Устройство для выделения немагнитных металлических включений из отработанной формовочной смеси Советский патент 1985 года по МПК B22C5/06 

1 1 Изобретение относится к литейному производству, в частности к оборудованию для обработки формовочной смеси, и может быть использовано для из влечения немагнитных металлических включений из отработанной формовочной смеси. Цель изобретения - повышение качества вьщеления немагнитных металлических включений из отработанной формовочной смеси. На фиг, 1 показано предлагаемое устройство, разрез вертикальной плоскостью его продольного симметрии на фиг. 2 - возможная конструкция третьего от ротора нагнетательно-вса сывающего узла для создания воздушн го потока в горизонтальном направле нии; на фиг. 3 - движение частиц смеси в сепарационном пространстве при предлагаемом взаимном расположении нагнетающих патрубков двух первых от ротора нагнетательно-всасываю щих узлов для создания воздушных по токов . Нагнетающие патрубки.условно пока заны в виде кубов с заштрихованными выходными отверстиями. Продольная ось симметрии нагнетающего патрубка первого от ротора нагнетательно-всасывающего .узла леншт в вертикальной плоскости продольной симметрии устройства, а продольная ось симметрии нагнетающего патрубка второго нагнетательно-всасывающего узла горизонтальна . Устройство для извлечения немагнитных металлических включений из отработанной формовочной смеси содержит механизм 1 подачи отработанной формовочной смесиj раму 2, укреп ленные на ней механизм метания смеси в виде ротора 3 с радиальными лопастями 4, привод 5 механизма метания, кожух б с отражающим экраном 7, ограничивающим репарационное пространство, емкости 8 и 9 для сбора разделенных компонентов с регулируемым порогом 10 и асасывающим патрубком 11 эксгаустера 12, нагнетательно 1зсасывающие узлы 13 - 15 для создания 33оздушных потоков. Калодый из негнетательно-всасываюBIJ1X узлов для создания воздушных потоков (фиг. 2) содержит вентилятор 1 циклон 17, связанные кольцевым возду ховодом 18, разомкнутым только в зоне движения потока смеси 19. Вход42ной и выходной конць участка размыкания, каждого кольцевого воздуховода заканчиваются, соответственно, всасывающим 20 и нагнетающим 21 патрубками. Продольные оси симметрии (прямые СС и DD, фиг. 3) нагнетающих патрубков 21 (фиг. 3) нагнетательновсасывающих узлов для создания воздушных потоков (13 и 14, фиг. 1) при определении углов расположения нагнетающих патрубков для однозначности считаем оси симметрии узлов ориентированными в сторону выходных отверстий патрубков, т.е. в сторону движения воздуха в патрубках. Направление метания (прямая АД, фиг. 3) леясит в плоскости продольной симметрии устройства. Устройство работает следующим образом. Ротор 3, установленный на раме 2, приводится во вращение приводом 5. С ленты механр1зма 1 подачи отработанная формовочная смесь попадает на радиальные лопасти 4, комья смеси разбиваются на отдельные частизды, а затем частицы смеси получают необходимый для надежного разделения запас кинетической энергии. Весь поток частиц смеси 19 при сходе их с лопасти 4 ротора 3 охвачен всасывающим патрубком 11 эксгаустера 12. Из потока частиц смеси 19 экстраустер 12 отсасывает пыль и мелкие раздробленные зерна песка. Остальные частицы смеси продолжают двигаться, по инерции в сепарационном пространстве кожуха. При этом движении за каждой частицей образуется аэродинамический дальний след (фиг. 3) расширяющаяся от вершины осесимметричная относительно траектории движения частицы часть пространства, в которой воздух движется вслед за частицей. Аэродинамическое воздействие дальнего следа 22 частицы-лидера 23 на попадающую в него частицу 24 проявляется в том, что для нее становится меньшей сила аэродинамического лобового сопротивления. В результа- те такого воздействия частица 24 приближается к частице-лидеру 23. Так получаются агрегаты 25 аэродинамически связанных между собой частиц фракции с большей парусностью (в данном случае - зерен песка). Такие агрегаты ведут себя в сепарационном.