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ES2787374T3 - Dispositivo para el tratamiento y el enfriamiento de arena para moldes de fundición - Google Patents

Dispositivo para el tratamiento y el enfriamiento de arena para moldes de fundición Download PDF

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ES2787374T3
ES2787374T3 ES15798096T ES15798096T ES2787374T3 ES 2787374 T3 ES2787374 T3 ES 2787374T3 ES 15798096 T ES15798096 T ES 15798096T ES 15798096 T ES15798096 T ES 15798096T ES 2787374 T3 ES2787374 T3 ES 2787374T3
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mixing blade
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Andreas Seiler
Feng Li
Stefan Gerl
Paul Eirich
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Maschinenfabrik Gustav Eirich GmbH and Co KG
Original Assignee
Maschinenfabrik Gustav Eirich GmbH and Co KG
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Abstract

Dispositivo para el tratamiento y el enfriamiento de arena para moldes de fundición con un recipiente de mezcla (2) y una herramienta de mezcla que puede girar alrededor de un eje de accionamiento, en el que se prevé un suministro de aire para el suministro de aire en el interior del recipiente, en el que la herramienta de mezcla presenta al menos dos palas mezcladoras espaciadas una de la otra en la dirección vertical y al menos una pala mezcladora que presenta una cuchilla de mezcla (8) con una superficie inclinada con respecto a la horizontal, en el que la pared del recipiente está inclinada de tal modo que la sección transversal del contenedor desde el fondo del contenedor aumente hacia arriba, caracterizado por que cada pala mezcladora presenta una cuchilla mezcladora (8), en el que la distancia entre la cuchilla mezcladora (8) y la pared del recipiente es aproximadamente la misma para todas las cuchillas mezcladoras.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo para el tratamiento y el enfriamiento de arena para moldes de fundición
La presente invención se refiere a un dispositivo para el enfriamiento de lechos de partículas calientes, en particular, arena para moldes de fundición.
La arena para moldes de fundición usada puede reutilizarse si la arena para moldes de fundición se trata. Para llevas a cabo esto, es imprescindible enfriar la arena usada.
Un dispositivo de este tipo se conoce, por ejemplo, a partir del documento DE 1508698. El dispositivo descrito allí consiste en un recipiente de mezcla y dos ejes de transmisión dispuestos de forma vertical para una herramienta de mezcla. La arena para moldes de fundición a ser enfriada se coloca de un lado del recipiente de mezcla y se retira del otro lado. Mientras que la arena para moldes de fundición a ser enfriada pasa a través del dispositivo, la arena para moldes de fundición se mezcla con la ayuda de las herramientas de mezcla. Además, el recipiente de mezcla presenta una abertura para proveer de suministro de aire directamente en la base del recipiente en la pared del recipiente.
Con este dispositivo se intenta generar un lecho fluidizado un flujo de aire e inyección de agua asistido de forma mecánica, con el fin de enfriar la arena para moldes de fundición calentada hasta 150°C a través del proceso de fundición anterior a una temperatura de uso de aproximadamente 45°C por medio de refrigeración por evaporación.
El recipiente de mezcla está integrado en la estructura de una máquina. El recipiente de mezcla presenta dos secciones poligonales mutuamente penetrantes. En el centro de cada una de las dos secciones está dispuesta de forma correspondiente una herramienta de mezcla giratoria. Las cuchillas mezcladoras dispuestas en el eje presentan por lo general palas en forma de placa que se mueven sobre soportes dispuestos de forma vertical por brazos de soporte giratorios que se extienden de forma radial. Las palas en forma de placa solo tienen un efecto en una trayectoria circular con una mínima extensión, que se delimita esencialmente de forma local alrededor de la pala. En el dispositivo descrito en el documento DE 1508 698, las dos secciones se penetran entre sí, de tal modo que cuando se activan las dos herramientas de mezcla, debe tenerse cuidado de que no choquen entre sí, lo que requiere de un control de movimiento coordinado.
En particular, cuando con el dispositivo se van a enfriar cantidades muy grandes de arena para moldes de fundición y, por lo tanto, el diámetro del recipiente debe tener una forma correspondientemente grande, con los dispositivos conocidos solo se logra un enfriamiento desigual, lo que limita significativamente la calidad de la arena para moldes de fundición a reutilizar. Se puede lograr una mejor calidad de la arena para moldes, por ejemplo, por medio del uso de mezcladoras al vacío, que, sin embargo, son relativamente costosas.
