(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 PL B1. Fig. 1. Maschinenfabrik Gustav Eirich, Hardheim, DE. Ernst O. Kruse, Gottmadingen, DE

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (21 ) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (19) PL (11) (13) B1 (51) IntCl7: B22C 5/08 B22D 29/00 (54) Sposób i urządzenie do chłodzenia i homogenizowania piasku formierskiego (30) Pierwszeństwo: ,DE, (73) Uprawniony z patentu: Maschinenfabrik Gustav Eirich, Hardheim, DE (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 21/96 (72) Twórcy wynalazku: Ernst O. Kruse, Gottmadingen, DE (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 03/01 (74) Pełnomocnik: Misztak Irena, PATPOL Spółka z o.o. Fig. 1 PL B1 ( 5 7 ) 1. Sposób chłodzenia i hom ogenizowania piasku formierskiego w obszarze z działającym nieprzerwanie przenośnikiem, w którym gorący piasek nawilża się wodą i podtrzymuje się ciągle podciśnienie, a pracujące przy dopływie i odpływie obudowy zasuwy utrzym ują podciśnienie wytwarzane przez pom pę próżniową, znamienny tym. że przepływający piasek poddaje się procesowi mieszania, i ze w zależności od tem peratury i wilgotności w obszarze dopływu, dopływ wody reguluje się we współpracy z kom puterem. 3. Urządzenie do chłodzenia i hom ogenizowania piasku form ierskiego, posiadające obudowę z działającym wewnątrz nieprzerw anie urządzeniem transportującym oraz urządzenia dozujące usytuow ane przy dopływ ie i odpływ ie jego obudow y, znamienne tym. że urządzenie transportujące stanowi jednocześnie mieszalnik (4), połączony z zasuwami ko m orowym i (3, 23) usytuowanymi przy dopływie i odpływie obudowy (5), posiadający doprowadzenie wody (12, 13), przy czym w obszarze dopływowym obudow y (5) m ieszalnika (4). w jej ścianie, um ieszczony jest co najm niej jeden czujnik pom iaru tem peratury (10) i co najm niej jeden czujnik pom iaru wilgotności (11).

2 Sposób i urządzenie do chłodzenia i homogenizowania piasku formierskiego Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób chłodzenia i homogenizowania piasku formierskiego w obszarze z działającym nieprzerwanie przenośnikiem, w którym gorący piasek nawilża się wodą i podtrzymuje się ciągle podciśnienie, a pracujące przy dopływie i odpływie obudowy zasuwy utrzymują podciśnienie wytwarzane przez pompę próżniową, znamienny tym, że przepływający piasek poddaje się procesowi mieszania, i że w zależności od temperatury i wilgotności w obszarze dopływu, dopływ wody reguluje się we współpracy z komputerem. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podciśnienie w mieszalniku (4) utrzymuje się na poziomie od 1300 do 2000 Pa. 3. Urządzenie do chłodzenia i homogenizowania piasku formierskiego, posiadające obudowę z działającym wewnątrz nieprzerwanie urządzeniem transportującym oraz urządzenia dozujące usytuowane przy dopływie i odpływie jego obudowy, znamienne tym, że urządzenie transportujące stanowi jednocześnie mieszalnik (4), połączony z zasuwami komorowymi (3, 23) usytuowanymi przy dopływie i odpływie obudowy (5), posiadający doprowadzenie wody (12, 13), przy czym w obszarze dopływowym obudowy (5) mieszalnika (4), w jej ścianie, umieszczony jest co najmniej jeden czujnik pomiaru temperatury (10) i co najmniej jeden czujnik pomiaru wilgotności (11). 4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że mieszalnik (4) posiada wał (7) z łopatkami (8), w przeważającej ilości pochylonymi w kierunku transportu piasku. 5. