一種超聲波洗砂裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種超聲波洗砂裝置，包括罐體、超聲波震板、進(jìn)水管、溢流口、進(jìn)砂口和出砂口，所述超聲波震板固設(shè)于所述罐體內(nèi)部，罐體的底部為錐形結(jié)構(gòu)，該錐形結(jié)構(gòu)的底部其中間位置設(shè)有出砂口；所述罐體的底部為夾層結(jié)構(gòu)，夾層的外壁上開設(shè)進(jìn)水管，夾層的內(nèi)壁上開設(shè)出水口，水通過進(jìn)水管進(jìn)入夾層內(nèi)部空間，再通過夾層上的出水口流入罐體內(nèi)；所述進(jìn)砂口設(shè)于罐體頂端，罐體頂端邊沿上設(shè)有收集污水的溢流槽。待洗硅砂進(jìn)入罐體內(nèi)經(jīng)超聲波震板的作用，硅砂中的泥份與污染物被分離后隨上升水流進(jìn)入溢流槽，清洗后的硅砂沉降至罐體底部，經(jīng)出砂口排出。應(yīng)用該超聲波洗砂裝置，將鑄造硅砂含泥量降至0.1%左右，而且能耗也能降低20%～40%。
【專利說明】一種超聲波洗砂裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及洗砂裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種使硅砂含泥量顯著降低的超聲波洗砂裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國(guó)，鑄造行業(yè)生產(chǎn)中每年需要的砂芯、砂型至少要幾千萬噸。其中，硅砂因其價(jià)格低廉、儲(chǔ)量豐富而在鑄造過程中得到廣泛的應(yīng)用。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外研究已明確了硅砂的以下性能指標(biāo)對(duì)鑄造生產(chǎn)有著重要的影響:含泥量、酸耗值、耐火度、灼燒減量、PH值等等。其中含泥量的大小直接影響使用鑄造硅砂制成的砂芯、砂型的強(qiáng)度。在彳丁業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T9442鑄造娃砂)中定乂:含泥量 原砂中含有的直徑< 0.020mm顆粒部分質(zhì)量分?jǐn)?shù)。并且在標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定了:擦洗砂含泥量< 0.3%，水洗砂含泥量< 0.5%。所以，含泥量更低的產(chǎn)品在市場(chǎng)上必然會(huì)憑借其優(yōu)質(zhì)的性能占據(jù)更大市場(chǎng)份額，同時(shí)也會(huì)降低鑄造廠粘結(jié)劑(主要是樹脂)的用量，無論從成本角度還是資源利用角度看都是有很大益處的。
[0004]目前，國(guó)內(nèi)普遍采用的洗砂方式是利用擦洗法，以去除原礦中顆粒直徑<0.02mm的泥份和砂粒表面一些污染物。主要設(shè)備也都集中在單桶擦洗機(jī)和多桶擦洗機(jī)。各廠也只是通過調(diào)整各工序處理順序、增加擦洗次數(shù)和擦洗時(shí)間來達(dá)到降低硅砂含泥量的目的。
[0005]主要原理如下:砂漿進(jìn)入擦洗機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)葉輪在擦洗機(jī)中攪拌，使砂粒與砂粒、砂粒與葉輪、砂粒與擦洗機(jī)壁之間相互碰撞摩擦，達(dá)到洗砂目的。
[0006]缺點(diǎn):連續(xù)大量生產(chǎn)時(shí)，受砂漿濃度、擦洗時(shí)間、原礦本身潔凈程度影響較大，同時(shí)能耗高，設(shè)備損耗大。經(jīng)我們大量試驗(yàn)證明:使用合理的砂漿濃度，增加擦洗時(shí)間和次數(shù)，雖然能降低硅砂含泥量，但是當(dāng)含泥量達(dá)到0.24%左右時(shí)，再繼續(xù)通過這種辦法來提高產(chǎn)品質(zhì)量，效果甚微。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，本實(shí)用新型提供一種超聲波洗砂裝置。應(yīng)用該超聲波洗砂裝置，將鑄造硅砂含泥量降至0.1%左右，而且能耗也能降低20%?40%。