En los dispositivos económicos, como el que se muestra en el documento DE 1508 698, el aire de enfriamiento introducido en el borde solo sopla canales de flujo a través del lecho de arena en el entorno inmediato de las aberturas de entrada y escapa hacia arriba después de un trayecto relativamente corto, sin lograr con una gran eficiencia la tarea que en realidad tiene que fluidizar de forma uniforme el vertido y el enfriamiento. El centro de la mezcla en el medio del recipiente ni siquiera es alcanzado por el aire, ya que este solo entra en contacto con el aire que fluye hacia arriba y hacia afuera en una trayectoria circular externa en la proximidad inmediata de las aberturas de entrada de aire. Debido a la resistencia al flujo mucho mayor del vertido en la dirección radial hacia el eje del mezclador, el aire fluye de forma vertical hacia arriba después de salir de la abertura en forma de ranura y después de la mínima pérdida de presión. En el centro del recipiente de mezcla, las palas giratorias solo mezclan ligeramente la arena debido a la baja velocidad de rotación predominante y a las diferencias de velocidad, y debido a la inclinación de la pala hacia afuera empujan lentamente hacia afuera de forma radial para transportarla a la zona de enfriamiento.
Como resultado de las diferencias de velocidad, el tiempo de permanencia de la mezcla también presenta grandes diferencias entre el material que se encuentra en el medio del recipiente y en la circunferencia exterior. En el peor de los casos, la mezcla se desplaza a través del enfriador desde la abertura de alimentación que se encuentra en el eje central hasta la abertura de descarga opuesta en el área de los ejes de transmisión sin un contacto sustancial con el aire de refrigeración introducido. Además, debido a los canales de flujo vertical generados localmente en el área de la pared se observan velocidades de salida muy altas del lecho de la mezcla, que debido a la alta velocidad y fluctuación del flujo arrastran una gran cantidad de partículas sólidas.
Por lo tanto, en el documento DE 199 25720 ya se describe que el aire de refrigeración se extraiga a través de una abertura dispuesta por lo general de forma central en la cubierta de la carcasa por medio de un ventilador de extracción y se limpie en un ciclón de gas por lo general muy voluminoso en una posición inmediatamente posterior del enfriador. A la vez, en el ciclón se separan en gran medida las partículas de arena y los componentes aditivos transportados en la corriente de gas y se deposita en la arena descargada del enfriador. Debido al modo de acción de un ciclón de gas, allí se separan preferiblemente las partículas de arena grandes y pesadas, mientras que las partículas finas que se encuentran en suspensión, como la bentonita y el carbono, siguen el flujo de gas y se descargan por completo. No se lleva a cabo una separación completa de las partículas. Debido a la composición indefinida de las partículas finas que luego se separan en un filtro, estas fracciones deben eliminarse y compensarse al agregar nuevos aditivos. La arena que se retira de la descarga del fondo del ciclón por lo general es más bien seca, y se coloca sobre una cinta transportadora a la arena enfriada. Estas partículas de arena descargadas ya no se mezclan con la arena humedecida, lo que puede producir problemas en las máquinas de moldeo si no se lleva a cabo posteriormente una homogeneización y humectación de arena.
Los documentos US 3.456.906 A y US 3.050.795 A muestran recipientes de mezcla del estado actual de la tecnología.
Sobre la base del estado de la tecnología anteriormente descrita, es por lo tanto un objeto de la presente invención proporcionar un dispositivo mejorado con el cual se logra un lecho fluidizado lo más uniforme posible a través de toda la sección transversal del recipiente de mezcla, en el que además la proporción de partículas sólidas arrastradas con el flujo de gas debería ser reducido.
De acuerdo con la presente invención, esto se resuelve por medio de un dispositivo según la reivindicación 1. De acuerdo con la presente invención, la herramienta de mezcla presenta al menos dos palas mezcladoras que están separadas entre sí en la dirección vertical, y al menos una pala mezcladora dispone de una cuchilla mezcladora que está inclinada con respecto a la horizontal y que preferiblemente está inclinada hacia abajo en la dirección de rotación de la herramienta de mezcla. En este caso, la dirección de rotación está predeterminada por el dispositivo de accionamiento de la herramienta de mezcla. Por lo tanto, el dispositivo de accionamiento de la herramienta de mezcla está diseñado de tal manera que impulsa la herramienta de mezcla de tal manera que las herramientas de mezcla están inclinadas hacia abajo en la dirección de rotación. En una forma de realización alternativa, el dispositivo de accionamiento también puede estar diseñado de tal modo que, de ser necesario, la dirección de rotación de la herramienta de mezcla pueda ser cambiada.
