PL231029B1 - Urządzenie do wibracyjnej regeneracji zużytej masy odlewniczej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do wibracyjnej regeneracji zużytej masy odlewniczej, formierskiej i rdzeniowej, służące do odzysku osnowy piaskowej z mas odlewniczych o różnych materiałach wiążących.

Znane technologie regeneracji zużytych mas formierskich wykorzystują różne oddziaływania mające w końcowym efekcie spowodować destrukcję i oddzielenie od ziaren piasku warstwy cieplnie zużytego materiału wiążącego. W warunkach suchej, wibracyjnej regeneracji występuje intensywny efekt ścierający co nadaje tej technologii uniwersalne zastosowanie, również dla trudnoregenerujących się mas ze szkłem wodnym utwardzanym CO2, estrami oraz mas z żywicami typu rezolowego. Jedno z takich urządzeń, przedstawione w polskim opisie patentowym PL157972 ma podłużnie symetryczny zbiornik, osadzony na elementach sprężystych oraz wprawiany w drgania obrotowym wibratorem o osi równoległej do podłużnego zagłębienia w powierzchni roboczej zabudowanego w zbiorniku przesiewacza listwowego. Dolna część zbiornika wypełniona jest elementami krusząco-ścierającymi. W ścianach bocznych zbiornika, równoległych do osi wibratora i powyżej części wypełnionej elementami kruszącościerającymi znajdują się otwory wysypowe, do których prowadzą rynny przesłonięte dodatkowo inercyjnymi elementami krusząco-ścierającymi.

Inne urządzenie, znane z opisu wynalazku US7735653, ma skrzyniowy korpus z zabudowanymi wewnątrz w odstępach ponad sobą wieloma sitami o kolejno malejących oczkach. Korpus zamocowany na sprężystych zawieszeniach w ramie, pobudzany jest w zasadniczo pionowe drgania przez dwa silniki rotodynamiczne. Silniki wibratorów zamocowane są do dna korpusu w usytuowaniu równoległym do siebie, prostopadłym i pochylonym zgodnie z kierunkiem pochylenia sit. Z jednej strony korpusu, w kierunku pochylenia sit, znajduje się wysyp zregenerowanej osnowy piaskowej a po drugiej stronie wysyp odpadu. Przestrzeń wewnętrzna skrzyni korpusu jest wentylowana. Silniki rotodynamiczne mają przeciwne kierunki obrotów - co umożliwia opcjonalny wybór pracy urządzenia. Przy jednoczesnej pracy obu silników prowadzony jest proces regeneracji, praca jednego z silników przemieszcza zregenerowaną osnowę w stronę wysypu przedniego, a włączenie drugiego usuwa odpad przez wysyp tylny. Pochylenie sit jest regulowane.

W znanych rozwiązaniach regeneratorów drgania ukierunkowane są zasadniczo prostoliniowo i zgodnie z głównym kierunkiem przemieszczania masy - co ogranicza drogę oddziaływań ścierających zasadniczo do długości sita. Znane jest również z opisu US4906356 rozwiązanie urządzenia do wibracyjnego przesiewania zużytej masy formierskiej, zawierające walcową, pionowo usytuowaną obudowę zakończoną u góry zasypem. Wewnątrz zabudowane są w odstępach co najmniej dwa sita o kolejno malejących oczkach. Na dole obudowa zamknięta jest dnem z otworem wysypowym, a do pobocznicy obudowy zamocowane są co najmniej dwa generatory drgań w postaci silników rotodynamicznych, które osiami obrotu usytuowane są w płaszczyznach równoległych do osi obudowy i skośnie do tej osi w rzucie prostopadłym. Efektem takiego zamocowania silników jest skrętne oddziaływanie drgań i obwodowo-spiralna droga przesiewania i ścierania nadawy masy odlewniczej.

Regenerator według niniejszego wynalazku, wykorzystując cechy powyżej opisanych rozwiązań, wyróżnia się tym, że otwory wysypowe obrobionej masy z wprowadzanej w drgania skrętne walcowej kolumny regeneracyjnej z kilkoma sitami połączone są z rynną transportową, sztywno zamocowaną i spiralnie wznoszącą się wzdłuż walcowej pobocznicy kolumny. Na górnym końcu rynna transportowa odchylona jest na zewnątrz kanałem doprowadzonym do podajnika ślimakowego. Wysyp podajnika włączony jest do górnej strefy pneumatycznego klasyfikatora kaskadowego, zabudowanego na wspólnej z regeneratorem ramie podstawy.

