УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ ЛИТЕЙНОГО ФОРМОВОЧНОГО ПЕСКА Российский патент 2018 года по МПК B01F3/18 B01F7/16 B01F7/18 B01F15/06 B22C5/04 B22C5/08 

Настоящее изобретение относится к устройству для охлаждения горячих, состоящих из частиц, сыпучих масс, прежде всего литейного формовочного песка.

Использованный литейный формовочный песок может быть использован снова, если литейный формовочный песок подвергается приготовлению. Для этого использованный песок необходимо охладить.

Такое устройство известно, например, из DE 1508698. Описанное там устройство состоит из смесительного бака и двух расположенных вертикально приводных валов для смесительного инструмента. Охлаждаемый литейный формовочный песок вносится в смесительный бак с одной стороны и извлекается с другой стороны. В то время как охлаждаемый литейный формовочный песок проходит через устройство, литейный формовочный песок перемешивается с помощью смесительных инструментов. Дополнительно, в смесительном баке непосредственно на дне бака в стенке бака имеется отверстие для подачи воздуха.

С помощью этого устройства пытаются получить пронизываемый потоком воздухом, орошаемый водой, поддерживаемый механически вихревой слой, чтобы посредством испарительного охлаждения охладить нагретый предыдущим процессом литья до 150°C литейный песок до температуры применения, составляющей около 45°C.

Смесительный бак интегрирован в машинную раму. В самом смесительном баке имеется два взаимно проникающих друг в друга многоугольных участка. В центре каждого из обоих участков расположен соответствующий вращаемый смесительный инструмент. На установленных на валу смесительных лопастях обычно имеются пластинчатые лопатки, которые движутся на расположенных вертикально держателях простирающих радиально, вращающихся консолей. Пластинчатые лопатки достигают действия только в пределах по существу локально ограниченной вокруг лопаток кольцеобразной траектории с малой протяженностью. В описанном в DE 1508698 устройстве оба участка проникают друг в друга, так что при управлении обоими смесительными инструментами необходимо обращать внимание на то, чтобы они не сталкивались друг с другом, что делает необходимым согласованное управление движением.

Прежде всего, тогда, когда этим устройством необходимо охлаждать очень большие количества литейного формовочного песка и поэтому диаметр бака образуется соответственно большим, с помощью известных устройств удается получить лишь неравномерное охлаждение, чем значительно ограничивается качество используемого далее литейного формовочного песка. Улучшенного качества формовочного песка можно достичь, например, посредством применения вакуумных смесителей, которые, однако, относительно дороги.

В выгодных по цене устройствах, как они показаны в DE 1508698, введенный на краю охлаждающий воздух продувает проточные каналы сквозь песчаную постель только в непосредственном окружении впускных отверстий и на относительно коротком пути вытекает вверх, не выполнив свою задачу равномерного псевдоожижения сыпучей массы и охлаждения с высокой эффективностью. Центр смешиваемого материала в середине бака совершенно не достигается воздухом, так воздух вступает в контакт с выходящим и восходящим вверх воздухом только на внешней кольцеобразной траектории в непосредственной близи от отверстий для впуска воздуха. Из-за существенно более высокого сопротивления протеканию, оказываемого сыпучей массой, в радиальном направлении к валу смесителя воздух после выхода из щелевидного отверстия, следуя по пути с наименьшим падением давления, течет вертикально вверх. В центре смесительного бака вследствие преобладания небольшой окружной скорости и небольших разностей скоростей песок перемешивается вращающимися лопатками лишь незначительно и вследствие направленного наружу наклона лопаток медленно отжимается радиально наружу, чтобы быть доставленным в зону охлаждения.

Вследствие разниц скоростей имеются также большие различия между временем пребывания смешиваемого материала, находящегося в центре бака, и материала, находящегося на внешней окружности. В наихудшем случае смешиваемый материал проделывает путь от находящегося на средней оси отверстия для добавления материала к противолежащему отверстию для опорожнения в области приводных валов охладителя без существенного контакта с подводимым охлаждающим воздухом. Помимо этого, вследствие возникающих локально вертикальных проточных каналов в области стенки наблюдаются очень большие скорости выхода из постели смешиваемого материала, из-за чего вследствие высокой скорости и флуктуаций потока уносится большое количество частиц твердого вещества.