[0008]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0009]一種超聲波洗砂裝置，包括罐體、超聲波震板、進(jìn)水管、溢流口、進(jìn)砂口和出砂口，所述超聲波震板固設(shè)于所述罐體內(nèi)部，罐體的底部為錐形結(jié)構(gòu)，該錐形結(jié)構(gòu)的底部其中間位置設(shè)有出砂口(出砂口處設(shè)有控制硅砂排放的插板)；所述罐體的底部為夾層結(jié)構(gòu)，夾層的外壁上開設(shè)進(jìn)水管，夾層的內(nèi)壁上開設(shè)出水口，水通過進(jìn)水管進(jìn)入夾層內(nèi)部空間，再通過夾層上的出水口流入罐體內(nèi)；所述進(jìn)砂口設(shè)于罐體頂端，罐體頂端邊沿上設(shè)有收集污水的溢流槽；待洗硅砂從罐體頂端的進(jìn)砂口進(jìn)入罐體內(nèi)部，經(jīng)其內(nèi)超聲波震板的作用，硅砂中的泥份與污染物被分離后隨上升水流進(jìn)入溢流槽，清洗后的硅砂沉降至罐體底部，經(jīng)出砂口排出。[0010]所述超聲波震板為多個(gè)，其在罐體內(nèi)設(shè)置的方式有兩種，其一為:超聲波震板固設(shè)于所述罐體的側(cè)壁上和底部，超聲波震板的數(shù)量和超聲頻率按實(shí)際需求選擇，頻率一般在28-40KHZ ;其二為:多個(gè)超聲波震板在罐體內(nèi)由上至下依次排布，每個(gè)超聲波震板的一端與罐體的側(cè)壁焊接，另一端與罐體的側(cè)壁之間留有空隙，相鄰超聲波震板之間呈V字型排列(每個(gè)超聲波震板與罐體焊接的一端高于與罐體側(cè)壁留有空隙的另一端)。
[0011 ] 當(dāng)超聲波震板為第一種設(shè)置方式時(shí)，罐體為圓筒狀，罐體上部開口作為進(jìn)砂口，通過分砂器使待洗硅砂從進(jìn)砂口進(jìn)入罐體內(nèi)。所述分砂器包括筒狀入砂口和緩沖器，緩沖器為錐狀結(jié)構(gòu)，設(shè)于筒狀入砂口下方，待洗硅砂進(jìn)入筒狀入砂口，然后經(jīng)錐狀緩沖器的外表面緩沖分散流入洗砂罐內(nèi)并接觸超聲波震板工作面上。
[0012]當(dāng)超聲波震板為第二種設(shè)置方式時(shí)，罐體為長(zhǎng)方體狀，超聲波震板與罐體內(nèi)壁密封焊接(除與內(nèi)壁留有空隙的一端)。該種設(shè)置方式時(shí)，所述進(jìn)砂口設(shè)于罐體內(nèi)最上端超聲波震板的最高處。
[0013]本實(shí)用新型原理如下:
[0014]將超聲波應(yīng)用于洗砂，就是利用超聲波的空化作用，在液體中的微小氣泡在砂粒表面“爆炸”瞬間產(chǎn)生的巨大外力(壓強(qiáng)可達(dá)幾十甚至上百兆帕)，將砂粒表面的泥份和污染物剝離，從而達(dá)到洗砂目的。
[0015]原砂尺寸一般在0.1?0.5mm,而且砂粒表面有許多微小凹坑。利用原始擦洗機(jī)方法雖然能夠去除大部分泥份和污染物，但是部分對(duì)制型、芯有害處的堿性氧化物是在砂粒表面凹坑中，或伴隨硅晶體生長(zhǎng)的，極難清除掉。這也是將含泥量控制在0.24%左右時(shí)，再通過擦洗辦法效果不明顯的主要原因。
[0016]而使用超聲波來洗砂，就極大程度上解決了這一難點(diǎn)。經(jīng)過試驗(yàn)證明，應(yīng)用超聲波洗砂，將鑄造硅砂含泥量降至0.1%左右，而且能耗也能降低20%?40%。
