Способ регенерации жидкостекольной смеси и установка для его осуществления

 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии регенерации формовочных и стержневых смесей. Цель изобретения - повышение качества регенерированного наполнителя. Предлагаемый способ включает дезинтеграцию кусков смеси, грохочение, нагрев, перемешивание смеси с природным кварцевым песком и охлаждение смеси в разделенных потоках пеновоздушным агентом со скоростью, в 13...23 раза превышающей скорость ее нагрева. При этом потоки смеси направляют прямоточно и касательно друг к другу, закручивая их спиралеобразно в противоположные стороны. Установка для осуществления способа включает загрузочный бункер 1 оборотной смеси, узел нагрева в виде, например, барабанного сушила 3 с футеровкой, смеситель 7, сито 8, камеру регенерации 10 с аспирационной системой 11, комплексом разгонных устройств 19 и узлом генерации пеновоздушного агента в виде смесителя 12, емкости 14 и регуляторов 15 и 18, а также трубопроводов. Устройства 19 смонтированы прямоточно со смещением их выходных отверстий друг к другу и содержит внутренние сопла, позволяющие регулировать технологический процесс оттирки остаточного связующего от зерен наполнителя. Реализация изобретения позволяет снизить измельчение зерновой основы наполнителя. 2 с.п. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ1565568 (51) 5 В 22 С 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4335803/23-02 (22) 29.09.87 (46) 23.05.90. Бюл. Р 19 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт нефтяного машиностроения и Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт стройматериалов им. С.А.Дадашева (72) И.А.Цудик, N.È.Àááàños, Ф.М.Оруджев и Э.В.Пыпьник (53) 621.742 ° 55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 984630, кл. В 22 С 5/04, 1982.

2 (54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ЖИДКОСТЕКОЛЬНОЙ СМЕСИ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии регенерации формовочных и .стержневых смесей. Цель изобретения — повышение качества регенерированного наполнителя. Предлагаемый способ включает дезинтеграцию кусков смеси, грохочение, нагрев, перемешивание смеси с природным кварцевым песком и охлаждение смеси в разделенных потоках пеновоздушным агентом

1565568 со скоростью в 13-23 раза превышающей скорость ее нагрева. При этом потоки смеси направляют прямоточно и касательно друг к другу закручи9 5 вая их спиралеобразно в противоположные стороны. Установка для осуществления способа включает загрузочный бункер 1 оборотной смеси, узел нагрева в виде, например, барабанного сушила 3 с футеровкой, смеситель 7, сито 8, камеру регенерации 10 с аспирационной системой ff, комплексом разгонных устройств 19 и узлом генеИзобретение относится к литейному производству, в частности к спо- 20 собам подготовки и восстановления отработанных смесей для повторного использовании, а также к устройствам для осуществления регенерирования формовочных и стержневых смесей, и может быть использовано для смесей с жидкостекольным связующим при многократном их обороте в производстве отливок черных металлов.

Цель изобретения — повышение ка- 3Q честна регенерированного наполнителя.

На фиг. 1 представлена установка для регенерации жидкостекольной смеси; на фиг, 2 -- комплекс разгонных устройств, включающий одно центральное и два периферийных устройства, на фиг. 3 — комплекс разгонных устройств, поперечный разрез.

Установка содержит бункер 1 оборотной смеси с дозатором 2, подающим 40 смесь в рабочую зону барабанного сушила 3 с футеровкой и циклоном 4.

Бункер 5 свежих сыпучих материалов содержит также дозатор 6, причем желоба от сушила 3 и дозатора 6 соецинены с загрузочной камерой проходного гравитационно-лабиринтного смесители 7, содержащего чередующиеся наклонные плоскости„ формующие каскадное, лабиринтное перемещение смешиваю->< щихся компонентов смеси и песка при их падении, а также трубопроводы уноса образовавшегося. пара из секций камеры. Количество секций определяется с учетом достаточного перемешива55 ния компонентов, а также с учетом достаточного влагозабора с поверхности зерен свежего сыпучего материала.

В донной части смесителя 7 установлерации пеновоэдушного агента в виде смесителя 12, емкости 14 и регуляторов 15 и 18, а также трубопроводов.

Устройства 19 смонтированы прямоточно со смещением их выходных отверстий друг к другу и содержат внутренние сопла, позволяющие регулировать технологический процесс оттирки остаточного связующего от зерен наполнителя. Реализация изобретения позволяет снизить измельчение зерновой основы наполнителя. 2 с, и

2 з.п. ф-лы, .3 ил. но полигональное сито 8, кожух которого соединен с трубопроводом 9 подачи сыпучего материала к камере 10 регенерации, содержащей в конечной зоне циклон 11.