Поэтому уже в DE 19925720 описана вытяжка охлаждающего воздуха посредством вытяжного вентилятора через расположенное, как правило, по центру отверстие в крышке корпуса и очистка в находящемся в технологической цепочке после охладителя и, как правило, очень объемном газовом циклоне. При этом захваченные газовым потоком фракции песта и добавок в циклоне в значительной мере отделяются и добавляются к вынесенному из охладителя песку. Вследствие принципа действия газового циклона там отделяются, преимущественным образом, большие и тяжелые частицы песка, тогда как находящиеся во взвешенном состоянии мелкие частицы, такие как бентонит и углерод, следуют с газовым потоком и полностью выносятся. Полное выделение частиц из газового потока не происходит. Вследствие неопределенного состава отделенных позднее в фильтре мелких фракций эти фракции должны быть утилизированы и компенсированы посредством внесения новых добавок. Извлеченный при выгрузке со дна циклона, как правило, скорее слишком сухой песок укладывается на ленточном транспортере на охлажденный песок. Перемешивание этих выгруженных частиц песка с увлажненным песком больше не происходит, и, если дальнейшая гомогенизация песка и его увлажнение далее в технологической цепочке больше не производится, это может привести к проблемам в формовочных машинах.

Поэтому, исходя из описанного уровня техники, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить в распоряжение усовершенствованное устройство, с помощью которого достигается более равномерный вихревой слой по возможности по всему поперечному сечению смесительного бака, причем, помимо этого, доля уносимых вместе с потоком газа частиц твердых веществ должна быть снижена.

Согласно изобретению это достигается посредством устройства для приготовления и охлаждения литейного формовочного песка, которое имеет смесительный бак и выполненный с возможностью вращения вокруг приводного вала смесительный инструмент, причем для подачи воздуха внутрь бака предусмотрен воздухопровод. Согласно изобретению смесительный инструмент имеет по меньшей мере две отстоящие друг от друга в вертикальном направлении смесительные лопасти, и по меньшей мере одна смесительная лопасть содержит наклоненную относительно горизонтали смесительную пластину, которая, преимущественным образом, в направлении вращения смесительного инструмента наклонена вниз. При этом направление вращения задается приводным устройством смесительного инструмента. Поэтому приводное устройство смесительного инструмента рассчитано таким образом, что оно приводит в движение смесительный инструмент таким образом, что смесительные инструменты (вероятно, «смесительные пластины» - прим. пер.) наклонены в направлении движения вниз. В альтернативной форме выполнения приводное устройство может быть выполнено также таким образом, что при необходимости направление вращения смесительного инструмента может быть изменено.

Применение смещенных относительно друг друга в вертикальном направлении смесительных лопастей приводит к лучшему перемешиванию смешиваемого материала. При этом смесительные лопасти пролегают, преимущественным образом, в горизонтальном направлении от приводного вала. Наклон смесительной пластины выбирается таким образом, что смесительная пластина, которая в направлении вращения смесительного инструмента наклонена вниз, приводит к тому, что смешиваемый материал при смешивании поднимается, вследствие чего непосредственно позади смесительной пластины внутри смешиваемого материала образуется полое пространство, в котором поданный воздух может распределяться в смешиваемом материале по всей ширине и длине смесительной пластины. Поэтому смесительная пластина простирается, преимущественным образом, на протяжении, по меньшей мере, половины радиуса окружности, которую описывает при вращении внешний участок смесительной пластины. В одной форме выполнения предусмотрено, что смесительная пластина простирается от стенки бака вплоть до приводного вала.

Для того чтобы еще более улучшить перемешивание охлаждающего воздуха со смешиваемым материалом, в предпочтительной форме выполнения смесительная пластина простирается по существу вплоть до стенки бака. При этом расстояние между смесительной пластиной и стенкой бака составляет, преимущественным образом, меньше чем 100 мм и лучше всего находится в диапазоне 20-60 мм. Благодаря этой мере достигается послойное разрыхление в песчаной постели вдоль профиля инструмента. Возможно также, что на смесительной пластине закрепляется, преимущественным образом, гибкая насадка, которая выступает радиально за смесительную пластину в направлении стенки бака и касается ее, так что при эксплуатации насадка скользит по стенке бака.

