一种滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备及其使用方法与流程

本发明属于铸造旧砂再生相关技术领域，更具体地，涉及一种滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备及其使用方法。

背景技术：

我国是世界上第一铸造大国，目前各类铸件产量达4620万吨，其中80％以上铸件是通过砂型铸造生产的，因此会产生大量的铸造旧砂。大量旧砂的遗弃不仅造成资源的极大浪费，还会对环境带来巨大的危害。

常用的铸造旧砂再生方法有干法再生、湿法再生、热法再生三种，同时对应着不同的再生设备。干法再生是利用空气或者机械的方法使旧砂粒与金属构件间或者砂粒间的碰撞、摩擦作用再生旧砂，这种再生方法设备系统简单，成本低，但再生效果不好，脱膜率低，再生砂只能作为背砂使用。湿法再生是利用水的溶解、擦洗以及机械搅拌作用进行旧砂再生，这种方法再生效果好，再生砂质量高，可作面砂或者单一砂使用，但设备系统比较复杂，水耗、能耗高，需要处理大量的污水。热法再生是通过焙烧炉将旧砂加热到一定温度，除去旧砂中可燃残留物的再生方法，这种方法再生有机粘结剂旧砂效果较好、再生砂质量较高，但能耗大、成本高。干法再生设备主要是以机械式、气力式为主，湿法再生设备主要以机械搅拌式为主，热法再生设备主要以高温焙烧式为主。

目前，本领域相关技术人员已经做了一些研究，如专利cn103240386a公开了一种水玻璃旧砂碾磨再生的方法，该方法将旧砂放入石碾机碾压使砂块破碎成砂粒，同时加入质量为旧砂质量的10～20％的自来水，使旧砂润湿；调整出料口高度，保持石碾内砂层的厚度为300～700毫米，旧砂在石碾内碾压使砂层翻滚，砂粒之间相互摩擦，使砂粒表面水玻璃膜去掉。这种方法工艺复杂，碾磨后的旧砂还需螺旋洗砂机水洗，洗完后还要单独脱水分离，再生效率较低。相应地，本领域存在着发展一种效率较高的旧砂湿法再生与脱水设备的技术需求。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备，其基于现有的旧砂湿法再生与脱水的特点，针对滚筒式旧砂湿法再生设备进行了改进。所述滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备的多孔洗砂筒部分地收容于水槽内，通过控制水槽内的水的液面高度来使滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备处于旧砂再生状态或者离心脱水状态，进而使得滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备同时具备旧砂湿法再生与离心脱水功能，旧砂再生与脱水在同一个设备即可完成，无需在不同设备分别进行，提高了再生效率，降低了成本，且结构简单。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备，其包括支撑与倾转机构、以及设置在所述支撑与倾转机构上的旧砂湿法再生与脱水机构及给排水机构，其特征在于：

所述旧砂湿法再生与脱水机构包括转动的连接于所述支撑与倾转机构的多孔洗砂筒；所述给排水机构包括连接于所述支撑与倾转机构上的水槽，所述水槽内储存有水，所述多孔洗砂筒部分地收容于所述水槽内；

通过控制所述水槽内的水的液面高度来使所述滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备处于旧砂再生状态或者离心脱水状态，进而使得所述滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备同时具备旧砂湿法再生与离心脱水功能。

进一步地，所述滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备处于旧砂再生状态时，所述多孔洗砂筒部分地浸入所述水槽的水内；所述滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备处于离心脱水状态时，所述多孔洗砂筒的底部与所述水槽内的水的液面之间具有间隙。

进一步地，所述支撑与倾转机构包括底板、与所述底板间隔设置的支撑板、两端分别连接于所述支撑板及所述底板的铰链支撑杆及支撑板提升气缸、以及间隔固定在所述支撑板上的轴承座支架及支撑架，所述铰链支撑杆的一端固定连接于所述底板，另一端转动的连接于所述支撑板；所述支撑板提升气缸的两端分别转动的连接于所述支撑板及所述底板。

进一步地，所述旧砂湿法再生与脱水机构设置在所述轴承座支撑架上，所述给排水机构设置在所述支撑板上，所述支撑板提升气缸的推杆通过伸出以使所述旧砂湿法再生与脱水机构发生倾斜，进而使收容于所述多孔洗砂筒内的砂子旋出。

