen, deren Spalt- oder Öffnungsweite verändert zu werden vermag.

Bevorzugtennaßen wird jener Austragspalt von einer etwa horizontal drehbaren Bodenplatte des Einlauftellers einerseits sowie einem diese umgebenden Kragen anderseits gebildet; letzterer kann aus einem sich nach oben verjüngenden Blechring bestehen, welcher — im Längsschnitt der Vorrichtung gesehen — mit der Hauptachse der Drehwelle/n einen stumpfen Zenitoder Längsschnittwinkel von beispielsweise 40° einschließt. Diese Formgebung verhindert das Festsitzen des — über ein Zulaufrohr — auf den Einlaufteller bzw. die Bodenplatte geschütteten Sandes und gewährleistet somit die Betriebssicherheit.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die geschilderte Fangwand entweder als Kragen eines unter dem Einlaufteller drehbaren Austragtellers ausgebildet oder gar ein Teil eines in jenen Einlaufteller umgebenden Gehäuses oder eine darin vorgesehene Zylinderwandung ist; die letztgenannten Ausführungen werden besonders vorteilhaft dann Anwendung finden, wenn mehrere Einlaufteller zu einem Aggregat zusammengefaßt sind, z. B. untereinander an einer gemeinsamen Drehwelle sitzen. Hierbei ist dann jedem der Einlaufteller ein schulterartiger Wandvorsprung zugeordnet, der das Sandbett für diesen Einlaufteller trägt; jeder dieser Vorsprünge geht in einen sich nach unten verjüngenden Trichter über, der den fallenden Sand dem jeweils nachgeschalteten Einlaufteller zuleitet. Bei dieser Ausführungsform bilden sich auf den Wandvorsprüngen verhältnismäßig lockere Sandkränze oder -betten, in weiche der vom Einlaufteller abgeschleuderte Sand tief einzudringen vermag; dies wiederum hat eine sehr günstige Reinigung bei geringster Kornbeanspruchung zur Folge.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird über dem/den Einlaufteller/n eine Absaugvorrichtung für einen unterhalb der/des Einlaufteller/s zugeführten Luftstrom vorgesehen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus

is: Sb

der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbcispiclc sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 bis 3 schematisierte Längsschnitte durch verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäßer Vorrichtungen mit jeweils einem Einlaufteller;

Fig.4 den schematisierten Längsschnitt durch eine mehrstufige Vorrichtung mit einer Drehwelle;

Fig. 5 den schematisierten Längsschnitt durch eine andere mehrstufige Vorrichtung mit zwei Drehwellcn und einem die Einlauftellcr umgebenden drehbaren Zylindermantel.

Eine Rcinigungs- oder Regeneriervorrichtung Q\ für Gießereisand S weist in einem Gehäuse B mit zylindrischer Wandung 1, horizontalem Deckel 2 und trichterartig ausgebildeten Auslragsockel 3 einen dem Deckel 2 etwa parallelen Einlauftellcr 4 auf; dieser besteht aus einer Bodenplatte 5 und einem diese deckelwärls umgebenden Kragen 6, welcher — im Längsschnitt der Vorrichtung Q\ gesehen — zur Hauptachse A des Gehäuses B unter Bildung eines stumpfen Zcnitwinkels c von z. B. 40° geneigt ist. Zwischen dem Kragen 6 und der Bodenplatte 5 befindet sich ein umlaufender Spalt 7 mit verstellbarer Spallweited

Der Einlauftellcr 4 lagert am unteren — freien — Ende 8 der Welle 9 eines auf den Deckel 2 oder einer über diesem verlaufenden Quersirebe 2., montierten Motors Mund wird von letzterem in Rotation versetzt. Durch ein geneigtes Einlaufrohr 10, dessen Maul 11 sich nahe der in der Hauptachse A liegenden Drehwelle 9 über dem Einlaufteller 4 findet, kann letzterem Sand S zugefördert werden.

Bei Rotation des Einlauftellers 4 fliehen die einzelnen Sandkörner 5 mit hoher Geschwindigkeit durch den Spalt 7 zur Gehäusewandung 1 (s. Fig. 1), an der sie nach unten fallen und auf dem Gehäuseboden 12 zwischen Gehäusewandung 1 und Austragssockel 3 einen Sandkranz oder ein Sandbett 13 bilden; nachfolgende Sandkörner Sprallen auf das Sandbett 13, die kineiische F.nergie wird vernichtet und das Sandkorn gereinigt. Das gereinigte Sandkorn 5 fällt durch einen Bodenspalt 14 in den Austragsockel 3.

