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  本专利针对传统洗砂工艺杂质去除效率低的问题，提出一种超声波洗砂装置。通过在圆筒或长方体罐体内设置多组超声波震板，结合水流形成上升通道，利用超声波空化作用剥离硅砂表面微粒杂质，配合锥形出砂口集中排放，实现杂质与清洁砂的高效分离，明显提升硅砂纯度并降低能耗。

  【专利摘要】本实用新型公开了一种超声波洗砂装置，包括罐体、超声波震板、进水管、溢流口、进砂口和出砂口，所述超声波震板固设于所述罐体内部，罐体的底部为锥形结构，该锥形结构的底部其中间位置设有出砂口；所述罐体的底部为夹层结构，夹层的外壁上开设进水管，夹层的内壁上开设出水口，水通过进水管进入夹层内部空间，再通过夹层上的出水口流入罐体内；所述进砂口设于罐体顶端，罐体顶端边沿上设有收集污水的溢流槽。待洗硅砂进入罐体内经超声波震板的作用，硅砂中的泥份与污染物被分离后随上升水流进入溢流槽，清洗后的硅砂沉降至罐体底部，经出砂口排出。应用该超声波洗砂装置，将铸造硅砂含泥量降至0.1%左右，而且能耗也能降低20%～40%。

  [0001]本实用新型涉及洗砂装置【技术领域】，具体涉及一种使硅砂含泥量明显降低的超声波洗砂装置。

  [0002]在我国，铸造行业生产中每年需要的砂芯、砂型至少要几千万吨。其中，硅砂因其价格低、储量丰富而在铸造过程中得到普遍的应用。

  [0003]目前国内外研究已明确了硅砂的以下性能指标对铸造生产有着重要的影响:含泥量、酸耗值、耐火度、灼烧减量、PH值等等。其中含泥量的大小直接影响正常使用铸造硅砂制成的砂芯、砂型的强度。在彳丁业标准(GB/T9442铸造娃砂)中定乂:含泥量 原砂中含有的直径 0.020mm颗粒部分质量分数。并且在标准中明确规定了:擦洗砂含泥量 0.3%，水洗砂含泥量 0.5%。所以，含泥量更低的产品在市场上必然会凭借其优质的性能占据更大市场占有率，同时也会降低铸造厂粘结剂(主要是树脂)的用量，无论从成本角度还是资源利用角度看都是有很大益处的。

  [0004]目前，国内普遍采用的洗砂方式是利用擦洗法，以去除原矿中颗粒直径0.02mm的泥份和砂粒表面一些污染物。主要设备也都集中在单桶擦洗机和多桶擦洗机。各厂也只是通过调整各工序处理顺序、增加擦洗次数和擦洗时间来达到降低硅砂含泥量的目的。

  [0005]主要原理如下:砂浆进入擦洗机，电机带动叶轮在擦洗机中搅拌，使砂粒与砂粒、砂粒与叶轮、砂粒与擦洗机壁之间相互碰撞摩擦，达到洗砂目的。

  [0006]缺点:连续大量生产时，受砂浆浓度、擦洗时间、原矿本身洁净程度影响较大，同时能耗高，设备损耗大。经我们大量试验证明:使用合理的砂浆浓度，增加擦洗时间和次数，虽然能降低硅砂含泥量，但是当含泥量达到0.24%左右时，再继续通过这种办法来提升产品质量，效果甚微。

  [0007]为客服现存技术存在的不足之处，本实用新型提供一种超声波洗砂装置。应用该超声波洗砂装置，将铸造硅砂含泥量降至0.1%左右，而且能耗也能降低20%?40%。

