DE2727794A1

DE2727794A1 - Verfahren und einrichtung zum katalytischen aushaerten von kunstharzgebundenen sandformkoerpern

Info

Publication number: DE2727794A1
Application number: DE19772727794
Authority: DE
Inventors: Kurt Espelmann; Egbert Dr Ing Paul; Friedemann Dipl Ing Poepel
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1977-06-21
Filing date: 1977-06-21
Publication date: 1979-01-18

Description

Verfahren und Einrichtung zum katalytischen Aushärten von
kunstharzgebundenen Sandformkörpern (Zusatz zu Patent 2 350 588) Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum katalytischen Aushärten von kunstharzgebundenen Sandformkörpern nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere nach Patent 2 55o 588.
Im vorveröffentlichten Hauptpatent wird die Lehre erteilt, das Katalysator/Trägergas-Gemisch in einem geschlossenen Kreislauf bei der Aushärtung zu führen, den Katalysator aus dem Gemisch zu isolieren, ihn zu reinigen und dem Kreislauf wider zuzuführen. Es sei hier daran erinnert, daß der meistverwendete Katalysator ein bei Raumtemperatur flüssiges, leichtflüchtigkeits Amin, z. B. Triäthylamin ist, welches auch in sehr starker Verdünnung übel riecht, giftig und leichtexpiosiv ist. Bei der geschlossenen Kreislaufführung muß also sehr gut darauf geachtet werden, daß keine Katalysatordämpfe im Bereich der Formmaschine ins Freie treten können. Dies schafft gewisse Dichtungaproblemo an dem Formkasten, der zum Zwecke der Entnahme der fertigen Sandform entlang einer laufenden Teilungsfuge quergeteilt sein muß. Der fertig angemischte lose Formsand wird normalerweise mittels Druckluft schußartig in die geschlossene Form eingefüllt. Bei guter Abdichtung der Form an den Teilungsfugen kommt es zu einem Luftstau, der eine konturenscharfe Ausfüllung der Form mit Formsand behindert. Außerdem baut sich im Innern der Form ein sehr hoher Luftdruck auf, der aufgrund der großen Flüchen des Formkastens zu sehr hohen Kräften führt. Eine nach außen hin gut abgedichtete Form war daher nicht nur wegen der Abdichtung relativ kompliziert, sondern wegen der aufzufangenden hohen Druckkräfte auch sehr schwer und dementsprechend teuer.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verfahrensweise anzugeben, die es erlaubt, mit einfacheren und leichteren Formen auszukommen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Die drei wesentlichen erfindungsgemäßen Merkmale, nämlich Luft als Trägergas, Anwendung von Vakuum zum Durchsaugen des Katalysators und Konzentrationskontrolle des Katalysators im Gemisch, wirken eng zusammen. Dank der Verwendung von Vakuum zum Hindurch saugen des Katalysators braucht die Form nicht mehr sorgfältig abgedichtet zu werden, da an Undichtigkeitsstellen Katalysator nicht mehr ins Freie treten kann, sondern im Gegenteil an diesen Stellen Gas von außen eingeechnüffelt wird. Dank der Verwendung von Luft als Trägergas ist dieses Lufteinschnüffeln in das System ohne weiteres verträglich.
Da aber Katalysator mit Luft ein explosives Gemisch bildet, muß aufgrund einer entsprechenden Überwachung die Konzentration auf unkritische Werte außerhalb des Explosionsbereiches gehalten werden.
Es war gelungen, Analysegeräte zu entwickeln, die eine Konzentrationsmessung von katalytisch wirkenden Aminen in Sauerstoff bzw. in Luft auf zuverlässige Weise erlauben.
Zweckmäßigerweise wird man diese Geräte derart ausbilden und an der Meßstelle anordnen, daß sie eine hohe Ausfallsicherheit bieten, weil von der Zuverlässigkeit der Konzentrationsmessung die Betriebssicherheit der Anlage im Hinblick auf Explosionsgefahr abhängt. Zweckmäßigerweise wird man eine parallele Mehrfachanordnung von sensitiven Elementen an einer Meßstelle vorsehen und ständig einen Vergleich der Meßergebnisse der verschiedenen sensitiven Elemente durchführen. Bei Abweichung des Meßergebnisses eines der sensitiven Elemente von den Ergebnissen der übrigen Elemente wird eine Selbstüberwachungseinrichtung nach außen hin ein Signal geben zur Kontrolle bzw. zur Wartung der Meßanordnung. Auch ständig wiederholte Kontrollmessungen an einem Eichgemisch sind denkbar.
