一種鑄造用陶瓷砂的小型快速熱法再生系統的制作方法
【專利摘要】一種鑄造用陶瓷砂的小型快速熱法再生系統，包括第一換熱器、沸騰式加熱爐、高溫煙氣處理單元、冷卻單元和保溫儲存箱，高溫煙氣處理單元包括第二換熱器和第一鼓風機，第二換熱器的第一進煙口與沸騰式加熱爐的主排煙管道相連，第一出煙口與第一換熱器的第二進煙口相連，第一進氣口與第一鼓風機相連，第一出氣口與沸騰式加熱爐的第一主進氣口相連。冷卻單元包括冷卻換熱器、第二鼓風機和第三鼓風機。冷卻換熱器上的第二進砂口與沸騰式加熱爐的第一出砂口相連，第二主進氣口與第二鼓風機相連，第二進氣口與第三鼓風機相連，第二出氣口分別與沸騰式加熱爐助燃氣體進口和保溫儲存箱相連。本實用新型可針對少量陶瓷砂再生，避免能源浪費。
【專利說明】
一種鑄造用陶瓷砂的小型快速熱法再生系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種鑄造廢砂再生裝置，尤其是一種小型的覆膜砂高溫快速焙燒再生設備，屬于鑄造設備技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著我國機械行業制造水平的不斷提升，對鑄造行業的鑄件表面質量要求越來越高。目前，在鑄造行業應用的鑄造砂，主要有兩種類型，一種是天然材質的砂子，如天然的硅砂顆粒以及人工破碎后篩選的硅砂；另一種是人造砂，主要是以鋁礬土、粘土等為原料，采用多種方法制造的符合鑄造需求的人造顆粒，如寶珠砂、陶瓷砂、陶粒等。
[0003]陶瓷砂(又名寶珠砂、鑄寶砂、陶粒砂、鈺珠砂)，是熔融狀態下的高氧化鋁質的原料(鋁礬土)進行噴霧處理、使之再結晶而得到的高耐熱性、低熱膨脹、球狀人工無機材料。其用于鑄造原砂時，在性價比上優于鉻鐵礦砂、鋯英砂，為鑄造行業提高鑄件質量、降低成本、減少污染開辟了有效途徑，是較為理想的新型鑄造用砂，近幾年已應用于消失模鑄造、精密鑄造、冷熱芯盒制芯等，具有較好的發展前景。但是在實際的應用過程中，由于人造陶瓷砂的價格相對較高，因此相對于硅砂而言，人造陶瓷砂的用量相對較少，而在對陶瓷砂進行焙燒再生時，若采用傳統的焙燒爐，由于傳統的焙燒爐體積較大，應用于少量的陶瓷砂再生時，不免會存在能源浪費的問題。
【實用新型內容】
[0004]針對在對少量的陶瓷砂進行焙燒再生時，采用傳統的焙燒爐存在的能源浪費的問題，本實用新型提供一種鑄造用陶瓷砂的小型快速熱法再生系統，可以避免上述問題的發生。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采取的技術方案是:
[0006]—種鑄造用陶瓷砂的小型快速熱法再生系統，包括預熱單元、焙燒再生單元、高溫煙氣處理單元、冷卻單元和保溫儲存箱，所述預熱單元包括第一換熱器，所述第一換熱器上分別設置有第一進料口、第一出料口、第二進煙口和第二出煙口；
[0007]所述焙燒再生單元采用沸騰式加熱爐，所述沸騰式加熱爐上分別設置有第一進砂口、第一出砂口、主排煙管道和第一主進氣口 ；
[0008]所述第一換熱器的第一進料口與舊砂自動給料裝置相連，所述第一換熱器的第一出料口通過設置于沸騰式加熱爐上螺旋給料機與沸騰式加熱爐的第一進砂口相連；
[0009]所述高溫煙氣處理單元包括第二換熱器和第一鼓風機；
[0010]所述第二換熱器上分別設置有第一進煙口、第一出煙口、第一進氣口和第一出氣P；
[0011 ]所述第一進煙口與所述沸騰式加熱爐頂部的主排煙管道相連，所述第一出煙口與所述第一換熱器上的第二進煙口相連；
[0012]所述第一進氣口與所述第一鼓風機相連，所述第一出氣口與所述沸騰式加熱爐底部的第一主進氣口相連。
[0013]所述冷卻單元包括冷卻換熱器、第二鼓風機和第三鼓風機；
[0014]所述冷卻換熱器上分別設置有第二進砂口、第二出砂口、第二主進氣口、第二進氣口和第二出氣口；
