Verfahren und Einrichtung zur Regelung des Befeuchtungsgrades von körnigem Material, insbesondere von Formsanden
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Regelung des Befeuchtungsgrades von körnigem Material, insbesondere von Formsanden, wobei dem körnigen Material selbsttätig ein flüssiges Bindemittel zugeführt wird und eine Regeleinrichtung eine Relativbewegung gegenüber dem körnigen Material ausführt.
Es ist beispielsweise eine Einrichtung zur Regelung des Feuchtigkeitsgrades von körnigem Material, insbesondere von Giessereisand bekannt, mit welcher der Siebeffekt des Materials, z.B. des Sandes, zur Regelung des Befeuchtungsgrades ausgewertet wird. Dabei wird das körnige Material über eine mit mindestens einer Öffnung vorbestimmter Grösse versehene Platte bewegt und die Verhältniszahl zwischen der Menge des durch die Öffnung hindurchgefallenen Materials und der Menge des über die Platte hinweggleitenden Materials bestimmt. Zugrunde liegt die Annahme, dass ein trockener Sand durch einen oder mehrere Schlitze oder Siebe hindurchfällt, während er mit zunehmendem Feuchtigkeitsgehalt durch die Schlitze nicht mehr hindurchfällt. Nachgeschaltete Kontaktgeber steuern dann die Wasserzugabe.
Eine solche Einrichtung hat den Nachteil, dass während des laufenden Betriebes diese relativ kleinen Schlitze bzw.
Siebe durch den fast immer klebrigen Formsand in ihrem Querschnitt durch Anbacken des Sandes eine Veränderung erfahren. Weiterhin gleitet das Material gemäss letztgenannter Einrichtung kontinuierlich über die mit einem oder mehreren Schlitzen versehene Platte, wobei die Scherwirkung eines Schlitzes unkontrollierbare Verschiebungen in den Messergebnissen zeigt. In der Praxis ist es erforderlich, dass die geschlitzte Platte beheizt wird, um ein Anbacken des Sandes zu verhindern. Hierdurch wird das Messergebnis beeinflusst Ausserdem ist die vorbeschriebene Einrichtung verhältnismässig aufwendig im Aufbau.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Regelung des Befeuchtungsgrades von körnigem Material, insbesondere von Formsanden, vorzusehen, mit welchem bzw. welcher die den vorerwähnten, bekannten, gleichartigen Einrichtungen anhaftenden Nachteile vermieden werden.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei welchem mindestens ein entgegen einer von P-min P-max veränderlichen Kraft beweglicher Fühler der Regeleinrichtung in das körnige Material eingetaucht und durch eine vorbestimmte, gleichmässige Relativbewegung gegenüber dem losen, körnigen Material, in Abhängigkeit der Rieselfähigkeit desselben, ausgehend von der Ausgangsstellung, mehr oder weniger hin und her bewegt bzw. ausgelenkt wird, wobei entsprechend dem Bewegungsablauf des Fühlers - in Bereichen von der Ausgangs- bis zur Endstellung - ein Schliessen oder Öffnen eines Dosierventils für flüssiges Bindemittel über verschiedene Öffnungsbereiche desselben erfolgt und dem körnigen Material flüssiges Bindemittel in dosierten Mengen zugeführt wird.
Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist durch die Anordnung mindestens eines in das körnige Material eintauchbaren und entgegen der veränderlichen Kraft einer Spannvorrichtung bewegbaren Fühlers gekennzeichnet, welcher über Steuerorgane mit einem die Zufuhr des flüssigen Bindemittels zum körnigen Material steuernden Dosierventils in Wirkverbindung steht.
Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes in vereinfachter Darstellungsweise, und zwar:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer elektrisch betriebenen Regeleinrichtung in der Seitenansicht und
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer mechanisch betriebenen Regeleinrichtung in der Seitenansicht.
Bei dem in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel einer elektrisch betriebenen Regeleinrichtung wird das körnige Material über ein Förderband 5 zwischen zwei Seitenwände 6 hindurch gefördert und in an sich bekannter Weise mit Hilfe eines Abstreifers 7 in der Höhe des oberen Randes der Seitenwände 6 abgestreift, wodurch sich auf dem Förderband 5 im Bereich eines in das körnige Material eingetauchten Fühlers 1 eine Schicht aufgelockerten körnigen Materials von stets gleichbleibender Höhe befindet. Über dem Förderband 5 ist parallel zur Förderrichtung desselben eine mit dem in das körnige Material eintauchbaren Fühler 1 fest verbundene Stange 18 in einem Rahmen 8 hin und her beweglich geführt.