Beim Ausführungsbeispiel Qi ist zwischen Einlaufteller 4 und Gehäuse ßein jenem paralleler Austragsteiler

16 aus einer profilierten Bodenplatte 15 größeren Durchmessers und diese umgebendem Vertikalkragen

17 vorgesehen. Dieser Austragteller 16 sitzt auf der — ebenfalls in die Hauptachse A fallenden — Welle 18· eines zweiten Antriebes Mu der an einer der Austragsockel 3 querenden Strebe 19 lagert.

Hier prallt der vom rotierenden Einlaufteller 4 abgeschleuderte Sand S zuerst gegen den Kragen 17 des zu jenem entgegengesetzt sich drehenden Austragtel-•lers 16; durch dessen Bewegung werden die Sandkörner 5 über den Kragenrand 17 angehoben und gegen das Gehäuse Sund/oder eine dort umlaufende Verschleißplatte 20 geworfen. Von letzterer fällt der Sand S dann in den Austragsockcl3 zum Auslaufrohr21.

Um den gereinigten Sand S von den abgescheuerten bzw. anhaftenden Fremdstoffpartikeln zu befreien, ist in F i g. 3 über den Tellern 4,16 an der oberen Drehwelle 9 ein Ventilatorrad 50 festgelegt und von einem liegenden Scheibengehäuse 51 umgeben. Jener Ventilator 50, 51 saugt sowohl alle in der Vorrichtung Qs vagabundierenden Gase ab als auch die durch einen das Gehäuse B umfangenden BclUftungskanal 52 mit Zwischensieb 53 einströmende Blasluft L Diese wird vom Vcntilaloraus-

tritt 54 über Filtergeräte 55 und eine Leitung 56 zum

Bclüftungskanal zurückgeführt; dieser Kreislauf für das

Blasmedium hilft, die Betriebskosten niedrig zu hallen.

Bei Geräten Q, bis Q₃ ohne Ventilator 50, 51 b/w.

!5 abgestelltem Ventilator 50, 51 wird die Luft /. durch einen Stutzen 57 am Deckel 2 abgeführt und mag anschließend wieder an das Sieb 53 herangebracht werden.

Eine andere Reinigungsvorrichtung Qa mit mehreren koaxialen Einlauftcllern 4 zeigt Fig. 4. Jedem dieser Einlauflcller 4 ist ein dazu paralleler, an der Gehäusewandung 1 befestigter Umfangring oder Wandvorsprung 58 zugeordnet, der — gleich dem Gehäuseboden 12 in Fig. 1 — ein statisches Sandbelt 13 aufbaut, von dem die Sandkörner S über ein angeschlossenes

Trichterblech 59 auf den nachgeschaltelen Einlaufteller

4 fallen. Vom tiefsten Einlaufteller 4„ gelangt der

gereinigte Sand Sin den Austragsockel 3.

Zur Verbesserung der Luftabführung zum Ventilator 50, 51 wölbt sich über dem oberen Einlaufteller 4„ eine Abzugglocke 60.

Bei diesem Reinigungsgerät Q* lagert das Sandbett 13 verhältnismäßig fest auf den Wandvorsprüngen 58, bei dem in F i g. 5 gezeigten Reinigungsgerät Q-, hingegen dank der hier geneigten Trichtercinbaulen 59 recht locker; dies hat ein tiefes Eindringen der Sandkörner S in das Sandbett 13 zur Folge, verbunden mit einer sehr intensiven Ssndreinigung. Werden bei den Ausführungen Q\ bis Qa die hohen Radialgeschwindigkeiten zur Sandreinigung genutzt, zieht man nunmehr vor allem die große Eindringtiefe heran.

Gemäß Fig. 5 ist im Gehäuse B der Reinigungsvorrichtung Qi ein mit der Welle 18 des unteren Antriebes M\ drehbarer Zylindermantel 62 angeordnet, an dem innenseitig die zwischen den rotierenden Einlauftellern 4 liegenden Trichterbleche 59 festliegen. Der Umlauf des Zylindermantels 62 und somit der Trichterbleche 59 erfolgt gegen den Drehsinn der Einlaufteller 4. Die Umfangsgeschwindigkeit des Zylindermantels 62 ist so ausgelegt, daß sich durch die zentrifugalen Kräfte ein Sandmantel 63 bis zu einer bestimmten Stärke g aufbauen kann; ist die Stärke g überschritten, so reicht die Fliehkraft nicht mehr aus, die Sandkörner 5 im Sandmantel 63 zu halten, d.h. sie rutschen über die Trichterbleche 59 als Gleitschicht 64 abwärts.