El uso de palas mezcladoras compensadas entre sí en la dirección vertical produce una mejor mezcla del material a mezclar. Las palas mezcladoras se extienden preferiblemente en la dirección horizontal desde el eje de accionamiento. La inclinación de la cuchilla mezcladora tiene lugar de tal manera que la pala mezcladora, que está inclinada hacia abajo en la dirección de rotación de la herramienta de mezcla, produce que el material a mezclar se levanta durante la mezcla, como resultado de lo cual se forma una cavidad directamente detrás de la cuchilla mezcladora dentro del material a mezclar, en el que el aire suministrado puede distribuirse en la mezcla en todo el ancho y largo de la cuchilla mezcladora. Por lo tanto, la cuchilla mezcladora se extiende preferiblemente sobre al menos la mitad del radio del círculo que describe la sección exterior de la cuchilla mezcladora cuando gira. En una forma de realización se prevé que la cuchilla mezcladora se extienda desde la pared del recipiente hasta el eje de accionamiento.
Para mejorar aún más la mezcla del aire de enfriamiento con el material a mezclar, en una forma de realización preferida, la cuchilla mezcladora se extiende esencialmente hasta la pared del recipiente. En este caso, la distancia entre la cuchilla mezcladora y la pared del recipiente es preferiblemente inferior a 100mm y lo mejor es que se encuentre entre los 20 y 60mm. A través de esta medida se logra una descompactación capa por capa a lo largo del perfil de la herramienta en el lecho de la arena. También es posible que en la cuchilla mezcladora se fije un accesorio preferiblemente flexible, que se proyecte de forma radial más allá de la cuchilla mezcladora en la dirección de la pared del recipiente y lo toque, de tal modo que el accesorio durante el funcionamiento se deslice sobre la pared del recipiente.
También se prevé que la pared del contenedor esté inclinada de tal modo que la sección transversal del contenedor desde el fondo del contenedor aumente hacia arriba. En este caso, cada pala mezcladora presenta una cuchilla mezcladora, en el que la distancia entre la cuchilla mezcladora y la pared del recipiente es la misma en ambas cuchillas mezcladoras. Debido a la pared inclinada del recipiente y la disposición de los dos contenedores de mezcla a diferentes alturas, esto tiene como consecuencia que la cuchilla mezcladora dispuesta más arriba debe extenderse de forma radial más hacia afuera. En términos de tecnología de flujo, la cuchilla mezcladora está diseñada de tal manera que el material a mezclar se levanta hacia arriba, de tal modo que se forma una cavidad del lado de la paleta del mezclador que está opuesta al flujo y sirve como un canal de flujo para el aire entrante. En el caso ideal, el aire ahora puede fluir sobre la cavidad entre el eje de accionamiento y la pared del recipiente, y elevarse en el lado opuesto al flujo de sólidos a través de la mezcla que cae debido a la gravedad detrás de la herramienta de mezcla, de tal modo que la mezcla fluya uniformemente hacia el centro del recipiente por el aire entrante. Con una velocidad de rotación suficientemente alta de las herramientas, esta situación evita esencialmente la entrada local de aire solo en el área de las aberturas de salida de aire. Las pruebas han demostrado que el accionamiento para rotar la herramienta de mezcla está diseñado preferiblemente de tal manera que la cuchilla mezcladora tenga una velocidad de rotación en su extremo radialmente externo de entre 2 y 75m por segundo y preferiblemente de entre 30 y 60m por segundo.
En otra forma de realización preferida, al menos una cuchilla mezcladora de cada herramienta de mezcla está dispuesta esencialmente en el fondo del recipiente.
A través de un número y disposición adecuados de cuchillas mezcladoras una por encima de la otra en conjunción con la selección de una velocidad de rotación adecuada de la herramienta de mezcla, puede lograrse el soporte mecánico del lecho fluidizado de tal manera que el aire fluya distribuido a través del lecho de arena de una manera en gran medida homogénea en toda la sección transversal y la arena se enfríe de manera uniforme.
Por medio de una buena y uniforme distribución del aire a través de toda la sección transversal del lecho de arena también se reducen las velocidades de flujo en la superficie del vertido, de tal modo que la descarga de partículas con el flujo de aire se reduce significativamente.
En una forma de realización preferida, el recipiente de mezcla presenta al menos dos secciones de mezcla, en la que en cada sección de mezcla está prevista respectivamente una herramienta de mezcla que puede girar alrededor de un eje de accionamiento, en el que cada herramienta de mezcla presenta preferiblemente al menos dos cuchillas mezcladoras que están separadas entre sí en la dirección vertical.
En este caso, la velocidad de rotación de las cuchillas mezcladoras y la dirección de rotación en las secciones de mezcla individuales pueden ser diferentes.