В гидравлическом отношении смесительная пластина выполнена таким образом, что смешиваемый материал поднимается вверх, так что с удаленной от потока стороны смесительной пластины образуется полое пространство, которое служит проточным каналом для поступающего воздуха. Теперь в идеальном случае воздух может протекать через полое пространство между приводным валом и стенкой бака и на удаленной от потока твердого вещества стороне подниматься сквозь снова падающий позади смешивающего инструмента под действием силы тяжести смешиваемый материал, так что смешиваемый материал равномерно протекает сквозь восходящий поток воздуха вплоть до середины бака. Вследствие такого положения дел при достаточно высокой окружной скорости инструментов локальное восходящее течение воздуха предотвращается по существу только в области отверстий для выпуска воздуха. Эксперименты показали, что привод для вращения смесительного инструмента выполняется, преимущественным образом, так, что смесительная пластина имеет на своем радиально внешнем конце окружную скорость 2-75 м/с, а преимущественным образом 30-60 м/с.

В предпочтительной форме выполнения предусмотрено, что стенка бака наклонена, так что поперечное сечение бака от дна бака вверх становится больше. При этом, преимущественным образом, каждая смесительная лопасть имеет смесительную пластину, причем расстояние между смесительной пластиной и стенкой бака одинаково для обеих смесительных пластин. Наклон стенки бака и расположение обеих смесительных пластин на разной высоте приводят к тому, что расположенная более высоко смесительная пластина должна пролегать радиально далее наружу.

В другой предпочтительной форме выполнения по меньшей мере одна смесительная пластина каждого смесительного инструмента расположена по существу на дне бака.

За счет надлежащего количества и расположения смесительных пластин друг над другом в сочетании с выбором подходящей окружной скорости смесительного инструмента может быть достигнута механическая поддержка вихревого слоя таким образом, что воздух протекает сквозь песчаную постель с распределением в значительной мере однородно по всему поперечному сечению и песок охлаждается равномерно.

За счет хорошего и равномерного распределения воздуха по всему поперечному сечению песчаной постели снижаются также скорости течения на поверхности сыпучей массы, так что вынос частиц с воздушным потоком значительно снижается.

В предпочтительной форме выполнения смесительный бак имеет по меньшей мере два смесительных участка, причем на каждом смесительном участке предусмотрено по одному вращаемому вокруг приводного вала смесительному инструменту, причем, преимущественным образом, в каждом смесительном инструменте имеются по меньшей мере две смесительные лопасти, которые отстоят друг от друга в вертикальном направлении.

При этом окружные скорости смесительных лопастей и направления вращения на отдельных смесительных участках могут быть разными.

В данной форме выполнения впуск охлаждаемого литейного формовочного песка находится на одном участке, тогда как соответствующий выпуск - на другом участке, так что литейный формовочный песок должен последовательно пройти через оба смесительных участка. В предпочтительной форме выполнения на каждом смесительном инструменте имеется расположенная по существу на дне бака смесительная пластина, причем оба смесительных инструмента отстоят друг от друга настолько, что обе расположенные на дне бака смесительные пластины ни в одном положении смесительных инструментов не соприкасаются. Поэтому круговые траектории обеих расположенных на дне бака смесительных пластин в случае самого плотного сближения граничат между собой тангенциально.

Расположенные по вертикали выше смесительные пластины разных смесительных инструментов расположены, преимущественным образом, на разных аксиальных высотах. При этом они выполнены так, что их круговые траектории пересекаются. Вследствие разного расположения в вертикальном направлении возможность возникновения из-за этого столкновений предотвращается. Благодаря описанному выполнению возможно близкое к стенке выполнен всех смесительных инструментов. В дополнение к этому оба смесительных инструмента можно приводить в движение независимо друг от друга с разными скоростями вращения, не опасаясь возникновения столкновений. За счет этого для смесительных инструментов на отдельных участках смесительного бака можно назначать оптимальную для соответственно преобладающей технологической задачи скорость вращения. Таким образом, скорость вращения инструмента на находящемся со стороны входа материала участке смесительной камеры может быть оптимизирована на эффективное подмешивание воды, в то время как скорость вращения инструмента на последующем участке смесительной камеры может быть настроена на оптимальное протекание песчаной постели вместе с охлаждающим воздухом при одновременно пониженном выносе частиц, так как вследствие снижения влажности клейкость частиц здесь уже снизилась. Различным образом может быть выполнена также геометрия смесительных инструментов на разных уровнях и участках смесительной камеры, так что достигается соответствующая оптимизация в отношении протекания песчаной постели при одновременно минимизированном выносе твердого вещества из постели.