[0017]洗砂時(shí)，每小時(shí)砂漿量約100噸，所以對(duì)洗砂設(shè)備的處理能力要求較高。雖然超聲波清洗機(jī)已經(jīng)在市場(chǎng)上有成熟的產(chǎn)品，用其清洗機(jī)械零部件效果良好，但是也有其局限性:溶液不能劇烈翻動(dòng)，否則超聲波的衰減將非常嚴(yán)重，影響清洗效果。所以，目前市場(chǎng)上還沒有將超聲波應(yīng)用于細(xì)物料的連續(xù)的、大量的清洗工作。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0019]1、洗砂效果更好。產(chǎn)品性能優(yōu)越，客戶鑄造廠可以節(jié)省粘結(jié)劑的使用；
[0020]2、能耗減少約20%?40%，洗砂成本可以降低。
[0021]3、將超聲波清洗技術(shù)應(yīng)用到鑄造硅砂生產(chǎn)行業(yè)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1洗砂裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1洗砂過程示意圖。
[0024]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2洗砂裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例2洗砂過程示意圖。
[0026]圖中:1_罐體；2_超聲波震板；3_溢流口 ；4_進(jìn)水管；5-夾層；6_出砂口 ；7-進(jìn)砂口 ；8_分砂器；81-筒狀入砂口 ；82_緩沖器；9_插板開關(guān)?！揪唧w實(shí)施方式】
[0027]如圖1-4所示，本實(shí)用新型超聲波洗砂裝置，包括罐體1、超聲波震板2、進(jìn)水管4、溢流口 3、進(jìn)砂口 7和出砂口 6，所述超聲波震板2固設(shè)于所述罐體I內(nèi)部，罐體I的底部為錐形結(jié)構(gòu)，該錐形結(jié)構(gòu)的底部I其中間位置設(shè)有出砂口 6(出砂口 6處設(shè)有控制硅砂排放的插板開關(guān)9);所述罐體I的底部為夾層結(jié)構(gòu)，夾層5的外壁上開設(shè)進(jìn)水管4，夾層5的內(nèi)壁上開設(shè)出水口，水通過進(jìn)水管4進(jìn)入夾層5內(nèi)部空間，再通過夾層5上的出水口流入罐體I內(nèi)；所述進(jìn)砂口 7設(shè)于罐體I頂端，罐體I頂端邊沿上設(shè)有收集污水的溢流口 3 ;待洗硅砂從罐體頂端的進(jìn)砂口進(jìn)入罐體內(nèi)部，經(jīng)其內(nèi)超聲波震板2的作用，硅砂中的泥份與污染物被分離后隨上升水流進(jìn)入溢流口 3，清洗后的硅砂沉降至罐體底部，經(jīng)出砂口 6排出。
[0028]實(shí)施例1:
[0029]如圖1-2所示，本實(shí)用新型超聲波洗砂裝置包括罐體1、超聲波震板2、進(jìn)水管4、溢流口 3、進(jìn)砂口 7和出砂口 6，所述超聲波震板2固設(shè)于所述罐體I內(nèi)部，罐體I的底部為錐形結(jié)構(gòu)，該錐形結(jié)構(gòu)的底部I其中間位置設(shè)有出砂口 6(出砂口 6處設(shè)有控制硅砂排放的插板開關(guān)9);所述罐體I的底部為夾層結(jié)構(gòu)，夾層5的外壁上開設(shè)進(jìn)水管4，夾層5的內(nèi)壁上開設(shè)出水口，水通過進(jìn)水管4進(jìn)入夾層5內(nèi)部空間，再通過夾層5上的出水口流入罐體I內(nèi)；所述進(jìn)砂口 7設(shè)于罐體I頂端，罐體I頂端邊沿上設(shè)有收集污水的溢流口 3 ;待洗硅砂從罐體頂端的進(jìn)砂口進(jìn)入罐體內(nèi)部，經(jīng)其內(nèi)超聲波震板2的作用，硅砂中的泥份與污染物被分離后隨上升水流進(jìn)入溢流口 3，清洗后的硅砂沉降至罐體底部，經(jīng)出砂口 6排出。