Korzystnym jest, gdy rynna transportowa na całej wysokości objęta jest z zewnątrz rurową osłoną, oraz która w górnej strefie zaopatrzona jest w króciec połączony z instalacja odciągową, korzystnie klasyfikatora kaskadowego.

Również korzystnym jest, gdy urządzenie posiada dwa sita poziome: górne i środkowe, oraz dolne sito stożkowe, którego przestrzeń za pobocznicą przesiewającą - zakończoną u dołu otworem mniejszej podstawy stożka - zamknięta jest pierścieniem dennym. Ponad pierścieniem dennym znajduje się otwór wysypowy doprowadzony do rynny transportowej a poniżej sita stożkowego, nad dnem kolumny znajduje się komora buforowa z ułożonymi na dnie kolumny elementami krusząco-ścierającymi w postaci kul metalowych.

PL 231 029 B1

W innym, równie korzystnym wykonaniu urządzenia, w ściance bocznej komory buforowej wykonany jest drugi otwór wysypowy, doprowadzony do rynny transportowej, a którego krawędź dolna usytuowana jest powyżej dna kolumny na wysokości nie mniejszej niż dwie średnice kul krusząco-ścierających.

Hałas towarzyszący pracy urządzenia zostaje istotnie zmniejszony, gdy dno i przyległe ścianki boczne komory buforowej pokryte są materiałem elastyczno-tłumiącym, korzystnie gumą.

Sita poziome górne i środkowe mogą być płaskie albo mogą mieć kształt utworzony z kołowo przylegających do siebie parzystej ilości wycinków koła o średnicy kolumny. W widoku z góry powierzchnie przesiewające utworzone z tych wycinków mają krawędzie górne ścian odchylonych w dół i przecinających się wzdłuż krawędzi dolnej, która usytuowana jest według dwusiecznej kąta środkowego każdego wycinka.

Zintegrowanie działań regeneracyjnych na sitach wibracyjnych, w komorze buforowej, spiralnym podnośniku wentylowanej rynny transportowej i w klasyfikatorze pneumatycznym stanowi o zwartej budowie gniazda regeneracji - co przy bardzo korzystnym wskaźniku wydajności do powierzchni zabudowy preferuje to urządzenie dla małych i średnich odlewni, stosujących różne masy odlewnicze. Intensywne warunki chłodzenia umożliwiają obróbkę masy o podwyższonej temperaturze. Istotny udział w uzyskaniu wysokiej czystości i jednorodności zregenerowanej osnowy piaskowej ma praca rynny transportowej z oddziaływaniem ścierająco-chłodzącym i wstępnego odpylania na drodze około 30-krotnie większej od średnicy kolumny.

Wynalazek wyjaśniony jest opisem przykładowego wykonania urządzenia pokazanego na rysunku, którego Fig. 1 przedstawia urządzenie w półprzekroju, Fig. 2 w widoku z boku, Fig. 3 widok z góry, Fig. 4 i 5 powiększenia szczegółów S1 i S2 oznaczonych na Fig. 1, Fig. 6 i 7 kolejno przekrój pionowy i widok z góry sit poziomych w wykonaniu z powierzchnią wznosząco-opadającą.