Например, в воздухопроводе могут иметься отверстия в стенке бака, через которые внутрь бака может вдуваться воздух. При этом эти отверстия располагаются, преимущественным образом, на той же вертикальной высоте, что и простирающаяся по существу к стенке бака смесительная пластина.

В альтернативной форме выполнения предусмотрено, что подача воздуха осуществляется через сам смесительный инструмент, в котором имеется, например, полый вал. Соответствующие отверстия для выпуска воздуха могут иметься, например, в смесительной пластине на ее направленной противоположно направлению вращения стороне. Разумеется, была бы возможна также комбинированная подача воздуха через отверстия в стенке бака и через отверстия в смесительном инструменте.

Вследствие конструкции окружная скорость смесительной пластины с увеличением удаления от приводного вала увеличивается, следствием является то, что смешивающий эффект по направлению к стенке бака возрастает. Поэтому при неизменном поперечном сечении смесительной пластины интенсивность смешивания с увеличением эффективного диаметра тоже возрастает, так как с увеличением радиуса окружная скорость становится больше. Этой физической закономерности можно противодействовать только посредством соответствующего выполнения формы поперечного сечения пластин изнутри наружу. Смесительная пластина может иметь, например, увеличивающуюся в радиальном направлении ширину. Альтернативно или в комбинации, с этим угол наклона смесительной пластины к горизонтали может уменьшаться в радиальном направлении.

Смесительная пластина может быть выполнена плоской или изогнутой. Угол наклона по отношению к горизонтали составляет, преимущественным образом, от 15° до 60°, а особо предпочтительно от 20° до 50°.

В другой предпочтительной форме выполнения смесительная пластина выполнена в виде изогнутого под углом профиля, причем внутренний угол расположен обратно по отношению к направлению вращения смесительной пластины и составляет, преимущественным образом, от 90° до 180°. Благодаря этой мере может быть образовано более крупное, удаленное от потока твердого вещества, полое пространство, так что втекающий изнутри или снаружи в образованный таким образом канал воздух может продвигаться вплоть до конца образованного воздушного канала при одновременно сниженном падении давления.

Альтернативно, смесительная пластина может быть также по существу замкнутым многоугольным профилем, как, например, прямоугольный или треугольный профиль, причем на удаленной от течения стороне расположены соответствующие отверстия для выпуска воздуха, так что охлаждающий воздух может быть внесен в смешиваемый материал через профиль.

В другой форме выполнения для компенсации меньшей окружной скорости на радиально внутренних участках смесительной пластины закреплены одно- или двусторонне действующие лемеховидные насадки, чтобы, во-первых, усилить поднятие и перетекание смеси и, во-вторых, достичь улучшенного смешивающего действия. Таким образом в комбинации с расположенными под лемехами отверстиями для выпуска воздуха может быть создана падающая песчаная завеса, в которой при контакте с вытекающим воздухом вследствие ее большей тепло- и массообменной поверхности достигается более высокая производительность охлаждения.

Прежде всего, при мелких сортах песка может быть преимуществом, если смесительная пластина самой верхней смесительной лопасти наклонена в противоположном направлении, так что смешиваемый материал направляется вниз, чтобы противодействовать чрезмерному завихрению и связанному с этим чрезмерному выносу из охлаждающего устройства вместе с потоком отходящего газа.

Расстояние между расположенными в смесительном баке отверстиями для выпуска воздуха и радиально внешним концом смесительной пластины должно быть как можно меньшим, чтобы предотвратить улетучивание слишком большой части охлаждающего воздуха еще до достижения смесительной пластины.

Эксперименты показали, что средняя скорость течения охлаждающего воздуха в выпускной области отверстий для выпуска воздуха должна составлять 15-35 м/с, а особо предпочтительно 20-30 м/с. Даже если угол наклона стенки бака принципиально может принимать любое значение от 0 до 45°, наклон относительно вертикали составляет, преимущественным образом, от 15° до 35°, а особо предпочтительно от 20° до 30°.

