回收利用型砂的方法及其設備的製作方法
2023-06-19 20:03:26 3
專利名稱：回收利用型砂的方法及其設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種回收利用型砂的方法及其設備，尤其是涉及一種能夠提高舊型砂回收效率和純度的回收利用型砂的方法及其設備，它能夠防止回收利用的型砂遭到損壞，並且和傳統的回收利用型砂的設備相比，其總體結構得到簡化，這些都通過以下工藝來實現在將舊型砂裝料到機箱中的葉輪上後，葉輪的旋轉過程中，由於型砂和旋轉的碾磨筒之間的碰撞和相互的摩擦滾動接觸，清除掉粘在舊型砂表面的粘結劑，然後將從舊型砂中分離出的粘結劑細粉末，和從旋轉軸的進口管進入機箱的外部空氣一起，通過灰塵收集口排盡。
2.現有技術的描述已經被廣泛地用於製造金屬產品的鑄造方法，包括如下幾個步驟，加熱金屬到其熔點以形成金屬熔液，將金屬熔液灌注到模箱中，該模箱具有和所希望得到的金屬產品相同的外形，然後使模箱中的金屬熔液冷卻凝固。
在上述的傳統鑄造方法中，用來將金屬熔液模製成型的模箱由型砂成分組成，其主要成分為具有很強耐火性的石英砂。該型砂成分由大約20-70目粒度的砂，作為粘結劑的大約4-8％的粘土，和2-6％的水分混合而成。模箱是通過將上述的型砂成分灌注到一個模子中而形成，在這個模子中通過連續不斷地固化從而得到所需的型式。
然而，當用傳統的模箱生產鑄鐵產品時，因為金屬液溫度很高，粘結劑會粘附在型砂的表面上。如果使用有粘結劑粘附在表面上的舊型砂，不經過任何附加的清除粘結劑的處理就用來鑄造下一個產品，則型砂之間的結合力會變弱，通風條件惡化，這樣往往會導致對鑄鐵產品的損壞。為了解決這個問題，需要經常清除粘附在舊型砂表面上的粘結劑，並且不斷再生成具有所需純度的新型砂。
公認的重複利用舊型砂的技術和工序有很多。例如，第一種重複利用技術是將舊型砂高速地向碾磨區噴射。這種技術具有很好的加工性能。然而，伴隨著將舊型砂加工成再生型砂，也產生了一個問題，就是碾磨區嚴重地產生部分磨損，往往需要頻繁地更換，這樣會使回收利用舊型砂的成本提高。伴隨著該重複利用技術產生的另一個問題是，由於和碾磨區強烈的碰撞，型砂會很容易向四處飛濺，並且很難將粘結劑細粉末、碾磨區的細粉末從再生型砂中分離開。
再有，第二種重複利用技術是在振動裝置中藉助於空氣流對舊型砂進行機械振動。然而，伴隨著將舊型砂加工成再生型砂，也產生了一個問題，就是用來實施該技術的振動裝置的總體結構非常複雜，這就往往需要太多的時間並且使得生產具有所需純度的再生型砂的成本升高。
另外，第三種重複利用技術是用水洗滌舊型砂。然而，伴隨著將舊型砂加工成再生型砂，也產生了一個問題，這就是僅僅依靠洗滌技術很難清除掉粘附在舊型砂表面的粘結劑，並且往往需要安裝附加裝置，比如說一個振動裝置，這就使得生產具有所需純度的再生型砂的成本升高。
同時，當用樹脂作為型砂的粘結劑時，往往通過高溫加熱舊型砂從而清除掉型砂表面的樹脂。然而，為了能夠高溫加熱舊型砂，必須安裝附加的加熱設備，這使得生產再生型砂的成本升高。
第四種重複利用技術是，將舊型砂裝料到可旋轉碾磨筒中進行處理，碾磨筒不停地旋轉，使得舊型砂和碾磨筒之間產生相互摩擦滾動接觸。通過使用這種技術重複利用舊型砂將會是很理想的。