  [0009]一种超声波洗砂装置，包括罐体、超声波震板、进水管、溢流口、进砂口和出砂口，所述超声波震板固设于所述罐体内部，罐体的底部为锥形结构，该锥形结构的底部其中间位置设有出砂口(出砂口处设有控制硅砂排放的插板)；所述罐体的底部为夹层结构，夹层的外壁上开设进水管，夹层的内壁上开设出水口，水通过进水管进入夹层内部空间，再通过夹层上的出水口流入罐体内；所述进砂口设于罐体顶端，罐体顶端边沿上设有收集污水的溢流槽；待洗硅砂从罐体顶端的进砂口进入罐体内部，经其内超声波震板的作用，硅砂中的泥份与污染物被分离后随上升水流进入溢流槽，清洗后的硅砂沉降至罐体底部，经出砂口排出。[0010]所述超声波震板为多个，其在罐体内设置的方式有两种，其一为:超声波震板固设于所述罐体的侧壁上和底部，超声波震板的数量和超声频率按实际的需求选择，频率一般在28-40KHZ ;其二为:多个超声波震板在罐体内由上至下依次排布，每个超声波震板的一端与罐体的侧壁焊接，另一端与罐体的侧壁之间留有空隙，相邻超声波震板之间呈V字型排列(每个超声波震板与罐体焊接的一端高于与罐体侧壁留有空隙的另一端)。

  [0011 ] 当超声波震板为第一种设置方式时，罐体为圆筒状，罐体上部开口作为进砂口，通过分砂器使待洗硅砂从进砂口进入罐体内。所述分砂器包括筒状入砂口和缓冲器，缓冲器为锥状结构，设于筒状入砂口下方，待洗硅砂进入筒状入砂口，然后经锥状缓冲器的外表面缓冲分散流入洗砂罐内并接触超声波震板工作面上。

  [0012]当超声波震板为第二种设置方式时，罐体为长方体状，超声波震板与罐体内壁密封焊接(除与内壁留有空隙的一端)。该种设置方式时，所述进砂口设于罐体内最上端超声波震板的最高处。

  [0014]将超声波应用于洗砂，是利用超声波的空化作用，在液体中的微小气泡在砂粒表面“爆炸”瞬间产生的巨大外力(压强可达几十甚至上百兆帕)，将砂粒表面的泥份和污染物剥离，进而达到洗砂目的。

  [0015]原砂尺寸一般在0.1?0.5mm,而且砂粒表面有许多微小凹坑。利用原始擦洗机方法虽然能够去除大部分泥份和污染物，但是部分对制型、芯有害处的碱性氧化物是在砂粒表面凹坑中，或伴随硅晶体生长的，极难清除掉。这也是将含泥量控制在0.24%左右时，再通过擦洗办法效果不明显的主要原因。

  [0016]而使用超声波来洗砂，就极大程度上解决了这一难点。经过试验证明，应用超声波洗砂，将铸造硅砂含泥量降至0.1%左右，而且能耗也能降低20%?40%。

  [0017]洗砂时，每小时砂浆量约100吨，所以对洗砂设备的解决能力要求较高。虽然超声波清洗机已经在市场上有成熟的产品，用其清洗机械零部件效果良好，但是也有其局限性:溶液不能剧烈翻动，否则超声波的衰减将很严重，影响清理洗涤效果。所以，目前市场上还没有将超声波应用于细物料的连续的、大量的清洗工作。

  [0019]1、洗砂效果更好。产品性能优越，客户铸造厂能节约粘结剂的使用；

  [0026]图中:1_罐体；2_超声波震板；3_溢流口 ；4_进水管；5-夹层；6_出砂口 ；7-进砂口 ；8_分砂器；81-筒状入砂口 ；82_缓冲器；9_插板开关。【具体实施方式】

  [0027]如图1-4所示，本实用新型超声波洗砂装置，包括罐体1、超声波震板2、进水管4、溢流口 3、进砂口 7和出砂口 6，所述超声波震板2固设于所述罐体I内部，罐体I的底部为锥形结构，该锥形结构的底部I其中间位置设有出砂口 6(出砂口 6处设有控制硅砂排放的插板开关9);所述罐体I的底部为夹层结构，夹层5的外壁上开设进水管4，夹层5的内壁上开设出水口，水通过进水管4进入夹层5内部空间，再通过夹层5上的出水口流入罐体I内；所述进砂口 7设于罐体I顶端，罐体I顶端边沿上设有收集污水的溢流口 3 ;待洗硅砂从罐体顶端的进砂口进入罐体内部，经其内超声波震板2的作用，硅砂中的泥份与污染物被分离后随上升水流进入溢流口 3，清洗后的硅砂沉降至罐体底部，经出砂口 6排出。

