一種超聲波洗砂裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種超聲波洗砂裝置，包括罐體、超聲波震板、進水管、溢流口、進砂口和出砂口，所述超聲波震板固設于所述罐體內部，罐體的底部為錐形結構，該錐形結構的底部其中間位置設有出砂口；所述罐體的底部為夾層結構，夾層的外壁上開設進水管，夾層的內壁上開設出水口，水通過進水管進入夾層內部空間，再通過夾層上的出水口流入罐體內；所述進砂口設于罐體頂端，罐體頂端邊沿上設有收集污水的溢流槽。待洗硅砂進入罐體內經超聲波震板的作用，硅砂中的泥份與污染物被分離后隨上升水流進入溢流槽，清洗后的硅砂沉降至罐體底部，經出砂口排出。應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
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及洗砂裝置【技術領域】，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】
[0002]在我國，鑄造行業生產中每年需要的砂芯、砂型至少要幾千萬噸。其中，硅砂因其價格低廉、儲量豐富而在鑄造過程中得到廣泛的應用。
[0003]目前國內外研究已明確了硅砂的以下性能指標對鑄造生產有著重要的影響: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、砂型的強度。在彳丁業標準(GB/T9442鑄造娃砂)中定乂:含泥量 原砂中含有的直徑< 0.020mm顆粒部分質量分數。并且在標準中明確規定了:擦洗砂含泥量< 0.3%，水洗砂含泥量< 0.5%。所以，含泥量更低的產品在市場上必然會憑借其優質的性能占據更大市場份額，同時也會降低鑄造廠粘結劑(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，國內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。主要設備也都集中在單桶擦洗機和多桶擦洗機。各廠也只是通過調整各工序處理順序、增加擦洗次數和擦洗時間來達到降低硅砂含泥量的目的。
[0005]主要原理如下:砂漿進入擦洗機，電機帶動葉輪在擦洗機中攪拌，使砂粒與砂粒、砂粒與葉輪、砂粒與擦洗機壁之間相互碰撞摩擦，達到洗砂目的。
[0006]缺點:連續大量生產時，受砂漿濃度、擦洗時間、原礦本身潔凈程度影響較大，同時能耗高，設備損耗大。經我們大量試驗證明:使用合理的砂漿濃度，增加擦洗時間和次數，雖然能降低硅砂含泥量，但是當含泥量達到0.24%左右時，再繼續通過這種辦法來提高產品質量，效果甚微。
實用新型內容
[0007]為了克服現有技術存在的不足之處，本實用新型提供一種超聲波洗砂裝置。應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]本實用新型的技術方案是:
[0009]一種超聲波洗砂裝置，包括罐體、超聲波震板、進水管、溢流口、進砂口和出砂口，所述超聲波震板固設于所述罐體內部，罐體的底部為錐形結構，該錐形結構的底部其中間位置設有出砂口(出砂口處設有控制硅砂排放的插板)；所述罐體的底部為夾層結構，夾層的外壁上開設進水管，夾層的內壁上開設出水口，水通過進水管進入夾層內部空間，再通過夾層上的出水口流入罐體內；所述進砂口設于罐體頂端，罐體頂端邊沿上設有收集污水的溢流槽；待洗硅砂從罐體頂端的進砂口進入罐體內部，經其內超聲波震板的作用，硅砂中的泥份與污染物被分離后隨上升水流進入溢流槽，清洗后的硅砂沉降至罐體底部，經出砂口排出。[0010]所述超聲波震板為多個，其在罐體內設置的方式有兩種，其一為:超聲波震板固設于所述罐體的側壁上和底部，超聲波震板的數量和超聲頻率按實際需求選擇，頻率一般在28-40KHZ ;其二為:多個超聲波震板在罐體內由上至下依次排布，每個超聲波震板的一端與罐體的側壁焊接，另一端與罐體的側壁之間留有空隙，相鄰超聲波震板之間呈V字型排列(每個超聲波震板與罐體焊接的一端高于與罐體側壁留有空隙的另一端)。
[0011 ] 當超聲波震板為第一種設置方式時，罐體為圓筒狀，罐體上部開口作為進砂口，通過分砂器使待洗硅砂從進砂口進入罐體內。所述分砂器包括筒狀入砂口和緩沖器，緩沖器為錐狀結構，設于筒狀入砂口下方，待洗硅砂進入筒狀入砂口，然后經錐狀緩沖器的外表面緩沖分散流入洗砂罐內并接觸超聲波震板工作面上。
[0012]當超聲波震板為第二種設置方式時，罐體為長方體狀，超聲波震板與罐體內壁密封焊接(除與內壁留有空隙的一端)。該種設置方式時，所述進砂口設于罐體內最上端超聲波震板的最高處。
[0013]本實用新型原理如下:
[0014]將超聲波應用于洗砂，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”瞬間產生的巨大外力(壓強可達幾十甚至上百兆帕)，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。利用原始擦洗機方法雖然能夠去除大部分泥份和污染物，但是部分對制型、芯有害處的堿性氧化物是在砂粒表面凹坑中，或伴隨硅晶體生長的，極難清除掉。這也是將含泥量控制在0.24%左右時，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。經過試驗證明，應用超聲波洗砂，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，每小時砂漿量約100噸，所以對洗砂設備的處理能力要求較高。雖然超聲波清洗機已經在市場上有成熟的產品，用其清洗機械零部件效果良好，但是也有其局限性:溶液不能劇烈翻動，否則超聲波的衰減將非常嚴重，影響清洗效果。所以，目前市場上還沒有將超聲波應用于細物料的連續的、大量的清洗工作。
[0018]與現有技術相比，本實用新型具有如下優點:
[0019]1、洗砂效果更好。產品性能優越，客戶鑄造廠可以節省粘結劑的使用；
[0020]2、能耗減少約20%?40%，洗砂成本可以降低。
[0021]3、將超聲波清洗技術應用到鑄造硅砂生產行業。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型實施例1洗砂裝置結構示意圖。
[0023]圖2為本實用新型實施例1洗砂過程示意圖。
[0024]圖3為本實用新型實施例2洗砂裝置結構示意圖。
[0025]圖4為本實用新型實施例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_進水管；5-夾層；6_出砂口 ；7-進砂口 ；8_分砂器；81-筒狀入砂口 ；82_緩沖器；9_插板開關。【具體實施方式】
[0027]如圖1-4所示，本實用新型超聲波洗砂裝置，包括罐體1、超聲波震板2、進水管4、溢流口 3、進砂口 7和出砂口 6，所述超聲波震板2固設于所述罐體I內部，罐體I的底部為錐形結構，該錐形結構的底部I其中間位置設有出砂口 6(出砂口 6處設有控制硅砂排放的插板開關9);所述罐體I的底部為夾層結構，夾層5的外壁上開設進水管4，夾層5的內壁上開設出水口，水通過進水管4進入夾層5內部空間，再通過夾層5上的出水口流入罐體I內；所述進砂口 7設于罐體I頂端，罐體I頂端邊沿上設有收集污水的溢流口 3 ;待洗硅砂從罐體頂端的進砂口進入罐體內部，經其內超聲波震板2的作用，硅砂中的泥份與污染物被分離后隨上升水流進入溢流口 3，清洗后的硅砂沉降至罐體底部，經出砂口 6排出。
[0028]實施例1:
[0029]如圖1-2所示，本實用新型超聲波洗砂裝置包括罐體1、超聲波震板2、進水管4、溢流口 3、進砂口 7和出砂口 6，所述超聲波震板2固設于所述罐體I內部，罐體I的底部為錐形結構，該錐形結構的底部I其中間位置設有出砂口 6(出砂口 6處設有控制硅砂排放的插板開關9);所述罐體I的底部為夾層結構，夾層5的外壁上開設進水管4，夾層5的內壁上開設出水口，水通過進水管4進入夾層5內部空間，再通過夾層5上的出水口流入罐體I內；所述進砂口 7設于罐體I頂端，罐體I頂端邊沿上設有收集污水的溢流口 3 ;待洗硅砂從罐體頂端的進砂口進入罐體內部，經其內超聲波震板2的作用，硅砂中的泥份與污染物被分離后隨上升水流進入溢流口 3，清洗后的硅砂沉降至罐體底部，經出砂口 6排出。
[0030]所述超聲波震板2為多個，超聲波震板2固設于所述罐體I的側壁上和底部，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的數量和超聲頻率按實際需求選擇，頻率一般在28-40KHZ ;罐體I為圓筒狀，罐體上部開口作為進砂口 7，通過分砂器8使待洗硅砂從進砂口 7進入罐體I內。所述分砂器8包括筒狀入砂口 81和緩沖器82，緩沖器82為錐狀結構，設于筒狀入砂口 81下方，待洗硅砂進入筒狀入砂口 81，然后經錐狀緩沖器82的外表面緩沖分散流入洗砂罐體I內并接觸超聲波震板2工作面上。
[0031]罐體底面夾層在罐內側有均勻分布的出水孔，以保證給夾層注水時圓罐內有平穩上升水流。圓罐上沿有溢流口(本實施例中設置為槽狀)，收集污水。圓罐上端中心有緩沖器，確保砂漿平穩進入罐體內。圓罐直徑、高度根據處理量而定。
[0032]連續生產工作時，洗砂罐底部夾層進水，形成平穩上升水流。啟動超聲波振板。砂漿從洗砂罐上端中心處的緩沖器平穩分散進入到洗砂罐中，砂粒散開后會受到超聲波空化作用，受上升水流影響，沉降緩慢以延長超聲波作用時間。泥份與污染物被剝離后隨上升水流進入溢流槽。清洗后的硅砂沉降致底面，集中至倒錐形出砂口，打開插板開關排出。
