专利名称：再处理型砂的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及再处理型砂的设备和方法，具体来说，涉及通过剥除型砂表面粘合剂再处理型砂的方法和设备，也涉及有效再处理及冷却经过再处理的型砂的设备。
一些型砂颗粒的表面包覆着粘合剂。这种型砂在其旧粘合剂被剥除后包覆新粘合剂而重复使用。
在公知的传统的再处理型砂的装置(日本专利公开文本第7-314082号)中，用过的型砂被装入鼓中，鼓由一可竖向移动的盖封闭，然后，使用离心摩擦，型砂在一起摩擦。
现有一种再处理自硬型砂的传统设备，其中，通过使自硬型砂颗粒相互摩擦而除去砂粒上的粘合剂。另一方面，在再处理使用碱性苯酚、苯酚氨基甲酸乙酯类或类似物作为粘合剂的自硬型砂时，最近已经要求在型砂中保留尽可能少的残余粘合剂。因此，在再处理自硬型砂时需要长时间地摩擦型砂颗粒。
另外，关于自硬型砂，鉴于其化学反应的速度，可使用的砂的温度一般受到限制。因此，如上所述，砂粒长时间摩擦后型砂温度升高时，再处理的型砂在其再处理后不能立即用作自硬型砂。因此，再处理后的型砂准备使用时需要冷却。迄今以来，再处理后，再处理型砂一直需要在一个单独的冷却器中冷却。因此，问题在于再处理设备由于要包括再处理型砂和冷却再处理型砂的两种装置，因而变得庞大而且成本高。
但是，按照上述专利公开文本所公开的方法，所存在的问题是，再处理设备需要活动构件，例如可竖向移动的盖，因而变得复杂，并需要额外的保养。另外，还没有可以再处理型砂而无需顾及其数量和处理程度的结构简单的处理罐。
本发明是鉴于存在上述问题而做出的，本发明的目的是提供无需使用活动构件如可竖向移动的盖的、简单的再处理型砂的方法和设备。本发明的另一个目的是提供一个单一的结构简单的设备，该设备可以容易地控制再处理的数量和程度，无需顾及被处理的型砂的数量和程度。本发明的另一个目的是提供一种结构紧凑的设备，该设备具有再处理型砂和冷却再处理的型砂的功能。
为了实现上述目的，本发明的再处理型砂的方法的特征在于它包括以下步骤将型砂投入处理罐，并且在把处理罐内的空气压力保持得低于处理罐外的空气压力时再处理型砂，以及在把内部空气压力保持得高于外部空气压力时从处理罐排出再处理的型砂。
按照本发明的一个方面，再处理型砂的设备具有设在处理罐内用于剥除附着在型砂颗粒表面上的一部分污染物的装置，该设备包括一个用于从处理罐吸取空气的吸管、一个将空气吹入处理罐的吹管和用于交替地打开和闭合吸管和吹管的转换装置，其特征在于通过设置在与吸管和吹管配合工作的剥除装置中的间隙使空气流入和流出。
按照本发明的这个方面，利用空气流控制处理罐中型砂的滞留和排出，从而使型砂通过一个结构简单的设备得到再处理。甚至当需要再处理的型砂数量小或程度高时，只要一个处理罐就可以容易地通过一个调节再处理时间的定时器来控制处理程度。
按照本发明的另一个方面，用于再处理和冷却型砂的设备包括用于流化型砂的装置、设置在流化装置上方用于冷却流化的型砂的装置、设置在冷却装置上方用于通过摩擦从型砂颗粒剥除粘合剂的装置，以及设置在冷却装置上方用于使较大灰尘颗粒沉淀的装置，其特征在于剥除粘合剂的装置的结构使再处理的型砂可以通过它排入流化装置。
在上述结构的设备中，当回收的型砂被投入用于剥除粘合剂的装置时，型砂颗粒在一起摩擦，使粘合剂剥落。在型砂摩擦一定时间后，再处理的型砂被排向流化装置。排放的型砂被流化，并被冷却装置冷却。另一方面，较大的粉尘颗粒在型砂已被沉淀装置沉淀后与再处理的型砂一起向外排出。
附图简要说明如下
图1的示意横剖图表示本发明第一实施例的正在再处理型砂的状态。