  [0029]如图1-2所示，本实用新型超声波洗砂装置包含罐体1、超声波震板2、进水管4、溢流口 3、进砂口 7和出砂口 6，所述超声波震板2固设于所述罐体I内部，罐体I的底部为锥形结构，该锥形结构的底部I其中间位置设有出砂口 6(出砂口 6处设有控制硅砂排放的插板开关9);所述罐体I的底部为夹层结构，夹层5的外壁上开设进水管4，夹层5的内壁上开设出水口，水通过进水管4进入夹层5内部空间，再通过夹层5上的出水口流入罐体I内；所述进砂口 7设于罐体I顶端，罐体I顶端边沿上设有收集污水的溢流口 3 ;待洗硅砂从罐体顶端的进砂口进入罐体内部，经其内超声波震板2的作用，硅砂中的泥份与污染物被分离后随上升水流进入溢流口 3，清洗后的硅砂沉降至罐体底部，经出砂口 6排出。

  [0030]所述超声波震板2为多个，超声波震板2固设于所述罐体I的侧壁上和底部，超声波震板2之间间隔约50cm即可，注意震板工作面朝向砂子。超声波震板2的数量和超声频率按实际的需求选择，频率一般在28-40KHZ ;罐体I为圆筒状，罐体上部开口作为进砂口 7，通过分砂器8使待洗硅砂从进砂口 7进入罐体I内。所述分砂器8包括筒状入砂口 81和缓冲器82，缓冲器82为锥状结构，设于筒状入砂口 81下方，待洗硅砂进入筒状入砂口 81，然后经锥状缓冲器82的外表面缓冲分散流入洗砂罐体I内并接触超声波震板2工作面上。

  [0031]罐体底面夹层在罐内侧有均匀分布的出水孔，以保证给夹层注水时圆罐内有平稳上升水流。圆罐上沿有溢流口(本实施例中设置为槽状)，收集污水。圆罐上端中心有缓冲器，确保砂浆平稳进入罐体内。圆罐直径、高度根据处理量而定。

  [0032]连续生产工作时，洗砂罐底部夹层进水，形成平稳上升水流。启动超声波振板。砂浆从洗砂罐上端中心处的缓冲器平稳分散进入到洗砂罐中，砂粒散开后会受到超声波空化作用，受上升水流影响，沉降缓慢以延长超声波作用时间。泥份与污染物被剥离后随上升水流进入溢流槽。清洗后的硅砂沉降致底面，集中至倒锥形出砂口，打开插板开关排出。

  [0034]如图3-4所示，本实用新型超声波洗砂装置，包括罐体1、超声波震板2、进水管4、溢流口 3、进砂口 7和出砂口 6，所述超声波震板2固设于所述罐体I内部，罐体I的底部为锥形结构，该锥形结构的底部I其中间位置设有出砂口 6(出砂口 6处设有控制硅砂排放的插板开关9);所述罐体I的底部为夹层结构，夹层5的外壁上开设进水管4，夹层5的内壁上开设出水口，水通过进水管4进入夹层5内部空间，再通过夹层5上的出水口流入罐体I内；所述进砂口 7设于罐体I顶端，罐体I顶端边沿上设有收集污水的溢流口 3 ;待洗硅砂从罐体顶端的进砂口进入罐体内部，经其内超声波震板2的作用，硅砂中的泥份与污染物被分离后随上升水流进入溢流口 3，清洗后的硅砂沉降至罐体底部，经出砂口 6排出。

  [0035]超声波震板2为多个，多个超声波震板2在罐体I内由上至下依次排布，每个超声波震板2的一端与罐体I的侧壁焊接，另一端与罐体I的侧壁之间留有空隙，相邻超声波震板2之间呈V字型排列(每个超声波震板2与罐体I焊接的一端高于与罐体侧壁留有空隙的另一端)。