Durch geeignete gegenseitige Bemessung der Saugzeit im Vergleich zur Begasungszeit kann ein Austritt von Katalysator trotz undichten Form mit Sicherheit vermieden werden. Aufgrund einer längeren Bemessung der Saugleit auch über die Zeit des öffnens der Form hinaus kann der Sandformkörper mit Luft durchspült werden, so daß er auch nach Entnahme aus der Form keinen Katalysator mehr ausdünsten kann.
Die erforderliche Katalysatormenge hängt von der Größe des Sandformkörpers und von der darin enthaltenen Art und Menge des Kunstharzes ab. Da der Arbeitskreislauf mit definierter Katalysatorkonzentration betrieben wird, kann die Katalysatormenge durch eine entsprechende Begasungszeit eingestellt werden. Dies eröffnet die Möglichkeit, einen Arbeitskreislauf für die Katalysatoraufbereitung zentral für mehrere Kernschießmaschinen vorzusehen; es braucht nicht mehr Jeder einzelnen Kernschießmaschine eine gesonderte Dosiereinrichtung zugeordnet zu werden.
Sollte aus irgendeinem Grunde die Konzentration des Katalysators ii Hinblick auf die Explosionsgefahr in kritische Konzentrationswerte hinein anwachsen, so können durch die Konzentrationsüberwachung selbsttätig Maßnahmen eingeleitet werden, die die Konzentration wieder auf unkritische Werte absenken. Als Notmaßnahmen kommen zunächst ein Alarmsignal an die Bedienungsmannschaft oder ein Blockieren des Arbeitekreislaufes unmittelbar hinter der Form und ein Abblasen des Gemisches ins Freie in Frage. Zum Herabdrücken der Konzentration im Arbeitskreislauf kann Verdünnungsluft in diesen eingesaugt werden und/oder es kann Katalysator chemisch in eine unschädliche Form umgewandelt werden, z. B. durch Karbonisieren des Katalysators mittels Kohlendioxid und Wasser.
Bei den einzuhaltenden geringen Konzentrationen genügt als ausreichende Zufuhr von Wasser die Jederzeit vorhandene natürliche Luftfeuchtigkeit in der Umgebung. Aus dem Karbonat kann der Katalysator durch eine stärkere Lauge, z. B. Natronlaqe, wider freigesetzt werden. Durch die chemische Bindung und Ausscheidung von Katalysator aus dem Gemisch wird der Reinigungskreislauf teilweise entlastet. Die Isolierung des Katalysators aus dem Gemisch kann auch vollständig auf chemischem Wege erfolgen, eo daß eine physikalische Isolierung des Katalysators ganz entbehrlich werden kann. Dieser Gedanke ist insofern auch losgelöst von der vorliegenden Erfindung oder von der nach dem Hauptpatent anwendbar, als er auch bei inerten Trägergasen bzw. auch ganz ohne physikalische Kondensation des Katalysators aus dem Gemisch anwendbar ist.
Zur Entlastung des Arbeitskreislaufes von unnötigem Schmutz und Feuchtigkeit wird die Schußluft während des Füllens der Form vorzugsweise ins Freie verblasen.
Die Reaktionsgeschwindigkeiten bei der katalytischen Aushärtung und bei dem Ausfällen von Katalysator im Gefahrenfalle können dadurch beschleunigt werden, daß das Katalysator/Luft-Gemisch zulaufseitig zur Form angewärmt wird. Diese Anwärmung kann durch Ausnützen der Kompressionswärme des Verdichters bewirkt werden. Eine gleichbleibend hohe Temperatur kann durch Zumischen von kalter Luft aus einer Stelle hinter der Kältefalle aufrechterhalten werden.
Zur Ausübung des Verfahrena geht die Erfindung von einer aus dem Hauptpatent bekannten Einrichtung zum katalytischen Aushärten von kunstharzgebundenen Sandformen aus, wie sie im Oberbegriff von Anspruch 20 näher bezeichnet ist.
In apparativer Hinsicht liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung derart auszugestalten, daß trotz Anwendung des Rücklaufprinzipes für den Katalysator und trotz strikter Vermeidung von Katalysatoraustritt an irgendeiner Stelle, insbesondere an der Form selber, der Formkasten in leichterer luftdurchlässtger Bauweise erstellt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 20 gelöst.
Die dort genannten Kombinationsmerkmale wirken im Sinne der Erfindung in der Weise zusammen, daß das Katalysatorgemisch durch den Sandformkörper hindurchgesaugt wird, daß Luft zur Verhinderung eines Katalysatoraustritts und zum Spülen des Sandformkörpers von auDen durch Formundichtigkeiten hindurch in den Kreislauf eingesaugt werden und daß ein Anwachsen der Konzentration von Katalysator über eine kritische Schwelle hinaus vermieden wird.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend noch kurz erläutert.
Die Figur zeigt ein Verfahrensschema als Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung nach der Erfindung und zur Ausübung eines beispielmäßigen Verfahrens nach der Erfindung.