进一步地，所述滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备还包括驱动机构，所述驱动机构设置在所述支撑架上，其与所述旧砂湿法再生与脱水机构相连接；所述驱动机构通过转动来驱动所述多孔洗砂筒转动。

进一步地，所述驱动机构包括设置在所述支撑架上的变频调速电机、连接于所述变频调速电机的变频器及连接于所述变频调速电机的输出轴的联轴器，所述驱动机构通过所述联轴器连接于所述旧砂湿法再生与脱水机构。

进一步地，所述旧砂湿法再生与脱水机构还包括包裹在所述多孔洗砂筒的外周上的滤网、罩设在所述多孔洗砂筒远离所述水槽的一侧的筒罩、间隔设置在所述多孔洗砂筒内的筋板及两端穿过所述多孔洗砂筒后分别设置于所述轴承座支架的转轴，所述筋板的长度方向与所述多孔洗砂筒的长度方向垂直，其两端分别连接于所述多孔洗砂筒的内壁；所述转轴与所述筋板垂直连接。

进一步地，所述筒罩可拆卸的连接于所述水槽，两者连接组成的椭圆体的中心轴与所述多孔洗砂筒的中心轴重合。

进一步地，所述给排水机构还包括两端分别连接于所述支撑板及所述水槽底部的水槽升降导柱及水槽升降气缸，所述水槽升降气缸的推杆通过伸缩来改变所述水槽与所述多孔洗砂筒之间的间距。

按照本发明的另一方面，提供了一种滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备的使用方法，其特征在于，该使用方法包括以下步骤：

(1)提供如上所述的滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备，分别向所述水槽及所述多孔洗砂筒内加入水及旧砂；

(2)所述多孔洗砂筒进行旋转，以使所述旧砂在所述多孔洗砂筒内完成湿法再生；

(3)调节所述水槽内的液面的高度，以使所述液面与所述多孔洗砂筒的底部之间具有间隙，同时调节所述多孔洗砂筒的转速以使步骤(2)所得到的再生砂进行离心脱水；

(4)检验步骤(3)所获得的再生砂的脱膜率及强度是否达到目标值，如果达到，则执行步骤(5)，否则转至步骤(2)；

(5)调节所述多孔洗砂筒的位姿以使所述多孔洗砂筒发生倾斜，同时调节所述多孔洗砂筒的转速，以使经湿法再生及离心脱水后的砂自所述多孔洗砂筒旋出。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备及其使用方法主要具有以下有益效果：

(1)多孔洗砂筒部分地收容于水槽内，通过控制水槽内的水的液面高度来使滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备处于旧砂再生状态或者离心脱水状态，进而使得滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备同时具备旧砂湿法再生与离心脱水功能，旧砂再生与脱水在一个设备即可完成，无需在不同设备分别进行，提高了再生效率，降低了成本，且结构简单；

(2)当处于旧砂再生状态时，多孔洗砂筒部分地浸入水槽的水内，无需多孔洗砂筒全部浸入水内，减少了水的消耗，进而减少了污水的排放，降低了成本；

(3)筒罩可拆卸的连接于水槽，且水槽升降气缸的推杆通过伸缩可以改变水槽与洗砂筒之间的间距，便于滤网的更换与清洗，提高了灵活性。

附图说明

图1是本发明较佳实施方式提供的滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备的结构示意图；

图2是图1中的滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备沿一个角度的示意图；

图3是图1中的滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备沿另一个角度的示意图；

图4是图1中的滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备出砂时的示意图。

图5是本发明较佳实施方式提供的的一种滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备的使用流程图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-多孔洗砂筒，2-滤网，3-筋板，4-转轴，5-水槽，6-筒罩，7-进砂口，8-出砂口，9-水槽进水口，10-水槽出水口，11-出水口控制阀，12-进水口控制阀，13-轴承座，14-轴承座支架，15-水槽升降导柱，16-水槽升降气缸，17-支撑架，18-支撑板，19-铰链支撑杆，20-支撑板提升气缸，21-底板，22-变频调速电机，23-变频器，24-联轴器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

请参阅图1至图4，本发明较佳实施方式提供的滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备，所述滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备解决了现有铸造旧砂湿法再生设备组成复杂、耗水量大、效率较低等问题。所述滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备特别适用于难再生的水玻璃旧砂。