В другой форме выполнения на радиально внешних концах смесительных пластин находятся жесткие, альтернативно также подпружиненные, подвижные в радиальном направлении удлинения, например, из пластмассы, которые скользя, касаются стенки бака и таким образом осуществляют прямой контакт между отверстием для выпуска воздуха и удаленной от потока твердого вещества стороной смесительной лопасти.

В другой предпочтительной форме выполнения один за другим расположено даже больше чем два, а именно три или еще больше, участка смесительной камеры, через которые последовательно протекает смешиваемый материал. При такой форме выполнения в первой, находящейся со стороны входа камере выполняется по существу подмешивание и однородное распределение воды, тогда как интенсивная аэрация песчаной постели и вследствие этого испарительное охлаждение достигается только во второй камере. В третьей или же каждой другой последующей камере качество охлажденного песка может быть подкорректировано посредством добавления, например, воды или других добавочных веществ. Например, на выходе из устройства литейный формовочный песок должен иметь остаточную влажность 3,0-3,5%, чтобы снова активировать обволакивающий песок бентонит, который способствует формовочным свойствам формовочного песка, и чтобы дать возможность непосредственного использования в формовочной машине. В этом случае может быть преимуществом, если на смесительном инструменте на третьем участке смесительной камеры, то есть на участке, через который смешиваемый материал протекает в последнюю очередь, имеются смесительные пластины, которые наклонены в направлении вращения вверх, благодаря чему на последнем участке смесительной камеры обеспечивается достижение срезающего напряжения смешиваемого материала. На последнем участке смесительной камеры, как правило, нет необходимости в подаче воздуха, так что на этом участке можно отказаться от соответствующих отверстий. Для некоторых случаев применения может быть также преимуществом, если на третьем участке смесительной камеры инструмент смесительной камеры выполнен с противоположным по отношению к инструменту смесительной камеры второго участка смесительной камеры направлением вращения. Как уже было упомянуто, благодаря мерам согласно изобретению локальная скорость протекания значительно снижается, что приводит к тому, что воздушным потоком захватывается и выносится меньше частиц твердого вещества.

Тем не менее, в особо предпочтительной форме выполнения может быть преимуществом, если восходящий газовый поток в наиболее значительной мере освобождается от захваченных с собой частиц твердого вещества еще в корпусе. Поэтому в предпочтительной форме выполнения предусмотрено, что выше смесительного инструмента расположен сепаратор твердого вещества. В предпочтительной форме выполнения сепарация частиц твердого вещества происходит в вихревом потоке, например в созданном ротором вращающемся потоке. При этом принудительным вращающимся потоком создается соответствующее поле центробежных сил, которое может быть настроено по его силе посредством выбора скорости вращения ротора. При этом возникает возможность настройки производительности сепарации и размера отделяемых частиц. Таким образом, если скорость вращения достаточно повышается, могут быть почти полностью возвращены, например, даже содержащиеся в газовом потоке, особо мелкие фракции добавок.

Благодаря решению согласно изобретению достигается очень компактная конструктивная форма охладителя, причем одновременно в смесителе сохраняются почти все частицы твердого вещества.

Другие преимущества, признаки и возможности применения настоящего изобретения становятся понятными из последующего описания предпочтительных форм выполнения изобретения. Показано на:

Фиг. 1 вид на первую, соответствующую изобретению форму выполнения охлаждающего устройства в разрезе,

Фиг. 2 вид на вторую, соответствующую изобретению форму выполнения в разрезе,

Фиг. 3 детальный вид на смеситель с несколькими разными смесительными пластинами,

Фиг. 4-8 виды на поперечное сечение разных смесительных пластин.