重複利用舊型砂的傳統裝置具有一個可旋轉的碾磨筒，在韓國專利公開文獻第1981-1841號(申請日1981年11月17日)，韓國專利公開文獻第1983-7177號(
公開日日1983年10月14日)和韓國實用新型公開文獻第1988-21514號(
公開日1988年12月24日)等中都有所記載。
然而，在這些裝置中，粘附在舊型砂表面的粘結劑可以通過在碾磨筒高速旋轉過程中，通過碾磨筒和舊型砂之間產生的相互摩擦力清除掉，但這將導致產生特殊的問題。其中一個問題是，清除粘結劑的操作效率大大下降，其相對於第二種重複利用型砂技術而言，往往需要更多的時間來徹底清除粘結劑。由於這個原因，僅僅一次使用碾磨筒進行回收利用舊型砂的處理，使舊型砂變成具有高純度的再生型砂實際上還不可能。
這些傳統裝置的另一個問題是，通過一個灰塵收集口將從舊型砂中分離出來的粘結劑細粉末排盡將變得很困難，為了容易地排盡細粉末，往往需要安裝一個附加的裝置，比如說葉輪，這使得生產再生型砂的成本升高。
這些傳統裝置的另一個問題是，其總體結構變得很複雜，總體積也變得很大。換句話說，傳統的裝置都具有用來均勻地向旋轉筒中分送型砂的分送機構、利用旋轉碾磨筒將舊型砂變成再生型砂的機構、輸出再生型砂的機構以及將外面空氣送入機箱中的鼓風機構。為了維護該回收利用舊型砂的裝置，往往需要花費大量的金錢和時間，並且使得製造上述裝置的成本大大的提高。
同樣，本發明的第二個目的是提供一種能夠提高舊型砂回收效率和純度的重複利用型砂的方法。
為了達到第一個目的，本發明提供了一種回收利用型砂裝置，包括機箱，它由圓盤形頂蓋，圓柱形中間框架和圓盤形底蓋構成，它們形成一個整體，用來輸送舊型砂的加料鬥安裝在機箱的頂蓋上，將從舊型砂中分離出來的粘結劑細粉末排盡的灰塵收集口安裝在頂蓋上，將再生型砂從機箱中向外擠壓的擠壓口安裝在機箱的底蓋上，帶有馬達的旋轉軸位於機箱的中部，並且垂直地穿過頂蓋和底蓋，其特徵在於具有多片葉片的葉輪安裝在旋轉軸上，葉片裝在旋轉軸的外表面上，徑向地向外伸展出預定的長度，在葉片的上下端分別安裝有上圓盤和下圓盤，在葉輪的中央部位葉片之間安裝有鼓風口，它和沿著旋轉軸從外部進入機箱的進口管相連通，由磨料構成的圓柱形碾磨筒安裝在葉輪和機箱的中間框架之間，該碾磨筒和上下圓盤徑向的自由端相隔一定距離，並和中間框架相隔預置的距離。
同樣，為了達到第二個目的，本發明提供了一種回收利用型砂的方法。其中，粉碎從模箱中分離出來的大塊型砂，從而得到舊型砂，然後清除掉粘附在舊型砂表面的粘結劑，將舊型砂回收，其改進包括轉動安裝在由圓筒形磨料構成的可旋轉碾磨筒中的葉輪，該葉輪和可旋轉碾磨筒之間間隔有預置的距離。
在將舊型砂裝料到機箱中的葉輪上後，由於型砂和可旋轉碾磨筒之間的碰撞和相互的摩擦滾動接觸，並且藉助於葉輪的旋轉力，清除掉粘在舊型砂表面的粘結劑；然後將從舊型砂中分離出的粘結劑細粉末，和從帶有馬達且位於機箱中部的旋轉軸的進口管進入機箱的外部空氣一起，通過灰塵收集口排盡。
如上所述，根據本發明最佳實施例中的回收利用型砂的方法和裝置，只經過一次回收處理，就可以將舊型砂變為再生型砂。而且，相對於傳統的使用藉助於壓縮空氣直接將舊型砂噴入碾磨區的型砂回收技術而重複利用型砂的方法和裝置而言，可以防止可旋轉碾磨筒的磨損和型砂的損壞。
圖1是本發明優選實施例中回收利用型砂設備的部分橫截面的側視圖，顯示了該設備的全部結構特徵。
圖2是圖1中A-A向剖視圖。
