砂處理系統和方法
2023-06-25 01:13:36
專利名稱：砂處理系統和方法
技術領域：
本發明涉及砂處理系統和方法。
背景技術：
目前在鑄造領域中廣泛使用砂料，特別是有機膠結砂。在砂料的處理中常常採用加熱焙燒的方法，以去除雜質而得到高質量的砂料產品。
砂料的使用量很大，但由於砂料結塊、粉化等原因而不得不廢棄大量的砂料，而且廢舊砂、的填滿處理方式將對環境產生不良影響。不過，由於新砂、的價格昂貴，因此，砂料的再生利用越來越受到關注。
一種常用的砂料再生方法是幹磨法，其中，將砂團破碎，並通過研磨方式去除砂粒上的包覆層及其他雜質，然後通過篩分去除殘細砂。不過，通過幹磨法易使砂粒破碎，得到的再生砂性能較差。
另一種常用的再生方法是熱回收法，其中，將舊砂加熱到足夠高的溫度以使砂粒表面包覆的可燃物焚燒去除。不過，目前的熱回收的再生系統一般結構複雜，系統比較龐大，因而購置和維護費用昂貴，而且熱利用率低，這都增加了砂料的再生成本。
因此，需要一種結構簡單的高效的^^少處理系統和方法。
發明內容
有鑑於此，本發明提供一種砂處理系統，能夠實現緊湊簡單的處理結構和高效的石少處理。
本發明提供一種砂處理系統，該系統包括
外筒，其包括用於接收砂料的入口和在外筒內壁上設置的外筒導料結
構；
4內筒，其被至少部分地包含在所述外筒中並包括用於排出砂料的出口和
在內筒內壁上設置的內筒導料結構；和
至少 一個加熱器，用於加熱所述內筒和/或所述外筒和/或所述砂、料， 其中，所述外筒導料結構引導砂料從所述入口行進通過所述外筒而進入
所述內筒中，所述內筒導料結構引導所述砂料行進通過所述內筒而從所述出
口排出所述內筒。
在一個實施例中，所述外筒導料結構和所述內筒導料結構中的至少一種 為螺旋式結構。
在一個實施例中，所述外筒和所述內筒中的至少一個能夠轉動。 在一個實施例中，所述外筒和所述內筒相連。
在一個實施例中，所述外筒導料結構引導所述砂料的方向與所述內筒導 料結構引導所述砂料的方向相反。
在一個實施例中，所述內筒在外壁上設置有內筒外壁導料結構，所述內 筒外壁導料結構引導所述砂料的方向與所述外筒導料結構引導所述砂料的 方向相同。
本發明還提供另一種砂處理系統，該系統包括
外筒，其包括用於排出砂料的出口和在外筒內壁上設置的外筒導料結
構；
內筒，其被至少部分地包含在所述外筒中並包括用於接收砂料的入口和 在內筒內壁上設置的內筒導料結構，所述內筒通過連接機構與所述外筒相
連；和
至少 一個加熱器，用於加熱所述內筒和/或所述外筒和/或所述砂、料， 其中，所述內筒導料結構引導砂料從所述入口行進通過所述內筒而進入
所述外筒中，所述外筒導料結構引導所述砂料行進通過所述外筒而從所述出
口排出所述外筒。
本發明提供一種砂處理方法，該方法包括
A、加熱外筒和至少部分地設置在外筒中的內筒中的至少一種筒；B、通過設置在外筒內壁上的外筒導料結構將進入外筒中的砂料引導通
過外筒而進入內筒中，並且通過設置在內筒內壁上的內筒導料結構將進入內 筒中的砂料引導排出內筒。
在一個實施例中，所述外筒導料結構和所述內筒導料結構中的至少一種 為螺旋式結構。
在一個實施例中，所述外筒和所述內筒中的至少一個能夠轉動。 在一個實施例中，所述外筒導料結構引導所述砂料的方向與所述內筒導 料結構引導所述砂料的方向相反。
在一個實施例中，所述石少料被加熱至500 - 1000°C,優選地加熱至600 -750。C。
在一個實施例中，所述外筒和所述內筒中的至少一種的轉動速度在3 -12rpm的範圍內，優選;l也為6rpm。
由上可知，通過本發明所提供的砂處理系統，能夠實現緊湊簡單的處理 結構，並使砂料在系統中充分被加熱，而且熱利用率高。
圖1是根據本發明一個實施例的砂處理系統的正視圖。 圖2是圖1所示的砂處理系統的側視圖。
具體實施例方式
