回收利用型砂的方法及其设备 背景技术1.发明所属技术领域
本发明涉及一种回收利用型砂的方法及其设备，尤其是涉及一种能够提高旧型砂回收效率和纯度的回收利用型砂的方法及其设备，它能够防止回收利用的型砂遭到损坏，并且和传统的回收利用型砂的设备相比，其总体结构得到简化，这些都通过以下工艺来实现：在将旧型砂装料到机箱中的叶轮上后，叶轮的旋转过程中，由于型砂和旋转的碾磨筒之间的碰撞和相互地摩擦滚动接触，清除掉粘在旧型砂表面的粘结剂，然后将从旧型砂中分离出的粘结剂细粉末，和从旋转轴的进口管进入机箱的外部空气一起，通过灰尘收集口排尽。2.现有技术的描述
已经被广泛地用于制造金属产品的铸造方法，包括如下几个步骤，加热金属到其熔点以形成金属熔液，将金属熔液灌注到模箱中，该模箱具有和所希望得到的金属产品相同的外形，然后使模箱中的金属熔液冷却凝固。
在上述的传统铸造方法中，用来将金属熔液模制成型的模箱由型砂成分组成，其主要成分为具有很强耐火性的石英砂。该型砂成分由大约20-70目粒度的砂，作为粘结剂的大约4-8％的粘土，和2-6％的水分混合而成。模箱是通过将上述的型砂成分灌注到一个模子中而形成，在这个模子中通过连续不断地固化从而得到所需的型式。
然而，当用传统的模箱生产铸铁产品时，因为金属液温度很高，粘结剂会粘附在型砂的表面上。如果使用有粘结剂粘附在表面上的旧型砂，不经过任何附加的清除粘结剂的处理就用来铸造下一个产品，则型砂之间的结合力会变弱，通风条件恶化，这样往往会导致对铸铁产品的损坏。为了解决这个问题，需要经常清除粘附在旧型砂表面上的粘结剂，并且不断再生成具有所需纯度的新型砂。
公认的重复利用旧型砂的技术和工序有很多。例如，第一种重复利用技术是将旧型砂高速地向碾磨区喷射。这种技术具有很好的加工性能。然而，伴随着将旧型砂加工成再生型砂，也产生了一个问题，就是碾磨区严重地产生部分磨损，往往需要频繁地更换，这样会使回收利用旧型砂的成本提高。伴随着该重复利用技术产生的另一个问题是，由于和碾磨区强烈的碰撞，型砂会很容易向四处飞溅，并且很难将粘结剂细粉末、碾磨区的细粉末从再生型砂中分离开。
再有，第二种重复利用技术是在振动装置中借助于空气流对旧型砂进行机械振动。然而，伴随着将旧型砂加工成再生型砂，也产生了一个问题，就是用来实施该技术的振动装置的总体结构非常复杂，这就往往需要太多的时间并且使得生产具有所需纯度的再生型砂的成本升高。
另外，第三种重复利用技术是用水洗涤旧型砂。然而，伴随着将旧型砂加工成再生型砂，也产生了一个问题，这就是仅仅依靠洗涤技术很难清除掉粘附在旧型砂表面的粘结剂，并且往往需要安装附加装置，比如说一个振动装置，这就使得生产具有所需纯度的再生型砂的成本升高。
同时，当用树脂作为型砂的粘结剂时，往往通过高温加热旧型砂从而清除掉型砂表面的树脂。然而，为了能够高温加热旧型砂，必须安装附加的加热设备，这使得生产再生型砂的成本升高。
第四种重复利用技术是，将旧型砂装料到可旋转碾磨筒中进行处理，碾磨筒不停地旋转，使得旧型砂和碾磨筒之间产生相互摩擦滚动接触。通过使用这种技术重复利用旧型砂将会是很理想的。
重复利用旧型砂的传统装置具有一个可旋转的碾磨筒，在韩国专利公开文献第1981-1841号(申请日：1981年11月17日)，韩国专利公开文献第1983-7177号(公开日日：1983年10月14日)和韩国实用新型公开文献第1988-21514号(公开日：1988年12月24日)等中都有所记载。
然而，在这些装置中，粘附在旧型砂表面的粘结剂可以通过在碾磨筒高速旋转过程中，通过碾磨筒和旧型砂之间产生的相互摩擦力清除掉，但这将导致产生特殊的问题。其中一个问题是，清除粘结剂的操作效率大大下降，其相对于第二种重复利用型砂技术而言，往往需要更多的时间来彻底清除粘结剂。由于这个原因，仅仅一次使用碾磨筒进行回收利用旧型砂的处理，使旧型砂变成具有高纯度的再生型砂实际上还不可能。