發明的詳細內容下面，將參考附圖對本發明最佳實施例中的回收利用型砂裝置進行更加詳細的說明。
在附圖1和2中，附圖標記10a表示螺栓，附圖標記10b表示螺帽，它們用來裝配機箱。此外，附圖標記32a表示可旋轉碾磨筒的加固塊。
如附圖1和2所示，回收利用型砂裝置包括機箱10，它由圓盤形頂蓋12，圓筒形中間框架11和圓盤形底蓋13組成，並且形成一個整體。
用來輸送舊型砂1的加料鬥14安裝在機箱10的頂蓋12上。此外，用來收集和排盡從舊型砂1中分離出的粘結劑細粉末的灰塵收集口15安裝在頂蓋12上。該灰塵收集口15和灰塵收集裝置(未示出)，如旋風除塵器相聯通。用來輸出再生型砂2的擠壓口16安裝在機箱10的底蓋上。再生型砂擠壓口16和收集裝置(未示出)，比如說儲存槽(未示出)或者再生型砂2的分類收集槽(未示出)相聯通。
旋轉軸25穿過頂蓋12和底蓋13安裝在機箱10的中央部位。該旋轉軸25藉助於安裝在其周圍的軸承27可以平穩地轉動。從動摩擦輪24安裝在旋轉軸25的頂部。該從動摩擦輪24藉助於皮帶23和馬達21的傳動皮帶輪22機械聯接。當馬達21發動時，旋轉軸25由於受到馬達傳送過來的旋轉力的驅動而轉動。最好是，傳動皮帶輪22和從動摩擦輪24還包括預置的可變滑輪，使得它們能和旋轉軸25的旋轉速度保持一致。
同時，葉輪26安裝在旋轉軸25上。該葉輪26包括4到8個葉片26a，它們裝配在旋轉軸的外表面上，徑向地向外伸展出預置的長度。在葉片26a的上下端分別有上圓盤26b和下圓盤26c。上圓盤26b和下圓盤26c從旋轉軸的外表面徑向地向外伸展出的預置的長度比葉片26a的要長。當旋轉軸25由於馬達21的驅動而轉動時，葉輪26可以在機箱10中旋轉。
上圓盤26b具有一個能夠將裝料到機箱10中的舊型砂1在徑向向外噴射或者灌注的功能。下圓盤26c和底蓋13相隔一定距離，並且其自由端靠近再生型砂擠壓口16。下圓盤26c具有將再生型砂2導向到再生型砂擠壓口16的功能。在葉輪26的中間部位，葉片26a之間有鼓風口25b。鼓風口25b和沿著旋轉軸25從外部進入機箱10的進口管25a相連通。當葉輪26轉動時，空氣通過旋轉軸25的進口管25a，經由鼓風口25b從外部進入機箱10。
同時，由磨料構成的圓筒形碾磨筒31安裝在葉輪26和機箱10的中間框架11之間。這時，可旋轉碾磨筒31和上下圓盤26b，26c的徑向自由端相隔一定距離。而且，可旋轉碾磨筒31和中間框架11相隔一個預置的距離。可旋轉碾磨筒31通過定位器32被固定在機箱10上，該定位器穿過中間框架11，並且橫向壓在可旋轉碾磨筒31上。最好是，該定位器32還包括固定元件比如說螺栓，穿過中間框架11，壓在可旋轉碾磨筒31的外表面上。為了防止可旋轉碾磨筒31被損壞，在定位器32的頂端和可旋轉碾磨筒31的外表面之間安裝有加固塊32a。
為了將舊型砂1由於和可旋轉碾磨筒31的碰撞而產生的磨損降低到最小程度，可旋轉碾磨筒31中包含由AL2O3，SiC，ZrO2和BN組成的材料。
在下文中，將會參考附圖1和2對本發明實施例中的回收利用型砂的方法進行更加詳細的說明。根據本發明的實施例，使用上述的裝置對舊型砂1進行回收利用處理。
附圖1和2中的實施例顯示，當回收利用型砂裝置的馬達21接通電源後，馬達21開始工作。同時，和馬達21相聯的旋轉軸25也開始轉動。並且葉輪26也在可旋轉碾磨筒31中高速旋轉。
