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Baustoffmischer
Bei der Herstellung von Baustoffen wie beispielsweise Beton, Mörtel od. ähnl. breiartigen Mischungen werden im allgemeinen zunächst die trockenen Mischkomponenten, also die Bindemittel und Zuschlag- stoffe, durch Umrühren oder Herabfallen miteinander vermengt und anschliessend durch Zugabe der er- forderlichen Wassermenge zu einem gebrauchsfertigen Brei angemacht. Diese Art des Mischens wird da- bei mittels sogenannter Freifall- oder Zwangsmischer durchgeführt, bei denen die Bindemittel und Zu- schlagstoffe nach Passieren einer Dosiereinrichtung in einem bestimmten Verhältnis abwechselnd der vor- zugsweise konischen und kippbaren Mischtrommel zugeführt werden.
Weiter ist ein mit einer um eine horizontale Achse rotierenden Mischtrommel ausgestatteter Freifallmischer bekanntgeworden, der mit zwei hintereinander geschalteten, getrennten Behältern für das Bindemittel und den Sand oder Kies ausgerüstet ist. Diese Behälter sind dabei untereinander und mit der Mischtrommel durch zwei in axialer Richtung hintereinander angeordnete Förderschnecken verbunden, von denen die eine Schnecke das Bindemittel in den der Aufnahme der Zuschlagstoffe dienenden Behälter fördert und erst die andere der Mischtrommel benachbarte Schnecke ein Gemisch von Sand oder Kies und Bindemittel der rotierenden Mischtrommel zuführt.
Durch die Verwendung zweier unabhängig voneinander arbeitender Förderschnecken ist jedoch die Gefahr gegeben, dass der Sand oder Kies im Vorratsbehälter von dem Bindemittel durchsetzt wild und eine Klumpenbildung erfolgt, wodurch nicht nur die stetige Forderwirkung der dem Mischraum zugekehrten Förderschnecke, sondern auch der in der Mischtrommel durchgeführte Mischvorgang stark beeinträchtigt wird und somit wiederum nur eine unvollständige Durchmischung zu erzielen ist.
Um eine wesentlich bessere Durchmischung zu erreichen und vor allem auch den Übelstand zu beseitigen, dass die einzelnen Teile der Zuschlagstoffe immer nur unvollständig von einem Bindemittelfilm überzogen werden, ist man dazu übergegangen, dieses bekannte Mischverfahren umzukehren und einer vorzugsweise bereits vorbestimmten, ständig in Bewegung befindlichen Flüssigkeitsmenge, insbesondere also dem Wasser, das Bindemittel und die eventuell als Zuschlag dienenden Stoffe, also Sand, Kies od. dgl., zuzugeben.
Zur Durchführung dieses neueren Verfahrens ist beispielsweise eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, bei der in einem mit einer tiefer gelegenen Umwälzpumpe ausgestatteten Mischbehälter zunächst. die erforderliche Wassermenge intensiv mit dem Bindemittel gemischt und der hiebei entstehende dünnflüssige Zementbrei einem weiteren, ebenfalls eine Umwälzpumpe aufweisenden Mischbehälter zugeführt, unter Beigabe der Zuschlagstoffe erneut umgewälzt und mit diesen vermischt wird.
Ausser dieser verhältnismässig komplizierten Vorrichtung ist weiter ein wesentlich einfacherer Mischer bekanntgeworden, der nur einen Mischbehälter aufweist, in dem die dem Wasser zugegebenen Bindemittel und Zuschlagstoffe mittels der auch in diesem Fall vorgesehenen tiefer gelegenen Umwälzpumpe intensiv mit dem Wasser vermischt werden. hn Zusammenhang mit solchen Umwälzpumpen ist unter anderem auch eine für Bewässerungsanlagen geeignete Rotationspumpe bekanntgeworden, deren Flügel tragender Rotor in einem Gehäuse umläuft, das zwei axiale Eintrittsöffnungen aufweist, und an eine tangential gerichtete Förderleitung angeschlossen ist, durch die das zu fördernde Wasser abströmt.