这些传统装置的另一个问题是，通过一个灰尘收集口将从旧型砂中分离出来的粘结剂细粉末排尽将变得很困难，为了容易地排尽细粉末，往往需要安装一个附加的装置，比如说叶轮，这使得生产再生型砂的成本升高。
这些传统装置的另一个问题是，其总体结构变得很复杂，总体积也变得很大。换句话说，传统的装置都具有用来均匀地向旋转筒中分送型砂的分送机构、利用旋转碾磨筒将旧型砂变成再生型砂的机构、输出再生型砂的机构以及将外面空气送入机箱中的鼓风机构。为了维护该回收利用旧型砂的装置，往往需要花费大量的金钱和时间，并且使得制造上述装置的成本大大的提高。发明概要
本发明可以用来解决上述问题。本发明的第一个目的是提供一种能够提高旧型砂回收效率和纯度的重复利用型砂装置，它能够防止回收利用的型砂遭到损坏，并且和传统的回收利用型砂的设备相比，其总体结构得到简化。
同样，本发明的第二个目的是提供一种能够提高旧型砂回收效率和纯度的重复利用型砂的方法。
为了达到第一个目的，本发明提供了一种回收利用型砂装置，包括机箱，它由圆盘形顶盖，圆柱形中间框架和圆盘形底盖构成，它们形成一个整体，用来输送旧型砂的加料斗安装在机箱的顶盖上，将从旧型砂中分离出来的粘结剂细粉末排尽的灰尘收集口安装在顶盖上，将再生型砂从机箱中向外挤压的挤压口安装在机箱的底盖上，带有马达的旋转轴位于机箱的中部，并且垂直地穿过顶盖和底盖，其特征在于：
具有多片叶片的叶轮安装在旋转轴上，叶片装在旋转轴的外表面上，径向地向外伸展出预定的长度，在叶片的上下端分别安装有上圆盘和下圆盘，在叶轮的中央部位叶片之间安装有鼓风口，它和沿着旋转轴从外部进入机箱的进口管相连通，由磨料构成的圆柱形碾磨筒安装在叶轮和机箱的中间框架之间，该碾磨筒和上下圆盘径向的自由端相隔一定距离，并和中间框架相隔预置的距离。
同样，为了达到第二个目的，本发明提供了一种回收利用型砂的方法。其中，粉碎从模箱中分离出来的大块型砂，从而得到旧型砂，然后清除掉粘附在旧型砂表面的粘结剂，将旧型砂回收，其改进包括：
转动安装在由圆筒形磨料构成的可旋转碾磨筒中的叶轮，该叶轮和可旋转碾磨筒之间间隔有预置的距离。
在将旧型砂装料到机箱中的叶轮上后，由于型砂和可旋转碾磨筒之间的碰撞和相互的摩擦滚动接触，并且借助于叶轮的旋转力，清除掉粘在旧型砂表面的粘结剂；
然后将从旧型砂中分离出的粘结剂细粉末，和从带有马达且位于机箱中部的旋转轴的进口管进入机箱的外部空气一起，通过灰尘收集口排尽。
如上所述，根据本发明最佳实施例中的回收利用型砂的方法和装置，只经过一次回收处理，就可以将旧型砂变为再生型砂。而且，相对于传统的使用借助于压缩空气直接将旧型砂喷入碾磨区的型砂回收技术而重复利用型砂的方法和装置而言，可以防止可旋转碾磨筒的磨损和型砂的损坏。附图简要说明
结合附图对优选实施例进行详细的描述，可以使本发明上述发明目的和有益效果更加清楚。
图1是本发明优选实施例中回收利用型砂设备的部分横截面的侧视图，显示了该设备的全部结构特征。
图2是图1中A-A向剖视图。发明的详细内容
下面，将参考附图对本发明最佳实施例中的回收利用型砂装置进行更加详细的说明。
在附图1和2中，附图标记10a表示螺栓，附图标记10b表示螺帽，它们用来装配机箱。此外，附图标记32a表示可旋转碾磨筒的加固块。
如附图1和2所示，回收利用型砂装置包括机箱10，它由圆盘形顶盖12，圆筒形中间框架11和圆盘形底盖13组成，并且形成一个整体。