图2的示意横剖图表示本发明第一实施例的正在排放经再处理的型砂的状态。
图3的放大示意横剖图表示第一实施例中使用的沉淀装置。
图4的示意横剖图表示本发明的第二实施例。
图5的示意横剖图表示本发明的第三实施例。
图6的前视图表示本发明的第四实施例。
本说明书中的型砂一般使用二氧化硅、硅砂(siliconea sand)或富铝红柱石砂，也包括具有高硬度的球状富铝红柱石砂，其经过喷雾/干燥成粒和烘干。
本说明书中的处理罐是再处理型砂的处理罐。再处理是通过下述方式进行的砂粒在一起摩擦或通过产生剪切力，以便剥除表面已涂覆粘合剂的型砂砂粒表面层上附着的粘合剂。
在本发明中，可以使用各种公知的剥除装置。例如在一种类型中，型砂被投入一个带有底部的圆筒体中，该圆筒体高速转动，使砂粒相互摩擦，从而剥除型砂砂粒表面上附着的污染物。
另一种系统可以用作剥除装置，其中，旋转辊设置在一个浅碟形旋转鼓中以剥除型砂砂粒表面上附着的污染物，这种剥除方法是通过将型砂压在旋转鼓内壁和旋转辊上，产生剪切力而进行的。
如上所述，可以使用任何公知的剥除装置。另外，本发明可以与作为再处理后的装置的燃烧式再处理设备组合。
在本发明中，处理罐中的空气压力可以减至低于罐外空气压力例如20mmAq。当处理罐内的空气压力进一步下降时，进入处理罐内的气流增加，但是型砂仍保留在罐内。另一方面，由于处理罐内压力接近大气压时型砂倾向于漏出处理罐，因而需要大约20mmAq的压差。从流体层流入处理罐中的空气量按照剥除装置中的间隙的尺寸变化而变化。该间隙应为大约3-15mm，最好为大约5-10mm。
特别是在本发明的剥除装置中，型砂被投入高速转动的圆筒体中，附着在型砂砂粒表面上的污染物通过砂粒相互摩擦而被剥除；而且型砂也借助旋转鼓的离心力外抛；附着在型砂上的污染物由于外抛的砂粒与在环上积蓄的砂粒相互磨损而进一步被剥除。因此，当使用本发明的剥除装置时，处理罐内的空气压力通过调节通过设在旋转圆筒和环之间的间隙流入和排出的空气量而被保持得低于处理罐外的空气压力。当处理罐内的空气压力减至低于处理罐外的空气压力时，型砂不会通过间隙下落。另外，间隙的尺寸可以相关于空气压力而改变。
在本发明中，可以使用任何种类的吸入空气的装置例如鼓风机或集尘器的吸入侧。在本发明中，说明书中的产生空气的装置是用于产生低压压缩空气的装置如鼓风机。也可采用通过将吸气装置和空气产生装置结合而形成的设备。
在本发明中，吹管是指用于将空气吹入处理罐的管。在本发明中，吸管是指用于从处理罐吸气的管。例如，在本发明中，转换阀可以用作转换装置。但是，也可以具有通过电信号交替改变吹管和吸管的任何装置。
在本发明中，型砂被称重，以便鉴于处理时间使处理能力和再处理的型砂质量保持不变。
在本发明中，附着在型砂砂粒表面上的污染物实际上包括自硬树脂如碱性苯酚、苯酚氨基甲酸乙酯类或呋喃，以及原料砂的粘合剂如膨润土、淀粉浆或海运煤。
在本发明中，粉尘沉淀装置是指用于清除附着在再处理后的型砂表面上的污染物以保持处理后的型砂质量恒定的任何装置。例如，用于清除粉尘的手段包括通过使尘罩中的气流速度相应于通过流体层和尘罩结合下落的砂速度而使污染物与砂分离的方法，或者通过将砂向上吹过一条吹管使其与一标靶碰撞，从而通过惯性力的差使污染物与砂分离的方法。
在本发明中，当使用圆筒形处理罐时，剥除装置最好具有一圆筒形侧面。这种选择，在处理罐的转子和环板和剥除装置之间形成间隙，从而容易形成循环空气的通路，以便通过间隙吹、吸空气。当使用两个剥除装置时，环形装置可以叠置。
