1\:r.o:cpnięcie Metali i Stopów, Nr 33, 1997 PAN- Oddzial Katowice l' L ISSN

Transkrypt

1 33/32 Solidiiikation of Metllls and Alloys, No. 33, \:r.o:cpnięcie Metali i Stopów, Nr 33, 1997 PAN- Oddzial Katowice l' L ISSN KONCEPCJA STEROWANIA PROCESEM MECHANICZNEJ REGENERACJI OSNOWY PIASKOWEJ MAS 1 FEDORYSZ'YN Aleksander Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Odlewnictwa, ul. Reymonta 23, Kraków Streszczenie Prezentowana koncepcja sterowania procesem regeneracji polega na wyznaczaniu ilości drobnoziarnistych frakcji 'wynoszonych strumieniem powietrza z regeneratu, przepływającego przez rynnę fluidyzacyjną o wydzielonych przestrzeniach separacyjnych. Na podstawie funkcji rozkładu składu granulometrycznego i porównywaniu ich wartości wyznacza się parametry pracy układu: regenerator - klasyfikator. l. Wprowadzenie Na proces suchej regeneracji osnowy piaskowej składają się operacje wstępnego przygątowania masy zużytej oraz operacje prowadzące do oddzielenia i usunięcia materiału wiążącego oraz pyłu. llość drobnoziarnistych frakcji pozwala oceniać wyniki pracy zarówno urządzeń do regeneracji jak i klasyfikacji [l,3]. Znajomość ilości frakcji drobnoziarnistych umożliwia ocenę, w oparciu o wskaźniki skuteczności działania urządzeń, jak również sterowanie pracą układu regenerator- klasyfikator (rys. l). 1 Badania finansowane przez KBN w ramach pracy AGH nr. l &

2 231 Erozyjne oddziaływanie: ocieranie, szlifowanie, tarcie, ocieranie w strumieniu powietrza Klasyfikacja Rys. l. Ilustracja obiegu regeneratu; systemu sterowania i kontroli pracy układu: regenerator - klasyfikator. Sposoby oceny skuteczności urządzeń do regeneracji oraz sterowania procesem w oparciu o znajomość składu ziarnowego dotyczą regeneracji prowadzonej w urządzeniach stacjonarnych [1,2]. Systemy kontroli ich pracy oraz sterowania procesem bazują na znajomości stopnia zapylenia strumienia powietrza, który określany jest za pomocą czujników fotooptycznych lub pośrednio poprzez wartość ciśnienia powietrza w przestrzeni nad filtrem, na którym osadzają się produkty drobnoziarniste [3]. Urządzenia o działaniu ciągłym to rynny fluidyzacyjne, które stosowane są zarówno jako urządzenia do regeneracji jak i klasyfikacji [6,7]. Rynny fluidyzacyjne, w których zachodzi transport pneumatyczno grawitacyjny (aeracyjny) sfluidyzowanego nosiwa charakteryzują się prostą budową. Uzyskiwany szeroki zakres wydajności zależny jest od prędkości roboczej czynnika fluidyzującego, kąta pochylenia dystrybutora oraz wymiarów warstwy fluidalnej. Od wymienionych parametrów pracy zależą również wyniki rozdziału granulometrycznego. Parametry transportu aeracyjnego oraz procesu rozdziału zestawiono na rysunku 2. Prędkość powietrza Liczba fluidyzacji Rozdział Wydajność w ydajność UrZII,dZ,ZUii Przepływ Pr12dkość przemieszczania granulo- ~~ośf Kat pochylenia rvnn"- nosiwa Wveokość warstwy metryczny Efektywność Rys.2. Współzależność parametrów procesów zachodzących przy transporcie pneumatyczuograwitacyjnym (aeracyjnym).