An einem Ende ist die Stange 18 mit einem Federteller 9 versehen, welcher der Auflage einer zwischen dem rechten Pfosten 11 des Rahmens 8 und dem Federteller 9 eingesetzten Schraubendruckfeder 10 dient. Über der hin und her beweglich angeordneten Stange 18 ist parallel zu derselben ein mit einem Schieber 13 versehener, elektrischer Regelwiderstand 14 zwischen den beiden Pfosten 11, 12 des Rahmens 8 angeordnet bzw. mit demselben fest verbunden. Der Regelwiderstand 14 steht über einem Verstärker 3 und eine Messbrücke 2 mit einem elektromagnetisch betätigten Dosierventil 4 in Wirkverbindung, an welchem in bekannter Weise mindestens eine zu dem körnigen Material führende Leitung für ein flüssiges Bindemittel angeordnet ist.
Gemäss dem Verfahren wird der mit der Stange 18 fest verbundene Fühler 1, welcher entgegen einer von P-min bis P-max veränderlichen Kraft hin und her bewegbar angeordnet ist, in körniges Material eingetaucht und durch eine vorbestimmte, gleichmässige Bewegung des losen, körnigen Materials in Abhängigkeit der Rieselfähigkeit desselben, ausgehend von der Ausgangsstellung, mehr oder weniger hin und her bewegt bzw. ausgelenkt, wobei entsprechend dem Bewegungsablauf des Fühlers 1 - in Bereichen von der Ausgangs- bis zur Endstellung - ein Schliessen oder Öffnen des Dosierventils 4 für flüssiges Bindemittel über verschiedene Öffnungsbereiche desselben erfolgt und dem körnigen Material flüssiges Bindemittel in dosierten Mengen zugeführt wird.
Der besseren Verständlichkeit halber wird besonders darauf hingewiesen, dass der Fühler 1 während des Regelvorganges einmal durch die Menge des auf denselben auftreffenden körnigen Materials und zum anderen durch die Rieselfähigkeit des körnigen Materials bzw. Sandes eine diesen Einwirkungen entsprechende Auslenkung erfährt.
Bei einigen Anwendungsfällen ist es vorteilhaft, während des Regelvorganges stets eine gleichbleibende Menge des körnigen Materials auf den Fühler 1 auftreffen zu lassen. Um dieses zu ermöglichen, ist bei dem in der Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel der Abstreifer 7 angeordnet worden, wodurch der Fühler 1 mit einer vorbestimmten Tiefe in das körnige Material eintaucht und pro Zeiteinheit eine gleichbleibende Menge des körnigen Materials auf den Fühler 1 auftrifft.
Das in der Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel einer mechanisch betriebenen Regeleinrichtung unterscheidet sich im wesentlichen von dem in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel durch Stellflächen 16, 17 an der Stange 18, welche geneigt zur Bewegungsrichtung der Stange 18 verlaufend angeordnet sind und über Stössel 19, 20 mit dem Dosierventil 4 in Wirkverbindung stehen. In dem gezeigten Beispiel ist der Stössel 19 direkt mit dem Dosierventil 4 verbunden. Dagegen ist der Stössel 20 fest mit dem Kolben 21 eines hydraulischen Arbeitszylinders 22 verbunden, welcher seinerseits wiederum mit einer hydraulisch betätigten, nicht näher dargestellten Zugabevorrichtung für Slurry oder Mischgut, welches in weitem Viskositätsbereich flüssig bzw.
zähflüssig sein kann, in Wirkverbindung steht.
Die Anwendung der Regeleinrichtung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. In diesem Zusammenhang ist besonders darauf hinzuweisen, dass es für die Erfindung grundsätzlich gleichgültig ist, ob das körnige Material gegenüber dem Fühler 1 oder ob der Fühler 1 gegenüber dem körnigen Material bewegt wird.
Durch die Erfindung ist es nunmehr möglich geworden, dem körnigen Material in direkter Abhängigkeit vom jeweiligen Formbarkeitszustand die zur Erreichung des gewünschten Formbarkeitszustandes erforderliche Menge flüssigen Bindemittels zuzuführen.
Method and device for regulating the degree of moistening of granular material, in particular molding sands
The invention relates to a method and a device for regulating the degree of moistening of granular material, in particular molding sands, a liquid binder being automatically supplied to the granular material and a control device executing a relative movement with respect to the granular material.
For example, a device is known for regulating the degree of moisture in granular material, in particular foundry sand, with which the sieving effect of the material, e.g. of the sand is evaluated to regulate the degree of moisture. The granular material is moved over a plate provided with at least one opening of a predetermined size and the ratio between the amount of material that has fallen through the opening and the amount of material sliding over the plate is determined. This is based on the assumption that dry sand falls through one or more slits or sieves, while it no longer falls through the slits with increasing moisture content. Downstream contactors then control the addition of water.