下面以第一实施例为基础描述本发明。图1和2表示本发明的使用漩风器再处理型砂的设备的横剖图。图1表示处于处理状态中的设备。图2表示处于排放状态的设备。在图1中，处理罐具有在其底部的剥除装置2、在其上部的用于投入型砂的进口3和在其下部的用于排放型砂的出口4。出口4也用作空气的进、出口。
处理罐1通过在其上部的一吹管5与作为空气产生装置的鼓风机P相连通。处理罐1在其上部通过一吸管6和漩风器与作为吸气装置的鼓风机P的吸入侧相连通。型砂滑槽8设置在处理罐1的上部。滑槽8具有一个与型砂滑槽进口3连通的称重门8A。
另外，设有一个转换阀作为转换装置9，以便从吹管5转换至吸管6。
在处理后型砂的出口4下面，用作清除难以识别的粉末的装置的一个流体层10或罐，以及一个尘罩F的进口与处理罐1的下部连通。流体层10的上部通过集尘装置12与吸气装置(未画出)连通。流体层10的上部通过转换装置9与一吸管A连通，转换装置9可根据需要打开和闭合。
图3的横剖图表示第一实施例中使用的剥除装置。在该图中剥除装置2包括一个旋转鼓16，该旋转鼓通过皮带轮14和座13由电机15驱动而高速转动。当型砂S投入后鼓被转动时，附着在型砂S的砂粒表面上的污染物通过砂粒相互摩擦而被剥除。在旋转鼓16和一个固定环17之间形成一个间隙，通过该间隙G空气可流入和流出处理罐1。
现在描述再处理装置的工作。在图1所示设备中型砂正在受到再处理鼓风机P正在工作；旋转鼓16通过座和皮带轮14正由电机15驱动；尘罩F上部上的凸缘与一条集尘管道(未画出)连通，需要的风量总是通过该管道送出；转换装置9设定得将空气吹入处理罐1中。
在上述状态期间，与处理罐1连通的吸管6和吹管5分别打开和闭合，与流体层10连通的吸管6A闭合。此时，吸管6用于通过在处理罐1中的不同的沉淀速率来使灰尘与砂分离。换言之，处理罐1中的空气通过吸管6和漩风器7吸向空气产生装置的吸入侧。鼓风机P产生的空气通过旋转鼓16和固定环17之间的间隙流入处理罐1。
滑槽8中的型砂通过一个称重门8A中的定时器称重，并投入处理罐1。落入处理罐中的型砂借助旋转鼓16施加的离心力抛向固定环17，并与蓄积在固定环17中的型砂碰撞，使附着在砂粒表面的一些污染物被剥除(见图3)。当空气通过旋转鼓16和固定环17之间的间隙G流入处理罐1时，无型砂可从该间隙漏出。因此，砂粒在处理罐中滞留时被反复抛掷，并相互碰撞。换言之，型砂颗粒的表面，相应于处理时间，被研磨，在处理时间内型砂滞留在处理罐1中。因此，滞留时间被设定以获得需要的研磨程度。
现在参阅图2描述完全再处理后的型砂是如何排放的。与处理罐1连通的吸管6和吹管5分别是闭合和打开的，与流体层10连通的吸管6A是打开的。也就是说，在流体层10的气柜10A中的空气通过吹管5和转换装置9被吸入处理罐1。送入处理罐1的空气将完全再处理后的型砂S通过旋转鼓16和固定环17之间的间隙G压入流体层10。
由于此时已被剥除的粉尘仍附着在颗粒上，因而必须加以清除。落入流体层10中的处理后的型砂被通过缝板10B吹出的气流向上吹送，并流向尘罩F。由于尘罩F内部已被调节，使风速与型砂沉淀速度匹配，因而只有粉尘由气流携带并被收集在集尘器(未画出)中。最后，已被研磨、没有粉尘颗粒的再处理后的型砂被从型砂出口11排出。
虽然在本实施例中吹管5和吸管6及6A是分别设置的，但是，一根管也可实现两种功能。粉尘通过漩风器7收集。
如上所述，本实施例可以容易地通过调节处理罐中的气压控制在处理罐中的型砂滞留和排放，从而控制型砂被再处理的程度。另外，在本发明中，再处理型砂只需要一个结构简单的设备。