用来输送旧型砂1的加料斗14安装在机箱10的顶盖12上。此外，用来收集和排尽从旧型砂1中分离出的粘结剂细粉末的灰尘收集口15安装在顶盖12上。该灰尘收集口15和灰尘收集装置(未示出)，如旋风除尘器相联通。用来输出再生型砂2的挤压口16安装在机箱10的底盖上。再生型砂挤压口16和收集装置(未示出)，比如说储存槽(未示出)或者再生型砂2的分类收集槽(未示出)相联通。
旋转轴25穿过顶盖12和底盖13安装在机箱10的中央部位。该旋转轴25借助于安装在其周围的轴承27可以平稳地转动。从动摩擦轮24安装在旋转轴25的顶部。该从动摩擦轮24借助于皮带23和马达21的传动皮带轮22机械联接。当马达21发动时，旋转轴25由于受到马达传送过来的旋转力的驱动而转动。最好是，传动皮带轮22和从动摩擦轮24还包括预置的可变滑轮，使得它们能和旋转轴25的旋转速度保持一致。
同时，叶轮26安装在旋转轴25上。该叶轮26包括4到8个叶片26a，它们装配在旋转轴的外表面上，径向地向外伸展出预置的长度。在叶片26a的上下端分别有上圆盘26b和下圆盘26c。上圆盘26b和下圆盘26c从旋转轴的外表面径向地向外伸展出的预置的长度比叶片26a的要长。当旋转轴25由于马达21的驱动而转动时，叶轮26可以在机箱10中旋转。
上圆盘26b具有一个能够将装料到机箱10中的旧型砂1在径向向外喷射或者灌注的功能。下圆盘26c和底盖13相隔一定距离，并且其自由端靠近再生型砂挤压口16。下圆盘26c具有将再生型砂2导向到再生型砂挤压口16的功能。在叶轮26的中间部位，叶片26a之间有鼓风口25b。鼓风口25b和沿着旋转轴25从外部进入机箱10的进口管25a相连通。当叶轮26转动时，空气通过旋转轴25的进口管25a，经由鼓风口25b从外部进入机箱10。
同时，由磨料构成的圆筒形碾磨筒31安装在叶轮26和机箱10的中间框架11之间。这时，可旋转碾磨筒31和上下圆盘26b，26c的径向自由端相隔一定距离。而且，可旋转碾磨筒31和中间框架11相隔一个预置的距离。可旋转碾磨筒31通过定位器32被固定在机箱10上，该定位器穿过中间框架11，并且横向压在可旋转碾磨筒31上。最好是，该定位器32还包括固定元件比如说螺栓，穿过中间框架11，压在可旋转碾磨筒31的外表面上。为了防止可旋转碾磨筒31被损坏，在定位器32的顶端和可旋转碾磨筒31的外表面之间安装有加固块32a。
为了将旧型砂1由于和可旋转碾磨筒31的碰撞而产生的磨损降低到最小程度，可旋转碾磨筒31中包含由AL2O3，SiC，ZrO2和BN组成的材料。
在下文中，将会参考附图1和2对本发明实施例中的回收利用型砂的方法进行更加详细的说明。根据本发明的实施例，使用上述的装置对旧型砂1进行回收利用处理。
附图1和2中的实施例显示，当回收利用型砂装置的马达21接通电源后，马达21开始工作。同时，和马达21相联的旋转轴25也开始转动。并且叶轮26也在可旋转碾磨筒31中高速旋转。
在这种情况下，通过安装在机箱1顶盖12上的加料斗14将旧型砂1添加到机箱1中。旧型砂1可以通过粉碎从模箱中分离出来的大块型砂得到。
当通过加料斗14将旧型砂1添加到机箱1中时，正好掉落在高速旋转的叶轮26的上圆盘26b上。这时，由于叶轮26的旋转使上圆盘26b产生的离心力的作用，掉落在上圆盘26b上的旧型砂1从掉落点向可旋转碾磨筒31的内周表面飞去。
从上圆盘26b上飞向碾磨筒31内周表面的旧型砂1和碾磨筒31发生碰撞，从而粘附在旧型砂1上的部分粘结剂和可旋转碾磨筒31分离开。因此，完成了用可旋转碾磨筒31回收利用型砂的初步过程。
