一種滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備及其使用方法與流程

2023-04-23 10:58:01

本發明屬於鑄造舊砂再生相關技術領域，更具體地，涉及一種滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備及其使用方法。

背景技術：

我國是世界上第一鑄造大國，目前各類鑄件產量達4620萬噸，其中80％以上鑄件是通過砂型鑄造生產的，因此會產生大量的鑄造舊砂。大量舊砂的遺棄不僅造成資源的極大浪費，還會對環境帶來巨大的危害。

常用的鑄造舊砂再生方法有幹法再生、溼法再生、熱法再生三種，同時對應著不同的再生設備。幹法再生是利用空氣或者機械的方法使舊砂粒與金屬構件間或者砂粒間的碰撞、摩擦作用再生舊砂，這種再生方法設備系統簡單，成本低，但再生效果不好，脫膜率低，再生砂只能作為背砂使用。溼法再生是利用水的溶解、擦洗以及機械攪拌作用進行舊砂再生，這種方法再生效果好，再生砂質量高，可作面砂或者單一砂使用，但設備系統比較複雜，水耗、能耗高，需要處理大量的汙水。熱法再生是通過焙燒爐將舊砂加熱到一定溫度，除去舊砂中可燃殘留物的再生方法，這種方法再生有機粘結劑舊砂效果較好、再生砂質量較高，但能耗大、成本高。幹法再生設備主要是以機械式、氣力式為主，溼法再生設備主要以機械攪拌式為主，熱法再生設備主要以高溫焙燒式為主。

目前，本領域相關技術人員已經做了一些研究，如專利cn103240386a公開了一種水玻璃舊砂碾磨再生的方法，該方法將舊砂放入石碾機碾壓使砂塊破碎成砂粒，同時加入質量為舊砂質量的10～20％的自來水，使舊砂潤溼；調整出料口高度，保持石碾內砂層的厚度為300～700毫米，舊砂在石碾內碾壓使砂層翻滾，砂粒之間相互摩擦，使砂粒表面水玻璃膜去掉。這種方法工藝複雜，碾磨後的舊砂還需螺旋洗砂機水洗，洗完後還要單獨脫水分離，再生效率較低。相應地，本領域存在著發展一種效率較高的舊砂溼法再生與脫水設備的技術需求。

技術實現要素：

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備，其基於現有的舊砂溼法再生與脫水的特點，針對滾筒式舊砂溼法再生設備進行了改進。所述滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備的多孔洗砂筒部分地收容於水槽內，通過控制水槽內的水的液面高度來使滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備處於舊砂再生狀態或者離心脫水狀態，進而使得滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備同時具備舊砂溼法再生與離心脫水功能，舊砂再生與脫水在同一個設備即可完成，無需在不同設備分別進行，提高了再生效率，降低了成本，且結構簡單。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備，其包括支撐與傾轉機構、以及設置在所述支撐與傾轉機構上的舊砂溼法再生與脫水機構及給排水機構，其特徵在於：

所述舊砂溼法再生與脫水機構包括轉動的連接於所述支撐與傾轉機構的多孔洗砂筒；所述給排水機構包括連接於所述支撐與傾轉機構上的水槽，所述水槽內儲存有水，所述多孔洗砂筒部分地收容於所述水槽內；

通過控制所述水槽內的水的液面高度來使所述滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備處於舊砂再生狀態或者離心脫水狀態，進而使得所述滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備同時具備舊砂溼法再生與離心脫水功能。

進一步地，所述滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備處於舊砂再生狀態時，所述多孔洗砂筒部分地浸入所述水槽的水內；所述滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備處於離心脫水狀態時，所述多孔洗砂筒的底部與所述水槽內的水的液面之間具有間隙。

進一步地，所述支撐與傾轉機構包括底板、與所述底板間隔設置的支撐板、兩端分別連接於所述支撐板及所述底板的鉸鏈支撐杆及支撐板提升氣缸、以及間隔固定在所述支撐板上的軸承座支架及支撐架，所述鉸鏈支撐杆的一端固定連接於所述底板，另一端轉動的連接於所述支撐板；所述支撐板提升氣缸的兩端分別轉動的連接於所述支撐板及所述底板。

進一步地，所述舊砂溼法再生與脫水機構設置在所述軸承座支撐架上，所述給排水機構設置在所述支撐板上，所述支撐板提升氣缸的推桿通過伸出以使所述舊砂溼法再生與脫水機構發生傾斜，進而使收容於所述多孔洗砂筒內的砂子旋出。