In einem Reinigungskreislauf 13 sind - beginnend auf der Niederdruckseite der Haupt- oder Vorlaufleitung 6 - ein Niederdruckbehälter 1, ein Verdichter 2, ein Wärmetauscher 3 mit Kälteaggregat 4 und ein Hochdruckbehälter 5 angeordnet. Beide Behälter sind über eine Rücklaufleitung 7 verbunden* in der ein Entspannungsventil 8 angeordnet ist, welches von einem Niederdruckwächter 9 ansteuerbar ist. Am Hochdruckbehälter 5 ist ein Überdruckventil 11 angeordnet, welches von dem Hochdruckwächter 1o ansteuerbar ist. Das Kälteaggregat ist mit dem Wärmetauscher 3 über ein Ventil v-rbunden, welches über einen Temperaturvächter 12 ansteuerbar ist und über welchen eine etwa gleichbleibende niedrige Temperatur an der Hochdruckseite des Kreislaufes aufrechterhalten werden kann Das Überdruckventil 11 und der Hochdruckwächter 10 haben die Aufgabe das Druckniveau an der Hochdruckseite auf eine für den Verfahrensablauf optimale Höhe zu halten und um überschüssiges Trägergas, welches laufend an den Formkästen eingeschnüffelt wird, ins Freie zu entlassen. Auf der Niederdruckseite wird das Druckniveau mittels des Vontiles 8 und des Niederdruckwächters 9 konstant gehalten. Die Druckhöhe auf der Niederdruckseite liegt weit unterhalb des Umgebungsluftdruckes, so daß von der Niederdruckseite des Kreislaufes 13 aus eine Saugarbeit geleistet werden kann.
Die Wirkungsweise der Reinigungskreislaufes ist bereits im Hauptpatent beschrieben; sie sei hier kurz noch einmal wiederholt: In dem im Reinigungskreislauf zirkulierenden Gemisch von im wesentlichen Luft und Katalysator befindet sich die Katalysatorkomponente des Gemisches in der Nähe ihres Verdampfungspunktes. An den kalten Oberflächen des Wärmetauschers 3 kommt es zur Taupunktunterschreitung bezüglich der Katalysatorkomponente des Gemisches; der Katalysator kondensiert und scheidet sich in flüssiger Form ab und gelangt in den Hochdruckbehälter 3. Aufgrund der Entspannung des verdichteten und an Katalysator verarmten Gemisches an dem Ventil 8 kommt es durch Ausnutzung des bekannten Joule-Thomson-Effektes zu einer weiteren Abkühlung des Gemisches. Aufgrund einer serartigen Kreislaufführung wird ständig die Katalysatorkomponente des Gemisches an der Kältefalle in flüssiger rorn ausgeschieden. Es wird das durch die Kältefalle und durch den Joule-Thomson-Effekt abgekühlte Gemisch aufgrund der weitgehend adiabatischen Kompression wieder erwärmt - diese Kompressionswärme wird im Arbeitskreislauf ausgenützt- An den Reinigungskreislauf 13 ist ein Arbeitskreislauf 26 angeschlossen. Ihn die erwähnte Konpressionswärme des Gerisches für den Arbeitskreislauf ausnützen zu können, ist der Arbeitskreislauf unmittelbar hinter dem Verdichter 2 mit seiner Abzweigleitung 20 angeschlossen. Die Kompressionswärme kommt dem Arbeitskreislauf in mehrfacher Hinsicht zugute. Zum einen kann der vorvernebelte Katalysator dadurch vollends vergast und im Gemisch homogenisiert werden, zum anderen kann die katalytische Aushärtung durch eine derartige Temperaturanhebung beschleunigt werden, schließlich kann im Gefahrenfalle die Karbonisierung des Katalysators mittels Kohlendioxid und Wasser ebenfalls beschleunigt werden.
Im Arbeitskreislauf 26 sind außer dem Verdichter 2 und dem Niederdruckbehälter 1 eine Mischkammer 21, mehrere Kernschießmaschinen 22a, b mit Jeweils einem Formkasten 23a, b und in der Rücklaufleitung 24 ein Staubfilter 25 angeordnet.
Zur Ablaufsteuerung des Verfahrens sind im oder am Arbeitskreislauf noch folgende Einzelheiten vorgesehen; In der Abzweigleitung 20 ist eine Einspeisung von Kaltluft über das Temperatursteuerventil 14 aus der rückgekühlten Hochdruckseite des Reinigungskreislaufes vorgesehen; mittels des an der Einspeisstelle angeordneten Temperaturwächters kann gezielt Kaltluft in den Arbeitskreislauf 26 eingespeist werden, um eine definierte gleichbleibend hohe Temperatur in Vorlauf des Arbeitskreislaufes zu bekonmen.