旧型砂1和可旋转碾磨筒31发生碰撞之后，由于自身的重力，朝机箱10的底盖13方向掉落。由于叶轮26向可旋转碾磨筒31内周表面吹去的强烈的旋转风，使得旧型砂1不断地受到离心力的作用。结果是，旧型砂1并不是直接掉到底盖13上，而是一边绕着可旋转碾磨筒31的内周表面旋转，一边朝底盖13方向螺旋式地缓慢下降。
当旧型砂1螺旋式地缓慢下降时，它还滚动并且不停地绕着可旋转碾磨筒31的内周表面旋转。这时，旧型砂1和可旋转碾磨筒31之间会产生相互的摩擦滚动接触，从而完成了用可旋转碾磨筒31回收利用型砂的第二步过程。因此，粘附在旧型砂1表面上的粘结剂彻底地被清除，从而得到再生型砂2。
另外，在叶轮26的高速旋转过程中，机箱10中的空气通过灰尘收集口15和再生型砂挤压口16向外排出。外部空气通过旋转轴25上的进口管25a不断地进入到机箱10中，然后通过叶轮26的叶片26a中间的鼓风口25b鼓入。其结果是，旧型砂1更加有效地和可旋转碾磨筒31的内周表面接触。而且，旧型砂1和可旋转碾磨筒31之间更好地产生相互的摩擦滚动接触。
旧型砂1和可旋转碾磨筒31之间发生碰撞和相互摩擦滚动接触之后，再生型砂2掉落在机箱10的底盖13上。当再生型砂2向机箱10底盖13上掉落的过程中，由于叶轮26的旋转风以及从下圆盘26c和叶轮26的鼓风口25b中鼓入的空气的作用，再生型砂被导向挤压口16的方向。因此，当将再生型砂2倒入储存槽(未示出)或者再生型砂2的分类收集槽(未示出)后，可以作为新型砂再次使用。
在回收处理重量很轻的型砂的过程中，从旧型砂1的表面分离出粘结剂细粉末。因此，它们和从鼓风口25b中吹来的内部空气一起，被平稳地导向到灰尘收集口15，然后从机箱10中排出。这些粘结剂的细粉末被一个和灰尘收集口15相联通的灰尘收集装置(未示出)收集，然后丢弃掉。
如上所述，在本发明最佳实施例的回收利用型砂的方法及其装置中，旧型砂被输送到机箱10中，并且不断地掉落在高速旋转的叶轮26的上圆盘26b上。经过和可旋转碾磨筒31的碰撞，旧型砂1被初步处理。围绕着可旋转碾磨筒31内周表面螺旋地下降的旧型砂1，以及和可旋转碾磨筒31之间发生相互摩擦滚动接触的旧型砂1，不断地被二次回收处理。因此，根据本发明的最佳实施例，使用回收型砂的装置只经过一次回收工序，就可以将旧型砂1变为再生型砂2。
而且，由于叶轮26的旋转使上圆盘26b产生的离心力的作用，掉落在上圆盘26b上的旧型砂1从掉落点向可旋转碾磨筒31的内周表面飞去，因此，相对于传统的使用借助于压缩空气而直接将旧型砂1喷入碾磨区的型砂回收技术而重复利用型砂的方法和装置而言，可以防止可旋转碾磨筒31的磨损和型砂的损坏。
而且，相对于上述回收型砂的传统装置而言，通过旧型砂1和可旋转碾磨筒31之间的碰撞和相互摩擦滚动接触，可以彻底地清除粘附在旧型砂1表面的粘结剂。
特别是，通过借助于吹进和叶轮26一起旋转的鼓风口25b的外部空气，旧型砂1可以和可旋转碾磨筒31的内周表面紧密接触，且由于旧型砂1和可旋转碾磨筒31之间的碰撞和相互摩擦滚动接触，可以更加有效率地清除粘结剂。而且，由于型砂的表面没有粘结剂变得很圆滑，可以显著地提高再生型砂的质量。
通过只转动叶轮26，旧型砂1均匀地向可旋转碾磨筒31的内周面喷射，然后通过和可旋转碾磨筒31之间的碰撞和相互摩擦滚动接触，旧型砂1被回收利用。而且，残留在旧型砂1表面上的粘结剂彻底地被清除，并且不断地被收集，然后通过收集装置(未示出)从机箱10中向外排出。
由于用来导入将粘结剂细粉末吹入灰尘收集装置15的外部空气的进口管设置在叶轮26的旋转轴25上，本发明的回收型砂装置的总体结构变得很简单。因此，可以减少回收装置的总体积。
以上参照最佳实施例对本发明进行了特别的展示和描述，在不超出所附权利要求限定的本发明的实质和范围的，本领域的技术人员都可以实现形式和细节上的各种变化。