進一步地，所述滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備還包括驅動機構，所述驅動機構設置在所述支撐架上，其與所述舊砂溼法再生與脫水機構相連接；所述驅動機構通過轉動來驅動所述多孔洗砂筒轉動。

進一步地，所述驅動機構包括設置在所述支撐架上的變頻調速電機、連接於所述變頻調速電機的變頻器及連接於所述變頻調速電機的輸出軸的聯軸器，所述驅動機構通過所述聯軸器連接於所述舊砂溼法再生與脫水機構。

進一步地，所述舊砂溼法再生與脫水機構還包括包裹在所述多孔洗砂筒的外周上的濾網、罩設在所述多孔洗砂筒遠離所述水槽的一側的筒罩、間隔設置在所述多孔洗砂筒內的筋板及兩端穿過所述多孔洗砂筒後分別設置於所述軸承座支架的轉軸，所述筋板的長度方向與所述多孔洗砂筒的長度方向垂直，其兩端分別連接於所述多孔洗砂筒的內壁；所述轉軸與所述筋板垂直連接。

進一步地，所述筒罩可拆卸的連接於所述水槽，兩者連接組成的橢圓體的中心軸與所述多孔洗砂筒的中心軸重合。

進一步地，所述給排水機構還包括兩端分別連接於所述支撐板及所述水槽底部的水槽升降導柱及水槽升降氣缸，所述水槽升降氣缸的推桿通過伸縮來改變所述水槽與所述多孔洗砂筒之間的間距。

按照本發明的另一方面，提供了一種滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備的使用方法，其特徵在於，該使用方法包括以下步驟：

(1)提供如上所述的滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備，分別向所述水槽及所述多孔洗砂筒內加入水及舊砂；

(2)所述多孔洗砂筒進行旋轉，以使所述舊砂在所述多孔洗砂筒內完成溼法再生；

(3)調節所述水槽內的液面的高度，以使所述液面與所述多孔洗砂筒的底部之間具有間隙，同時調節所述多孔洗砂筒的轉速以使步驟(2)所得到的再生砂進行離心脫水；

(4)檢驗步驟(3)所獲得的再生砂的脫膜率及強度是否達到目標值，如果達到，則執行步驟(5)，否則轉至步驟(2)；

(5)調節所述多孔洗砂筒的位姿以使所述多孔洗砂筒發生傾斜，同時調節所述多孔洗砂筒的轉速，以使經溼法再生及離心脫水後的砂自所述多孔洗砂筒旋出。

總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，本發明提供的滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備及其使用方法主要具有以下有益效果：

(1)多孔洗砂筒部分地收容於水槽內，通過控制水槽內的水的液面高度來使滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備處於舊砂再生狀態或者離心脫水狀態，進而使得滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備同時具備舊砂溼法再生與離心脫水功能，舊砂再生與脫水在一個設備即可完成，無需在不同設備分別進行，提高了再生效率，降低了成本，且結構簡單；

(2)當處於舊砂再生狀態時，多孔洗砂筒部分地浸入水槽的水內，無需多孔洗砂筒全部浸入水內，減少了水的消耗，進而減少了汙水的排放，降低了成本；

(3)筒罩可拆卸的連接於水槽，且水槽升降氣缸的推桿通過伸縮可以改變水槽與洗砂筒之間的間距，便於濾網的更換與清洗，提高了靈活性。

附圖說明

圖1是本發明較佳實施方式提供的滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備的結構示意圖；

圖2是圖1中的滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備沿一個角度的示意圖；

圖3是圖1中的滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備沿另一個角度的示意圖；

圖4是圖1中的滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備出砂時的示意圖。

圖5是本發明較佳實施方式提供的的一種滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備的使用流程圖。

在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結構，其中：1-多孔洗砂筒，2-濾網，3-筋板，4-轉軸，5-水槽，6-筒罩，7-進砂口，8-出砂口，9-水槽進水口，10-水槽出水口，11-出水口控制閥，12-進水口控制閥，13-軸承座，14-軸承座支架，15-水槽升降導柱，16-水槽升降氣缸，17-支撐架，18-支撐板，19-鉸鏈支撐杆，20-支撐板提升氣缸，21-底板，22-變頻調速電機，23-變頻器，24-聯軸器。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特徵只要彼此之間未構成衝突就可以相互組合。

請參閱圖1至圖4，本發明較佳實施方式提供的滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備，所述滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備解決了現有鑄造舊砂溼法再生設備組成複雜、耗水量大、效率較低等問題。所述滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備特別適用於難再生的水玻璃舊砂。