3 Koncepcja sterowania pracą zespołu regeneracji osnowy piaskowej mas Sygnałem sterującym pracą układu są wartości funkcji rozkładu opisujące proces unoszenia klas ziarnowych wzdłuż długości rynny aeracyjnej. Dla kolejnych, wydzielonych odcinków rynny (przestrzeni separacyjnych) wyznacza się strwnień odwianych ziaren i porównuje z początkowymi zawartościami. Dane te pozwalają na wyznaczenie wartości funkcji rozkładu klas ziarnowych wzdłuż długości rynny. Teoria procesów rozdzielczych wyróżnia : różnicowe i różnicowe, względne funkcje rozkładu oraz odpowiednie skumulowane ich wartości. Funkcje te opisują rozkład prawdopodobieństwa unoszenia strumieniem powietrza klas ziarnowych wzdłui rynny. Funkcje skumulowane są interpretowane natomiast jako dystrybuanty rozkładu tego prawdopodobieństwa. Zespól funkcji skumulowanych dla całego odcinka rynny określa wynikowa funkcja rozdziału, opisująca efekty końcowe prowadzonego procesu tj. granicę klasyfikacji oraz charakterystykę rozproszenia [4,5,8]. Urządzenie do realizacji metody sterowania pracą układu: regeneratorklasyfikator przedstawiono na rysunku 3. Czynnik fluidyzujący (powietrze) doprowadzany do komory pneumatycznej l przepływa przez dystrybutor 2, upłynniając warstwę materiału 3. Prędkość przemieszczania się materiału regulowana jest wysokością warstwy poprzez zmianę położenia przesłon 4 i 5, a także kąta pochylenia rynny, regulowanego poprzez zespoły wykonawcze 6 i 7 jak również przez zmianę prędkości przepływu powietrza doprowadzanego z zespołu przygotowania powietrza 8. Przestrzeń separacyjna 9 podzielona jest poprzecznymi przegrodami 10 na segmenty II. Przegrody 10 są pełne z 7..akończeuiami siatkowymi 12. Każdy segment posiada króciec 13, odprowadzający zapylony strumień czynn.ika fluidyzującego. W króćcach 13 umieszczone są czujniki 14 pozwalające rejestrować ilości odprowadzanych pyłów. Ilość odbieranych frakcji drobnoziarnistych z wydzielonych segmentów II oraz ich porównywanie umożliwia sterowanie pracą rynny i regenerator czy też innego klasyfikatora. 3. Podsumowanie Rynna fluidyzacyjna przeznaczona do klasyfikacji granulometrycznej i odpylania regeneratu z wydzielonymi segmentami prz~strzeni separacyjnej pozwala na sterowanie współpracującego z nią urządzenia do regeneracji osnowy piaskowej masy zużytej.

4 233 ;~~1 1 J. J. l J J..L Rys.3. Rynna fluidyzacyjna przeruaczona do obróbki materiałów ziarnistych; klasyfikacji granulometrycruej i odpylania regeneratu z wydzielonymi segmentami przestrzeni separacyjnej [6]. Sterowanie to polega na zmianie parametrów pracy regeneratora w tym: czasu obróbki intensywności oddziaływań erozyjnych w zależności od wyników rozdziału granulometrycmego. Przedstawiona rynna fluidyzacyjna może być stosowana jako samodzielne urządzenie do klasyfikacji granulometrycmej regeneratu o szerokim zakresie zmian parametrów pracy w zależności od wyników jak równieżjako urządzenie sterujące pracą innego klasyfikatora. Spis Literatwy [l] Bodzoń L., Dańko J., Żurawski L.: Ruchowa metoda oceny skuteczności urządzeń do regeneracji masy. Przegląd Odlewnictwa Nr. l (1989), str [2] Dopp R., Alekassir A, Xiao B.: Przyczynek do mechanicznej regeneracji piasku z mas odlewniczych ze spoiwem w postaci szkła wodnego. Materiały Konferencji "Nowoczesne Technologie Odlewnicze- Ochrona Środowiska, Kraków 1995, str [3] Dańko J., Fedoryszyn A, Olszowski T.: Zagadnienie sterowania procesem regeneracji w urządzeniach mechanicznych. Materiały Konferencji Nowe Procesy i Materiały stosowane w Odlewnictwie- Odlewnictwo XXI wieku". Instytut Odlewnictwa, Kraków 1996, str (4] Fedoryszyn A, Smyksy K.: Model procesu klasyfikacji granulometrycznej w

5 234 urządzeniach aeracyjnych. Materiały XX Konferencji Wydziału Odlewnictwa AGH "Nowoczesne Tendencje w Odlewnictwie, Kraków 1995, str [5) Fedoryszyn A: Analiza procesu pneumatycznej klasyfikacji ziarnistych materiałów odlewniczych. Praca naukowo- badawcza AGH nr. l Kraków [6] Patent /Wspólnota Europejska/ z 1988 r. : Urządzenie do regeneracji zużytych mas; Patent /Japonia/ z 1985r. : Sposób regeneracji zużytych piaskowo-żywicznych mas; Patent /Japonia/ z 1986r.: Urządzenie do regeneracji piasku z zużytej masy formierskiej ; Zgłoszenie patentowe: nr P z 1996 r. : Rynna do obróbki materiałów ziarnistych. [7] Szlumczyk H., Jura S., Piątkiewicz Z., Janerka K. : Układ pneumatyczny regeneracji osnowy mas formierskich z zastosowaniem regeneratora liniowego. Materiały Konferencji " Nowoczesne Technologie Odlewnicze- Ochrona Środowiska, Kraków 1995, str [8) Sztaba K. : Przesiewanie. Ś WT, Katowice 1993.