На фиг. 1 показано первое устройство согласно изобретению в разрезе. В устройстве 1 для приготовления и охлаждения литейного формовочного песка имеется смесительный бак 2, который расположен в корпусе 3. В смесительном баке 2 имеется два смесительных участка, в центре которых расположено по приводному валу 4, на каждом из которых, в свою очередь, имеется по большому количеству смесительных лопастей с соответствующими смесительными пластинами. В устройстве 1 имеется впуск 5 и выпуск 5', через которые, например с помощью ленточного конвейера 6, в смесительный бак 2 может быть внесен горячий литейный формовочный песок или же приготовленный песок может быть снова выгружен из смесительного бака 2. В наклонной стенке бака 2 выполнен ряд отверстий 7 для охлаждающего воздуха, через которые в смесительный бак 2 может быть введен охлаждающий воздух. На обоих приводных валах 4 вблизи дна имеются простирающие соответственно в противоположных направлениях смесительные лопасти, на каждой из которых смонтировано по смесительной пластине 8. Оба приводных вала 4 расположены на расстоянии друг от друга таким образом, что ни в одном положении вращения смесительные пластины 8, которые расположены вблизи дна, не могут сталкиваться между собой. Находясь на расстоянии в вертикальном направлении от расположенных вблизи дна смесительных лопастей, располагаются другие пары смесительных лопастей, которые тоже оснащены соответствующими смесительными пластинами. В показанной форме выполнения все смесительные пластины наклонены вниз, так что, если приводной вал вращается в предусмотренном направлении, находящийся в смесительном баке 2 литейный формовочный песок поднимается и перетекает через наклонные поверхности смесительных пластин. Смесительные пластины второго и третьего уровня расположены на высоте, которая соответствует вертикальной высоте отверстий 7 для впуска воздуха в стенке бака 2. Помимо этого, смесительные пластины 2-го и 3-го уровней расположены так, что они почти достигают отверстий 7 для впуска воздуха. Оба приводных вала 4 приводятся в движение с помощью приводных двигателей 9. В крышке корпуса 3 расположен сепаратор 11 твердого вещества, который состоит из снабженного ламелями колеса, которое может вращаться с помощью приводного двигателя 10. Тогда отсос подведенного через отверстия 7 для впуска воздуха охлаждающего воздуха происходит через промежуточные пространства между ламелями сепаратора 11 твердого вещества. Посредством приводимого в движение колеса сепаратора 11 твердого вещества создается вихревой поток, в котором содержащиеся в высасываемом воздухе фракции твердых тел отделяются и падают назад в смесительный бак.

На фиг. 2 показан схематический вид на альтернативную форму выполнения изобретения в разрезе. При этом для одинаковых элементов были использованы одинаковые ссылочные обозначения. В показанной на фиг. 2 форме выполнения подача охлаждающего воздуха осуществляется, во-первых, через выполненный в виде полого вала приводной вал 4, в котором с помощью устройства 12 подачи воздух втекает в канал 15 и через этот канал и соответствующие отверстия внутри смесительных пластин 8, 8', 8'' и 8''' - в смешиваемый материал. Дополнительно или альтернативно этому, воздух может вноситься через воздухопровод 13 в корпус и через отверстия 7 для впуска воздуха - в смешиваемый материал. В этой форме выполнения отчетливо видно, что смесительные пластины верхних уровней имеют большую радиальную протяженность, чем смесительные пластины нижнего уровня.

Смесительные пластины 8, 8', 8'' и 8''' пролегают по существу вплоть до стенки бака. Для того чтобы избежать повреждений смесительных пластин, все же должен оставаться небольшой зазор. Поэтому на одной смесительной пластине, например, изображено, что на смесительных пластинах может иметься удлинение 14 из пластмассы, которое в дополнение к этому может быть прижато с помощью пружин к стенке бака, чтобы снизить долю подводимого охлаждающего воздуха, который течет сразу вертикально вверх.

На фиг. 3 в качестве примера показаны разные формы выполнения смесительных пластин. В принципе, смесительная пластина могла бы пролегать, как показано на снабженной ссылочным обозначением 17 форме выполнения, от приводного вала к стенке бака равномерно. Разумеется, все же были бы возможны также изогнутые формы, как в обозначенной ссылочным обозначением 15 форме выполнения, или расширяющиеся в виде веера формы, как в снабженной ссылочным обозначением 16 форме выполнения.

В снабженной ссылочным обозначением 18 форме выполнения на смесительных лопастях предусмотрены лемеховидные насадки 19.