在這種情況下，通過安裝在機箱1頂蓋12上的加料鬥14將舊型砂1添加到機箱1中。舊型砂1可以通過粉碎從模箱中分離出來的大塊型砂得到。
當通過加料鬥14將舊型砂1添加到機箱1中時，正好掉落在高速旋轉的葉輪26的上圓盤26b上。這時，由於葉輪26的旋轉使上圓盤26b產生的離心力的作用，掉落在上圓盤26b上的舊型砂1從掉落點向可旋轉碾磨筒31的內周表面飛去。
從上圓盤26b上飛向碾磨筒31內周表面的舊型砂1和碾磨筒31發生碰撞，從而粘附在舊型砂1上的部分粘結劑和可旋轉碾磨筒31分離開。因此，完成了用可旋轉碾磨筒31回收利用型砂的初步過程。
舊型砂1和可旋轉碾磨筒31發生碰撞之後，由於自身的重力，朝機箱10的底蓋13方向掉落。由於葉輪26向可旋轉碾磨筒31內周表面吹去的強烈的旋轉風，使得舊型砂1不斷地受到離心力的作用。結果是，舊型砂1並不是直接掉到底蓋13上，而是一邊繞著可旋轉碾磨筒31的內周表面旋轉，一邊朝底蓋13方向螺旋式地緩慢下降。
當舊型砂1螺旋式地緩慢下降時，它還滾動並且不停地繞著可旋轉碾磨筒31的內周表面旋轉。這時，舊型砂1和可旋轉碾磨筒31之間會產生相互的摩擦滾動接觸，從而完成了用可旋轉碾磨筒31回收利用型砂的第二步過程。因此，粘附在舊型砂1表面上的粘結劑徹底地被清除，從而得到再生型砂2。
另外，在葉輪26的高速旋轉過程中，機箱10中的空氣通過灰塵收集口15和再生型砂擠壓口16向外排出。外部空氣通過旋轉軸25上的進口管25a不斷地進入到機箱10中，然後通過葉輪26的葉片26a中間的鼓風口25b鼓入。其結果是，舊型砂1更加有效地和可旋轉碾磨筒31的內周表面接觸。而且，舊型砂1和可旋轉碾磨筒31之間更好地產生相互的摩擦滾動接觸。
舊型砂1和可旋轉碾磨筒31之間發生碰撞和相互摩擦滾動接觸之後，再生型砂2掉落在機箱10的底蓋13上。當再生型砂2向機箱10底蓋13上掉落的過程中，由於葉輪26的旋轉風以及從下圓盤26c和葉輪26的鼓風口25b中鼓入的空氣的作用，再生型砂被導向擠壓口16的方向。因此，當將再生型砂2倒入儲存槽(未示出)或者再生型砂2的分類收集槽(未示出)後，可以作為新型砂再次使用。
在回收處理重量很輕的型砂的過程中，從舊型砂1的表面分離出粘結劑細粉末。因此，它們和從鼓風口25b中吹來的內部空氣一起，被平穩地導向到灰塵收集口15，然後從機箱10中排出。這些粘結劑的細粉末被一個和灰塵收集口15相聯通的灰塵收集裝置(未示出)收集，然後丟棄掉。
如上所述，在本發明最佳實施例的回收利用型砂的方法及其裝置中，舊型砂被輸送到機箱10中，並且不斷地掉落在高速旋轉的葉輪26的上圓盤26b上。經過和可旋轉碾磨筒31的碰撞，舊型砂1被初步處理。圍繞著可旋轉碾磨筒31內周表面螺旋地下降的舊型砂1，以及和可旋轉碾磨筒31之間發生相互摩擦滾動接觸的舊型砂1，不斷地被二次回收處理。因此，根據本發明的最佳實施例，使用回收型砂的裝置只經過一次回收工序，就可以將舊型砂1變為再生型砂2。
而且，由於葉輪26的旋轉使上圓盤26b產生的離心力的作用，掉落在上圓盤26b上的舊型砂1從掉落點向可旋轉碾磨筒31的內周表面飛去，因此，相對於傳統的使用藉助於壓縮空氣而直接將舊型砂1噴入碾磨區的型砂回收技術而重複利用型砂的方法和裝置而言，可以防止可旋轉碾磨筒31的磨損和型砂的損壞。