根據本發明提供的砂處理系統，能夠實現緊湊簡單的處理結構，並使砂 料在系統中充分被加熱，而且熱利用率高。
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖對本發明 作進一步的詳細描述。
圖1是根據本發明一個實施例的砂處理系統的正視圖。如圖l所示，砂 處理系統包括砂料入口，外筒2,內筒8，和砂料出口，其中內筒8至少 部分地包含在外筒2中，在外筒2的內壁上可設置一體形成或分立形成的外筒導料結構4,而在內筒8的內壁上可設置一體形成或分立形成的內筒導料 結構7。這樣，砂料可以從外筒2右端的砂料入口進入外筒2中，並當外筒 2轉動時在外筒導料結構4的引導下行進，即，在圖l中向左行進；砂料行 進至外筒2左端之後經由內外筒過渡區進入內筒8中，並在內筒導料結構7 的引導下行進，即，在圖l中向右行進，直至砂料從內筒8右端的砂料出口 排出。這樣，可以想到的是，砂料在行進過程中相互摩擦，可以將團塊破碎。
本發明提供的砂處理系統中還包括加熱器1,用於加熱處於內筒8中的 砂料而使砂粒表面包覆的可燃物會燃燒掉而被去除。如圖1中所示，加熱器 1可設置在外筒2和內筒8之間的內外筒過渡區附近，以加熱進入內筒8的 砂料。在實際應用中，加熱器1可根據需要而設置在任何其他適合的位置， 例如設置在沿內筒8或外筒2的長度上的任何中間位置；而且，也可以根據 需要設置多個加熱器l，並同時設置在多個不同位置，例如同時設置在內筒 8鄰近處和外筒2鄰近處以同時加熱內筒8和外筒2。加熱器1可為任何類 型的加熱裝置，例如，燃燒器或電熱器等。加熱器1可根據需要而實現特定 範圍內的加熱溫度以確保砂料中的雜質氣化去除，例如，加熱器l可將砂料 加熱至500 - 1000°C,優選地加熱至600 - 750。C。
在圖1中所示的實施例中，僅採用加熱器l加熱內筒8以及其中的砂料， 這樣，通過被加熱的內筒8同時加熱其內部和外部的砂料，也就是說，不僅 內筒8內部的砂料被加熱，而且在內筒8與外筒2之間的砂料也被加熱。在 一個實施例中，內筒8優選地採用高熱導率的材料製成。
這樣，在圖l中所示的實施例中，內筒8外壁的散熱可被用於加熱內筒 8與外筒2之間的砂料，因而系統的熱利用率高。
如前所述，砂料在外筒2轉動時通過外筒導料結構4和內筒導料結構7 而被引導行進，如圖1中所示，外筒導料結構4向左引導砂料，而內筒導料 結構7向右引導砂料，外筒導料結構4和內筒導料結構7的針對砂料的引導 方向(在下文中簡稱為引導方向)相反，或者說外筒2和內筒8的引導方向 相反，這樣的結構不僅更加緊湊，而且能夠使系統中的砂料充分被加熱，並可提高加熱效率。可以想到的是，可以根據需要調整外筒導料結構4和內筒 導料結構7的結構以實現針對砂料的相反的引導方向。優選地，外筒導料結 構4和內筒導料結構7可採用螺旋式的結構，並可根據需要採用相反或相同 的旋向以實現針對砂料的相反的引導方向，例如，當外筒2和內筒8以相同 方向轉動時，外筒導料結構4和內筒導料結構7的旋向相反；而當外筒2和 內筒8以相反方向轉動時，外筒導料結構4和內筒導料結構7的旋向相同， 從而確保外筒2和內筒8的針對砂料的引導方向相反。
在一個實施例中，外筒2轉動，而內筒8保持靜止，且外筒導料結構4 和內筒導料結構7的引導方向相反；在優選的實施例中，外筒2和內筒8以 相同方向轉動，且引導方向相反；在更優選的實施例中，外筒2和內筒8以 相同的方向和速度轉動，且引導方向相反。當然，如果需要，外筒2和內筒 8也可以採用不同的轉動方向和速度。在圖l中所示的實施例中，如果外筒 2和內筒8以相反方向轉動，則外筒導料結構4和內筒導料結構7的結構可 進行相應調整，以使得二者仍具有相反的引導方向，即，砂料從系統的右端 進入並仍從右端排出。不過，在不同於圖l所示的其他實施例中，也可以使 外筒2和內筒8的外筒導料結構4和內筒導料結構7採取相同的引導方向， 從而使砂、料從系統一端進入並從相反端排出。