Eine in dieser Weise ausgebildete Umwälzpumpe ist jedoch
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insofern zur Förderung von Baustoffen, wie insbesondere Beton oder Mörtel ungeeignet, als diese Baustoffe doch immer noch verhältnismässig grobkörnig und dickflüssig sind, was leicht ein Verstopfen der Pumpe oder aber gar ein Festfressen des Rotors zur Folge hat, wenn diese besonderen Eigenschaften der zu fördernden
Baustoffe bei der Pumpenkonstruktion nicht ausreichend berücksichtigt sind.
Weiter ist eine zum Umpumpen von Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten geeignete Rotationspumpe entwickelt worden. Bei dieser Pumpe. ist der um eine horizontale Achse umlaufende, radial gerichtete
Rippen aufweisende Rotor derart in der Seitenwandung des von dem Gehäuse umgebenen Arbeitsraumes angeordnet, dass für die in der Flüssigkeit enthaltenen Feststoffe noch ein ausreichend grosser Durchtritts- querschnitt verbleibt, und auch Feststoffe grösserer Abmessungen die Pumpe ungehindert passieren können.
Bei dieser Ausführung einer Pumpe ist zwar ein ausreichender Querschnitt zum Durchtritt der Flüssigkeit und der Feststoffe vorhanden und damit auch jede Gefahr einer eventuellen Verstopfung der Pumpe besei- tigt, jedoch vermag der seitlich des Durchtrittsquerschnittes umlaufende Rotor nur dem in seiner unmit- telbaren Nähe befindlichen Teil der Flüssigkeit eine Drehbewegung zu erteilen, wodurch dann auch die dem Pumpenrotor entfernteren Teile der Flüssigkeit mitgenommen werden sollen. Infolge dieser besonde- ren Art der Anordnung des Pumpenrotors aber ist der Wirkungsgrad dieser Fördereinrichtung doch nur ver- hältnismässig gering, so dass diese vorbekannte Pumpe tatsächlich nur für besondere Zwecke geeignet ist.
Gegenüber diesen beiden vorbekannten Wasserpumpen ist der Baustoffmischer gemäss der Erfindung nun mit einer Pumpe ausgestattet, die sich dadurch kennzeichnet, dass ihr Rotor aus einer auf der Pum- penwelle befestigten Scheibe besteht, an deren Seitenfläche oder Seitenflächen die rippenartigen Flügel angeordnet sind, die tangential zur Pumpenwelle gerichtet sind und bis gegen die Innenwandung des eine oder mehrere axiale Eintrittsöffnungen aufweisenden Pumpengehäuses reichen, wobei ihre freien Enden wieder in axial gerichtete, sich über die ganze Breite des Pumpengehäuses erstreckende Schaufeln auslau- fen.
Durch diese besondere Gestaltung der Pumpe strömt der breiartige Baustoff, nachdem er durch die axialen Eintrittsöffnungen in das Pumpengehäuse gelangt ist, gegen die diesen Eintrittsöffnungen gegen- überliegende Seite der umlaufenden Rotorscheibe, von der er sogleich mitgenommen und gegen die Austrittsöffnung des Pumpengehäuses gefördert wird. Ein eventuelles Absetzen des Baustoffes an einer feststehenden, der Eintrittsöffnung gegenüberliegenden Innenfläche des Pumpengehäuses und damit auch ein Verkleben der Pumpe ist also praktisch unmöglich. Weiterhin ist zwischen den axialen Eintrittsöffnungen und den rippenartigen Rotorflügeln aber immer noch ein ausreichend grosser Raum vorhanden, der eine einwandfreie und gleichmässige Verteilung des nachströmenden Baustoffes gewährleistet.
Schliesslich aber laufen die rippenartigen Flügel des Rotors an ihren Enden in axial gerichtete Schaufeln aus, die sich wieder über die ganze Breite des Rotorgehäuses erstrecken, die infolge der auftretenden Zentrifugalkräfte gegen den Innenmantel des Pumpengehäuses gelangende Baustoffteile mitnehmen und diesen schliesslich die erforderliche Tangentialbeschleunigung erteilen, die das Abfliessen des Baustoffes durch die angeschlossene Förderleitung bewirken. Durch diese besonderen Massnahmen bei der Gestaltung der zu dem Baustoffmischer gehörigen Umwälzpumpe lassen sich also auch grobe und dickflüssige Baustoffe einwandfrei fördern.