[0015]所述冷卻換熱器上的第二進砂口與所述沸騰式加熱爐上的第一出砂口相連；
[0016]所述冷卻換熱器上的第二主進氣口與所述第二鼓風機相連，所述冷卻換熱器上的第二進氣口與所述第三鼓風機相連，所述第二出氣口分別與所述沸騰式加熱爐燃燒器的助燃氣體進口和保溫儲存箱相連，且與所述保溫儲存箱相連的管路上設置有閥門。
[0017]根據本實用新型的一個【具體實施方式】，所述的冷卻換熱器包括沸騰室，所述第二進砂口設置于沸騰室的左側側壁上，且所述第二進砂口的上方設置有螺旋給料機，所述冷卻換熱器的第二進砂口通過螺旋式給料機與沸騰式加熱爐的第一出砂口相連，所述第二出砂口設置于燃燒室的右側側壁上，所述沸騰室的前后側壁上分別橫向均布有四個第二觀察窗，所述沸騰室的底部橫向設置有四個分進氣口，且所述的四個分進氣口最終匯集到第二主進氣口，所述沸騰室的頂部設置有一個空氣室，所述的空氣室與沸騰室之間通過第二隔板隔開，且所述第二隔板上設置有容許空氣通過篩孔，所述空氣室的右端設置有第二進氣口，所述空氣室的左端設置有第二出氣口，所述第二隔板上安裝有第二超導換熱管，其中第二超導換熱管的一端伸入到沸騰室內，第二超導換熱管的另一端伸入到空氣室內。
[0018]根據本實用新型的另一個【具體實施方式】，所述第一換熱器采用超導換熱器，所述超導換熱器包括箱體和超導換熱管，所述箱體內設置有隔板，所述隔板將箱體分為冷砂室和熱風室，所述隔板上設置有超導換熱管，所述第一進料口和第一出料口分別設置于冷砂室的上端和下端，所述第二進煙口和第一進煙口分別設置于熱風室的上端和下端。
[0019]進一步地，所述超導換熱管以一定的斜度安裝在所述隔板上，其中較低的一端位于冷砂室內，較高的一端位于熱風室內。
[0020]根據本實用新型的又一個【具體實施方式】，所述第二換熱器采用管式換熱器，所述管式換熱器包括殼體、換熱管、第一進煙口、第一出煙口、第一進氣口和第一出氣口，所述換熱管的一端與第一進氣口相連，所述換熱管的另一端與第一出氣口相連。
[0021 ]本實用新型的有益效果是:
[0022]本實用新型提供一種鑄造用陶瓷砂的小型快速熱法再生系統，具有以下有益效果:
[0023]第一，不僅能夠適應少量的陶瓷砂再生，還通過在沸騰式加熱爐的外部增加第二換熱器，利用沸騰式加熱爐所產生的高溫煙氣的能量，一方面對冷砂進行預熱，另一方面通過將第二換熱器產生的熱空氣通入到沸騰式加熱爐內，從而維持沸騰式加熱爐內的溫度，節約燃料。
[0024]第二，通過在沸騰式冷卻床上增加第三換熱器，使再生砂中所含有的熱量得以利用，節約了能源。
[0025]第三，通過將第三換熱器所產生的熱空氣一部分通入到沸騰式加熱爐內，維持沸騰式加熱爐內的溫度，節約燃料，另一部分通入到保溫儲存箱內，為下一步對再生砂進行覆膜做準備，使本實用新型提供的一種鑄造用陶瓷砂的小型快速熱法再生系統不僅可以間歇生產，還可以實現連續生產。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型的循環結構不意圖；
[0027]圖2為本實用新型中第一換熱器的結構示意圖；
[0028]圖3為本實用新型中第二換熱器的結構示意圖；
[0029]圖4為本實用新型中沸騰式加熱床的結構示意圖；
[0030]圖5為本實用新型中冷卻換熱器的結構示意圖；
[0031 ]圖6為實施例二中第一換熱器的結構不意圖。