在一個實施例中，外筒2和內筒8以相同方向轉動；在優選的實施例中， 外筒2和內筒8以相同的方向和速度轉動，例如，外筒2和內筒8可相連而 以相同的方向和速度轉動。當然，如果需要，外筒2和內筒8也可採用不同 的轉動方向和速度。
在一個實施例中，內筒8除了在其內壁上設置有內筒導料結構7以外， 還在其外壁上設置有內筒外壁導料結構，以輔助引導在內筒8與外筒2之間 的砂料行進，其中，內筒外壁導料結構與外筒導料結構4的引導方向相同， 但與內筒導料結構7的引導方向相反。
為了實現外筒2的轉動，可以設置支撐裝置和驅動裝置。
在圖2所示的實施例中，支撐裝置可包括支撐架IO和安裝在支撐架10上的多個支撐滾輪9，用於支撐外筒2;不過，可以想到的是，也可以使用 支撐輥或其他可滾動支撐部件以替代支撐滾輪9。在圖1中所示的實施例中， 在外筒2的外壁上設置有相應的導軌3，用於使外筒2支撐在所述支撐裝置 上轉動。
可以採用適合的驅動裝置以驅動外筒2轉動。在圖l所示的實施例中， 在外筒2外壁上相應設置有針齒圈5,驅動裝置採取鏈輪裝置6的形式，以 通過鏈輪撥動針齒圈5而使外筒2轉動。不過，可以想到的是，驅動裝置可 採用能夠驅動外筒2轉動的任何適合的形式，而且可設置在任何適合位置。 優選地，驅動裝置可採用齒輪嚙合驅動的方式，並設置在沿外壁2的長度的 中點鄰近處。進一步地，驅動裝置可控制外筒2的轉動速度和方向，其中， 外筒2的轉動速度可在3 - 12rpm的範圍內，例如6rpm。
以上所述結構用於支撐和驅動外筒2的轉動。如果需要，也可設置類似 的支撐裝置和驅動裝置實現內筒8的轉動。在一個實施例中，通過連接機構 將外筒2與內筒8相連，從而實現二者的同步轉動。
在以上所述的實施例中，通過轉動外筒2和內筒8中的至少一個而促使 砂料在相應導料結構的引導下行進。不過，在另一實施例中，也可以使外筒 2和內筒8保持靜止，而同時通過砂料推進裝置(未示出)推動砂料沿相應 導料結構的引導路逕行進。
在以上所述的砂處理系統中，砂料入口設置在外筒2的一端，砂料出口 設置在內筒8的一端，即，砂料先經過外筒2而後經過內筒8。不過，如果 需要，在另一實施例中，也可將砂料入口設置在內筒8的一端，而將砂料出 口設置在外筒2的一端，即，使得砂料先經過內筒8而後經過外筒2，並可 相應地調整加熱器1的:&置位置和數量。
在以上所述的石少處理系統中，僅設置相互套置的外筒2和內筒8，不過， 如果需要，在其他實施例中，也可設置更多個具有類似結構的相互套疊的筒， 例如，在內筒8中進一步設置一個或兩個相互套疊的筒，再如，可在內筒8 與外筒2之間設置兩個相互套疊的筒。通過以上所述的砂處理系統和方法，能夠對各種妙、料進行處理，例如， 對廢舊砂進行再生處理，對新砂進行焙燒處理，等等。因此，根據需要，在
廢舊幹^K烘乾妙、或再生^f少，等等。在進行廢舊石少再生處理時，如圖1所示， 通過加熱器1對內筒8的加熱，在內筒8與外筒2之間的廢舊砂在外筒導料 結構4的引導下(或者進一步在外筒2的外筒外壁導料結構的輔助引導下) 行進並被烘乾或預熱，且在進入內筒8之後被進一步高溫焙燒，以去除廢舊 砂表面殘留的樹脂，最終從砂料出口排出再生砂。類似地，在進行新砂焙燒 處理時，新砂也可以經由相同的路徑被加熱焙燒後從砂料出口排出。
由上可知，通過本發明所提供的砂處理系統和方法，能夠實現緊湊簡單 的處理結構，並使砂料在系統中充分被加熱，而且熱利用率高。
以上實施實例僅是本發明提供的砂處理系統和方法的優選實施方式，而 並非用於限定本發明的保護範圍。應當指出，對本技術領域的普通技術人員 而言，在不脫離本發明原理的前提下，還可進行各種改進和變化，比如增加、 刪減、替換或合併某些功能單元/模塊，而這些改進和變化也在本發明的保 護範圍之內。