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że w górnej części każdej z dwukomorowych zasuw (3, 23) są usytuowane klapy przełączające (3.1, 23.1), a w ich dolnej części po dwie klapy wylotowe (3. 6, 3. 7, 23. 6, 23. 7). 6. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że w ścianach zasuw komorowych (3, 23) są umieszczone czujniki poziomu napełnienia (3. 4, 3. 5) i (23. 4, 23. 5) do pomiaru wysokości napełnienia piaskiem. 7. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że zasuwy komorowe (3, 23) wyposażone są w zawory wyrównujące ciśnienie (25, 25.1) i (26, 26.1). * * * Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do chłodzenia i homogenizowania piasku formierskiego. W produkcji odlewów żeliwnych, części modeli służących do odlewania formuje się pod wysokim ciśnieniem w piasku i roztopione żeliwo zalewa się do pustej przestrzeni. Po zakrzepnięciu żeliwa części modelu usuwa się ze skrzynki formierskiej, a piasek formierski odpowiednio preparuje się i używa ponownie do produkcji modeli. Poprzez kontakt z roztopionym metalem piasek formierski nagrzewa się miejscowo bardzo silnie i należy go ochłodzić przed ponownym użyciem. Znane są różne sposoby chłodzenia piasku formierskiego. Jeden z najbardziej znanych sposobów polega na tym, że piasek miesza się z powietrzem. Sposób ten wymaga zastosowania urządzenia o wyjątkowo dużych wymiarach wyposażonego w bardzo dużą przestrzeń operacyjną, służącą do chłodzenia bardzo nierównomiernie nagrzanych cząstek piasku, do odpowiedniej temperatury. Podgrzane w urządzeniu powietrze chłodzące miesza się z zanieczyszczeniami i musi być oczyszczone w instalacji odpylającej o dużej objętości. Wadą tego sposobu jest duża energochłonność i konieczność zastosowania urządzenia o dużych wymiarach.

3 W opisie zgłoszeniowym DE opisane jest urządzenie do chłodzenia piasku, w którym dwa pojemniki napełnia się alternatywnie wilgotnym piaskiem, który poddaje się działaniu próżni. Wilgoć wyparowuje z piasku i pobiera z niego ciepło parowania. Wadą tego sposobu jest konieczność okresowego opróżniania dwóch pojemników i ciągłego wytwarzania i podtrzymywania próżni w bardzo dużej ich pojemności. Instalacja ta jest również bardzo energochłonna i wymaga dużej przestrzeni. W niemieckim opisie patentowym nr opisany jest mieszalnik piasku, w którym przestrzeń mieszania opróżnia się podczas procesu mieszania, tak że w tym przypadku tracone jest ciepło parowania. W tym sposobie postępowania również proporcje między objętością piasku usuwanego z urządzenia i ilością piasku sąbardzo niekorzystne, ponieważ w tym przypadku również próżnia musi być wytwarzana i podtrzymywana w każdym cyklu mieszania. Dodatkowo normalny cykl mieszania musi być znacznie przedłużony, co i w tym przypadku zwiększa energochłonność i powoduje wzrost kosztów inwestycyjnych. W opisie DE przedstawiono znany sposób i urządzenie do chłodzenia piasku formierskiego, przy czym piasek przeznaczony do chłodzenia poddaje się działaniu podciśnienia, tak że część wilgoci odparowuje, a ciepło parowania odprowadza się z gorącego piasku, aż do momentu, gdy osiągnie się odpowiednią temperaturę. Zgodnie z tym rozwiązaniem sposób ten można prowadzić w sposób nieprzerwany albo cyklicznie. Przy wykorzystaniu procesu prowadzonego cyklicznie, zaproponowano konstrukcje urządzenia, które posiada rurową komorę parowania wyposażoną w dopływ i odpływ piasku, usytuowane przy zakończeniach rury Wzdłuż rury usytuowane jest śrubowe urządzenie transportujące, które na zewnątrz rury połączone jest z silnikiem napędowym, który poprzez wał wprawia je w ruch obrotowy, aby ochładzany piasek