Пеновоздушная смесь образуется в смесителе 12 электорного типа, соединенном с пневмоисточником 13 и емкостью 14 для водного раствора с пенообразователем, регулятором 15 массорасхода, а так же трубопроводом 16 подачи пеновоздушной смеси, связанным с регулятором 17 давления центрального потока и регуляторами 18 давления периферийных потоков, Трубопроводы 9 и 16 соединены с разгонными устройствами 19, содержащими корпус 20 с вихревой полостью

21 переменного сечения, разгонной полостью 22, В зоне полости 21 размещено конусное сопло 23, аксиально перемещаемое благодаря резьбе в корпусе 20 и содержащее на выходном торце закругленный бурт 24. Сопло содержит центральное отверстие 25 впуска нагретого сыпучего материала. Камеры всех разгонных устройств имеют отверстия 26 впуска пеновоздушной смеси в зоне 21, расположенные под острым углом к направлению движения по касательной к цилиндрической поверхности полости 21.

Оборотная жидкостекольная смесь складируется после выбивки, дробления, просева и сепарации в бункере

1 и подается в сушило 3 для нагрева до 580-680 С. В нем осуществляют скоР ростной прогрев смеси со скоростью э не менее 3 С/с. Это достигается варьированием массоподачи дозатором 2 и скорости вращения барабана сушила

68 6 полости 21 устроиств 19 и пов-рхностью сопла 23, определяет величину подсоса нагретого регенерируемого песка„ а также энергию сгруи в потоке, При этом величина .гвления многоструйного потока должна обеспечивать гашение энергии потока в противоположном торце камеры 10 регенерации.

Для горизонтальной камеры длиной ак.тивной зоны L = 3,5 и, величину дав-. ления в потоке начально распределяют следующим образом: дагление централь" ного разгонного устройства (наибольmee давление в трубопроводе с учетом потерь) 0,62 ИПа, давление двух периферийных устройств 0,45+0,15 П1а каждое, Угол наклона разгонных устройств одного к другому установлен на величину 5-15, при этом выходной торец центрального разгонного устройства на 10-15 мм выступает за пределы уровня торцов периферийных разгонных устройств. Подачу пеновоздушной охлаждающей смеси в вихревую камеру 21 разгонного устройства производят под острым углом к направленню струи песка и по касательной к внутренней поверхности устройства 19, Пеновоздушная охлаждающая смесь завихряется и попадает в разгонную полость устройства, имея спиралеобразный, кольцевой характер движения. В результате образованного струей разрежения, происходит подсос регенерируемого нагретого песка из сопла в зону разгонной полости 22.

В результате спиралеобразного завихрения струи охлаждающей смеси эжектируемый песок увлекается в осевую, центральную часть струи охлаждающей смеси, охватывается ею и приобретает тот же спиралеообраэный, кольцевой характер движения, по крайней мере при выходе из разгонного устройства. Расположение трубопроводов ввода охлаждающей смеси выполняют противоположным для касающихся. потоков с тем, чтобы направления спи,ралеобразного вращения касающихся потоков также были противоположные.

5 15655

3. Используют барабан с футерованной камерой диаметром 1,2 м и длиной

4,0 м с двумя газопламенными горелками, противоточным режимом нагрева и регулируемой скоростью вращения барабана 6-10 об/мин.

В случае использования в схеме операции предварительного перемешивания нагретой оборотной смеси со свежим песком (для снижения энергозатрат при сушке последнего), нагретая отработанная смесь поступает,в смеситель 7 параллельно с подачей свежего песка из бункера 5 через дозатор 6, отрегулированный на требуемое процентнос содержание регенератора и свежего jIecKG в формовочной смеси.

На фиг. 1 по стрелкам А показан унос отработанной газообразной рабочей среды, по стрелкам Б — сброс пылевидньтх и других отходов, по стрелке  — разгрузка регенератора.

Перемешивание нагретой оборотной смеси со свежим песком в смесителе

7 сопровождается пароуносом иэ каждой секции по стрелкам Г. Смесь просеивается в полигональном сите 8 и по трубопроводу 9 поступает в раз- 30 гонные устройства 19. В камере 10 регенерация создан комплекс из трех раэгонных устройств — одного центральн го и двух периферийных. Пеновоздушная смесь образуется в смесителе 12 путем создания струйного потока сжатого воздуха из пневмоисточника 13 с эжектированием пенообразующего водного раствора иэ емкости 14.