而且，相對於上述回收型砂的傳統裝置而言，通過舊型砂1和可旋轉碾磨筒31之間的碰撞和相互摩擦滾動接觸，可以徹底地清除粘附在舊型砂1表面的粘結劑。
特別是，通過藉助於吹進和葉輪26一起旋轉的鼓風口25b的外部空氣，舊型砂1可以和可旋轉碾磨筒31的內周表面緊密接觸，且由於舊型砂1和可旋轉碾磨筒31之間的碰撞和相互摩擦滾動接觸，可以更加有效率地清除粘結劑。而且，由於型砂的表面沒有粘結劑變得很圓滑，可以顯著地提高再生型砂的質量。
通過只轉動葉輪26，舊型砂1均勻地向可旋轉碾磨筒31的內周面噴射，然後通過和可旋轉碾磨筒31之間的碰撞和相互摩擦滾動接觸，舊型砂1被回收利用。而且，殘留在舊型砂1表面上的粘結劑徹底地被清除，並且不斷地被收集，然後通過收集裝置(未示出)從機箱10中向外排出。
由於用來導入將粘結劑細粉末吹入灰塵收集裝置15的外部空氣的進口管設置在葉輪26的旋轉軸25上，本發明的回收型砂裝置的總體結構變得很簡單。因此，可以減少回收裝置的總體積。
以上參照最佳實施例對本發明進行了特別的展示和描述，在不超出所附權利要求限定的本發明的實質和範圍的，本領域的技術人員都可以實現形式和細節上的各種變化。
權利要求
1.一種回收利用型砂的裝置，包括機箱，它由圓盤形頂蓋，圓柱形中間框架和圓盤形底蓋構成，它們形成一個整體，用來輸送舊型砂的加料鬥安裝在機箱的頂蓋上，將從舊型砂中分離出來的粘結劑細粉末排盡的灰塵收集口安裝在頂蓋上，將再生型砂從機箱中向外擠壓的擠壓口安裝在機箱的底蓋上，帶有馬達的旋轉軸位於機箱的中部，並且垂直地穿過頂蓋和底蓋，其特徵在於具有多片葉片的葉輪安裝在旋轉軸上，葉片裝在旋轉軸的外表面上，徑向地向外伸展出預置的長度，在葉片的上下端分別安裝有上圓盤和下圓盤，在葉輪的中央部位葉片之間安裝有鼓風口，它和沿著旋轉軸從外部進入機箱的進口管相連通，由磨料構成的圓柱形的碾磨筒安裝在葉輪和機箱的中間框架之間，該碾磨筒和上下圓盤徑向的自由端相隔一定距離，並和中間框架相隔預置的距離。
2.一種回收利用型砂的方法，其中，粉碎從模箱中分離出來的大塊型砂，得到舊型砂，然後清除掉粘附在舊型砂表面的粘結劑，從而回收利用舊型砂，其改進包括轉動安裝在由圓筒形磨料構成的可旋轉碾磨筒中的葉輪，該葉輪和可旋轉碾磨筒之間間隔有預置的距離；在將舊型砂裝料到機箱中的葉輪上後，由於型砂和旋轉的碾磨筒之間的碰撞和相互的摩擦滾動接觸，並且藉助於葉輪的旋轉力，清除掉粘在舊型砂表面的粘結劑；然後將從舊型砂中分離出的粘結劑細粉末，和從帶有馬達且位於機箱中部的旋轉軸的進口管進入機箱的外部空氣一起，通過灰塵收集口排盡。
全文摘要
本發明涉及一種能夠提高舊型砂回收效率和純度的回收利用型砂的方法及其設備。粉碎從模箱中分離的大塊型砂，從而得到舊型砂。為了清除粘附在舊型砂表面上的粘結劑，在將舊型砂裝料到安裝有可旋轉碾磨筒的機箱中後，轉動安裝在可旋轉碾磨筒上的葉輪。在將舊型砂裝料到機箱中的葉輪上後，由於型砂和旋轉的碾磨筒之間的碰撞和相互的摩擦滾動接觸，並且藉助於葉輪的旋轉力，清除掉粘在舊型砂表面的粘結劑。然後將從舊型砂中分離出的粘結劑細粉末，和從帶有馬達且位於機箱中部的旋轉軸的進口管進入機箱的外部空氣一起，通過灰塵收集口排盡。
文檔編號B22C5/04GK1415442SQ02155808
公開日2003年5月7日 申請日期2002年10月25日 優先權日2001年10月25日
發明者趙銓來 申請人:起元金屬株式會社, 趙銓來