Vor der Mischkammer ist ein Dosierventil 28 für Katalysatornebel vorgesehen, der von dem Katalysatorbehälter 43 zugeder Katalysator führt werden kann, in dem /mittels trockenem und sich in dieser Form inert verhaltendem über das Vernebelungsventil 44 aus dem Vorratabehälter 38 eingeblasenen Kohlendioxidgas vornebelt werden kann. In Strönungsrichtung hinter der Mischkamner ist ein Analysegerät 27 angeordnet. Mit Hilfe dieses Analysegerätes kann die Konzentration an Katalysator innerhalb des Gemisches festgestellt und über Ans teuerung des Dosierventiles 28 und des Vernebelungsventiles 44 auf einen gleichbleibend hohen unkritischen Wert gehalten werden. Parallel zur Mischkammer sowie zu der Dosierstelle und zur Analysenstelle ist eine Zirkulationspumpe 29 angeordnet, die für einen ständigen Durchlauf von Gemisch innerhalb der Dosier-, Misch- und Analysestrecke sorgt, auch wenn innerhalb der Abzweigleitung 20 das Gemisch momentan stagnieren sollte. Aufgrund dieser erzwungenen Förderung können Überdosierungen an Katalysator vermieden werden.
Durch das Zumischen von Katalysatornebel in den Arbeitskreislauf werden mitgetragene Restwassermengen aufgrund von Karbonisierung des Katalysators chemisch gebunden und auf diese Weise das Gemisch des Arbeitskreislaufes getrocknet. Der karionisierte Katalysator ist im Hinblick auf Explosionsgefahr unschädlich; er wird an der Analysestelle auch gar nicht registriert. Ausgangs der Mischstelle liegt innerhalb der Abzweigleitung 20 ein stets gleichbleibend stark mit Katalysator angereichertes trockenes hinsichtlich Explosionsgefahr unkritisches Gemisch vor, welches über eine Ringleitung ehreren Kernschießmaschinen zur Verarbeitung zugeführt werden kann.
Innerhalb einer Jeden der Kernschießmaschinen 22a, b ist ein Formkasten 23a, b angeordnet, der über eine Teilungsfuge 19 geöffnet werden kann. Der Formkasten ist in leichter Bauweise mit nichtabgedichteter Teilungsfuge ausgeführt, so daß Umgebungsluft an der Teilungsfuge 19 angesaugt werden kann (Strömungspfeil 39). Vor Jedem Formkasten ist ein Zulaufventil 30 und hinter ihm ein Ablaufventil 31 angeordnet. Beide Ventile sind über eine Zoitsteuereinrichtung 32 zeitlich gesondert ansteuerbar. Die Öffnungszeiten für die Ventile können so einJustiert werden, daß zwar beide Ventile etwa annähernd gleichzeitig öffnen - u. U. kann sogar ein früheres Öffnen des Ablaufventiles zur Evakuierung der Form günstiger sein - daß aber auf Jeden Fall das Ablaufventil wesentlich später schließt als das Zulaufventil, um den Sandformkörper von darin enthaltenem Luft/Katalysator-Gemisch durch Einsaugen von Umgebungsluft spülen zu können. Die Zeitsteuereinheit 32 für die Ventile kann von der Steuereinheit 34 der ganzen Kernschießmaschine angesteuert werden.
Zwischen dem Formkasten und dem Ablaufventil 31 zweigt ein Abblaseventil 33 ab, welches ebenfalls von der Steuereinheit 34 der Kernschießmaschine ansteuerbar ist. Dieses Ventil wird während des schußartigen Befüllens des Formkastens mit Formsand kurzzeitig geöffnet, um die Sohußluft und mit ihr eingeschleppte Verunreinigungen ins freie abblasen zu können und vom Arbeitskreislauf fernhalten zu können, was zulässig ist, weil diese Luft katalysatorfrei ist.
Alle Kernschießmaschinen sind an eine Rücklaufleitung 24 innerhalb des Arbeitskreislaufes 26 angeschlossen. In dieser Rücklaufleitung befindet sich ein weiteres Analysegerät 35, welches die Katalysatorkonzentration im Rücklauf des Arbeitskreislaufes überwacht und mittels konzentrationsvermindernder Maßnahmen innerhalb eines unkritischen Bereiches hält. Bei kritisch werdender Konzentration kann über die Signaleinrichtung 40 nach außen hin ein akustisches oder ein optisches Signal zur Warnung der Bedienungsmannschaft gegeben werden. Ferner kann über das Karbonisierungsventil 36, welches in die Rücklaufleitung 24 einmündet, Kohlendioxid in den Rücklauf eingespeist werden. Das zunächst trockene Gemisch innerhalb des Arbeitskreislaufes hat sich an den Kernschießmaschinen durch Sandfeuchtigkeit und durch Luftfeuchtigkeit aus der Spülluft mit Wasser angereichert. Diese Feuchtigkeit und das hinzutretende Kohlendioxid bewirken eine Karbonisierung wenigstens eines Teiles des Katalysators, so daß die Konzentration auf unkritische Werte herabgemindert werden kann. Durch das Analysegerät 33 kann ferner eine Steuereinheit 37 angesteuert werden, die ihrerseits die Ablaufventile 31 ungeachtet etwaiger anderweitiger Öffnungsimpulse ständig blockiert und die Abblaseventile taktweise entsprechend der Spülzeit oder auch ständig offen hält, so daß Arbeitsgemisch nicht mehr in den Rücklauf 24 des Arbeitskreislaufes gelangen kann, sondern - in der vorliegenden drohenden Gefahrensituation - ins Freie verblasen wird. Die entsprechenden Leitungen dieser Abblasseventile sind vorzugsweise bis über das Hallendach unmittelbar ins Freie g.-führt, we das austretende Gemisch sich mit der Umgebungsluft auf unkritische Konzentrationswerte verdünnen kann.