Such a device has the disadvantage that during operation these relatively small slots or
Sieves experience a change in their cross section due to the almost always sticky molding sand due to the caking of the sand. Furthermore, according to the last-mentioned device, the material slides continuously over the plate provided with one or more slots, the shear action of a slot showing uncontrollable shifts in the measurement results. In practice it is necessary that the slotted plate is heated in order to prevent the sand from caking. This influences the measurement result. In addition, the device described above is relatively complex to set up.
The present invention is based on the object of providing a method and a device for regulating the degree of moistening of granular material, in particular of molding sands, with which the disadvantages associated with the aforementioned, known, similar devices are avoided.
According to the invention, the object is achieved by a method in which at least one sensor of the control device that is movable against a force that can be changed from P-min P-max is immersed in the granular material and by a predetermined, uniform movement relative to the loose, granular material, depending on the Flowability of the same, starting from the initial position, is more or less moved back and forth or deflected, with a closing or opening of a metering valve for liquid binding agent over different opening areas of the same, depending on the movement sequence of the sensor - in areas from the initial to the end position takes place and the granular material is supplied with liquid binder in metered quantities.
The device for carrying out the method is characterized by the arrangement of at least one sensor which can be immersed in the granular material and which can be moved against the variable force of a clamping device and which is operatively connected via control elements to a metering valve that controls the supply of the liquid binder to the granular material.
The drawing shows exemplary embodiments of the subject matter of the invention in a simplified representation, namely:
1 shows an embodiment of an electrically operated control device in a side view and
2 shows an embodiment of a mechanically operated control device in a side view.
In the embodiment of an electrically operated control device shown in Fig. 1, the granular material is conveyed through a conveyor belt 5 between two side walls 6 and scraped in a known manner with the aid of a scraper 7 at the level of the upper edge of the side walls 6, whereby there is a layer of loosened granular material of constant height on the conveyor belt 5 in the area of a sensor 1 immersed in the granular material. Above the conveyor belt 5, parallel to the conveying direction of the same, a rod 18 firmly connected to the sensor 1 which can be immersed in the granular material is guided in a frame 8 so that it can move back and forth.
At one end, the rod 18 is provided with a spring plate 9, which serves to support a helical compression spring 10 inserted between the right post 11 of the frame 8 and the spring plate 9. An electrical control resistor 14 provided with a slide 13 is arranged between the two posts 11, 12 of the frame 8 or fixedly connected to the same via the rod 18, which is arranged so as to be movable to and fro. The regulating resistor 14 is operatively connected via an amplifier 3 and a measuring bridge 2 to an electromagnetically actuated metering valve 4 on which at least one line for a liquid binder leading to the granular material is arranged in a known manner.
According to the method, the sensor 1 firmly connected to the rod 18, which is arranged to be movable back and forth against a force that can be varied from P-min to P-max, is immersed in granular material and by a predetermined, uniform movement of the loose, granular material depending on the flowability of the same, starting from the starting position, more or less moved back and forth or deflected, with a closing or opening of the metering valve 4 for liquid binding agent according to the movement sequence of the sensor 1 - in areas from the initial to the end position The same takes place over different opening areas and the granular material is supplied with liquid binder in metered quantities.
For the sake of clarity, it is particularly pointed out that the sensor 1 experiences a deflection corresponding to these effects during the control process on the one hand due to the amount of granular material hitting it and on the other hand due to the flowability of the granular material or sand.
In some applications it is advantageous to always allow a constant amount of the granular material to hit the sensor 1 during the control process. In order to make this possible, the scraper 7 has been arranged in the first exemplary embodiment shown in FIG. 1, whereby the sensor 1 is immersed in the granular material to a predetermined depth and a constant amount of the granular material hits the sensor 1 per unit of time.
The exemplary embodiment of a mechanically operated control device shown in FIG. 2 differs essentially from the exemplary embodiment shown in FIG. 1 in that the storage surfaces 16, 17 on the rod 18 are inclined to the direction of movement of the rod 18 and are arranged via plungers 19, 20 are in operative connection with the metering valve 4. In the example shown, the plunger 19 is connected directly to the metering valve 4. In contrast, the plunger 20 is firmly connected to the piston 21 of a hydraulic working cylinder 22, which in turn is connected to a hydraulically actuated, not shown, adding device for slurry or mixed material, which is liquid or mixed in a wide viscosity range.
can be viscous, is in operative connection.
The use of the control device is not restricted to the exemplary embodiments shown. In this context, it should be pointed out in particular that it is fundamentally immaterial for the invention whether the granular material is moved with respect to the sensor 1 or whether the sensor 1 is moved with respect to the granular material.
As a result of the invention, it has now become possible to supply the granular material with the amount of liquid binder required to achieve the desired formability state, in direct dependence on the respective formability state.