На фиг. 4 показан вид на поперечное сечение смесительной пластины 20, которая здесь состоит из единственной наклонной поверхности. При движении смесительной пластины 20 позади смесительной пластины образуется по существу оставшаяся без смешиваемого материала зона, в которую вдоль смесительной пластины радиально внутрь может втекать внесенный в смесительный бак через отверстия 7 для впуска воздуха охлаждающий воздух. При этом контур отверстия 7 для впуска воздуха идеальным образом выбирается так, что в комбинации с геометрией смесительной пластины может происходить как можно более равномерное и продолжительное поступление воздуха в оставшуюся без смешиваемого материала зону позади смесительной пластины.

На фиг. 5 показан вид на поперечное сечение второй формы выполнения смесительной пластины 21. Смесительная пластина состоит здесь из наклонной плоскости и изогнутой под углом к ней, проходящей по существу горизонтально плоскости.

На фиг. 6 показано поперечное сечение третьей формы выполнения смесительной пластины 22. Здесь тоже предусмотрена наклонная плоскость, к которой в одном направлении примыкает проходящий по существу вертикально участок, а в другом направлении - наклоненный в обратную сторону участок.

На фиг. 7 показано поперечное сечение другой формы выполнения смесительной пластины 23. Смесительная пластина 23 снова имеет наклонную поверхность. Она смонтирована здесь на по существу трубовидном элементе, через который в смесительный бак тоже может вводиться воздух.

На фиг. 8 в виде примера показана форма выполнения, в которой на приводном валу на трех разных уровнях смонтированы разные смесительные пластины 24-26. Расположенная на самом нижнем уровне смесительная пластина имеет наклоненную вниз поверхность пластины и проходящий по существу перпендикулярно ей участок. На среднем уровне применяется смесительная пластина 25 с поперечным сечением, которым образуется подобие полого пространства, через которое охлаждающий воздух может транспортироваться от приводного вала радиально наружу. На самом верхнем уровне применяется смесительная пластина 26, которая наклонена вверх, чтобы предотвращать слишком сильное завихрение смешиваемого материала. Для выполнения смесительной пластины, безусловно, возможны и другие геометрические формы.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 устройство 2 смесительный бак 3 корпус 4 приводной вал 5, 5' впуск, выпуск 6 ленточный конвейер 7 отверстия для впуска воздуха 8', 8'' и 8''' смесительные пластины 9 приводные двигатели 10 приводной двигатель 11 сепаратор твердого вещества 12 устройство подачи 13 воздухопровод 14 удлинение 15-18 смесительные пластины 19 насадки 20-26 смесительные пластины

Изобретение относится к устройству для приготовления и охлаждения литейного формовочного песка. Устройство имеет смесительный бак и выполненный с возможностью вращения вокруг приводного вала смесительный инструмент, причем для подачи воздуха внутрь бака предусмотрен воздухопровод, смесительный инструмент имеет по меньшей мере две отстоящие друг от друга в вертикальном направлении смесительные лопасти, и по меньшей мере одна смесительная лопасть имеет смесительную пластину с наклоненной относительно горизонтали поверхностью, причем смесительный инструмент имеет по меньшей мере две отстоящие друг от друга по вертикали смесительные лопасти со смесительными пластинами, причем одна смесительная пластина, преимущественным образом самая верхняя смесительная пластина, имеет наклоненную вверх в направлении вращения смесительного инструмента поверхность. Изобретение обеспечивает усовершенствованное устройство, с помощью которого достигается более равномерный вихревой слой по всему поперечному сечению смесительного бака, а также снижается доля уносимых вместе с потоком газа частиц твердых веществ. 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство для приготовления и охлаждения литейного формовочного песка, имеющее смесительный бак и выполненный с возможностью вращения вокруг приводного вала смесительный инструмент, причем для подачи воздуха внутрь бака предусмотрен воздухопровод, отличающееся тем, что смесительный инструмент имеет по меньшей мере две отстоящие друг от друга в вертикальном направлении смесительные лопасти, и по меньшей мере одна смесительная лопасть имеет смесительную пластину с наклоненной относительно горизонтали поверхностью, причем смесительный инструмент имеет по меньшей мере две отстоящие друг от друга по вертикали смесительные лопасти со смесительными пластинами, причем одна смесительная пластина, преимущественным образом самая верхняя смесительная пластина, имеет наклоненную вверх в направлении вращения смесительного инструмента поверхность.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что поверхность смесительной пластины в направлении вращения смесительного инструмента наклонена вниз.