[0032]圖中:1-第一換熱器，11-箱體，12-第一隔板，13-冷砂室，14-熱風室，15-第一超導換熱管，16-第一進料口，17-第一出料口，18-第二進煙口，19-第二出煙口，2-高溫煙氣處理單元，21-第二換熱器，211-殼體，212-換熱管，213-第一進煙口，214-第一出煙口，215-第一進氣口，216_第一出氣口，22_第一鼓風機，3-沸騰式加熱爐，31-燃燒器，311-助燃氣體進口，312-燃料進口，32-第一進砂口，33-第一主進氣口，331-第一分進氣口，332-第二分進氣口，333-第三分進氣口，334-第四分進氣口，34-第一出砂口，35-第一觀察窗，36-主排煙管道，361-第一份排煙管道，362-第二分排煙管道，363-第三分排煙管道，364-第四分排煙管道，37-燃燒室，4-冷卻單元，41-冷卻換熱器，411-第二進砂口，412_第二主進氣口，4121-第五分進氣口，4122-第六分進氣口，4123_第七分進氣口，4124_第八分進氣口，413_第二出砂口，414_第二進氣口，415-第二出氣口，416-沸騰室，417-空氣室，418-第二超導換熱管，419-第二觀察窗，42-第二鼓風機，43-第三鼓風機，5-保溫儲存箱，6-螺旋給料機。
【具體實施方式】
[0033]實施例一:
[0034]如圖1所示，所述的一種鑄造用陶瓷砂的小型快速熱法再生系統包括預熱單元、焙燒再生單元、高溫煙氣處理單元2、冷卻單元4和儲料單元。
[0035]如圖2所示，所述的預熱單元包括第一換熱器1，所述第一換熱器采用超導換熱器，所述超導換熱器包括箱體11和第一超導換熱管15。所述箱體11內設置有第一隔板12，所述第一隔板12將箱體11內的空間分割為兩部分，一部分為冷砂室13，另一部分為熱風室14。所述第一隔板12上設置有超導換熱管15，所述超導換熱管15以一定的斜度安裝在第一隔板12上，其中較低的一端位于冷砂室13內，較高的一端位于熱風室14內。所述冷砂室13的上端設置有第一進料口 16，所述第一進料口 16與舊砂自動給料裝置相連，所述冷砂室13的下端設置有第一出料口 17，所述第一出料口 17通過螺旋給料機6與沸騰式加熱爐3的第一進砂口 32相連。所述熱風室14的下部設置有第二進煙口 18，上部設置有第二出煙口 19。這樣，當溫度較高的煙氣從第二進煙口 18進入熱風室14后，通過超導換熱管15將熱量傳遞到冷砂室13，從而提高冷砂室13內的溫度，在舊砂下落的過程中進行熱交換，從而提高舊砂的溫度，對舊砂進行預熱處理，提高焙燒再生的效率。為了保持超導換熱器I內的溫度。
[0036]如圖3所示，所述的高溫煙氣處理單元2包括第二換熱器21和第一鼓風機22，所述第二換熱器21采用管式換熱器，所述的管式換熱器21包括殼體211、換熱管212、第一進煙口213、第一出煙口 214、第一進氣口 215和第一出氣口 216。所述第一鼓風機22通過第一進氣口215與換熱管212相連。
[0037]如圖4所示，所述的焙燒再生單元包括沸騰式加熱爐3，所述沸騰式加熱爐3包括燃燒室37，所述燃燒室37的左側側壁上設置有第一進砂口 32，所述第一進砂口 32的上方設置有螺旋給料機6，所述沸騰式加熱爐3通過螺旋式給料機6與預熱單元的第一換熱器I相連。所述第一進砂口 32的下方設置有若干個燃燒器31，且所述的各個燃燒器31上均設置有燃料進口 312和助燃氣體進口 311，所述的燃料進口 312上設置有比例調節閥，所述助燃氣體進口311上設置有電動蝶閥。所述燃燒室37的右側側壁上設置有第一出砂口 34。為了方便在設備工作的過程中，對燃燒室37內砂子的燃燒情況進行觀察，所述燃燒室37的前后側壁上分別橫向均布有四個第一觀察窗35。所述燃燒室37的底部橫向設置有四個分進氣口，分別是第一分進氣口 331，第二分進氣口 332，第三分進氣口 333和第四分進氣口 334，這四個分進氣口最終匯集到第一主進氣口 33。所述燃燒室37的頂部橫向設置有四個分排煙管道，分別是第一分排煙管道361、第二分排煙管道362、第三分排煙管道363和第四分排煙管道364，所述的各個分排煙管道最終匯集到主排煙管道36。