Vor Eintritt des Arbeitskreisrücklaufes in den Niederdruckbehalter 1 ist noch ein Drucksteuerventil 48 angeordnet, mit den das Druckniveau innerhalb der Rücklaufleitung 24 über den Wiederdruckwächter 49 angesteuert werden kann.
Die Wirkungsweise des Arbeitskreislaufes 26 ist nun kurz folgende: In der Abzweigleitung 20 steht Gemisch in trockenem Zustand und mit gleichbleibend hoher unkritischer Konzentration und in einen oberhalb des Atmosphärendruckes liegenden Druck an. In der Rücklaufleitung 24 herrscht stets ein unterhalb des Atmosphärendruckes liegender Unterdruck vor. Bei einem Kernschuß innerhalb einer Kernschießmaschine werden die drei Ventile 30, 31 und 33 durch die Steuereinheit 34 und die Zeitsteuereinheit 32 angesteuert. Die Schußluft wird über das zunächst kurzzeitig geöffnete Abblaseventil 33 ins Freie verblasen. Nachdem die Form gefüllt ist, werden etwa gleichzeitig die beiden Ventile 30 und 31 geöffnet, wobei das Abblaseventil 33 geschlossen ist. Nach einer für das Aushärten des Sandformkörpers ausreichenden Zeit, in der genügend Katalysator zuströmen konnte, wird das Zulaufventil 30 geschlossen, wohingegen das Ablaufventil noch geöffnet gehalten wird Aufgrund des in der Rücklaufleitung 24 anstehenden Unterdruckes wird nun über Formunsichtigkeiten Umgebungsluft in den Formkasten ein-und durch den Sandfornkörper hindurchgesaugt und dabei der Sandfornkörper von anhaftenden Katalysatorgemisch freigespült. Das abgesaugte mit Spülluft verdünnte und aufgrund des Hinzutretens von Luftfeuchtigkeit hinsichtlich des Katalysatoranteiles teilweise karbonisierten Gemisches gelangt aufgrund des Druckgefälles über die Rücklaufleitung und durch den Staubfilter 23 in den Niederdruckbehälter 1 und somit in den Reinigungskreislauf 13 zurück. An dem Staubfilter 23 kann mitgenommene Staubfracht aus dem Gemisch abgeschieden werden.
Beim Eintritt des verbrauchten Arbeitsgemisches in den Reinigungskreislauf vermischt sich dieses mit dem Gemisoh des Reinigungskreislaufes. Die stündlichen Umlaufmengen im Reinigungskreislauf sind größer als die entsprechenden Umlaufmengen im Arbeitskreislauf; außerdem sind - zumindest auf der Niederdruckseite - die Konzentrationen an Katalysator im Reinigungskreislauf wesentlich niedriger als im Arbeitkreislauf. Dank dieser Mengen- und Konzentrationsverhältnisse kommt es durch die Einspeisung des verbrauchten Arbeitsgemisches in den Reinigungskreislauf lediglich zu einer geringen Anhebung der Schmutz- und Katalysatorkonzentration im Reinigungskreislauf; insgesamt liegt aber im Beh@rrungszustand nach der Einspeisung des Arbeitsgemisches im Reinigungskreislauf gleichwohl eine relativ saubere und hinsichtlich Katalysator und Schmutz konzentrationsschwache Luft vor, die - unmittelbar nach der Verdichtung - wieder in den Arbeitskreislauf als Trägergas zurückgeführt werden kann. Da die Konzentration an Katalysator im Reinigungskreislauf wegen des laufenden Katalysatorentzuges - wie gesagt - wesentlich geringer ist als im Arbeitskreislauf, genügt es auch, die Katalysatorkonzentration in der Anlage lediglich im Arbeitskreislauf* d. h., dort wo die höheren Konzentrationen auftreten, zu überwachen. Solange dort die Konzentrationen unkritisch sind, sind sie es auf Jeden Fall auch im Reinigungskreislauf. Auch die in den Kreisläufen zirkulierende Feuchtigkeit ist wegen des ständigen Austrag@ an konsideriertem Wasser im Reinigungskreislauf geringer als im Arbeitskreislauf und liegt in beiden Kreisläufen im Beharrungszustand selbsttätig bei zulässigen und ohne weiteres beherrschbaren Werten.