现在以第二实施例为基础描述本发明。图4是本发明设备的横剖图，其中，使用一个集尘器41替代漩风器7。在图4中，实线表示在设备中含有正被再处理的型砂的气流的状态，虚线表示在设备中含有正被排放的完全再处理后的型砂的气流的状态。
在图4中，除集尘器41以外，设备具有与第一实施例的设备相同的结构。第二实施例的功能类似于第一实施例。但是，由于吸管6与用于集尘的集尘器41连通，因而可防止鼓风机P受到尘粒的磨损。如上所述，借助集尘器41，第二实施例具有防止鼓风机磨损的效果。
现在针对第三实施例描述本发明。图5是本发明再处理设备的横剖图，其中，只是使用尘罩F替代了漩风器和集尘器。在图5中，实线表示设备中含有正在被再处理的型砂的气流的状态，虚线表示设备中含有正被排放的完全再处理后的型砂的气流的状态。
在图5中，除了在设备中无空气循环，而且不使用在空气循环路径中的漩风器和集尘器以外，设备与图1所示设备具有相同的结构。
现在描述上述结构的设备的工作。在图5中，型砂S在下述状态中受到再处理，其中，吸管6打开，与处理罐1连通的吹管5被闭合。再处理后的型砂是在下述状态中被排放的，其中，吸管被闭合，与处理罐1连通的吹管5被打开。在图5所示设备中，空气按下述方式流动在再处理期间，门G1被打开，使空气从其穿过间隙4之后流入打开的吸管6。由于吹管闭合，在当罩F中的风量与鼓风机产生的风量相同。由于此时气闸D2封闭，因而集尘风量是鼓风机风量和流过门G1风量的总合。
接着，在排放再处理后的型砂期间，门G1闭合，吹管5打开，气闸D2打开。来自鼓风机的一部分空气经由流体层流动，另一部分则从吸管6流入尘罩F。由于此时集尘风的总量减少，因而该不足的风由从气闸D2补充。如上所述，由于第三实施例可以省去漩风器和集尘器，因而它可得到进一步简化。
现在参阅图6描述第四实施例，它是本发明第三实施例的变型。如图6所示，除了它具有设置在处理罐1和流体层10之间的中间位置上的用于冷却流化的型砂的冷却装置20以外，设备具有与第三实施例基本相同的结构和工作状况。
尘罩F的内部通过一根连通管25与集尘器连通，连通管25的功能与第一和第二实施例中的吸管6A相似。用作调节集尘风量的装置的第三实施例的气门G1和气闸D2的组合，采用连通管25后得到简化，连通管正是取代了上述组合。采用了三个开闭机构26，27和28以替代第三实施例的转换装置9。上述机构的作用也分别类似于转换装置。
冷却装置20包括水平管路，其中，多根管在储气罐10A上方竖直地布置，水从中流过。
是入储气罐、具有例如大约100℃温度的型砂S当被流化装置1流化和搅拌时被冷却装置20冷却。冷却后的型砂的温度降至例如大约30℃。
当从型砂出口排放的型砂S的温度设备受到控制时，温度是通过一个围绕出口9设置的温度传感器测量的。温度受到控制，因而当型砂的温度超过预定值时，被再处理的砂量被减少，并且预定的周期被延长或处理过程暂被停止以恢复预定的值。
因此，型砂在再处理和冷却后能够立即使用。
从上面的描述可清楚看出，使用空气压力，通过控制在处理罐中被再处理的型砂的滞留和排放，可以使用结构简单的设备再处理型砂。甚至当需要高程度的再处理时，只要使用一个处理罐，使用调节处理时间的定时器，通过空气压力来控制滞留和排放，也可以容易地控制再处理程度。本发明的设备也具有极好的实效，它能够使型砂得到再处理和冷却，它可以制成一个结构紧凑的装置。因此，本发明具有上述效果，对业界具有显著贡献。
权利要求