mógł być przetransportowany do wylotu. Efekt przemieszczania piasku podczas transportu jest właściwie niezauważalny, ponieważ podczas obrotu śruby, piasek przesuwany jest zasadniczo poprzez powierzchnie śrubowe. Rurowa komora parowania połączona jest z pompą próżniową, która wytwarza podciśnienie w komorze parowania. Aby proces chłodzenia można było prowadzić w sposób nieprzerwany, przy wlocie i wylocie piasku zastosowano zasuwy, które umożliwiają dopływ i odpływ piasku, przy czym komory zasuw obracają się wokół centralnej osi obudowy. Komory zasuw posiadają otwory leżące na zewnątrz osi, umożliwiające dostęp do komór, poprzez które piasek jest doprowadzany do nich, i na przeciwległym końcu wyprowadzany z komór. Przedmiotem wynalazku jest sposób chłodzenia i homogenizowania piasku formierskiego w obszarze z działającym nieprzerwanie przenośnikiem, w którym gorący piasek nawilża się wodą i podtrzymuje się ciągle podciśnienie, a pracujące przy dopływie i odpływie obudowy zasuwy utrzymują podciśnienie wytwarzane przez pompę próżniową,. Istota wynalazku polega na tym, że przepływający piasek poddaje się procesowi mieszania, i że w zależności od temperatury i wilgotności w obszarze dopływu, dopływ wody reguluje się we współpracy z komputerem. Korzystnie, podciśnienie w obszarze mieszania utrzymuje się na poziomie od 1300 do 2000 Pa. Przedmiotem wynalazku jest również urządzenie do chłodzenia i homogenizowania piasku formierskiego, posiadające obudowę z działającym wewnątrz nieprzerwanie urządzeniem transportującym oraz urządzenia dozujące usytuowane przy dopływie i odpływie jego obudowy. Nowe rozwiązanie charakteryzuje się tym, że urządzenie transportujące stanowi jednocześnie mieszalnik, połączony z zasuwami komorowymi, usytuowanymi przy dopływie i odpływie obudowy, posiadający doprowadzenie wody, przy czym w obszarze dopływowym obudowy mieszalnika, w jej ścianie, umieszczony jest co najmniej jeden czujnik pomiaru temperatury i co najmniej jeden czujnik pomiaru wilgotności. Korzystnie, mieszalnik posiada wał z łopatkami, w przeważającej ilości pochylonymi w kierunku transportu piasku. W górnej części każdej z dwukomorowych zasuw są usytuowane klapy przełączające, a w ich dolnej części po dwie klapy wylotowe. W ścianach zasuw komorowych są umieszczone czujniki poziomu napełnienia służące do pomiaru wysokości napełnienia piaskiem. Zasuwy komorowe wyposażone są w zawory wyrównujące ciśnienie.

4 Zastosowanie sposobu według wynalazku pozwala na odpowiednie nawilżanie piasku, i prowadzi do intensywnego ujednorodnienia równomiernie nagrzanego piasku z wodą. Cała instalacja w ym aga małej pojem ności urządzeń opróżniających i je st mało energochłonna, a ochłodzony piasek ma równomierną temperaturę i jest suchy. Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat urządzenia wyposażonego w jeden mieszalnik, a fig. 2 - schemat urządzenia wyposażonego w dwa mieszalniki. Gorący piasek 2 jest transportowany z przenośnika taśmowego 1 do zasuwy komorowej 3. Klapa przełączająca 3.1 posiadająca uszczelnienie zapobiegające przepływowi powietrza, napędzana i przełączana za pomocą silnika, kieruje piasek do lewej komory 3.2 zasuwy komorowej, która jest również u dołu zamykana szczelną klapą 3.6 napędzaną silnikiem. Kiedy zawartość tej komory osiągnie poziom czujnika 3.4 klapa wylotowa 3.7 zamyka się. Teraz, zawór 25.1 wyrównujący ciśnienie otwiera się na kilka sekund. Bezpośrednio po tym klapa 3.1 obraca się w lewo i napełniana jest prawa komora. Po zmianie położenia klapy przełączającej 3.1 dolna