Im Gefahrenfalle, d. h. bei einem kritischen Anwachsen der Katalysatorkonzentration an der Analysestelle 35 kann über das Karbonisierungsventil 36 Kohlendioxidgas aus dem Behälter 38 in die Rücklaufleitung eingespeist werden, so daß der Katalysator in ein weitgehend unschädliches Karbonat umgewandelt und die Konzentration an Katalysator herabgedrUckt werden kann. Sollte die im Gemisch in der Rücklaufleitung 24 enthaltene Feuchtigkeit zur Karbinisierung nicht ausreichen, so kann in der Zulaufleitung 5o eine Anfeuchtung 51 des zugeführten Kohlendioxidgasses vorgesehen sein.
Neben dem Reinigungskreislauf 13 für Gemisch und dem Arbeitskreislauf 26 ist in dem Verfahrensablauf noch ein weiterer Kreislauf zum Reinigen des Katalysators vorgesehen.
Diese Reinigung erfolgt auf destillative Weise in der De-Destillationskolonne 41, die an den Hochdruckbehälter 5 angeschlossen ist. Zur Freisetzung des Katalysators aus dem Karbonat - dieses wird ebenfalls im Reinigungskreislauf 13 ausgeschieden, sammelt sich im Hochdruckbehälter 5 und gelangt in die Destillationskolonne 41 - wird in die Reinigungsvorlage eine stärkere Lauge als das Karbonat, nämlich im Beispiel Natronlauge, aus dem Behälter 45 über die Dosierpumpe 46 zugeführt. Die Laugenzufuhr kann mittels der Alkalitätsmessung 47 gezielt dosiert werden. Die Natronlauge setzt aus dem Karbonat den Katalysator in Freiheit und bildet selber ein Karbonat (Natriumbikarbonat), welches auf einem der Destillationsböden der Kolonne 41 abgezogen werden kann Auf einem anderen Zwischenboden kann gereinigter Katalysator abgezogen und über ein Rückförderpumpe in den unter Druck stehenden Katalysatorbehälter 43 gefördert werden. In der Kolonne selber besteht die darin enthaltene Atosphäre aus den Dämpfen des aus dem Behälter 5 abgezogenen Flüssigkeitsgemisches und enthält keine Luft, so daß auch hier die Gefahr, daß ein explosives Gasgemisch entsteht, nicht vorhanden ist. L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche 1. Verfahren zum Aushärten von Sandformkörpern, insbesondere Gießkernen, aus kunstharzgebundenem Sand mittels gasförmigem oder dampfförmigen Katalysator, der einem Trägergas zugegeben wird, wonach das Katalysator/Trägergas-Gemisch durch die den losen Sandformkörper nthaltende Form hindurchgefördert, das aus der Form entweichende Gasgemisch möglichst vollständig aufgefang.n und zur Wioderverw.ndung des enthaltenen Katalysators im Kreislauf rezirkuliert wird, wobei der Katalysator aus dem Gemisch isoliert, gereinigt und wiederverwendet wird, insbesondere nach Patent 2 550 588, d a d u r c h e e k e n n z e i c h n e t , daß als Trägergas Umgebungsluft verwendet, die Konzentration an Katalysator im Gemisch innerhalb des Kreislaufes (26) an wenigstens einer Stelle laufend überwacht und unterhalb eines für Explosionsgefahr kritischen Konzentrationswertes gehalten wird und daß das Katalysator/Luft-Gemisch durch den Sandformkörper hindurchgesaugt wird 2. Vorfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g k n n -z e i c h n e t , daß die Saugzeitlänger bemessen ist als die Zulaufzeit von Gemisch - Begasung - und wobei während der reinen Saugzeit - Spülen - Umgebungsluft (39) über Formundichtigkeiten (19) durch den Sandformkörper hindurch in den Kreislauf (26) eingesaugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß in einen durch die Form (23a, b) hindurchgeführten Kreislauf - Arbeitskreislauf (26) - Katalysator kontinuierlich zudosiert wird, derart, daß im Arbeitskreislauf (26) zumindest an der Zumischstelle (21) unterbrechungsfrei ständig ein Katalysator/Luft-Gemisch definierter unkritischer Konzentration ansteht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß bei Überschreiten eines kritischen Konzentrationsschwellwertes das aus der Form (23+, b) austretende Katalysator/Luft-Gemisch ins Freie verblasen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei Überschreiten eines kritischen Konzentrationsschwellwertes zusätzlich Luft in den Kreislauf (26) eingesaugt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Einsaugen von zusätzlicher Luft wenigstens teilweise durch Ausdehnen der Spülzeit bewirkt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigstens nach dem Begasern1 vorzugsweise kurzzeitig auch vorherder Sandformkörper gespült bzw. leicht evakuiert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Spülen zeitlich bis über das Öffon der Form (23a, b) aufrechterhalten wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Katalysator - vorzugsweise reversibel - chemisch gebunden wird.