3. Устройство по одному из пп. 1-2, отличающееся тем, что смесительная пластина простирается по существу вплоть до стенки бака, причем, преимущественным образом, или расстояние между смесительной пластиной и стенкой бака меньше чем 100 мм, а лучше всего составляет 20-60 мм, или предусмотрена соотнесенная со смесительной пластиной насадка, которая выступает за смесительную пластину в направлении стенки бака и касается стенки бака.

4. Устройство по одному из пп. 1-3, отличающееся тем, что предусмотрен привод для вращения смесительного инструмента, причем привод выполнен таким образом, что смесительная пластина на своем радиально внешнем конце имеет окружную скорость 2-75 м/с, а преимущественным образом 30-60 м/с.

5. Устройство по одному из пп. 1-4, отличающееся тем, что стенка бака наклонена, так что поперечное сечение бака от дна бака вверх становится больше.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что каждая смесительная лопасть имеет смесительную пластину, причем расстояние между смесительной пластиной и стенкой бака приблизительно одинаково для всех смесительных пластин.

7. Устройство по одному из пп. 1-6, отличающееся тем, что смесительная пластина расположена по существу на дне бака.

8. Устройство по одному из пп. 1-7, отличающееся тем, что смесительный бак имеет по меньшей мере два, а преимущественным образом три, смесительных участка, причем на каждом смесительном участке предусмотрено по одному выполненному с возможностью вращения вокруг приводного вала смесительному инструменту, причем, преимущественным образом, каждый смесительный инструмент имеет по меньшей мере две смесительные лопасти, которые отстоят друг от друга в вертикальном направлении.

9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что предусмотрено приводное устройство, с помощью которого каждый смесительный инструмент может приводиться в движение с настраиваемой независимо друг от друга окружной скоростью на смесительных лопастях, причем приводное устройство выполнено, преимущественным образом, так, что по меньшей мере два смесительных инструмента могут приводиться в движение с встречным относительно друг друга направлением вращения.

10. Устройство по п. 8 или 9, отличающееся тем, что каждый смесительный инструмент имеет расположенную по существу на дне бака смесительную пластину, причем оба смесительных инструмента отстоят друг от друга настолько, что обе расположенные на дне бака смесительные пластины не соприкасаются ни в одном положении смесительных инструментов.

11. Устройство по п. 8, 9 или 10, отличающееся тем, что каждый смесительный инструмент имеет смесительную лопасть с расположенной не на дне бака смесительной пластиной, причем расположенные не на дне бака смесительные пластины расположены на разных аксиальных высотах.

12. Устройство по одному из пп. 8-11, отличающееся тем, что по меньшей мере одна смесительная лопасть одного смесительного инструмента описывает круговую траекторию, которая в проекции на параллельную плоскость пересекается с проекцией, описанной по меньшей мере одной смесительной лопастью другого смесительного инструмента круговой траектории, на ту же самую параллельную плоскость.

13. Устройство по одному из пп. 1-12, отличающееся тем, что воздухопровод имеет отверстия в стенке бака, через которые внутрь бака может вдуваться воздух, причем отверстия расположены, преимущественным образом, на той же вертикальной высоте, что и простирающаяся по существу к стенке бака смесительная пластина.

14. Устройство по одному из пп. 1-13, отличающееся тем, что подача воздуха происходит через имеющий полый вал смесительный инструмент.

15. Устройство по одному из пп. 1-14, отличающееся тем, что смесительная пластина имеет увеличивающуюся в радиальном направлении ширину.

16. Устройство по одному из пп. 1-15, отличающееся тем, что смесительная пластина выполнена в виде изогнутого под углом профиля, причем внутренний угол выполнен в обратном относительно направления вращения смесительной пластины направлении и составляет, преимущественным образом, от 90 до 180°.

17. Устройство по одному из пп. 1-16, отличающееся тем, что смесительная пластина на ее направленной противоположно направлению вращения стороне имеет отверстия для выпуска воздуха.

18. Устройство по одному из пп. 1-17, отличающееся тем, что выше смесительного инструмента расположен сепаратор твердого вещества, причем сепаратор твердого вещества, преимущественным образом, выполнен так, что он с помощью ротора создает вращающийся поток.