En esta forma de realización, la entrada para la arena para moldes de fundición a enfriar está en una sección, mientras que la salida correspondiente está en la otra sección, de tal modo que la arena para moldes de fundición tiene que pasar sucesivamente por ambas secciones de mezcla. En una forma de realización preferida, cada herramienta de mezcla presenta una cuchilla mezcladora dispuesta esencialmente en el fondo del recipiente, en la que las dos herramientas de mezcla se encuentran tan separadas entre sí que las dos cuchillas mezcladoras dispuestas en el fondo del recipiente no se tocan en ninguna posición de las herramientas de mezcla. Las trayectorias circulares de las dos cuchillas mezcladoras dispuestas en el fondo del recipiente son por lo tanto tangencialmente adyacentes entre sí en el caso más estrecho.
Las cuchillas mezcladoras dispuestas de forma vertical más altas de diferentes herramientas de mezcla están dispuestas preferiblemente a diferentes alturas axiales. Están diseñados de tal modo que sus trayectorias circulares se superpongan. Debido a la disposición diferente en la dirección vertical se evita que pueda producirse una colisión. A través de la realización descrita es posible un diseño cerca de la pared en todas las herramientas. Además, ambas herramientas de mezcla pueden accionarse de forma independiente una de la otra a diferentes velocidades sin tener que temer una colisión. De este modo, se les puede asignar a las herramientas de mezcla en las secciones individuales de los recipientes de mezcla una velocidad óptima en cada caso para la tarea predominante de proceso. De esta manera, la velocidad de la herramienta de la sección de la cámara de mezcla del lado de entrada del material puede optimizarse para la mezcla eficiente del agua, mientras que la velocidad de la herramienta en la sección posterior de la cámara de mezcla puede ajustarse al flujo óptimo del lecho de arena con aire de enfriamiento mientras al mismo tiempo se reduce la descarga de partículas, ya que debido a la reducción de la humedad ya ha disminuido la adherencia de las partículas. La geometría de la herramienta de mezcla también puede diseñarse de manera diferente en los diferentes niveles y secciones de la cámara de mezcla, de tal modo que se logre una optimización correspondiente con respecto al flujo a través del lecho de arena, al mismo tiempo con una descarga minimizada de sólidos del lecho.
Por ejemplo, el suministro de aire puede presentar aberturas en la pared del recipiente a través de las cuales puede ser soplado el aire al interior del contenedor. En este caso, las aberturas están dispuestas preferiblemente a la misma altura vertical que la cuchilla mezcladora que se extiende esencialmente hacia la pared del recipiente.
En una forma de realización alternativa, se prevé que el suministro de aire se suministre a través de la propia herramienta de mezcla, que, por ejemplo, presenta un eje hueco. Por ejemplo, la cuchilla mezcladora puede presentar aberturas de salida de aire correspondientes en su lado orientado de forma opuesta a la dirección de rotación. Por supuesto que también sería posible una toma de aire combinada a través de aberturas en la pared del recipiente y a través de aberturas en la herramienta de mezcla.
Debido a la estructura, la velocidad de rotación de la cuchilla mezcladora aumenta al aumentar la distancia desde el eje de accionamiento, con el resultado de que el efecto de mezcla aumenta en la dirección de la pared del recipiente. Si la sección transversal de la cuchilla mezcladora permanece igual, entonces la intensidad de la mezcla también aumentará a medida que aumente el diámetro efectivo, ya que la velocidad de rotación aumenta al aumentar el radio. Esta ley física se puede contrarrestarse al diseñar adecuadamente la forma de la sección transversal de las hojas de adentro hacia afuera. Por ejemplo, la cuchilla mezcladora puede presentar un ancho que aumente en la dirección radial. Alternativamente o en combinación a esto, el ángulo de inclinación de la cuchilla mezcladora puede disminuir hacia la horizontal en la dirección radial.
La cuchilla mezcladora puede tener un diseño plano o curvo. El ángulo de inclinación con respecto a la horizontal se encuentra preferiblemente entre 15° y 60° y particularmente preferiblemente, entre 20° y 50°.
En otra forma de realización preferida, la cuchilla mezcladora está diseñada como un perfil en ángulo, en la que el ángulo interno está dispuesto de forma opuesta a la dirección de rotación de la cuchilla mezcladora y preferiblemente es de entre 90° y 180°. A través de esta medida, puede formarse una cavidad más grande que se aleja del flujo de sólidos, de tal modo que el aire que fluye desde el interior o el exterior hacia el canal formado de esta manera puede penetrar hasta el final del canal de aire formado, al mismo tiempo con una reducción de la pérdida de presión.
Alternativamente, la cuchilla mezcladora también puede ser un perfil poligonal sustancialmente cerrado, como, por ejemplo, un perfil rectangular o triangular, en el que las correspondientes aberturas de salida de aire están dispuestas en el lado opuesto al flujo, de tal modo que el aire de enfriamiento pueda introducirse en el material para mezclar a través del perfil.