Na ramie podstawy 1 zamocowane są zasadnicze, połączone szeregowo w przepływie obrabianej masy formierskiej, zespoły urządzenia: kolumna 2 regeneratora, podajnik ślimakowy 20 i klasyfikator kaskadowy 22. Cylindryczna kolumna 2 składa się z trzech pionowych członów rurowych, połączonych kołnierzowo. Na górnym członie zamocowany jest zbiornik zasypowy 3, którego dno stanowi krata krusząca 4. Między członami, w odstępach połączeń kołnierzowych zabudowane są dwa sita poziome o płaskich rzeszotach i kolejno malejących oczkach: sito górne 5 i środkowe 6. Prześwity oczek sita górnego 5 mają wymiar równy połowie prześwitu kraty kruszącej 4, a sito środkowe 6 ma oczka 4 do 5 razy mniejsze od oczek sita górnego 5. W ścianie bocznej kolumny 2 ponad sitem górnym 5 i środkowym 6 znajdują się otwory rewizyjne. Poniżej sita środkowego 6 zabudowane jest sito stożkowe 7 z palisadową pobocznicą przesiewającą zakończoną u dołu otworem mniejszej podstawy stożka. Prześwity między pionowymi prętami palisady sita stożkowego 7 mają wymiar 1,25 do 1,5 mm a wysokość sita dobrana jest do założonej wydajności. Przestrzeń za sitem stożkowym 7 zamknięta jest u dołu pierścieniem dennym 8. Ponad pierścieniem dennym 8 w ścianie bocznej kolumny 2 znajdują się otwory wysypowe 9 wyprowadzone na zewnątrz krótkim kanałem. Poniżej sita stożkowego 7, nad dnem kolumny 11, znajduje się komora buforowa 10 z ułożonymi na dnie 11 elementami krusząco-ścierającymi (13) w postaci kul metalowych. Objętość komory buforowej 10 odpowiada ilości masy odlewniczej zregenerowanej przy nominalnej wydajności podczas około 15-to minutowej pracy urządzenia. Zgodnie z rysunkiem Fig. 1 i 4 komora buforowa 10 może mieć na ścianie bocznej drugi otwór wysypowy 12, wyprowadzony kanałem, którego krawędź dolna usytuowana jest powyżej dna kolumny 11 na wysokości h nie mniejszej niż dwie średnice d kul krusząco-ścierających 13. Dno 11 i przyległe ścianki boczne komory buforowej 10 pokryte są warstwą gumy tłumiącej hałas uderzeń kul. Urządzenie może skutecznie pracować tylko z otworem wysypowym 9 usytuowanym za sitem stożkowym 7 - wtedy część masy zregenerowana w komorze buforowej 10 przemieszcza się pionowo w złożu i miesza z masą opadającą z sit. Poniżej dna 11, stycznie do wzmocnionej części dolnej i na zewnątrz kolumny 2 zamocowane są dwa generatory drgań w postaci silników rotodynamicznych 14. Silniki 14 osiami obrotu usytuowane są w płaszczyznach równoległych do osi kolumny 2 i skośnie do tej osi w rzucie prostopadłym. Kolumna 2 zamocowana jest na ramie podstawy 1 za pośrednictwem wsporników oscylacyjnych 15, o konstrukcji umożliwiającej wprowadzanie kolumny 2 w drgania skrętne wywołane pracą silników rotodynamicznych 14. Praca silników rotodynamicznych 14 regulowana jest falownikiem o regulowanej charakterystyce częstotliwościowej i amplitudzie drgań. Siłę wymuszającą nastawia się okresowo w zależności od rodzaju regenerowanej masy. Otwory wysypowe 9 i 12 połączone są krótkimi kanałami z cylindryczną obudową współosiową z kolumną 2, a na której nawinięta i sztywno zamocowana jest rynna transpor4

PL 231 029 B1 towa 16, spiralnie wznosząca się wzdłuż pobocznicy kolumny 2. Rynna transportowa 16 na całej wysokości objęta jest z zewnątrz rurową osłoną 17. Na górnym końcu rynna transportowa 16 odchylona jest na zewnątrz kanałem 19 doprowadzonym do podajnika ślimakowego 20, którego praca regulowana jest falownikiem o regulowanej charakterystyce częstotliwościowej. Wysyp podajnika 20 włączony jest do górnej strefy pneumatycznego klasyfikatora kaskadowego 21, zabudowanego na ramie podstawy 1. Osłona 17 rynny transportowej 16 w górnej strefie ma króciec 18 połączony z instalacją odciągową klasyfikatora kaskadowego 21. Klasyfikator kaskadowy 21 zasilany jest przez króciec dolny powietrzem z wysokociśnieniowego wentylatora podmuchowego, sterowanego poprzez falownik według sygnałów z układu pomiarowego z zadaniem uzyskiwania wymaganej prędkości powietrza.

Sita poziome 5 i 6 mogą być wykonane jako płaskie względnie z powierzchniami rzeszota o charakterze wznosząco-opadającym. W widoku z góry powierzchnie przesiewające utworzone są wtedy z kołowo przylegających do siebie parzystej ilości wycinków koła ω o średnicy kolumny 2, ale których boki stanowią krawędzie górne k1 ścian odchylonych w dół i przecinających się wzdłuż krawędzi dolnej k2 usytuowanej według dwusiecznej kąt środkowego ω każdego wycinka. Geometria sit dobrana jest do optymalnych oddziaływań ścierających przy uwzględnieniu występujących przepływów regenerowanej masy.