lo. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß Katalysator mittels Kohlendioxid si und Wasser karboni/ert und in dieser Form ausgefällt wird.

11. Vorfahron nach Anspruch to, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Wasser die in der beim Spülen angesaugten Umgebungsluft enthaltene Luftfeuchtigkeit verwendet wird.

12. Verfahren nach Anspruch lo oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Katalysator aus dem Karbonat mittels einer stärkeren Lauge, z. B. Natronlauge, wieder freigesetzt, der freigesetzte Katalysator gereinigt, vorzugsweise destillativ gereinigt und wiederverwendet wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h e e k e n n z e i c h n e t , daß der gesamte Katalysator zu Reinigungszwecken aus dem Katalysator/Luft-Gemisch reversibel chemisch gebunden, durch chemische Freisetzung isoliert, gereinigt und wiederverwendet wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das im Arbeitskreislauf (26) zirkulierte Katalysator/Luft-Gemisch vor der Zugabe von Katalysator getrocknet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Trocknen durch Zumischen eines Katalysator/Luft-Gemisches geringerer Konzentration mit trockener Luft und gereinigtem Katalysator aus einem Reinigungskreislauf (13) in den Arbeitskreislauf (26) erfolgt.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Form (23a, b) während des schußartigen FUllens mit Formsand ins Freie entlüftet wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Temperatur im Arbeitskreislauf (26) gegenüber Umgebungstemperatur angehoben wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Temperaturerhöhung durch Kompression der Luft bewirkt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Temperatur durch Zumischen von kalter Luft, vorzugsweise von durch eine Kltfalle (3) im Reinigungskreislauf (13) gelaufener Zirkulationsluft, auf einen bestimmten Vert eingesteuert wird 20. Einrichtung zum Aushärten von Sandformkörpern, insbesondere von Gießkernen aus kunstharzgebundenem Sand mittels gasförmigem oder dampfförmigem Katalysator, mit einem durch eine den Sandformkörper enthaltende geschlossene Form hindurchgeführten Arbeitskreislauf, ferner mit einem kontinuierlich arbeitenden Reinigungskreislauf für Xatalysator/Trägergas-Gemisch, welcher Reinigungskreislauf aus einem Niederdruckbehälter, einem Verdichter, einem vorzugsweise als Kältefalle ausgebildeten Katalysatorabscheider, einem Hochdruckbehälter und einem Drossel- oder Entspannungsventil od.dgl. zwischen den Druckbehältern gebildet ist, welche beiden Kreisläufe in der Weise miteinander vermascht sind, daß wenigstens der Verdichter und der Niederdruckbehälter beiden Kreisläufen gemeinsam ist, insbesondere nach Patent 2 55o 388, zur AusUbung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 19, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h die Kombination folgender Merkmale: a) der Reinigungskreislauf (13), insbesondere der Verdichter (2) und das Entspannungsventil (8) sind derart ausgelegt, daß der Druck auf der Niederdruckseite (1) unterhalb dos Atmosphärendruckes liegt; b) innerhalb des Arbeitskreislaufes (26) ist sowohl zulaufseitig als auch ablaufseitig bezüglich der Form (23a, b) Je ein gesondert steuerbares Ventil (30 und 31) od. dgl. angeordnet; c) die Form (23a, b) ist derart ausgebildet, daß sie auch im geschlossenen Zustand wenigstens an der Teilungsfuge (19) durchlässig für Umgebungsluft (39) ist; d) die Ventile od. dgl. (30 und 31) stehen mit einer Zeitsteuereinrichtung (32) in Wirkverbindung, derart, daß das ablaufseitige Ventil (31) bei Jedem Aushärtevorgang zeitlich länger eingeschaltet ist als das zulaufseitige (30); e) an wenigstens einer Stelle des Arbeitskreislaufes (26) ist ein Gerät (33) zur laufenden Konzentrationsmessung von Katalysator im Gemisch angeordnet; f) das Konzentrationsmeßgerät (33) steht mit einem Steuergerät (37) derart in Wirkverbindung, daß bei Annäherung der Ist-Konzentration an einen eingestellten hinsichtlich Explosionsgefahr kritischen Konzentrationswert (Kritisch-Verden der Konzentration) selbsttätig konzentrationsvermindernde Maßnahmen eingeleitet w@rden.