所述滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备包括旧砂湿法再生与脱水机构、给排水机构、支撑与倾转机构及驱动机构，所述旧砂湿法再生与脱水机构及所述给排水机构均设置在所述支撑与倾转机构上，所述驱动机构连接于所述旧砂湿法再生与脱水机构。所述给排水机构位于所述旧砂湿法再生与脱水机构的下方。

所述支撑与倾转机构包括底板21、与所述底板21间隔设置的支撑板18、两端分别连接于所述支撑板18及所述底板21的铰链支撑杆19、两端分别连接所述支撑板18及所述底板21的支撑板提升气缸20、间隔固定在所述支撑板18上的轴承座支撑架14及支撑架17及两个间隔设置在所述轴承支撑架14上的轴承座13。所述铰链支撑杆19的一端固定连接于所述底板21，另一端转动的连接于所述支撑板18。所述支撑板提升气缸20的两端分别转动的连接于所述支撑板18及所述底板21。所述旧砂湿法再生与脱水机构设置在两个所述轴承座13上，所述给排水机构设置在所述支撑板18上。所述驱动机构设置在所述支撑架17上。本实施方式中，所述支撑板提升气缸20的推杆通过伸长以使所述旧砂湿法再生与脱水机构发生倾转，进而使所述旧砂湿法再生与脱水机构产生一定的倾角，以利于出砂。

所述旧砂湿法再生与脱水机构包括多孔洗砂筒1、包裹在所述多孔洗砂筒1的外周上的滤网2、罩设在所述多孔洗砂筒1的一侧的筒罩6、间隔设置在所述多孔洗砂筒1内的筋板3及两端穿过所述多孔洗砂筒1后分别设置于两个所述轴承座13上的转轴4，所述筋板3的长度方向与所述多孔洗砂筒1的长度方向垂直，其两端分别连接于所述多孔洗砂筒1的内壁。所述转轴4与所述筋板3垂直固定连接。

本实施方式中，所述轴承座13上设置有轴承，所述转轴4设置于所述轴承；所述多孔洗砂筒1的外周上形成的孔可以为圆孔、长孔、三角孔、鱼鳞孔等；所述滤网2用于将砂子挡在所述多孔洗砂筒1内，其目数根据不同砂的粒度而定，如所述滤网2的目数可以为100～200目；所述筒罩6设置在所述多孔洗砂筒1远离所述支撑与倾转机构的一侧。所述多孔洗砂筒1靠近所述驱动机构的一端设置有进砂口7，所述多孔洗砂筒1远离所述驱动机构的一端设置有出砂口8，所述进砂口7及所述出砂口8分别用于向所述多孔洗砂筒1内加砂或者将所述多孔洗砂筒1内的砂旋出。

所述给排水机构包括两个间隔设置在所述支撑板18上的水槽升降导柱15、连接于所述筒罩6的水槽5及两端分别连接于所述水槽5及所述支撑板18的水槽升降气缸16，所述水槽升降气缸16位于两个所述水槽升降导柱15之间，其推杆通过伸缩来改变所述多孔洗砂筒1与所述水槽5的水液面之间的间距，即实现所述水槽5的升降。所述水槽5内储存有水，其与所述多孔洗砂筒1间隔设置。本实施方式中，所述多孔洗砂筒1部分收容于所述水槽5内，且所述多孔洗砂筒1浸入所述水的深度小于所述多孔洗砂筒1的半径。

本实施方式中，所述水槽5与所述筒罩6可拆卸的连接于在一起，两者形成椭圆体，所述椭圆体的中心轴与所述多孔洗砂筒1的中心轴重合；可以理解，在其他实施方式中，所述水槽升降导柱15的数量可以根据实际需要而改变，并不限于本实施方式。

所述水槽5上部设置有水槽进水口9，所述水槽进水口9处设置有进水口控制阀12，所述进水口控制阀12用于控制自所述水槽进水口9进入所述水槽5的水量。所述水槽5的底部设置有水槽出水口10，所述水槽出水口10处设置有出水口控制阀11，所述出水口控制阀11用于控制通过所述水槽出水口10流出所述水槽5的水量。