[0038]如圖5所示，所述的冷卻單元4包括冷卻換熱器41、第二鼓風機42和第三鼓風機43。所述的冷卻換熱器41包括沸騰室416，所述沸騰室416的左側側壁上設置有第二進砂口 411，所述第二進砂口 411的上方設置有螺旋給料機6，所述冷卻換熱器41通過螺旋式給料機6與沸騰式加熱爐3的第一出砂口 34相連。所述沸騰室416的右側側壁上設置有第二出砂口 413。為了方便在設備工作的過程中，對沸騰室416內砂子的沸騰情況進行觀察，所述沸騰室416的前后側壁上分別橫向均布有四個第二觀察窗419。所述沸騰室416的底部橫向設置有四個分進氣口，分別是第五分進氣口 4121，第六分進氣口 4122，第七分進氣口 4123和第八分進氣口 4124，這四個分進氣口最終匯集到第二主進氣口 412。所述的第二主進氣口 412與第二鼓風機42相連。所述沸騰室416的頂部設置有一個空氣室417，所述的空氣室417與沸騰室416之間通過第二隔板隔開，且所述第二隔板上設置有容許空氣通過篩孔。所述空氣室417的右端設置有第二進氣口 414，所述第二進氣口 414與第三鼓風機43相連，所述空氣室417的左端設置有第二出氣口 415。所述第二隔板上安裝有第二超導換熱管418，其中第二超導換熱管418的一端伸入到沸騰室416內，第二超導換熱管418的另一端伸入到空氣室417內。
[0039]如圖1所示，所述的儲料單元包括保溫儲存箱5，所述的保溫儲存箱5的結構與第一換熱器I的結構相同，在此不再贅述。
[0040]如圖1所示，本實施例的煙氣循環結構為，所述沸騰式加熱爐3的主排煙管道36與第二換熱器21的第一進煙口 213相連，所述第二換熱器21的第一出煙口 214與第一換熱器I的第二進煙口 18相連。所述第二換熱器21的第一出氣口 216通過管道與沸騰室加熱爐3的第一主進氣口 33相連。所述冷卻換熱器41的第二出氣口 415則分別與沸騰式加熱爐3的助燃氣體進口 311和保溫儲存箱5的熱風室進氣口相連，且與所述保溫儲存箱5相連的管路上設置有閥門。為了避免在煙氣循環的過程中熱量流失，所述設備及管路的外部均設置有耐火保溫層。
[0041]工作時，所述沸騰式加熱爐3排出的高溫煙氣進入到第二換熱器21內，與此同時，所述的第一鼓風機22向第二換熱器21的換熱管212內鼓入空氣，使高溫煙氣與低溫的空氣之間發生熱交換，然后低溫煙氣從第二換熱器21的第一出煙口 214排出后進入第一換熱器I的第二進煙口 18，并與第一換熱器I內的冷砂進行熱交換，對冷砂進行預熱，最終煙氣從第一換熱器I的第二出煙口 19排出進入尾氣處理系統。在第二換熱器21內經過熱交換的熱空氣從第一出氣口 216排出后通過管道進入沸騰式加熱爐3的第一主進氣口 33，一方面是沸騰式加熱爐3內的砂子保持沸騰的狀態，另一方面有利于維持燃燒室內37的溫度，節約燃料。通過第二鼓風機42通入到冷卻換熱器41的沸騰室416內的空氣在對砂子進行冷卻的過程中與砂子發生熱交換變為熱空氣，并通過第二隔板上的篩孔進去到空氣室417內，由于在對砂子冷卻的過程中，沸騰室416內的溫度高達500°C，沸騰室416內的熱量會通過第二超導換熱管418傳遞到空氣室417內，并對從空氣室417的右端通過第三鼓風機43鼓入的空氣進行加熱，最終通過第二鼓風機42和第三鼓風機43進去的空氣都通過空氣室417左端的第二出氣口415排出。排出的熱空氣一部分通入到沸騰式加熱爐3的燃燒室37內，另一部分通入到保溫儲存箱5內，用于對再生的砂子進行保溫，這是因為有的鑄造砂要求對其進行覆膜，這樣就可以與覆膜設備相連，形成連續生產，并通過對砂子進行保溫，為下一步對再生砂子進行覆膜做準備，提高覆膜設備的效率。
[0042]實施例二:
[0043]如圖6所示，所述的第一換熱器采用雙層箱體，包括內箱體和外箱體，所述內箱體和外箱體均呈方向結構，所述內箱體和外箱體之間所形成的空間為熱風室14，所述內箱體內部的空間為冷砂室13，所述第一超導換熱管15安裝于內箱體上，且所述第一超導換熱管15的一端位于冷砂室13內，另一端位于熱風室14內。其余結構同實施例一。
【主權項】
1.一種鑄造用陶瓷砂的小型快速熱法再生系統，包括預熱單元、焙燒再生單元、高溫煙氣處理單元、冷卻單元和保溫儲存箱，其特征在于: 所述預熱單元包括第一換熱器，所述第一換熱器上分別設置有第一進料口、第一出料口、第二進煙口和第二出煙口； 所述焙燒再生單元采用沸騰式加熱爐，所述沸騰式加熱爐上分別設置有第一進砂口、第一出砂口、主排煙管道和第一主進氣口； 所述第一換熱器的第一進料口與舊砂自動給料裝置相連，所述第一換熱器的第一出料口通過設置于沸騰式加熱爐上螺旋給料機與沸騰式加熱爐的第一進砂口相連； 所述高溫煙氣處理單元包括第二換熱器和第一鼓風機； 所述第二換熱器上分別設置有第一進煙口、第一出煙口、第一進氣口和第一出氣口；所述第一進煙口與所述沸騰式加熱爐頂部的主排煙管道相連，所述第一出煙口與所述第一換熱器上的第二進煙口相連； 所述第一進氣口與所述第一鼓風機相連，所述第一出氣口與所述沸騰式加熱爐底部的第一主進氣口相連； 所述冷卻單元包括冷卻換熱器、第二鼓風機和第三鼓風機； 所述冷卻換熱器上分別設置有第二進砂口、第二出砂口、第二主進氣口、第二進氣口和第二出氣口； 所述冷卻換熱器上的第二進砂口與所述沸騰式加熱爐上的第一出砂口相連； 所述冷卻換熱器上的第二主進氣口與所述第二鼓風機相連，所述冷卻換熱器上的第二進氣口與所述第三鼓風機相連，所述第二出氣口分別與所述沸騰式加熱爐燃燒器的助燃氣體進口和保溫儲存箱相連，且與所述保溫儲存箱相連的管路上設置有閥門。2.根據權利要求1所述的一種鑄造用陶瓷砂的小型快速熱法再生系統，其特征在于:所述的冷卻換熱器包括沸騰室，所述第二進砂口設置于沸騰室的左側側壁上，且所述第二進砂口的上方設置有螺旋給料機，所述冷卻換熱器的第二進砂口通過螺旋式給料機與沸騰式加熱爐的第一出砂口相連，所述第二出砂口設置于燃燒室的右側側壁上，所述沸騰室的前后側壁上分別橫向均布有四個第二觀察窗，所述沸騰室的底部橫向設置有四個分進氣口，且所述的四個分進氣口最終匯集到第二主進氣口，所述沸騰室的頂部設置有一個空氣室，所述的空氣室與沸騰室之間通過第二隔板隔開，且所述第二隔板上設置有容許空氣通過篩孔，所述空氣室的右端設置有第二進氣口，所述空氣室的左端設置有第二出氣口，所述第二隔板上安裝有第二超導換熱管，其中第二超導換熱管的一端伸入到沸騰室內，第二超導換熱管的另一端伸入到空氣室內。3.根據權利要求1所述的一種鑄造用陶瓷砂的小型快速熱法再生系統，其特征在于:所述第一換熱器采用超導換熱器，所述超導換熱器包括箱體和超導換熱管，所述箱體內設置有隔板，所述隔板將箱體分為冷砂室和熱風室，所述隔板上設置有超導換熱管，所述第一進料口和第一出料口分別設置于冷砂室的上端和下端，所述第二進煙口和第一進煙口分別設置于熱風室的上端和下端。4.根據權利要求3所述的一種鑄造用陶瓷砂的小型快速熱法再生系統，其特征在于:所述超導換熱管以一定的斜度安裝在所述隔板上，其中較低的一端位于冷砂室內，較高的一端位于熱風室內。5.根據權利要求1所述的一種鑄造用陶瓷砂的小型快速熱法再生系統，其特征在于:所述第二換熱器采用管式換熱器，所述管式換熱器包括殼體、換熱管、第一進煙口、第一出煙口、第一進氣口和第一出氣口，所述換熱管的一端與第一進氣口相連，所述換熱管的另一端與第一出氣口相連。
【文檔編號】B22C5/08GK205464178SQ201620021775
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月8日
【發明人】趙友誼, 曾華生, 王晉槐, 陳云建
【申請人】山東金璞新材料有限公司