1.一种再处理型砂的方法，它包括以下步骤将型砂投入处理罐，当将处理罐内的空气压力保持得低于处理罐外的空气压力时再处理型砂，而当将内部空气压力保持得高于外部空气压力时排出再处理后的型砂。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于将内部空气压力保持得低于外部空气压力的步骤是借助通过空气产生装置和再处理罐流通的气流进行的。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于将内部空气压力保持得低于外部空气压力的步骤是借助通过空气产生装置、再处理罐和吸气装置流通的气流进行的。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，当将内部空气压力保持得高于外部空气压力时，将再处理后的型砂从处理罐排出的步骤是通过提供从处理罐上部从空气产生装置向下的气流而进行的。
5.一种再处理型砂的方法，它包括以下步骤使型砂落入处理罐，剥除附着在落下的型砂的颗粒表面上的一部分污染物，以及排放再处理后的型砂，其特征在于至少在剥除步骤中，空气从空气产生装置通过设置在处理罐中的剥除装置的旋转鼓和固定环之间形成的间隙流入处理罐，处理罐中的空气通过一根吸管抽吸。
6.一种再处理型砂的方法，它包括以下步骤使型砂落入一个处理罐，剥除附着在落入的型砂颗粒表面上的一部分污染物，以及排放再处理后的型砂，其特征在于至少在排放再处理后的型砂的步骤中，空气从空气产生装置通过一根吹管吹入处理罐，吹入处理罐的空气使再处理后的型砂从污染物剥除装置的一个旋转鼓和一个固定环之间形成的间隙排入粉尘沉淀装置。
7.一种再处理型砂的设备，具有设置在一个处理罐中的用于剥除附着在型砂颗粒表面上的一部分污染物的装置，所述设备包括一根用于将空气吹入处理罐的吹管、一根用于从处理罐抽吸空气的吸管和用于交替地打开和闭合吹管和吸管的转换装置，其特征在于在吸管和吹管的配合工作中，可使空气通过设置在剥除装置中的间隙流入和流出。
8.一种再处理的型砂的设备，它包括一个处理罐，它具有分别设在其上部、底部和下部的一个投入型砂的进口、剥除型砂颗粒表面的装置和一个排放再处理后的型砂的出口；一根吸管，其一端与处理罐连通，其另一端与空气发生装置连通；一根吹管，其一端与处理罐连通，其另一端与吸气装置连通；转换装置，其用于改变吹、吸管和处理罐之间的连通，以及沉淀装置，其用于分离从处理罐出口排放的再处理后的型砂的粉尘颗粒。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于所述沉淀装置包括一个与处理罐的排放出口连通的流体层、在流体层下部的精制再处理后型砂的一个出口和在流体层上部的集尘装置。
10.一种再处理和冷却型砂的设备，它包括用于流化型砂的装置，设置在流化装置上方用于冷却流化的型砂的装置，设置在冷却装置上方用于借助摩擦从型砂颗粒剥除粘合剂的装置，以及设置在冷却装置上方用于使较大尘粒沉淀的装置，其特征在于剥除粘合剂的装置的结构使得再处理后的型砂可以通过其排入流化装置。
全文摘要
再处理型砂的方法包括以下步骤:将型砂投入处理罐、当将罐内空气压力保持得低于罐外空气压力时再处理型砂,以及当将内部压力保持得高于外部压力时排出再处理后的型砂。再处理和冷却型砂的设备包括流化型砂的装置、设在流化装置上方用于冷却流化的型砂的装置、设在冷却装置上方通过摩擦从型砂颗粒剥除粘合剂的装置及设在冷却装置上方使较大尘粒沉淀的装置,其特征是粘合剂剥除装置的结构使得再处理后的型砂可通过其排入流化装置。
文档编号B22C5/02GK1264630SQ00102209
公开日2000年8月30日 申请日期2000年2月4日 优先权日1999年2月8日
发明者青木之典 申请人:新东工业株式会社