[0030]所述超聲波震板2為多個(gè)，超聲波震板2固設(shè)于所述罐體I的側(cè)壁上和底部，超聲波震板2之間間隔約50cm即可，注意震板工作面朝向砂子。超聲波震板2的數(shù)量和超聲頻率按實(shí)際需求選擇，頻率一般在28-40KHZ ;罐體I為圓筒狀，罐體上部開口作為進(jìn)砂口 7，通過分砂器8使待洗硅砂從進(jìn)砂口 7進(jìn)入罐體I內(nèi)。所述分砂器8包括筒狀入砂口 81和緩沖器82，緩沖器82為錐狀結(jié)構(gòu)，設(shè)于筒狀入砂口 81下方，待洗硅砂進(jìn)入筒狀入砂口 81，然后經(jīng)錐狀緩沖器82的外表面緩沖分散流入洗砂罐體I內(nèi)并接觸超聲波震板2工作面上。
[0031]罐體底面夾層在罐內(nèi)側(cè)有均勻分布的出水孔，以保證給夾層注水時(shí)圓罐內(nèi)有平穩(wěn)上升水流。圓罐上沿有溢流口(本實(shí)施例中設(shè)置為槽狀)，收集污水。圓罐上端中心有緩沖器，確保砂漿平穩(wěn)進(jìn)入罐體內(nèi)。圓罐直徑、高度根據(jù)處理量而定。
[0032]連續(xù)生產(chǎn)工作時(shí)，洗砂罐底部夾層進(jìn)水，形成平穩(wěn)上升水流。啟動(dòng)超聲波振板。砂漿從洗砂罐上端中心處的緩沖器平穩(wěn)分散進(jìn)入到洗砂罐中，砂粒散開后會(huì)受到超聲波空化作用，受上升水流影響，沉降緩慢以延長(zhǎng)超聲波作用時(shí)間。泥份與污染物被剝離后隨上升水流進(jìn)入溢流槽。清洗后的硅砂沉降致底面，集中至倒錐形出砂口，打開插板開關(guān)排出。
[0033]實(shí)施例2:
[0034]如圖3-4所示，本實(shí)用新型超聲波洗砂裝置，包括罐體1、超聲波震板2、進(jìn)水管4、溢流口 3、進(jìn)砂口 7和出砂口 6，所述超聲波震板2固設(shè)于所述罐體I內(nèi)部，罐體I的底部為錐形結(jié)構(gòu)，該錐形結(jié)構(gòu)的底部I其中間位置設(shè)有出砂口 6(出砂口 6處設(shè)有控制硅砂排放的插板開關(guān)9);所述罐體I的底部為夾層結(jié)構(gòu)，夾層5的外壁上開設(shè)進(jìn)水管4，夾層5的內(nèi)壁上開設(shè)出水口，水通過進(jìn)水管4進(jìn)入夾層5內(nèi)部空間，再通過夾層5上的出水口流入罐體I內(nèi)；所述進(jìn)砂口 7設(shè)于罐體I頂端，罐體I頂端邊沿上設(shè)有收集污水的溢流口 3 ;待洗硅砂從罐體頂端的進(jìn)砂口進(jìn)入罐體內(nèi)部，經(jīng)其內(nèi)超聲波震板2的作用，硅砂中的泥份與污染物被分離后隨上升水流進(jìn)入溢流口 3，清洗后的硅砂沉降至罐體底部，經(jīng)出砂口 6排出。
[0035]超聲波震板2為多個(gè)，多個(gè)超聲波震板2在罐體I內(nèi)由上至下依次排布，每個(gè)超聲波震板2的一端與罐體I的側(cè)壁焊接，另一端與罐體I的側(cè)壁之間留有空隙，相鄰超聲波震板2之間呈V字型排列(每個(gè)超聲波震板2與罐體I焊接的一端高于與罐體側(cè)壁留有空隙的另一端)。
[0036]罐體I為長(zhǎng)方體狀，罐高度根據(jù)處理量而定，截面尺寸視超聲波振板尺寸而定。超聲波震板2與罐體I內(nèi)壁密封焊接(除與內(nèi)壁留有空隙的一端)。該種設(shè)置方式時(shí)，所述進(jìn)砂口 7設(shè)于罐體內(nèi)最上端超聲波震板2的最高處。
[0037]將超聲波振板焊接在洗砂罐內(nèi)，使罐內(nèi)形成“之”字行宮腔通道，超聲波工作面斜向上。注意:焊接時(shí)要保證超聲波振板與洗砂罐接觸嚴(yán)密，確保砂漿只能從“之”字形通道通過；超聲波振板之間要留有一定高度，防止上升水流形成紊流，使超聲效果衰減；超聲波振板注意角度，保證砂漿能順利流下。
