一种搅、冲、脱水一体式水玻璃砂再生系统及方法
阅读说明：本技术 一种搅、冲、脱水一体式水玻璃砂再生系统及方法 (Stirring, flushing and dewatering integrated sodium silicate sand regeneration system and method ) 是由 赵庆新 邱永祥 高青宇 王帅 赵立喜 肖畅 任强生 郭维超 于 2021-09-14 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种搅、冲、脱水一体式水玻璃砂再生系统及方法,涉及铸造砂再生设备技术领域。不仅可以提高水玻璃砂再生的经济性、促进再生技术的推广、保护资源环境还具有结构简单、工作效率高的优点。该再生系统包括洗砂机和过滤循环水单元；洗砂机包括外桶、内桶和搅拌组件；内桶和搅拌组件分别通过第一、第二驱动机构驱动；外桶连接在固定架上；内桶的侧壁上设有过滤结构；内桶与外桶转动连接,且外桶和内桶之间形成腔体,腔体与过滤循环水单元的入口连通；固定架上设有可上下移动的顶部台架,搅拌组件连接在顶部台架上,用于搅拌待再生的水玻璃砂废砂并连通过滤循环水单元的排水口和内桶的入口。本申请同时提供了一种水玻璃砂再生方法。(The application discloses a stirring, flushing and dewatering integrated sodium silicate sand regeneration system and method, and relates to the technical field of casting sand regeneration equipment. Not only can improve the economy of the regeneration of the sodium silicate sand, promote the popularization of the regeneration technology and protect the resource environment, but also has the advantages of simple structure and high working efficiency. The regeneration system comprises a sand washer and a filtering circulating water unit; the sand washer comprises an outer barrel, an inner barrel and a stirring component; the inner barrel and the stirring component are respectively driven by a first driving mechanism and a second driving mechanism; the outer barrel is connected to the fixed frame; the side wall of the inner barrel is provided with a filtering structure; the inner barrel is rotationally connected with the outer barrel, a cavity is formed between the outer barrel and the inner barrel, and the cavity is communicated with an inlet of the circulating water filtering unit; the fixed frame is provided with a top rack capable of moving up and down, and the stirring assembly