21. Einrichtung nach Anspruch 20, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß im Arbeitskreislauf (26) ablaufseitig bezüglich der Form (23a, b) ein steuerbares Einspeieventil (36), welches mit einem Behälter (38) für mit dem Katalysator wenigstens bedingt chemisch reagierenden Mittel insbesondere für Kohlendioxid verbunden ist, angeordnet ist, welches von dem Konzentrations-Steuergerät (33) ansteuerbar ist und beim Kritischwerden der Konzentration geöffnet wird.

22. Einrichtung nach Anspruch 20 oder 21, d a d u r c h g e k o n n z e i c h n e t , daß am Arbeitskreislauf (26) ablaufseitig bezüglich der Form (23a, b) noch vor dem ablaufseitigen Gemischventil (31) ein ins Freie mündendes steuerbares Abblaseventil (33) angeordnet ist, welches von der Konzentrationssteuereinrichtung (35, 37) ansteuerbar ist und beim Kritischwerden der Konzentration taktweise beim Begasen der Form (23a, b) geöffnot wird und daß das ablaufseitige Gemischventil (31) ebenfalls mit der Konzentrationssteuereinrichtung (35, 77) in Wirkverbindung steht, derart, daß beim Kritischwerdon der Konzentration anderweitige Öffnungssignale überspielt werden und dieses Ventil (31) - solange die über höhte Konzentration andauert - ständig geschlossen gehalten vird.

23. Einrichtung nach den Ansprechen 20 bis 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Konzentrationssteuergerät (35) mit einer optischen und/oder akustischen Alarmeinrichtung (40) derart in Wirkverbindung steht, daß beim Kritischwerden der Konzentration ein Alarmsignal gegeben wird.

24. Einrichtung nach den Ansprüchen 20 bis 23, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im Arbeitskrislauf (26) zulaufseitig bezüglich der Form (23a, b) eine Mischkammer, Mischstrecke od. dgl. (21) für kontinuierliche Zumischung von vorzugsweise vorvergastei oder vorvernebelten Katalysator und hinter der Mischkammer (21) ein weiteres Konzentrationsmeßgerät (27) angeordnet ist, welches mit einem in der Katalyeatorzufuhr angeordneten steuerbaren Ventil (28) in der Weise in Wirkverbindung steht, daß nach der Mischkammer (21) eine stets gleichbleibend hohe unkritische Katalysatorkonzentration im Arbeitskreislauf (26) vorliegt.

25. Einrichtung nach den Ansprüchen 20 bis 24, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß einem Arbeitskreislauf (26) die Formen (23a, b) mehrerer Abform- und Aushärtemaschinen (22a, b) zugeordnet sind.

26. Einrichtung nach den Ansprüchen 20 bis 25, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Abblaseventil (33) mit der Zeitablaufsteuerung (34) der Abformmaschine (22a, b) derart in Wirkverbindung steht, daß es taktweise während des schußartigen Befüllens der Form (23a, b) mit Formsand geöffnet ist.

27. Einrichtung nach den Ansprüchen 20 bis 26, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Arbeitskreislauf (26) von dem Reinigungskreislauf (13) hochdruckseitig unmittelbar hinter dem Verdichter (2) abzweigt.

28. Einrichtung nach den Ansprüchen 20 bis 27, d r d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Gemisch aus dem Reinigungskreislauf (13) von einer Stelle hinter der Kältefalle (3) über ein steuerbares Regelventil (14) in den Arbeitskreislauf (26) zulaufseitig bezüglich der Form (23a, b) einspeisbar ist, daß hinter der Einspeisstelle eine mit einer Steuereinrichtung verbundene Temperaturmeßstelle (t5) angeordnet ist und daß das Regelventil (14) mit der Temperatursteuereinrichtung (13) derart in Wirkverbindung steht, daß die Temperatur des Gemisches an der Meßstelle gleichbleibend hoch gehalten wird.

29. Einrichtung nach den Ansprüchen 20 bis 28 mit einer Destillationskolonne zur destillativen Reinigung des Katalysators, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß am Zulauf eine Zugabe von Lauge, insbesondere Natronlauge, vorgesehen ist.

30. Einrichtung nach Anspruch 24, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß im Bereich der Mischkammer, der Mischstrecke od. dgl. (21) ein zugleich die Einspeisstelle für Katalysator und die Analysenstelle erfassender das Gemisch auch bei Stagnation des Gemischs im Vorlzufzweig (20) des Arbeitskreislaufee (26) in der Mischstrecke ständig homogenisierender Zwangsmischer, Zirkulationspumpe od. dgl. (29) angeordnet ist.