En otra forma de realización, en secciones radialmente internas de la cuchilla mezcladora se fijan accesorios similares a rejas de arados que actúan en uno o ambos lados para compensar la velocidad de rotación más baja, para aumentar, por un lado, la elevación y el flujo a través de la mezcla y, por otro, para lograr un efecto de mezcla mejorado. En combinación con las aberturas de salida de aire dispuestas por debajo de las rejas de arado, puede crearse una cortina de arena que caiga, la que, debido a su mayor superficie de intercambio de calor y material, logra una mayor capacidad de enfriamiento cuando entra en contacto con el aire que sale.
En particular, en el caso de cualidades de arena fina, puede ser ventajoso que la cuchilla mezcladora de la pala mezcladora superior esté inclinada en la dirección opuesta, de tal modo que la mezcla se dirija hacia abajo para contrarrestar la agitación excesiva y, en consecuencia, una descarga excesiva del dispositivo de enfriamiento con el flujo de gases de escape.
La distancia entre las aberturas de entrada de aire dispuestas en el recipiente de mezcla y el extremo radialmente exterior de la cuchilla mezcladora debería ser lo más pequeña posible para evitar que escape una proporción demasiado grande del aire de enfriamiento hacia arriba ya antes de alcanzar la cuchilla mezcladora.
Las pruebas han demostrado que la velocidad de flujo promedio del aire de enfriamiento en el área de salida de las aberturas de entrada de aire debe estar entre 15 y 35m/s y particularmente preferiblemente entre 20 y 30m/s. Incluso si el ángulo de inclinación de la pared del recipiente puede tener en principio cualquier valor de entre 0 y 45°, la inclinación es preferiblemente de entre 15 y 35° y particularmente preferiblemente de entre 20 y 30° con respecto a la vertical.
En otra forma de realización, en los extremos radialmente exteriores de las cuchillas del mezclador se encuentran extensiones fijas, alternativamente también cargadas por resorte, móviles en la dirección radial, producidas, por ejemplo, a partir de plástico, que rozan contra la pared del recipiente y, por lo tanto, producen un contacto directo entre la abertura de salida de aire y el lado de la cuchilla mezcladora opuesto al flujo de sólidos.
En otra forma de realización preferida, están dispuestas incluso más de dos, en concreto, tres o incluso más secciones de la cámara de mezcla una detrás de la otra, a través de las cuales fluye el material a mezclar de forma sucesiva. En este tipo de forma de realización, la mezcla y distribución homogénea del agua se lleva a cabo esencialmente en la primera cámara del lado de la entrada, mientras que recién en la segunda cámara se logra la ventilación intensiva del lecho de arena y, por lo tanto, el enfriamiento por evaporación. En la tercera cámara o en cualquier cámara subsiguiente puede corregirse la calidad de la arena enfriada al agregar, por ejemplo, agua u otros aditivos. Por ejemplo, la arena para moldes de fundición debería entonces poseer al dejar el dispositivo un contenido de humedad residual de entre 3,0 y 3,5% para reactivar la bentonita que envuelve la arena, lo que tiene un efecto en las propiedades de formación de la arena para moldes, y para permitir el uso directo en la máquina de moldeo. En este caso, puede ser ventajoso si la herramienta de mezcla en la tercera sección de la cámara de mezcla, es decir, la sección por la que el material a mezclar fluye a través por última vez, presenta palas mezcladoras que estén inclinadas hacia arriba en la dirección de rotación, lo que de este modo asegura que el material a mezclar logre una carga de corte en la última sección de la cámara de mezcla. Por lo general, en la última sección de la cámara de mezcla tampoco es necesario que se suministre aire, de tal modo que en esta sección se pueda prescindir de las aberturas correspondientes. También puede ser ventajoso para algunas aplicaciones si en la tercera sección de la cámara de mezcla la herramienta de la cámara de mezcla está diseñada con la dirección de rotación opuesta a la herramienta de la cámara de mezcla de la segunda sección de la cámara de mezcla.
Como ya se ha mencionado, la velocidad de flujo local se reduce significativamente por medio de las medidas de acuerdo con la presente invención, lo que tiene como consecuencia que menos partículas sólidas son arrastradas y distribuidas por el flujo de aire.
Sin embargo, en una forma de realización particularmente preferida puede ser ventajoso si el flujo ascendente de gas se libera en la carcasa tanto como sea posible de las partículas sólidas arrastradas. Por lo tanto, en una forma de realización preferida se prevé que se disponga de un separador de sólidos por encima de la herramienta de mezcla. En una forma de realización preferida, la separación de las partículas sólidas se lleva a cabo en un vórtice, por ejemplo, en un flujo rotativo generado por un rotor. El flujo rotativo forzado crea de este modo un campo centrífugo correspondiente, cuya fuerza puede ajustarse al seleccionarse la velocidad de rotación del rotor. De este modo existe la posibilidad de configurar la capacidad de separación y el tamaño de la partícula a separar. De este modo, por ejemplo, si la velocidad de rotación se incrementa lo suficiente, los componentes aditivos particularmente finos contenidos en el flujo de gas también pueden reciclarse casi por completo.