is connected to the top rack and used for stirring the waste sodium silicate sand to be regenerated and connected with the water outlet of the circulating water filtering unit and the inlet of the inner barrel. The application also provides a water glass sand regeneration method.)
技术领域
本申请涉及铸造砂再生设备技术领域，尤其涉及一种搅、冲、脱水一体式水玻璃砂再生系统及方法。
背景技术
在目前的铸造工艺下，每年会排放大量的水玻璃砂，其再生困难，目前再生效果较好的方法是湿法再生，即用清水在一定量的药剂的配合下进行机械搅拌摩擦再生。但湿法再生完成后再生砂中会残留较多的再生产生的泥粉，需要额外使用清水冲洗，使得再生用水量提高，且再生过程中泥粉的存在也会降低水玻璃砂再生的速率。废砂再生完成后，一般需要通过摊晒晾干，且晾干时间长，占用场地。当前水玻璃砂湿法再生一般包含三个步骤，搅拌再生、清水冲洗、脱水晾干，但目前的再生设备均不能良好地同时完成这些步骤，需要多设备协同作业，造成生产方投资巨大，经济收益低下，因此大量废砂被直接填埋，造成资源浪费和严重的环境威胁。
发明内容
本申请的实施例提供一种搅、冲、脱水一体式水玻璃砂再生系统及方法，不仅可以提高水玻璃砂再生的经济性、促进再生技术的推广、保护资源环境还具有结构简单、工作效率高的优点。
为达到上述目的，一方面，本申请的实施例提供了一种搅、冲、脱水一体式水玻璃砂再生系统，包括洗砂机和过滤循环水单元；所述过滤循环水单元包括入口、排污口和排水口；所述洗砂机包括由外至内依次设置的外桶、内桶和搅拌组件；所述内桶通过第一驱动机构驱动，所述搅拌组件通过第二驱动机构驱动；所述外桶连接在固定架上；所述内桶的侧壁上设有允许污泥和污水通过且能够阻隔再生后的水玻璃砂通过的过滤结构；所述内桶与所述外桶转动连接，且所述外桶和所述内桶之间形成用于容置污泥和污水的腔体，所述腔体与所述过滤循环水单元的入口连通；所述固定架上设有可沿固定架上下移动的上部台架，所述搅拌组件连接在所述上部台架上；所述搅拌组件用于搅拌待再生的水玻璃砂废砂并连通所述过滤循环水单元的排水口和所述内桶的上部入口，所述内桶的下部出口处设有盖板。
进一步地，所述过滤结构包括多个插槽、通孔和过滤网；所述插槽设置在所述内桶的内侧壁上且沿轴向贯通所述内桶的内侧壁，多个所述插槽沿所述内桶的周向均布，所述插槽的槽底设有多个所述通孔，所述插槽内插接所述过滤网。
进一步地，所述内桶的底部设有出砂管，所述出砂管内设有盖板；所述外桶的底部设有积液结构，所述积液结构为内外双层结构，所述积液结构包括外侧壁、底壁和内侧壁，所述外侧壁的顶部与所述外桶的底部连接，所述外侧壁、底壁和内侧壁共同形成环腔，所述环腔与所述过滤循环水单元的入口连通；所述出砂管的下端穿过所述内侧壁，所述出砂管与所述内侧壁之间通过密封件密封，且通过轴承转动连接。
进一步地，所述内桶的底部与所述外桶的底部均为小端向下的锥面。
进一步地，所述搅拌组件包括中空的搅拌杆和相对于搅拌杆的轴线对称设置在搅拌杆两侧的扇形叶片，所述搅拌杆的侧壁上设有用于连通搅拌杆的中空部与外部的开口，所述搅拌杆通过进水管与所述过滤循环水单元的排水口连接，且所述搅拌杆与所述进水管动密封连接。
进一步地，所述进水管为软管。
进一步地，所述固定架包括四根立柱，相邻的两根立柱之间设有下部台架；所述第一驱动机构包括第一电机、第一主动带轮、第一从动带轮和第一皮带；第一电机设置在所述下部台架上，所述第一电机的输出轴上设有所述第一主动带轮，所述出砂管上设有所述第一从动带轮，所述第一皮带张紧在所述第一主动带轮与所述第一从动带轮之间。
进一步地，所述第二驱动机构包括第二电机、第二主动带轮、第二从动带轮和第二皮带；第二电机设置在所述上部台架上，所述第二电机的输出轴上设有所述第二主动带轮，所述搅拌杆上设有所述第二从动带轮，所述第二皮带张紧在所述第二主动带轮与所述第二从动带轮之间。