Используют компрессионный воздух с давлением в магистрали 0,65 ИПа. Дпя интенсификации последующего охлаждения нагретого регенерируемого песка охлаждающей смесью в емкости 14 приготавливают водный раствор охлаждаю- 45 щей жидкости с 2Х-ной добавкой пенообразователя П0-1, широко используемого в пожарном деле. Смеситель 12 работает по принципу подсоса струей сжатого..воздуха пенообразующей жидкости, Полученная пеновоздушная охлаждающая жидкость трубопроводом 16 подается через регуляторы 1? и 18 давле ния в разгонные устройства 19. Величина давления, а следовательно, ско- ростей струи, устанавливаемая регуляторами 17 и 18 с учетом зазоров между конусной поверхностью вихревой

Ввиду того, что завихрение струи образуется по конусным суживающимся поверхностям сопла и вихревой камеры устройства, в зоне вершнны сопла образуется неустойчивый характер движения, приводящий к скижению степени разрежения в центральной части струи

1565568

20

30

55 и искажению направления потока., Для исключения этого создают нарушение правильной спиралеобразности движения струи плавно закругленным буртом на выходном торце сопла. В результате выброс струи в разгонную полость из сопла производится на большее расстояние, а это отдаляет зону разрежения от торца сопла, исключает неустойчивый характер эжекции. Выполнение сопла аксиально регулируемым благодаря резьбе на его цилиндрической части позволяет варьировать кольцевой зазор между буртом сопла и конусом (вихревой полости камеры, что и обеспечивает комплексную регулировку скоростей струи.

В конечной зоне активной области потока прореагировавший регенерат подается на системы транспортирования н смесеприготовительное отделение по стрелке В, а пылевидная фракция, образованная разрушением жидкостекольной оболочки, уносится в системы классификации и пылеочистки, с отводом используемого очищенного воздуха по стрелке А и сбросом пылевидной фракции ло стрелке Б.

Установлено, что нагрев оборотноо

ro песка со скоростью не менее 3 С/с и с последующим резким охлаждением, н режиме хладоудара со скоростью, н 13-23 раза превышающеи скорость нагрева н струе избыточного давления пеноноздушной смеси, обеспечивает га- рантированное трещинообразование оболочки связующего на зернах песка всей обрабатываемой массы. Процесс скоростного объемного прогрева песка с последующим хладоударом, совмещенным с механическим взаимодействием зерен песка н многоструйном потоке, эффективнее по времени, причем со". ударение осуществляют по всей длине траектории струи, Время взаимодействия зерен увеличено н струях потока в безимпульсном режиме и соответственно по всей длине активной зоны струи, причем зерна песка н каждой струе имеют сложный характер движения — спиралеобразное (по крайней мере, в начале полета) вращение, направленное в противоположные стороны для двух касающихся потоков.

Интенсивность охлаждения песка в струе пеновоздушной смеси объяснима снижением поверхностного натяжения на границе раздела охлаждающей среды и зерен песка, уменьшением силы связи между зернами, лучшим смачиванием зерен песка охлаждающей средой. Увеличение температуры материала усиливает испарение дисперсионной среды и обезвоживание пленок пены с одновременной интенсификацией охлаждения регенерируемого песка. Процесс механического взаимодействия зерен проводят в щадящем режиме, исключающем прямое, импульсное соударение зерен.

Указанные признаки наряду с гарантированным трещинообразованием увеличивают интенсивность взаимодействия зерен без опасности их разрушения.

Формула изобретения

1. Способ регенерации жидкостекольной смеси, включающий дезинтеграцию комьев смеси, сепарацию, нагрев смеси, удаление остаточного связующего посредством разделения смеси на потоки и взаимодействия потоков смеси, а также классификацию смеси в восходящем потоке, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения качества регенерированного наполнителя, жидкостекольную смесь после нагрева перемешивают с природным кварцевым песком, подвергают грохочению и охлаждают в разделенных потоках пеновоэдушным агентом со скоростью падения температуры, в 13-23 раза превышающей скорость нагрева смеси, направляя потоки смеси прямоточно и касательно друг другу, при этом е потоки смеси закручивают спиралеобразно.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что потоки смеси закручивают спиралеобразно в стороны, противоположные одна другой.

3. Установка для регенерации жидкостекольной смеси, содержащая загрузочный бункер, делитель потоков смеси, узел нагрева смеси, комплекс разгонных устройств эжекторного типа в виде полых корпусов с каналами подачи эжектируемых материалов и камеру регенерации с аспирационной системой, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества регенерированного наполнителя, она снабжена смесителем проходного типа, полигональным ситом, дополнительным разгонным устройством и узлом генерации пеновоздушного агента, смеси9

1565568 l0 тель и полигональное сито размещены дачи эжектируемых материалов выполнепоследовательно ме щу узлом нагрева ны по касательной к внутреннеи посмеси и комплексом разгонных уст= верхности разгонных устройств, при ройств, выполненных с внутренними этом внутренние сопла упомянутьгх устсоплами, при этом разгонные устройст- ройств смонтированы с воэмокностью ва смонтированы прямоточно со смеще- аксиального перемещения относительно нием друг к другу выходных отверстий, последних, причем сопла выполнены в

4. Установка по п.З, о т л и — виде усеченных конусов с буртиками ч а ю щ а я с я тем, что каналы по- 1О на выходных торцах.

1565568

2б 2б

Составитель О.Белков

Техреду,0ëèéíûê Корректор В.Кабаций

Редактор И.Горная

Тираж 619

Заказ 1183

Под пис но е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101