所述滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備包括舊砂溼法再生與脫水機構、給排水機構、支撐與傾轉機構及驅動機構，所述舊砂溼法再生與脫水機構及所述給排水機構均設置在所述支撐與傾轉機構上，所述驅動機構連接於所述舊砂溼法再生與脫水機構。所述給排水機構位於所述舊砂溼法再生與脫水機構的下方。

所述支撐與傾轉機構包括底板21、與所述底板21間隔設置的支撐板18、兩端分別連接於所述支撐板18及所述底板21的鉸鏈支撐杆19、兩端分別連接所述支撐板18及所述底板21的支撐板提升氣缸20、間隔固定在所述支撐板18上的軸承座支撐架14及支撐架17及兩個間隔設置在所述軸承支撐架14上的軸承座13。所述鉸鏈支撐杆19的一端固定連接於所述底板21，另一端轉動的連接於所述支撐板18。所述支撐板提升氣缸20的兩端分別轉動的連接於所述支撐板18及所述底板21。所述舊砂溼法再生與脫水機構設置在兩個所述軸承座13上，所述給排水機構設置在所述支撐板18上。所述驅動機構設置在所述支撐架17上。本實施方式中，所述支撐板提升氣缸20的推桿通過伸長以使所述舊砂溼法再生與脫水機構發生傾轉，進而使所述舊砂溼法再生與脫水機構產生一定的傾角，以利於出砂。

所述舊砂溼法再生與脫水機構包括多孔洗砂筒1、包裹在所述多孔洗砂筒1的外周上的濾網2、罩設在所述多孔洗砂筒1的一側的筒罩6、間隔設置在所述多孔洗砂筒1內的筋板3及兩端穿過所述多孔洗砂筒1後分別設置於兩個所述軸承座13上的轉軸4，所述筋板3的長度方向與所述多孔洗砂筒1的長度方向垂直，其兩端分別連接於所述多孔洗砂筒1的內壁。所述轉軸4與所述筋板3垂直固定連接。

本實施方式中，所述軸承座13上設置有軸承，所述轉軸4設置於所述軸承；所述多孔洗砂筒1的外周上形成的孔可以為圓孔、長孔、三角孔、魚鱗孔等；所述濾網2用於將砂子擋在所述多孔洗砂筒1內，其目數根據不同砂的粒度而定，如所述濾網2的目數可以為100～200目；所述筒罩6設置在所述多孔洗砂筒1遠離所述支撐與傾轉機構的一側。所述多孔洗砂筒1靠近所述驅動機構的一端設置有進砂口7，所述多孔洗砂筒1遠離所述驅動機構的一端設置有出砂口8，所述進砂口7及所述出砂口8分別用於向所述多孔洗砂筒1內加砂或者將所述多孔洗砂筒1內的砂旋出。

所述給排水機構包括兩個間隔設置在所述支撐板18上的水槽升降導柱15、連接於所述筒罩6的水槽5及兩端分別連接於所述水槽5及所述支撐板18的水槽升降氣缸16，所述水槽升降氣缸16位於兩個所述水槽升降導柱15之間，其推桿通過伸縮來改變所述多孔洗砂筒1與所述水槽5的水液面之間的間距，即實現所述水槽5的升降。所述水槽5內儲存有水，其與所述多孔洗砂筒1間隔設置。本實施方式中，所述多孔洗砂筒1部分收容於所述水槽5內，且所述多孔洗砂筒1浸入所述水的深度小於所述多孔洗砂筒1的半徑。

本實施方式中，所述水槽5與所述筒罩6可拆卸的連接於在一起，兩者形成橢圓體，所述橢圓體的中心軸與所述多孔洗砂筒1的中心軸重合；可以理解，在其他實施方式中，所述水槽升降導柱15的數量可以根據實際需要而改變，並不限於本實施方式。

所述水槽5上部設置有水槽進水口9，所述水槽進水口9處設置有進水口控制閥12，所述進水口控制閥12用於控制自所述水槽進水口9進入所述水槽5的水量。所述水槽5的底部設置有水槽出水口10，所述水槽出水口10處設置有出水口控制閥11，所述出水口控制閥11用於控制通過所述水槽出水口10流出所述水槽5的水量。