进一步地，所述洗砂机还包括第三驱动机构，所述第三驱动机构包括第三电机和滚珠丝杠升降机，所述第三电机通过所述滚珠丝杠升降机驱动上部台架上下移动。
另一方面，本申请的实施例还提供了一种水玻璃砂再生方法，包括以下步骤：下移上部台架直至搅拌组件进入内桶，然后将待再生的水玻璃砂废砂导入内桶中，按照预设的砂水比加入清水，再加入再生试剂；所述待再生的水玻璃砂废砂为经破碎、磁选、过筛后的水玻璃砂；启动过滤循环水单元和第二驱动机构，开始搅拌再生过程；待搅拌再生完成后，关闭过滤循环水单元和第二驱动机构，并上移上部台架直至搅拌组件位于内桶上方，然后启动第一驱动机构，开始脱水过程；待脱水过程完成后，关闭第一驱动机构，并打开盖板，得到潮湿的再生砂；将潮湿的再生砂晾晒或烘干后得到再生砂。
本申请相比现有技术具有以下有益效果：
1、本申请将搅拌再生、冲洗和脱水功能集成为一体，在再生过程中即可完成再生砂的冲洗过程，节约了用水量，缩短了再生时间，提高了再生效率，并减小了再生机械所占的空间。
2、本申请能大幅降低水玻璃砂再生的成本，有利于水玻璃砂再生技术推广应用，促进水玻璃砂的资源化，减少填埋堆弃，保护环境。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例搅、冲、脱水一体式水玻璃砂再生系统的立体结构示意图；
图2为本申请实施例搅、冲、脱水一体式水玻璃砂再生系统的主视图；
图3为本申请实施例搅、冲、脱水一体式水玻璃砂再生系统的俯视图；
图4为本申请实施例搅、冲、脱水一体式水玻璃砂再生系统中外桶的立体结构示意图；
图5为本申请实施例搅、冲、脱水一体式水玻璃砂再生系统中外桶的主视图；
图6为本申请实施例搅、冲、脱水一体式水玻璃砂再生系统中内桶的立体结构示意图；
图7为本申请实施例搅、冲、脱水一体式水玻璃砂再生系统中内桶的主视图；
图8为本申请实施例搅、冲、脱水一体式水玻璃砂再生系统中过滤结构的结构示意图；
图9为本申请实施例搅、冲、脱水一体式水玻璃砂再生系统中过滤网的排布示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
参照图1至图3，本申请的实施例提供了一种搅、冲、脱水一体式水玻璃砂再生系统，包括洗砂机1和过滤循环水单元2。
其中，过滤循环水单元2包括除泥系统(图中未示)和高压水泵(图中未示)，过滤循环水单元2设有入口、排污口和排水口。
洗砂机1采用双桶结构，包括外桶11、内桶12、搅拌组件13、第一驱动机构14、第二驱动机构15和第三驱动机构16。外桶11内由外至内依次设有内桶12和搅拌组件13。内桶12与外桶11转动连接，第一驱动机构14驱动内桶12在外桶11内转动，第二驱动机构15驱动搅拌组件13在内桶12内转动。内桶12的侧壁上设有允许污泥和污水通过且能够阻隔再生后的水玻璃砂通过的过滤结构13，内桶12与外桶11的径向间隔为10cm，外桶11和内桶12之间形成用于容置污泥和污水的腔体17。腔体17与过滤循环水单元2的入口连通。外桶11连接在固定架上，固定架上还设有可沿固定架上下移动的上部台架5，搅拌组件13连接在上部台架5上，搅拌组件13用于搅拌待再生的水玻璃砂废砂并连通过滤循环水单元2的排水口和内桶12的上部入口，内桶12的下部出口处设有盖板122。
参照图6至图9，过滤结构13包括多个插槽131、通孔132和过滤网133。插槽131设置在内桶12的内侧壁上且沿轴向贯通内桶12的内侧壁，多个插槽131沿内桶12的周向均布，插槽131的槽底设有多个上述通孔132，插槽131内插接过滤网133。插槽131的侧壁突出内桶12的内壁面，且为了便于加工，插槽131的侧壁与内桶12一体成型。由此，当需要更换过滤网133时，只需将其从插槽131中抽出即可，拆装非常方便。另外，为了能够使污泥和污水顺利通过且防止水玻璃砂通过，过滤网133的孔径为0.16mm，约为90目。