[0033]實施例2:
[0034]如圖3-4所示，本實用新型超聲波洗砂裝置，包括罐體1、超聲波震板2、進水管4、溢流口 3、進砂口 7和出砂口 6，所述超聲波震板2固設于所述罐體I內部，罐體I的底部為錐形結構，該錐形結構的底部I其中間位置設有出砂口 6(出砂口 6處設有控制硅砂排放的插板開關9);所述罐體I的底部為夾層結構，夾層5的外壁上開設進水管4，夾層5的內壁上開設出水口，水通過進水管4進入夾層5內部空間，再通過夾層5上的出水口流入罐體I內；所述進砂口 7設于罐體I頂端，罐體I頂端邊沿上設有收集污水的溢流口 3 ;待洗硅砂從罐體頂端的進砂口進入罐體內部，經其內超聲波震板2的作用，硅砂中的泥份與污染物被分離后隨上升水流進入溢流口 3，清洗后的硅砂沉降至罐體底部，經出砂口 6排出。
[0035]超聲波震板2為多個，多個超聲波震板2在罐體I內由上至下依次排布，每個超聲波震板2的一端與罐體I的側壁焊接，另一端與罐體I的側壁之間留有空隙，相鄰超聲波震板2之間呈V字型排列(每個超聲波震板2與罐體I焊接的一端高于與罐體側壁留有空隙的另一端)。
[0036]罐體I為長方體狀，罐高度根據處理量而定，截面尺寸視超聲波振板尺寸而定。超聲波震板2與罐體I內壁密封焊接(除與內壁留有空隙的一端)。該種設置方式時，所述進砂口 7設于罐體內最上端超聲波震板2的最高處。
[0037]將超聲波振板焊接在洗砂罐內，使罐內形成“之”字行宮腔通道，超聲波工作面斜向上。注意:焊接時要保證超聲波振板與洗砂罐接觸嚴密，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，先打開底部進水管，在洗砂罐內形成平穩上升水流。啟動超聲波振板后，開始加砂，一定濃度的砂漿從洗砂罐上端進入，砂粒在水中下流的過程中會受到超聲波空化作用，受上升水流影響，沉降緩慢以延長超聲波作用時間。泥份與污染物被剝離后隨上升水流進入溢流槽。清洗后的硅砂沉降致底面，集中至倒金字塔形出砂口，打開插板開關排出。
[0039]將超聲波清洗技術應用于鑄造硅砂的生產中，是對國內幾十年的洗砂工藝的新突破。將大大提升鑄造硅砂質量，為鑄造節約資源；同時，也是為超聲波清洗技術的應用提供了新的思路和方法。
【權利要求】
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、進水管、溢流口、進砂口和出砂口，所述超聲波震板固設于所述罐體內部,罐體的底部為錐形結構，該錐形結構的底部其中間位置設有出砂口 ；所述罐體的底部為夾層結構，夾層的外壁上開設進水管，夾層的內壁上開設出水口，水通過進水管進入夾層內部空間，再通過夾層上的出水口流入罐體內；所述進砂口設于罐體頂端，罐體頂端邊沿上設有收集污水的溢流槽；待洗硅砂從罐體頂端的進砂口進入罐體內部，經其內超聲波震板的作用，硅砂中的泥份與污染物被分離后隨上升水流進入溢流槽，清洗后的硅砂沉降至罐體底部，經出砂口排出。
2.根據權利要求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，超聲波震板固設于所述罐體的側壁上和底部，超聲波震板的數量按實際需求選擇。
3.根據權利要求1所述的超聲波洗砂裝置，其特征在于:所述罐體為長方體狀，所述超聲波震板為多個，多個超聲波震板在罐體內由上至下依次排布；每個超聲波震板的一端與罐體的側壁焊接，另一端與罐體的側壁之間留有空隙，相鄰超聲波震板之間呈V字型排列。
4.根據權利要求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砂口，通過分砂器使待洗硅砂從進砂口進入罐體內。
5.根據權利要求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，緩沖器為錐狀結構，設于筒狀入砂口下方，待洗硅砂進入筒狀入砂口，然后經錐狀緩沖器的外表面緩沖分散流入洗砂罐內并接觸超聲波震板工作面上。
6.根據權利要求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壁密封焊接。
7.根據權利要求3所述的超聲波洗砂裝置，其特征在于:所述進砂口設于罐體內最上端超聲波震板的最高處。
8.根據權利要求1所述的超聲波洗砂裝置，其特征在于:所述出砂口處設有控制硅砂排放的插板。
【文檔編號】B22C5/00GK203635849SQ201320809510
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月10日 優先權日:2013年12月10日
【發明者】李家波, 鄧宇輝, 張云鑫 申請人:彰武縣聯信鑄造硅砂有限公司