Weiter ist vorteilhaft eine absperrbare Wasserleitung vorgesehen, die in der Umlaufrichtung des Pumpenrotors gesehen hinter dem sich an das Pumpengehäuse anschliessenden Austrittsstutzen der Pumpe an diese angeschlossen ist, wodurch eine zusätzliche Beigabe von Wasser auch noch während des Mischvorganges möglich ist.
Ist die Umwälzpumpe in an sich bekannter Weise in dem geschlossenen Mischraum untergebracht und an diese ein der Rückführung des Mischgutes in den oberen Teil des Mischraumes dienender Rohrstutzen od. dgl. angeschlossen, der unmittelbar vor einer in dem Mischraum angeordneten, das Mischgut verteilenden Mischkappe mündet, so weist dieser Rohrstutzen zweckmässigerweise eine Abzweigung auf, die vor einer weiteren unterhalb der Mischraumdecke an der Mischrauminnenwandung angeordneten Mischkappe mündet und mittels einer Regelklappe gegenüber dem Rohrstutzen absperrbar ist. Durch diese Unterteilung des Stromes der in dem Mischraum ständig umgewälzten Mischung lässt sich eine ganz besonders intensive Wirbelbildung in dem Mischraum erzielen und die Ausbildung toter Räume verhindem.
Zur Entleerung des Mischraumes kann neben der Umwälzpumpe in dem Mischraum eine gleichartige, vorteilhaft mit einer höheren, gegebenenfalls regelbaren Drehzahl zu betreibende Förderpumpe angeordnet sein, an deren nach aussen mündenden Austrittsstutzen ein besonderer Förderschlauch angeschlossen ist. Durch diese Verwendung einer besonderen Förderpumpe kann nicht nur jeder dünnflüssige oder dickflüssige Brei, sondern auch sogar ein schaumartiger Brei an eine bis etwa 35 m höher gelegene Verbrauchsstelle gepumpt werden.
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Eine besondere Sicherung dieses Mischers gemäss der Erfindung gegen einen Ausfall der Umwälzpum- pe ist durch die Benutzung der Förderpumpe als Umwälzpumpe gegeben und dadurch möglich, dass die eine in an sich bekannter Weise in der Mischraumdecke vorgesehene Öffnung abschliessende, an dieser
Mischraumdecke angelenkte Mischkappe gegen eine an den Schlauch der Förderpumpe anschliessbare ani dere Mischkappe austauschbar ist, an deren Oberteil ein Schnellverschluss und in deren dieser Decken- öffnung zugekehrten unteren Teil ein Verteilerkegel angeordnet ist.
Zur Erzielung einer kontinuierlichen Speisung sowohl der Umwälzpumpe als auch der Förderpumpe sind zweckmässigerweise auf den Wellen dieser beiden Pumpen mehrere Flügel, Schaufeln od. dgl. ange- ordnet, die die aus dem Mischraum zutretende Mischung gegen die axialen Eintrittsöffnungen der Pumpen fördern.
Das infolge der schmirgelartigen Eigenschaft solcher Mischungen bestehende Problem der Abdich- tung der durch die Stirnwände des Mischraumes hindurchragenden Wellenenden der beiden Pumpen lässt sich durch die Verwendung von an sich bekannten Dichtungen mit je einem die Dichtungspackungen um- gebenden, ortsfesten zylindrischen Mantel lösen, wobei gemäss der Erfindung an dem in den Mischraum hineinragenden Rand des zylindrischen Mantels jeder Dichtung ein gegen die Wellen vorstehender Bund angeordnet und in dessen der Aussenseite zugekehrtem Teil der Innenwandung ein in axialer Richtung be- liebig einstellbarer Ring eingeschraubt ist, der mehrere im Abstand voneinander angeordnete, an der
Welle anliegende Dichtungsringe aus einem weichen elastischen Material zusammendrückt,
zwischen denen zur Bildung kammerartiger Hohlräume mindestens geringere Aussendurchmesser aufweisende Ab- standsringe gelagert sind. Diese kammerartigen Hohlräume zwischen den Dichtungsringen sind dabei mit
Fett ausgefüllt und über einzelne Leitungen mit einer Fettpresse oder mit einer Zentralschmierung ver- bunden. In den zwischen diesen Dichtungsringen angeordneten Abstandsringen eingearbeitete radiale Boh- rungen gewährleisten ferner einen einwandfreien Druckausgleich innerhalb dieser kammerartigen Hohl- räume. Ein weiter zwischen dem äusseren Dichtungsring und dem Schraubring zusätzlich eingeschalteter handelsüblicher Abdichtring, beispielsweise ein sogenannterSimmerring, sorgt dabei dafür. dass auch das in den kammerartigen Hohlräumen befindliche Fett nicht nach aussen treten kann.