Wykaz oznaczeń na rysunku

1. - rama podstawy

2. - kolumna

3. - zbiornik zasypowy

4. - krata krusząca

5. - sito górne

6. - sito środkowe

7. - sito stożkowe

8. - pierścień denny

9. - pierwszy otwór wysypowy

10. - komora buforowa

11. - dno kolumny

12. - drugi otwór wysypowy

13. - elementy krusząco-ścierające

14. - silnik rotodynamiczny

15. - wspornik oscylacyjny

16. - rynna transportowa

17. - osłona

18. - króciec odpylający

19. - kanał

20. - podajnik ślimakowy

21. - klasyfikator kaskadowy

22. - zasuwa klasyfikatora

h. - wysokość krawędzi dolnej drugiego otworu wysypowego k1 - krawędź górna sit poziomych k2. - krawędź dolna sit poziomych ω - kąt środkowy wycinka.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do wibracyjnej regeneracji zużytej masy odlewniczej, zawierające wibracyjny regenerator szeregowo połączony z pneumatycznym klasyfikatorem, oraz w którym regenerator ma rurowo-cylindryczną kolumnę pionową, zakończoną na górze zbiornikiem zasypowym wewnątrz której zabudowane są w odstępach od góry w dół: krata krusząca, co najmniej dwa sita o kolejno malejących oczkach a na dole zamkniętą dnem kolumny, powyżej którego w ściance bocznej znajduje się co najmniej jeden otwór wysypowy, przy czym stycznie do kolumny poniżej dna zamocowane są co najmniej dwa generatory drgań w postaci silników rotodynamicznych, osiami obrotu usytuowane w płaszczyznach równoległych do osi kolumny i skośnie do

   PL 231 029 B1 tej osi w rzucie prostopadłym, znamienne tym, że otwory wysypowe (9, 12) połączone są z rynną transportową (16), sztywno zamocowaną i spiralnie wznoszącą się wzdłuż pobocznicy kolumny (2), a na górnym końcu odchyloną na zewnątrz kanałem (19) doprowadzonym do podajnika ślimakowego (20), który wysypem włączony jest do górnej strefy pneumatycznego klasyfikatora kaskadowego (21), zabudowanego na wspólnej z regeneratorem ramie podstawy (1).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że rynna transportowa (16) na całej wysokości objęta jest z zewnątrz rurową osłoną (17).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że w górnej strefie osłona (17) ma króciec (18) połączony z instalacją odciągową, korzystnie klasyfikatora kaskadowego (21).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że posiada dwa sita poziome: górne (5) i środkowe (6) oraz dolne sito stożkowe (7), którego przestrzeń za pobocznicą przesiewającą zakończoną u dołu otworem mniejszej podstawy stożka - zamknięta jest pierścieniem dennym (8) ponad którym znajduje się otwór wysypowy (9) doprowadzony do rynny transportowej (16) a poniżej sita stożkowego (7), nad dnem kolumny (11), znajduje się komora buforowa (10) z ułożonymi na dnie kolumny (11) elementami krusząco-ścierającymi (13) w postaci kul metalowych.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że w ściance bocznej komory buforowej (10) wykonany jest drugi otwór wysypowy (12), doprowadzony do rynny transportowej (16) i którego krawędź dolna usytuowana jest powyżej dna kolumny (11) na wysokości (h) nie mniejszej niż dwie średnice kul elementu krusząco-ścierającego (13).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 4 albo 5, znamienne tym, że dno (11) i przyległe ścianki boczne komory buforowej (10) pokryte są materiałem elastyczno-tłumiącym, korzystnie gumą.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 1 albo 4, znamienne tym, że sita poziome (5, 6) mają w widoku z góry powierzchnie przesiewające utworzone z kołowo przylegających do siebie parzystej ilości wycinków koła (ω) o średnicy kolumny (2), a których boki stanowią krawędzie górne (k1) ścian odchylonych w dół i przecinających się wzdłuż krawędzi dolnej (k2) usytuowanej według dwusiecznej kąta środkowego (ω) każdego wycinka.