klapa wylotowa 3.6 otwiera się i piasek przesypuje się z komory 3.2 do mieszalnika 4, który pełni tu również rolę przenośnika piasku w kierunku przestrzeni opróżniania. Kiedy działanie czujnika 3.5 wskazuje, że prawa komora 3.3 jest wypełniona, najpierw zamyka się dolna klapa 3.6, i wtedy zawór 25 wyrównujący ciśnienie otwiera się na krótko i klapa 3.1 znów obraca się w prawo, i teraz znowu napełnia się lewa komora 3.2 i równocześnie komora 3.3 jest opróżniana z piasku. Przy zastosowaniu środków pozwalających na stałe, automatycznie powtarzane opróżnianie dwukomorowej zasuwy opisanej powyżej, gorący piasek przesypuje się do mieszalnika 4, w którym - co jest szczególną cechą przedmiotowego wynalazku - utrzymywana jest stale próżnia. Mieszalnik 4, w którym piasek ochładza się, zawiera rurową obudowę 5, w centralnej osi której, obraca się wał 7 napędzany silnikiem 6, przy czym na wale zamocowane są łopatki 8 pochylone przeważnie w kierunku przenoszenia piasku. Czujnik pomiaru temperatury 10 i czujnik pomiaru szczątkowej wilgotności piasku 11 są usytuowane na wewnętrznych ścianach dyszy 9. Wartości zmierzone przez te czujniki wprowadzane są do komputera i dane te są wykorzystywane do sterowania zaworu 12 regulującego przepływ wody zasilającej 13. Woda odparowuje pod działaniem obniżonego ciśnienia powstałego dzięki ssącemu działaniu dyszy 14 połączonej ze skraplaczem 15, w którym utrzymywana jest ciągle próżnia dzięki działaniu pompy próżniowej 16. Skropliny 17 są zawracane częściowo do skraplacza pod działaniem pompy cyrkulacyjnej 18, przy czym przechodzą przez chłodnicę 19, a częściowo używane są do nawilżania piasku. Czujnik poziomu 20 kontroluje poziom wody 17. Zawory regulacyjne 12 i 21 regulują na bieżąco ilość wody w obiegu, zarówno wody cyrkulującej jak i dodawanej z sieci, wody świeżej. Przy końcu rurowej obudowy 5 mieszalnika znajduje się dysza 22, połączona szczelnie z drugą zasuwą komorową 23. Zasuwa komorowa 23 skonstruowana jest identycznie, jak zasuwa 3 usytuowany ponad dyszą zasysającą 9. Ochłodzony piasek przesypuje się do lewej komory 23.2 podczas gdy prawa komora 23.3 opróżniana jest przy otwartej dolnej klapie wylotowej 23.7, przy czym piasek przesypuje się na przenośnik taśmowy. Gdy czujnik 23.4 wskaże odpowiednią ilość piasku w komorze, dolna klapa wylotowa 23.7 zamyka się, zawór 26 wyrównujący ciśnienie otwiera się na kilka sekund i klapa przełączająca 23.1 obraca się w lewo, i teraz napełniana jest prawa komora Teraz, zawór 26.1 wyrównujący ciśnienie najpierw otwiera się, i wtedy otwiera się klapa wylotowa 23.6 i piasek przesypuje się na przenośnik taśmowy 24. Zasuwa ta jest również w pełni zautomatyzowana. Na fig. 2 przedstawione jest urządzenie wyposażone w dwa mieszalniki usytuowane w obudowach, przy czym obudowa pierwszego mieszalnika 27 jest wyposażona w doprowadzenie wody, a obudowa mieszalnika 28 jest połączona ze skraplaczem. W pierwszym mieszalniku 27 gorący piasek jest nawilżany i homogenizowany i w tym stanie przechodzi przez dwukomorową zasuwę 3 do drugiego mieszalnika 28, który pełni również rolę przenośnika i w którym utrzymywana jest stale próżnia, podobnie jak zostało to poprzednio opisane. Ciepło parowania oddawane jest w skraplaczu 15, a skropliny są chłodzone w chłodnicy i ponownie wykorzystywane w urządzeniu. W pierwszym mieszalniku piasek nawilża się i homogenizuje, a w drugim piasek chłodzi się przy podciśnieniu i odprowadzaniu ciepła parowania.

5 Fig. 2

6 Fig. 1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz- Cena 2,00 zł.