[0038]工作時(shí)，先打開底部進(jìn)水管，在洗砂罐內(nèi)形成平穩(wěn)上升水流。啟動(dòng)超聲波振板后，開始加砂，一定濃度的砂漿從洗砂罐上端進(jìn)入，砂粒在水中下流的過程中會(huì)受到超聲波空化作用，受上升水流影響，沉降緩慢以延長(zhǎng)超聲波作用時(shí)間。泥份與污染物被剝離后隨上升水流進(jìn)入溢流槽。清洗后的硅砂沉降致底面，集中至倒金字塔形出砂口，打開插板開關(guān)排出。
[0039]將超聲波清洗技術(shù)應(yīng)用于鑄造硅砂的生產(chǎn)中，是對(duì)國(guó)內(nèi)幾十年的洗砂工藝的新突破。將大大提升鑄造硅砂質(zhì)量，為鑄造節(jié)約資源；同時(shí)，也是為超聲波清洗技術(shù)的應(yīng)用提供了新的思路和方法。
【權(quán)利要求】
1.一種超聲波洗砂裝置，其特征在于:該洗砂裝置包括罐體、超聲波震板、進(jìn)水管、溢流口、進(jìn)砂口和出砂口，所述超聲波震板固設(shè)于所述罐體內(nèi)部,罐體的底部為錐形結(jié)構(gòu)，該錐形結(jié)構(gòu)的底部其中間位置設(shè)有出砂口 ；所述罐體的底部為夾層結(jié)構(gòu)，夾層的外壁上開設(shè)進(jìn)水管，夾層的內(nèi)壁上開設(shè)出水口，水通過進(jìn)水管進(jìn)入夾層內(nèi)部空間，再通過夾層上的出水口流入罐體內(nèi)；所述進(jìn)砂口設(shè)于罐體頂端，罐體頂端邊沿上設(shè)有收集污水的溢流槽；待洗硅砂從罐體頂端的進(jìn)砂口進(jìn)入罐體內(nèi)部，經(jīng)其內(nèi)超聲波震板的作用，硅砂中的泥份與污染物被分離后隨上升水流進(jìn)入溢流槽，清洗后的硅砂沉降至罐體底部，經(jīng)出砂口排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波洗砂裝置，其特征在于:所述罐體為圓筒狀，所述超聲波震板為多個(gè)，超聲波震板固設(shè)于所述罐體的側(cè)壁上和底部，超聲波震板的數(shù)量按實(shí)際需求選擇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波洗砂裝置，其特征在于:所述罐體為長(zhǎng)方體狀，所述超聲波震板為多個(gè)，多個(gè)超聲波震板在罐體內(nèi)由上至下依次排布；每個(gè)超聲波震板的一端與罐體的側(cè)壁焊接，另一端與罐體的側(cè)壁之間留有空隙，相鄰超聲波震板之間呈V字型排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波洗砂裝置，其特征在于:所述罐體上部開口作為進(jìn)砂口，通過分砂器使待洗硅砂從進(jìn)砂口進(jìn)入罐體內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波洗砂裝置，其特征在于:所述分砂器包括筒狀入砂口和緩沖器，緩沖器為錐狀結(jié)構(gòu)，設(shè)于筒狀入砂口下方，待洗硅砂進(jìn)入筒狀入砂口，然后經(jīng)錐狀緩沖器的外表面緩沖分散流入洗砂罐內(nèi)并接觸超聲波震板工作面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波洗砂裝置，其特征在于:所述超聲波震板與罐體內(nèi)壁密封焊接。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波洗砂裝置，其特征在于:所述進(jìn)砂口設(shè)于罐體內(nèi)最上端超聲波震板的最高處。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波洗砂裝置，其特征在于:所述出砂口處設(shè)有控制硅砂排放的插板。
【文檔編號(hào)】B22C5/00GK203635849SQ201320809510
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】李家波, 鄧宇輝, 張?jiān)砌? 申請(qǐng)人:彰武縣聯(lián)信鑄造硅砂有限公司