继续参照图6至图9，内桶12的底部设有出砂管121，出砂管121内设有盖板122。参照图4和图5，盖板122为双层盖板，两个盖板通过拉杆连接。外桶11的底部设有积液结构，积液结构为内外双层结构，包括外侧壁111、底壁112和内侧壁113，外侧壁111的顶部与外桶11的底部连接，外侧壁111、底壁112和内侧壁113共同形成环腔114，环腔114与过滤循环水单元2的入口通过排水管4连通。出砂管121的下端穿过内侧壁113，且出砂管121与内侧壁113之间通过密封件密封，且通过轴承转动连接。
内桶12的底部与外桶11的底部均为小端向下的锥面，由此方便再生砂的卸出和污水的汇集。
参照图2，搅拌组件13包括中空的搅拌杆131和相对于搅拌杆131的轴线对称设置在搅拌杆131两侧的扇形叶片132，搅拌杆131的侧壁上设有用于连通搅拌杆131的中空部与外部的开口，搅拌杆131通过进水管3与过滤循环水单元2的排水口连接，进水管3为软管且搅拌杆131与进水管3动密封连接。
继续参照图1至图3，固定架包括四根立柱7，相邻的两根立柱7之间设有下部台架6，第一驱动机构14包括第一电机141、第一主动带轮142、第一从动带轮143和第一皮带144。第一电机141设置在下部台架6上，第一电机141的输出轴上设有第一主动带轮142，出砂管121上设有第一从动带轮143，第一皮带144张紧在第一主动带轮142与第一从动带轮143之间。为了防止再生搅拌过程中，内桶12被待处理的水玻璃砂带动旋转，第一从动带轮143和下部台架6之间通过插销8连接，当不需要内桶12转动时，插上插销8；需要内桶12转动时，拔掉插销8即可。
第二驱动机构15包括第二电机151、第二主动带轮152、第二从动带轮153和第二皮带154。第二电机151设置在上部台架5上，第二电机151的输出轴上设有第二主动带轮152，搅拌杆131上设有第二从动带轮153，第二皮带154张紧在第二主动带轮152与第二从动带轮153之间。
洗砂机1还包括第三驱动机构16，第三驱动机构16也设置在上部台架5上，包括第三电机161和滚珠丝杠升降机，第三电机161通过滚珠丝杠升降机161驱动上部台架5上下移动。具体的，参照图2，在一些实施例中，四根立柱7中的其中一根上端设有螺纹，滚珠丝杠升降机包括蜗轮蜗杆副和滚珠丝杠副，第三电机161通过蜗轮蜗杆副和滚珠丝杠副带动上部台架5上下移动。
在另一些实施例中，四根立柱7的上端均设有螺纹，滚珠丝杠升降机选用中大启力的SJB滚珠丝杠升降机四台联动同步提升平台，其原理与滚珠丝杠升降机相似，具体结构此处不再详述。本申请水玻璃砂再生系统可配合型砂破碎、磁选、输送系统使用。
本申请的实施例还提供了一种水玻璃砂再生方法，包括以下步骤：
S1、启动第三驱动机构16，使上部台架5下移，直至搅拌组件13进入内桶12，然后停止第三驱动机构16，将经破碎、磁选、过筛后的水玻璃砂导入内桶12中，按照砂水比为2:1加入清水，再加入再生试剂。
S2、确保插销8处于插入状态，并启动过滤循环水单元2和第二驱动机构15，第二驱动机构15带动搅拌组件13旋转，开始搅拌再生过程。搅拌再生过程中，内桶12中再生产生的污水携带水中淤泥经过过滤网133流出，在外桶11底部环腔114中汇总，经排水管4流入过滤循环水系统2，污水经过滤循环水系统2除泥后，由过滤循环水系统2中的高压泵泵送，经进水管3流入搅拌杆131，由搅拌杆131两侧的开孔喷出，冲洗再生砂，形成水循环，清除再生砂中泥粉的同时提高再生速度。
S3、待搅拌再生完成后，停止过滤循环水单元2和第二驱动机构15，启动第三驱动机构16，使上部台架5上移，直至搅拌组件13位于内桶12上方，然后拔出插销8，并启动第一驱动机构14，第一驱动机构14带动内桶12旋转，开始脱水过程，此时，污水通过过滤循环水系统2收集，重复使用。
S4、待脱水过程完成后，关闭第一驱动机构14，并打开盖板122，得到含水量5％左右的再生砂。
S5、将潮湿的再生砂晾晒或烘干后即可作为新砂使用。
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
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