пространстве так же,- как и отдельные частищ фракции, с меньшей парусностью (в данном случае - немаг нитные металлические включения и сцекшиеся комья смеси). Частицы фракций с меньшей па:русностью аналогично создают в своих аэродинамических дальних следах агрегаты с участием частиц фракции с большей парусностью. Если не применять.мер по борьбе с образованием агрегатов частиц, ухудшаются условия протекания процесса разделения, что приводит к с тжению качества извлечения немаг нитных металлических включений из от работанной формовочной смеси. В то же время поток частиц смеси 19 увлекает за собой всю массу доздуха сепарационного пространства, отдавая ему часть своей кинетической энергии. В результате этого явления скорость частиц смеси относительно разделяющей среды и, следовательно, воздействие разделяющей среды на поток частиц смеси 19 становится меньте. Дви.гаясь в сепарационном простран стве, отдельные частицы и агрегаты частиц смеси попадают в зону воздействйя, соответствующую отрезку МО прямой АА (фиг. 3), воздушного потока, созданного нагнетающим патрубком первого от ротора 3 нагнетательновсасывающего узла 13 (фиг. 1), продольная ось симметрии которого СС (так же как и параллельная ей прямая CCf) образует угол р с направлением метания АА (фиг. 3). При входе в воздушный поток, продувающий в поперечном направлении поток частиц смеси 19, резко изменяется направление аэродинамического дальнего следа каж дой частицы 26 разделяемого материала. В результате этого частица 27 оказывается вне аэродинамического дальнего следа своей частицы-лидера. Агрегат частиц-распадается на отдель ные частицы 26 и 27. Этот эффект тем значительнее, чем больше изменяется направление движения воздуха относительно частиц смеси при переходе потока частиц смеси 19 из зоны воздействия первого узла 13 для создани воздушного потока в зону воздействия смежного такого же узла 14, причем продольная ось симметрии DB (фиг. 3) нагнетающего патрубка.21 нагнетатель но-всасывающего узла 14 образует с направлением метания АА прямой угол f, Максимальное.изменение направления движения воздуха- относительно частиц смеси достигается тогда, когда угол (, фиг. 3) между продольными осями симметрии (СС и DD, причем С с параллельнаСС, фиг. 3) нагнетающих патрубков смежных нагнетательновсасывающих узлов для создания воз- душных потоков (13 и 14, фиг. 1) составляет 180. Уменьшение этого узла от 180°до 60% так же как и увеличение его от 300 ведет к уменьшению изменения направления движения воздуха относительно частиц смеси, но эффект распада агрегатов частиц на отдельные частицы сохраняется. При дальнейшем уменьшении- этого угла от 60°до о, так же как и при дальнейшем увеличении его от 300° до 360 , эффект распада агрегатов частиц на отдельные частицы резко снижается и практически исчезает. Скорость воздушного потока, создаваемого из нагнетательно-всасывающих узлов, задается не менее О,1 от величины окружной скорости внешних передних кромок лопастей 4 ротора 3. При меньших скоростяхвоздушных потоков они не создают нужного эффекта. Применение высоких скоростей воздушных потоков (более 50 м/с)связано с усложнением установки и значительным, повышением уровня шума. Высокие скорости воздушных потоков практически применимы при условии одновременного сокращения зон действия воздушных потоков (на фиг.З им соответствуют отрезки МО и РТ прямой АА) по сравнению с размерами потока частиц смеси 20 (фиг. 1 и 2). Одновременно с распадом агрегатов частиц смеси происходит другое полезное явление. Воздух сепарационного пространства, имеющий положительную составляющую скорости своего движения в направлении движения потока частиц смеси 19 (фиг. 2), обновляется воздухом из воздушных потоков, создаваемых узлами 13 - 15 (фиг. 1), имеющим в этом направлении нулевую (когда д и -j-- прямые углы, фиг.З) или встречную потоку частиц (когда /з и больше 90, фиг. 3) составляющую скорости своего движения. Это повышает эффективность воздействия разделяющей среды на поток частиц смеси 19 (фиг. 1). Выйдя из зоны воздействия первого воздушного потока, создаваемого нагнетательно- всасывающим узлом 13ХФИГ. 1), поток частиц смеси 19 попадает в зону воздействия Btoporo воздушного потока, создаваемого узлом 14, и т.д., вплоть до разделения частиц смеси 19 на .компоненты по парусности.