權利要求
1、一種砂處理系統，其特徵在於，該系統包括外筒，其包括用於接收砂料的入口和在外筒內壁上設置的外筒導料結構；內筒，其被至少部分地包含在所述外筒中並包括用於排出砂料的出口和在內筒內壁上設置的內筒導料結構；和至少一個加熱器，用於加熱所述內筒和/或所述外筒和/或所述砂料，其中，所述外筒導料結構引導砂料從所述入口行進通過所述外筒而進入所述內筒中，所述內筒導料結構引導所述砂料行進通過所述內筒而從所述出口排出所述內筒。
2、 根據權利要求1所述的砂處理系統，其特徵在於， 所述外筒導料結構和所述內筒導料結構中的至少一種為螺旋式結構。
3、 根據前述任一權利要求所述的砂處理系統，其特徵在於， 所述外筒和所述內筒中的至少一個能夠轉動。
4、 根據前述任一權利要求所述的砂處理系統，其特徵在於， 所述外筒和所述內筒相連。
5、 根據前述任一權利要求所述的砂處理系統，其特徵在於， 所述外筒導料結構引導所述砂料的方向與所述內筒導料結構引導所述砂料的方向相反。
6、 根據前述任一權利要求所述的砂處理系統，其特徵在於，所述內筒在外壁上設置有內筒外壁導料結構，所述內筒外壁導料結構引 導所述砂料的方向與所述外筒導料結構引導所述砂料的方向相同。
7、 一種砂處理系統，其特徵在於，該系統包括外筒，其包括用於排出砂料的出口和在外筒內壁上設置的外筒導料結構；內筒，其被至少部分地包含在所述外筒中並包括用於接收砂料的入口和在內筒內壁上設置的內筒導料結構，所述內筒通過連接機構與所述外筒相連；和至少一個加熱器，用於加熱所述內筒和/或所述外筒和/或所述砂料， 其中，所述內筒導料結構引導砂料從所述入口行進通過所述內筒而進入所述外筒中，所述外筒導料結構引導所述砂料行進通過所述外筒而從所述出口排出所述外筒。
8、 一種妙、處理方法，其特徵在於，該方法包括A、 加熱外筒和至少部分地設置在外筒中的內筒中的至少一種筒；B、 通過設置在外筒內壁上的外筒導料結構將進入外筒中的砂料引導通 過外筒而進入內筒中，並且通過設置在內筒內壁上的內筒導料結構將進入內 筒中的砂料引導排出內筒。
9、 根據權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述外筒導料結構和所述內筒導料結構中的至少一種為螺旋式結構。
10、 根據權利要求8或9所述的砂處理方法，其特徵在於， 所述外筒和所述內筒中的至少一個能夠轉動。
11、 根據權利要求8-10中任一項所述的方法，其特徵在於， 所述外筒導料結構引導所述砂料的方向與所述內筒導料結構引導所述砂料的方向相反。
12、 根據權利要求8-11中任一項所述的方法，其特徵在於， 所述砂料被加熱至500 - 1000°C,優選地加熱至600 - 750。C。
13、 根據權利要求8-12中任一項所述的方法，其特徵在於， 所述外筒和所述內筒中的至少一種的轉動速度在3 - 12rpm的範圍內，優選地為6rpm。
全文摘要
本發明提供一種砂處理系統，包括外筒，其包括用於接收砂料的入口和在外筒內壁上設置的外筒導料結構；內筒，其被至少部分地包含在所述外筒中並包括用於排出砂料的出口和在內筒內壁上設置的內筒導料結構；和至少一個加熱器，用於加熱所述內筒和/或所述外筒和/或所述砂料，其中，所述外筒導料結構引導砂料從所述入口行進通過所述外筒而進入所述內筒中，所述內筒導料結構引導所述砂料行進通過所述內筒而從所述出口排出所述內筒。本發明還提供一種砂處理方法。
文檔編號B22C5/04GK101480694SQ20091007785
公開日2009年7月15日 申請日期2009年1月23日 優先權日2009年1月23日
發明者秦升益, 秦申二, 馬金奎 申請人:北京仁創科技集團有限公司