Diese Art der Abdichtung ist nicht nur ausserordentlich sicher, sondern bringt vor allem auch den Vorteil mit sich, dass sich die ein- zelnen Dichtungsringe nach Ausschrauben der Schraubringe einfach und rasch gegen neue Dichtungsringe austauschen lassen.
Eine besondere Schonung dieser Dichtungen wird dadurch erreicht, dass zusätzlich in den den Dich- tungen benachbarten, in dem Mischraum gelegenen Bereichen der Pumpenwellen je eine schraubenartig gewundene Nut eingearbeitet ist, deren Tiefe gegen die Pumpe hin kontinuierlich abnimmt und bei Dre- hung der Pumpenwelle eine Ansammlung und Ballung von Mischgut in der Nähe der Dichtungen verhin- dert. Dem gleichen Zweck dienen schliesslich auch noch unmittelbar neben den Dichtungen auf den
Pumpenwellen, insbesondere aber der Förderpumpenwelle, angeordnete Ringe, die mit in den Mischraum vorstehenden Abweisflügeln ausgerüstet sind.
Weitere Merkmale der Erfindung sind der Beschreibung einer beispielsweise in der Zeichnung dar- gestellten Ausführungsform sowie der Zeichnung und den Ansprüchen zu entnehmen. Es zeigen Fig. 1 eine
Seitenansicht der Vorrichtung teilweise geschnitten, Fig. 2 einen Schnitt gemäss der Linie 2-2, Fig. 3 einen Querschnitt der Umwälzpumpe in vergrössertem Massstab, Fig. 4 einen der Fig. 3 entsprechenden
Längsschnitt der Umwälzpumpe, Fig. 5 einen Längsschnitt der Mischraumwanne ebenfalls in vergrössertem
Massstab, Fig. 6 einen Schnitt der Pumpenwelle gemäss der Linie 6-6 in vergrössertem Massstab, Fig. 7 einen Längsschnitt einer Dichtung, Fig. 8 einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt einer abweichenden
Ausführungsform, bei der die Umwälzpumpe auch gleichzeitig als Förderpumpe benUtzt worden kann und Fig. 9 einen ebenfalls der Fig.
2 entsprechenden Schnitt einer andern abweichenden Ausführungsform, bei der die Förderpumpe gleichzeitig auch. als Umwälzpumpe zu gebrauchen ist.
Die in der Fig. 1 in der Seitenansicht gezeigte Vorrichtung weist einen im Schnitt, dargestellten
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je ein etwas kleinerer Behälter 3 für das Bindemittel angeordnet sind. Unterhalb dieser Behälter 2 und 3 sind jeweils die Verbindungskanäle 4 und 5 zum Mischraum 1 angeordnet, in denen je eine Förderschnekke 6 und 7 gelagert ist. Damit das in den Behältern 2 und 3 befindliche Material leicht in die Verbindungskanäle 4 und 5 rutschen und so zu den Förderschnecken 6 und 7 gelangen kann, sind die den Verbin- dungskanälen4und5 parallelgerichteten Seitenwände 8 und 9 dieser Behälter 2 und 3 geneigt angeordnet.
Diese Wände 8 und 9 dienen dabei gleichzeitig als Trennwände gegenüber zwei weiteren mit 11 und 12 bezeichneten, parallel zu den Verbindungskanälen 4 und 5 verlaufenden Wasserbehältem mit einem dem
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