A través de la solución de acuerdo con la presente invención se logra un diseño muy compacto del enfriador, mientras que al mismo tiempo casi todas las partículas sólidas quedan retenidas en el mezclador.
Otras ventajas, características y posibles aplicaciones de la presente invención se harán evidentes a partir de la siguiente descripción de formas de realización preferidas de la presente invención. En estos se ilustra:
La Figura 1, una vista en sección de una primera forma de realización de un dispositivo de enfriamiento de acuerdo con la presente invención.
La Figura 2, una vista en sección de una segunda forma de realización de acuerdo con la presente invención.
La Figura 3, una vista detallada de un mezclador con varias cuchillas mezcladoras diferentes.
Las Figuras 4 a 8, vistas en sección transversal de diferentes cuchillas mezcladoras.
En la figura 1 se muestra un primer dispositivo de acuerdo con la presente invención en sección. El dispositivo 1 para el tratamiento y el enfriamiento de arena para moldes de fundición presenta un recipiente de mezcla 2 que está dispuesto en una carcasa 3. El recipiente de mezcla 2 presenta dos secciones de mezcla, en el centro de las cuales en cada caso está dispuesto un eje de accionamiento 4, que a su vez presenta en cada caso múltiples palas mezcladoras con las correspondientes cuchillas mezcladoras. El dispositivo 1 presenta una entrada 5 y una salida 5', a través de las cuales puede introducirse la arena para moldes de fundición caliente en el recipiente de mezcla 2, por ejemplo, por medio de una cinta transportadora 6, o puede volver a descargarse la arena preparada del recipiente de mezcla 2. En la pared inclinada del recipiente 2 se introducen una serie de aberturas de aire de enfriamiento 7, a través de las cuales puede introducirse aire de enfriamiento en el recipiente de mezcla 2. Los dos ejes de accionamiento 4 presentan cerca de la base palas mezcladoras que se extienden en direcciones opuestas, en las que en cada caso está montada una cuchilla mezcladora 8. Los dos ejes de accionamiento 4 están dispuestos a una distancia tal uno del otro de modo que las cuchillas mezcladoras 8, que están dispuestas cerca de la base, no puedan chocar entre sí en ninguna posición de rotación. En la dirección vertical separados de las palas mezcladoras cerca de la base, se disponen pares adicionales de palas mezcladoras, que también están equipadas en cada caso con las correspondientes cuchillas mezcladoras. En la forma de realización mostrada, todas las cuchillas mezcladoras están inclinadas hacia abajo, de tal modo que cuando el eje de accionamiento se gira en la dirección prevista, la arena para moldes de fundición que se encuentra en el recipiente de mezcla 2 se eleva y fluye sobre a través de la superficie inclinada de la cuchilla mezcladora. Las cuchillas mezcladoras del segundo y tercer nivel están dispuestas a una altura que corresponde a la altura vertical de las aberturas de entrada de aire 7 en la pared del recipiente 2. Además, las cuchillas del mezclador de los niveles 2 y 3 están dispuestas de tal modo que se extienden prácticamente hasta las aberturas de entrada de aire 7. Los dos ejes de accionamiento 4 son accionados por medio de los motores de accionamiento 9. En la cubierta de la carcasa 3 está dispuesto un separador de sólidos 11 que consiste en una rueda provista de láminas, que puede girarse con la ayuda del motor de accionamiento 10. La extracción del aire refrigerante suministrado a través de las aberturas de entrada de aire 7 tiene lugar entonces a través de los espacios entre las láminas del separador de sólidos 11. Por medio de la rueda accionada del separador de sólidos 11 se genera un vórtice en el que las partículas de sólidos contenidas en el aire a extraer son separadas y vuelven a caer en el recipiente de mezcla.
La figura 2 muestra una vista en sección esquemática de una forma de realización alternativa de la presente invención. Para ello, se usaron los mismos números de referencia para los mismos elementos. En la forma de realización mostrada en la figura 2, el suministro del aire de refrigeración tiene lugar a través de un eje de accionamiento 4 que está diseñado como un eje hueco, en el que por medio del suministro 12 fluye aire en el canal 15 y a través del canal a las aberturas correspondientes dentro de las cuchillas mezcladoras 8, 8', 8" y 8''’, en la mezcla. Adicional o alternativamente, a través del suministro de aire 13 puede introducirse el aire en la carcasa y a través de las aberturas de entrada de aire 7, en la mezcla. En esta forma de realización puede observarse claramente que las cuchillas mezcladoras de los niveles superiores tienen una extensión radial más larga que las cuchillas mezcladoras del nivel inferior.