所述驅動機構包括設置在所述支撐架17上的變頻調速電機22、連接於所述變頻調速電機22的變頻器23及連接於所述變頻調速電機22的輸出軸的聯軸器24，所述聯軸器24連接於所述轉軸4。所述變頻調速電機22通過所述變頻器23可實現30r/min～1000r/min的轉速範圍。所述變頻調速電機22通過轉動來帶動所述多孔洗砂筒1轉動，舊砂再生時，所述多孔洗砂筒1的外周的各區域在所述變頻電機22的帶動下逐步浸入水中，且逐步自水中轉出；離心脫水時，所述水槽升降氣缸16帶動所述水槽5下降或者將所述水槽5內的水放出，所述多孔洗砂筒1在所述變頻調速電機22的帶動下旋轉脫水，脫出的水流入所述水槽5內。

本實施方式還提供了一種滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備的使用方法，以下以幾個實施例來詳細說明所述的滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備的使用方法。

實施例1，請參閱圖5，使用如上所述的滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備對酯硬化水玻璃舊砂進行再生，所述濾網2的目數為100目，具體包括以下步驟：

步驟s1，提供如上所述的滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備，分別通過所述水槽進水口9及所述進砂口7向所述水槽5及所述多孔洗砂筒1內加入水及舊砂。本實施方式中，所述舊砂與所述水的質量比為1:0.3；可以理解，在其他實施方式中，所述舊砂與水液的質量之比可以為1:0.3～1:2的任意值，優先採用1:0.3～1:0.5內的任意值。

步驟s2，啟動所述變頻調速電機22，所述變頻調速電機22在轉速30r/min下運行10min，使所述舊砂在所述多孔洗砂筒1內完成溼法再生。溼法再生完成後，打開所述水槽出水口9以將所述水槽5內的水放出直到所述水槽5內的液面低於所述多孔洗砂筒1的底部，即直到所述水槽5內的液面與所述多孔洗砂筒1間隔一定距離，所述多孔洗砂筒1不能浸入水內。

步驟s3，調節所述變頻器23使所述變頻調速電機22的轉速達到800r/min，使得再生砂在高速旋轉下進行離心脫水3min，實現了快速脫水。

步驟s4，檢驗所述再生砂的脫膜率及強度是否達到目標值，如果達到，則執行步驟s5；否則轉至步驟s2。

步驟s5，調節所述變頻器23使所述變頻調速電機22的轉速達到30r/min後，啟動所述支撐板提升氣缸20，以使所述多孔洗砂筒傾斜一定角度，再生脫水後的砂子自所述出砂口8旋出，獲得再生砂。

實施例2，實施例2與實施例1基本相同，不同點在於，步驟s2中的所述變頻調速電機22在轉速30r/min下運行30min，所述變頻調速電機22在脫水時的轉速為1000r/min，離心脫水時間為10min。本實施例中，所述濾網2的目數為200目。

實施例3，本實施例涉及co2硬化水玻璃舊砂的再生，所述濾網2的目數為100目。實施例3與實施例1基本相同，不同點在於：步驟s1中的舊砂與水的質量比為1:0.5。

實施例4，實施例4與實施例3基本相同，不同點在於所述濾網2的目數為150目；步驟s1中的舊砂與水的質量比為1:0.4。

實施例5，實施例5與實施例4基本相同，不同點在於所述濾網2的目數為200目，舊砂再生時，所述變頻調速電機22在30r/min下運行20min；所述變頻調速電機22在離心脫水時的轉速為1000r/min，離心脫水時間為7min。

實施例6，實施例6與實施例1基本相同，不同點在於實施例6涉及黏土舊砂的再生，所述濾網2的目數為180目；步驟s2中，所述變頻調速電機22在60r/min下運行30min；所述變頻調速電機22在離心脫水時的轉速為1000r/min，離心脫水時間為3min。

實施例7，實施例7與實施例1基本相同，不同點在於實施例7涉及鹼性酚醛樹脂舊砂的再生，所述濾網2的目數為100目；步驟s2中，所述變頻調速電機22在轉述300r/min下運行10min；步驟s3中，所述變頻調速電機22在轉速為900r/min下運轉5min；步驟s5中，所述變頻調速電機22的轉速為60r/min。

本發明提供的滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備及其使用方法，其多孔洗砂筒部分地收容於水槽內，通過控制水槽內的水的液面高度來使滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備處於舊砂再生狀態或者離心脫水狀態，進而使得滾筒式舊砂溼法再生與脫水一體化設備同時具備舊砂溼法再生與離心脫水功能，舊砂再生與脫水在一個設備即可完成，無需在不同設備分別進行，提高了再生效率，降低了成本，且結構簡單。

本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。