  [0036]罐体I为长方体状，罐高度根据处理量而定，截面尺寸视超声波振板尺寸而定。超声波震板2与罐体I内壁密封焊接(除与内壁留有空隙的一端)。该种设置方式时，所述进砂口 7设于罐体内最上端超声波震板2的最高处。

  [0037]将超声波振板焊接在洗砂罐内，使罐内形成“之”字行宫腔通道，超声波工作面斜向上。注意:焊接时要保证超声波振板与洗砂罐接触严密，确保砂浆只能从“之”字形通道通过；超声波振板之间要留有一定高度，防止上升水流形成紊流，使超声效果衰减；超声波振板注意角度，保证砂浆能顺利流下。

  [0038]工作时，先打开底部进水管，在洗砂罐内形成平稳上升水流。启动超声波振板后，开始加砂，一定浓度的砂浆从洗砂罐上端进入，砂粒在水中下流的过程中会受到超声波空化作用，受上升水流影响，沉降缓慢以延长超声波作用时间。泥份与污染物被剥离后随上升水流进入溢流槽。清洗后的硅砂沉降致底面，集中至倒金字塔形出砂口，打开插板开关排出。

  [0039]将超声波清洗技术应用于铸造硅砂的生产中，是对国内几十年的洗砂工艺的新突破。将极大的提升铸造硅砂质量，为铸造节约世界资源；同时，也是为超声波清洗技术的应用提供了新的思路和方法。

  1.一种超声波洗砂装置，其特征是:该洗砂装置包含罐体、超声波震板、进水管、溢流口、进砂口和出砂口，所述超声波震板固设于所述罐体内部,罐体的底部为锥形结构，该锥形结构的底部其中间位置设有出砂口 ；所述罐体的底部为夹层结构，夹层的外壁上开设进水管，夹层的内壁上开设出水口，水通过进水管进入夹层内部空间，再通过夹层上的出水口流入罐体内；所述进砂口设于罐体顶端，罐体顶端边沿上设有收集污水的溢流槽；待洗硅砂从罐体顶端的进砂口进入罐体内部，经其内超声波震板的作用，硅砂中的泥份与污染物被分离后随上升水流进入溢流槽，清洗后的硅砂沉降至罐体底部，经出砂口排出。

  2.根据权利要求1所述的超声波洗砂装置，其特征是:所述罐体为圆筒状，所述超声波震板为多个，超声波震板固设于所述罐体的侧壁上和底部，超声波震板的数量按实际的需求选择。

  3.根据权利要求1所述的超声波洗砂装置，其特征是:所述罐体为长方体状，所述超声波震板为多个，多个超声波震板在罐体内由上至下依次排布；每个超声波震板的一端与罐体的侧壁焊接，另一端与罐体的侧壁之间留有空隙，相邻超声波震板之间呈V字型排列。

  4.根据权利要求2所述的超声波洗砂装置，其特征是:所述罐体上部开口作为进砂口，通过分砂器使待洗硅砂从进砂口进入罐体内。

  5.根据权利要求4所述的超声波洗砂装置，其特征是:所述分砂器包括筒状入砂口和缓冲器，缓冲器为锥状结构，设于筒状入砂口下方，待洗硅砂进入筒状入砂口，然后经锥状缓冲器的外表面缓冲分散流入洗砂罐内并接触超声波震板工作面上。

  6.根据权利要求3所述的超声波洗砂装置，其特征是:所述超声波震板与罐体内壁密封焊接。

  7.根据权利要求3所述的超声波洗砂装置，其特征是:所述进砂口设于罐体内最上端超声波震板的最高处。

  8.根据权利要求1所述的超声波洗砂装置，其特征是:所述出砂口处设有控制硅砂排放的插板。

  【发明者】李家波, 邓宇辉, 张云鑫 申请人:彰武县联信铸造硅砂有限公司

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