Las cuchillas mezcladoras 8, 8’, 8" y 8’’’ se extienden esencialmente hasta la pared del recipiente. Sin embargo, para evitar daños en las cuchillas mezcladoras, debe quedar un pequeño espacio. Por lo tanto, se muestra a modo de ejemplo en una cuchilla mezcladora que las cuchillas mezcladoras pueden presentar una extensión 14 hecha de plástico, que también puede presionarse contra la pared del recipiente con la ayuda de resortes para reducir la proporción del suministro de aire de enfriamiento que fluye directamente de forma vertical hacia arriba.
En la figura 3 se muestran a modo de ejemplo diferentes formas de realización de cuchillas mezcladoras. En principio, como se muestra en la forma de realización provista con el número de referencia 17, la cuchilla mezcladora podría extenderse de forma uniforme desde el eje de accionamiento hasta la pared del recipiente. Por supuesto que, sin embargo, también serían posibles formas curvas, como en la forma de realización indicada por el número de referencia 15, o formas expansivas en abanico, como en la forma de realización indicada por el número de referencia 16.
En la forma de realización provista con el número de referencia 18, se prevén accesorios similares a rejas de arado 19 en las cuchillas mezcladoras.
La figura 4 muestra una vista en sección transversal a través de una cuchilla mezcladora 20, que aquí consiste en una única superficie inclinada. Detrás de la cuchilla mezcladora, cuando la cuchilla mezcladora 20 se mueve, se forma una zona que se mantiene esencialmente libre de la mezcla, en la que a través de las aberturas de suministro de aire 7 el aire refrigerante introducido en el recipiente de mezcla puede fluir radialmente hacia adentro a lo largo de las cuchillas mezcladoras. El contorno de la abertura de salida de aire 7 se escoge idealmente para que, en combinación con la geometría de la cuchilla mezcladora, pueda tener lugar un suministro de aire lo más uniforme y duradero posible en la zona detrás de la cuchilla mezcladora que se mantiene libre del material a mezclar.
En la figura 5 se muestra una vista en sección transversal de una segunda forma de realización de una cuchilla mezcladora 21. Aquí la cuchilla mezcladora consiste en una superficie inclinada y una superficie angulada, esencialmente horizontal.
En la figura 6 se muestra una sección transversal a través de una tercera forma de realización de una cuchilla mezcladora 2. Aquí también, se prevé una superficie inclinada, a la que está unida, en una dirección, una sección esencialmente vertical y, en la otra dirección, una sección inclinada de forma opuesta.
En la figura 7 se muestra una sección transversal a través de otra forma de realización de una cuchilla mezcladora 23. La cuchilla mezcladora 23 presenta una vez más una superficie inclinada. Aquí está montado en un elemento esencialmente tubular, a través del cual también puede introducirse el aire refrigerante en el recipiente de mezcla.
En la figura 8 se muestra a modo de ejemplo una forma de realización en la que se montan diferentes cuchillas mezcladoras 24 a 26 en el eje de accionamiento en tres planos diferentes. La cuchilla mezcladora dispuesta en el nivel más bajo tiene una superficie de cuchilla inclinada hacia abajo y una sección que se extiende esencialmente de forma perpendicular a ella. En el nivel medio, se emplea una cuchilla mezcladora 25 con una sección transversal, que forma una especie de cavidad a través de la cual el aire refrigerante puede ser transportado desde el eje de accionamiento de forma radial hacia afuera. En el nivel superior, se emplea una cuchilla mezcladora 26, que está inclinada hacia arriba para evitar que el material a mezclar se mezcle con demasiada fuerza. Por supuesto que son posibles otras geometrías para el diseño de la cuchilla mezcladora.
Listado de referencias
1 Dispositivo
2 Cuchilla mescladora
3 Carcasa
4 Eje de accionamiento
5, 5’ Entrada, Salida
6 Cinta transportadora
7 Aberturas de entrada de aire
8, 8’, 8" Cuchillas mezcladoras
9 Motores de accionamiento
10 Motor de accionamiento
11 Separador de sólidos
12 Suministro
13 Suministro de aire
14 Extensión
15-18 Cuchillas mezcladoras
19 Accesorios
20-26 Cuchillas mezcladoras

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo para el tratamiento y el enfriamiento de arena para moldes de fundición con un recipiente de mezcla (2) y una herramienta de mezcla que puede girar alrededor de un eje de accionamiento, en el que se prevé un suministro de aire para el suministro de aire en el interior del recipiente, en el que la herramienta de mezcla presenta al menos dos palas mezcladoras espaciadas una de la otra en la dirección vertical y al menos una pala mezcladora que presenta una cuchilla de mezcla (8) con una superficie inclinada con respecto a la horizontal, en el que la pared del recipiente está inclinada de tal modo que la sección transversal del contenedor desde el fondo del contenedor aumente hacia arriba, caracterizado por que cada pala mezcladora presenta una cuchilla mezcladora (8), en el que la distancia entre la cuchilla mezcladora (8) y la pared del recipiente es aproximadamente la misma para todas las cuchillas mezcladoras.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por que la superficie de la cuchilla mezcladora (8) en la dirección de rotación de la herramienta de mezcla está inclinada hacia abajo.
3. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por que la herramienta mezcladora presenta al menos dos palas mezcladoras espaciadas de forma vertical con cuchillas mezcladoras (8), en el que una cuchilla mezcladora (8), preferiblemente la paleta mezcladora superior (8), presenta en la dirección de rotación de la herramienta mezcladora una superficie inclinada hacia arriba.
4. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la cuchilla mezcladora (8) se extiende sustancialmente hasta la pared del recipiente, en el que preferiblemente ya sea la distancia entre la cuchilla mezcladora (8) y la pared del recipiente es inferior a 100mm y lo mejor es que se encuentre entre los 20 y 60mm o bien se prevea un accesorio asociado a la cuchilla mezcladora que se proyecte en la dirección de la pared del recipiente por encima de la cuchilla mezcladora y roce la pared del recipiente.
5. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que se prevé un accionamiento para hacer girar la herramienta de mezcla, en el que el accionamiento está diseñado de tal modo que la cuchilla mezcladora (8) tenga una velocidad de rotación en su extremo radialmente exterior de entre 2 y 75m/s y preferiblemente de entre 30 y 60 m/s.
6. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que la cuchilla mezcladora (8) está dispuesta esencialmente en el fondo del recipiente.
7. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el recipiente de mezcla presenta al menos dos y preferiblemente tres secciones de mezcla, en el que en cada sección de mezcla se prevé una herramienta de mezcla giratoria alrededor de un eje de accionamiento, en el que cada herramienta de mezcla presente preferiblemente al menos dos palas de mezcla que estén espaciadas en dirección vertical una de la otra.
8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado por que se prevé un dispositivo de accionamiento con el que cada herramienta de mezcla puede ser accionada a una velocidad de rotación ajustable de forma independiente en las palas mezcladoras, en el que el dispositivo de accionamiento está diseñado preferiblemente de tal modo que al menos dos herramientas de mezcla puedan ser accionadas en direcciones de rotación opuestas una de la otra.
9. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado por que cada herramienta de mezcla tiene una cuchilla mezcladora (8) dispuesta esencialmente en el fondo del recipiente, en el que las dos herramientas de mezcla están tan separadas entre sí que las dos cuchillas mezcladoras (8) dispuestas en el fondo del recipiente no se tocan en ninguna posición de las herramientas de mezcla, y/o que cada herramienta de mezcla presenta una pala mezcladora con una cuchilla mezcladora (8) que no está dispuesta en la base del recipiente, en el que las cuchillas mezcladoras (8) que no están dispuestas en la base del recipiente están dispuestas a diferentes alturas axiales.
10. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado por que al menos una pala mezcladora de una herramienta de mezcla describe una trayectoria circular que, en una proyección sobre un plano paralelo, se traza con una proyección de una trayectoria circular descrita por al menos una pala mezcladora de la otra herramienta de mezcla sobre el mismo plano paralelo.
11. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el suministro de aire presenta aberturas (7) en la pared del recipiente a través de las cuales puede inyectarse aire al interior del recipiente, en el que las aberturas (7) están dispuestas preferiblemente a la misma altura vertical que la cuchilla mezcladora (8) que se extiende esencialmente hacia la pared del recipiente, y/o que el suministro de aire tiene lugar a través de la herramienta de mezcla que presenta un eje hueco.
12. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que la cuchilla mezcladora (8) presenta un ancho que se ensancha en la dirección radial, y/o porque la cuchilla mezcladora (8) está diseñada como un perfil en ángulo, en el que el ángulo interno está formado de forma opuesta a la dirección de rotación de la cuchilla mezcladora (8) y preferiblemente es de entre 90° y 180°.
13. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que la cuchilla mezcladora (8) presenta aberturas de salida de aire en su lado orientado de forma opuesta a la dirección de rotación.
14. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por que un separador de sólidos (11) está dispuesto por encima de la herramienta de mezcla, en el que el separador de sólidos (11) preferiblemente está diseñado de tal modo que genere un flujo rotativo con la ayuda de un rotor.
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