Die Ausführung Qs erlaubt eine sehr kompakte, vielstufige Anordnung der Einlaufteller 4.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Reinigen von Schüttgütern durch Zentrifugalkräfte, insbesondere zum Reinigen und Regenerieren von Gießereisanden, unter Verwendung im Strom der zu reinigenden Schüttgüter einragender Strömungshemmer, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgut mit hoher Geschwindigkeit gegen ein Schüttguibett als Prallpoister getrieben und durch Reibung an und/oder in diesem aufgeschlossen und/oder gereinigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgutbett gegen die Drehrichtung der die Zentrifugalkräfte erzeugenden Kornbahnen des zu reinigenden Schüttgutes bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgut durch mehrere hintereinandergeschaitete gegebenenfalls synchron umlaufende statische Schültgutbetten getrieben wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgut von einem quer zur Fliehebene ziehenden reinigenden Gas- und/oder Luftstrom durchsetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gas- oder Luftstrom gegen die Austragsrichtung des Schüttgutes aufsteigend geführt, gegebenenfalls gesaugt, wird.

b. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5 mit in den Strom der zu reinigenden Schüttgüter einragenden Strömungshemmern und wenigstens einem um eine etwa vertikale Achse drehbaren Einlaufteller, der in radialem Abstand von einer etwa zylindrischen Fangwand umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß von der Fangwand (1, 17, 62) zumindest ein zur Achse gerichteter, dem Einlaufteller zugeordneter Fangkranz (12, 15, 58, 59) zur Bildung eines Schüttgutbettes (13,63) abragt

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangwand (15, 62) rotierbar angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Fangwand (15, 62) gegen die Drehrichtung des/der Einlaufteller/s (4) rotierbar angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufteller (4) über einer etwa horizontal drehbaren Bodenplatte (5) einen diese umgebenden Kragen (6) und zwischen diesem sowie der Bodenplatte einen gegebenenfalls weitenveränderlichen Austragspalt (7) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (6) mit der Achse (A) der Vorrichtung (Q) oberhalb des Einlauftellers (4) einen stumpfen Längsschnittwinkel (c) einschließt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis

10, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufteller (4) von einem die Fangwand (1) samt Fangkranz (12) anbietenden Gehäuse (B) umgeben ist, welches von einem zum Einlaufteller gerichteten Zuführrohr (10) für zu reinigendes Schüttgut (S) durchsetzt ist und dessen Gehäuseboden in einen Austragtrichter (3) übergeht.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Einlauftellers (4) ein koaxial drehbar angebrachter

Austragteller (16) mit etwa achsparallelem Kragen (17) als Fangwand vorgesehen ist.

IJ. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Kragens (17) des Austragtellers (16) zu jenem im Abstand eine umlaufende Pralleinrichtung (20) für über den Kragen aufsteigendes Schüttgut (S) vorgesehen ist.

14. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Einlaufleller (4) gegebenenfalls mit zugeordneten Austragtellern (16) koaxial untereinander angebracht sind und jedem Einlaufteller ein Trichter (59) folgt, welcher den Kragen (6) des darunterliegenden Einlauftellers zur Achse (A) hin übergreift.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Trichter (59) einen dem Einiaufteller (4) parallelen Wandungsvorsprung (58) nachgeschaltet ist.

16. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Gehäuse (B) vorgesehener Zylindermantel (62) die Einlaufteller (4) drehbar umgibt.

17. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß über dem/den Einlaufleller/n (4) eine Absaugvorrichtung (50, 51) für einen unterhalb des/der Einlauf:,eller/s zugeführten Luftstrom (L) od. dgl. vorgesehen ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugvorrichtung (50, 51) unter Zwischenschaltung von Filteranlagen (55) od. dgl. Geräten mit der Luftzuleitung unterhalb des/der Einlaufteller/s (4) verbunden ist.

19. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 18, gekennzeichnet durch wenigstens einen die Einlaufteller (4 bzw. 16) in radialem Abstand umgebenden Zuführkanal (52) od. dgl. für den Luftstrom (L).