Проходя в репарационном пространстве кожуха через воздушные потоки, создаваемые нагнетательно-всасывающими узлами 13. - 15, частицы смеси даже при большой производительности устройства движутся в сепарацирнном пространстве практически как независимые друг от друга частицы, т.е. как частицы, не испытывающие влияния других частиц на разделяющую среду и сами не влияющие на эту среду. При этом движении вследствие различной парусности частиц более крупные и более плотные частицы немагнитных металлических включений и спекшиеся комья смеси име ют более протяженные траектории и- попадают в дальнюю емкость 9 для сбора разделенных кo ffloнeнтoв. Отражающий экран 7 собирает в дальнюю емкость 9 частицы с наиболее протяженными траек ториями.

Движение воздушного потока в направлении, перпендикулярном направлению движения потока час.тиц смеси 19, непрерывно обновляет воздушную среду cenapaiflioHHoro пространства в пределах, зоны действия воздушного потока. Масса обновляющего воздуха наиболее, эффективно взаимодействует с воздушной средой сепарационного пространства, гася ее поступательное движение в направлении движения потока частиц смеси. Принимая это во внимание, целесообразно не ограничиваться значением угла (|ь или , фиг, 3) между продольной осью симметрии (СС

или DD, фиг. 3) нагнетающего патруб: любогО из нагнетательно-всасывакицих . узлов для создания воздушных потоков (14 или 15, фиг. 1) и направлением метания (АА, фиг. 3) - этот угол (/3 или J , фиг. 3) следует выбирать в диапазоне 90 - 135, причем равенство угла (/3 или ., фиг. 3) 135°соответствует ориентации выходного отверстия нагнетающего патрубка 21 к ротору 3. Это позволяет создавать воздушные потоки, направленные сбоку встречно к потоку частиц смеси 19, и более эффективно гасить постулательное движение воздушной среды сепарационного пространства. Большие, чем 135°, значения угла (р или v, фиг.З) между продольной осью симметрии (СС или DD, фиг. 3) нагнетающего патрубка любого из нагнетательно-всасывающих узлов для создания воздушных потоков (13 или 14, фиг..1) и направлением метания (АА, фиг. 3)не целесообразны из-за снижения возможности изменения направления аэродинамических дальних следов частиц смеси при переходе их из зоны воздействия первого узла в зону воздействия смежного с ним узла для создания воздушных потоков.

Применение нагнетательно-всасывающих узлов, создаюрщх пересекающие поток частиц смеси воздушные потоки, с предложенным размещением продольных осей симметрии нагнетающих патрубков. позволяет эффективно бороться с образованием агрегатов частиц смеси путем значительного изменения направлений их аэродинамических дальних следов, а также повышает эффективность воздействия воздушной среды сепарационного пространства на поток частиц смеси путем воздействия воздушных пбтоков на воздушную среду сепарационного пространства.

16

А.

Id

/

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЬЩЕЛЕНИЯ НЕМАГНИТНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКШОЧЕНИЙ ИЗ ОТРАБОТАННОЙ ФОРМОВОЧНОЙ СМЕСИ, содержащее раму, механизм подачи отработанной формовочной смеси, механизм метания смеси, эксгаустер и емкости для сбора компонентов смеси, прследняя из которых на передней стенке имеет порог, о тли ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества вьщеления немагнитных включений из отработанной формовочной смеси, оно снабжено по крайней мере двумя нагнетательно-эсасывающими узлами, установленными последовательно вдоль продольной оси устройства, между всасывающим патрубком эксгаустера и порогом последней емкости, с расположением друг к другу продольных осей симметрии смежных нагнетательно-всасывающих узлов под углом 60 - 300 и каждой из этих осей под углом 90 - 135 к направлению метания смеси. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что всасывающий и нагнетающий патрубки каждого i нагнетательно-всасывающего узла расположены противоположно друг другу (Л на одной продольной оси поперек нас правления метания смеси. 3. Устройство по п, 1, о т л ичающееся тем, что оси симмет- g рии смежных нагнетательно-всасывающих узлов перпендикулярны друг другу.

U8.2 fpui 3

С 21

D