所述驱动机构包括设置在所述支撑架17上的变频调速电机22、连接于所述变频调速电机22的变频器23及连接于所述变频调速电机22的输出轴的联轴器24，所述联轴器24连接于所述转轴4。所述变频调速电机22通过所述变频器23可实现30r/min～1000r/min的转速范围。所述变频调速电机22通过转动来带动所述多孔洗砂筒1转动，旧砂再生时，所述多孔洗砂筒1的外周的各区域在所述变频电机22的带动下逐步浸入水中，且逐步自水中转出；离心脱水时，所述水槽升降气缸16带动所述水槽5下降或者将所述水槽5内的水放出，所述多孔洗砂筒1在所述变频调速电机22的带动下旋转脱水，脱出的水流入所述水槽5内。

本实施方式还提供了一种滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备的使用方法，以下以几个实施例来详细说明所述的滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备的使用方法。

实施例1，请参阅图5，使用如上所述的滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备对酯硬化水玻璃旧砂进行再生，所述滤网2的目数为100目，具体包括以下步骤：

步骤s1，提供如上所述的滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备，分别通过所述水槽进水口9及所述进砂口7向所述水槽5及所述多孔洗砂筒1内加入水及旧砂。本实施方式中，所述旧砂与所述水的质量比为1:0.3；可以理解，在其他实施方式中，所述旧砂与水液的质量之比可以为1:0.3～1:2的任意值，优先采用1:0.3～1:0.5内的任意值。

步骤s2，启动所述变频调速电机22，所述变频调速电机22在转速30r/min下运行10min，使所述旧砂在所述多孔洗砂筒1内完成湿法再生。湿法再生完成后，打开所述水槽出水口9以将所述水槽5内的水放出直到所述水槽5内的液面低于所述多孔洗砂筒1的底部，即直到所述水槽5内的液面与所述多孔洗砂筒1间隔一定距离，所述多孔洗砂筒1不能浸入水内。

步骤s3，调节所述变频器23使所述变频调速电机22的转速达到800r/min，使得再生砂在高速旋转下进行离心脱水3min，实现了快速脱水。

步骤s4，检验所述再生砂的脱膜率及强度是否达到目标值，如果达到，则执行步骤s5；否则转至步骤s2。

步骤s5，调节所述变频器23使所述变频调速电机22的转速达到30r/min后，启动所述支撑板提升气缸20，以使所述多孔洗砂筒倾斜一定角度，再生脱水后的砂子自所述出砂口8旋出，获得再生砂。

实施例2，实施例2与实施例1基本相同，不同点在于，步骤s2中的所述变频调速电机22在转速30r/min下运行30min，所述变频调速电机22在脱水时的转速为1000r/min，离心脱水时间为10min。本实施例中，所述滤网2的目数为200目。

实施例3，本实施例涉及co2硬化水玻璃旧砂的再生，所述滤网2的目数为100目。实施例3与实施例1基本相同，不同点在于：步骤s1中的旧砂与水的质量比为1:0.5。

实施例4，实施例4与实施例3基本相同，不同点在于所述滤网2的目数为150目；步骤s1中的旧砂与水的质量比为1:0.4。

实施例5，实施例5与实施例4基本相同，不同点在于所述滤网2的目数为200目，旧砂再生时，所述变频调速电机22在30r/min下运行20min；所述变频调速电机22在离心脱水时的转速为1000r/min，离心脱水时间为7min。

实施例6，实施例6与实施例1基本相同，不同点在于实施例6涉及黏土旧砂的再生，所述滤网2的目数为180目；步骤s2中，所述变频调速电机22在60r/min下运行30min；所述变频调速电机22在离心脱水时的转速为1000r/min，离心脱水时间为3min。

实施例7，实施例7与实施例1基本相同，不同点在于实施例7涉及碱性酚醛树脂旧砂的再生，所述滤网2的目数为100目；步骤s2中，所述变频调速电机22在转述300r/min下运行10min；步骤s3中，所述变频调速电机22在转速为900r/min下运转5min；步骤s5中，所述变频调速电机22的转速为60r/min。

本发明提供的滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备及其使用方法，其多孔洗砂筒部分地收容于水槽内，通过控制水槽内的水的液面高度来使滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备处于旧砂再生状态或者离心脱水状态，进而使得滚筒式旧砂湿法再生与脱水一体化设备同时具备旧砂湿法再生与离心脱水功能，旧砂再生与脱水在一个设备即可完成，无需在不同设备分别进行，提高了再生效率，降低了成本，且结构简单。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。