AT408523B

AT408523B - Verfahren und vorrichtung zum mischen von unter überdruck stehendem anmachwasser mit einem flüssigen betonzusatzmittel

Info

Publication number: AT408523B
Application number: AT0222789A
Authority: AT
Original assignee: Mbt Holding Ag
Priority date: 1988-09-26
Filing date: 1989-09-25
Publication date: 2001-12-27
Also published as: ATA222789A; GB2222960B; DE3930978A1; DE3930978C2; GB2222960A; BR8904838A; BE1003576A4; AU4173689A; ES2016733A6; FR2636861A1; GB8921512D0; HK48896A; IT1231974B; FR2636861B1; AU627499B2; US5118197A; CH675697A5; IT8948394A0; JPH0330824A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mischen von unter Überdruck stehendem Anmach- wasser mit einem flüssigen Betonzusatzmittel, bei welchem in einer Mischkammer mittels des Anmachwassers ein Strahl gebildet wird und das Betonzusatzmittel durch Ausnutzung des Druckes des Anmachwassers aus einem Vorratsbehälter entnommen und in der Mischkammer dem Strahl des Anmachwassers zugemischt wird.

Bei dem bekannten Verfahren dieser Art (DE 31 32 667 A) wird das flüssige Betonzusatzmittel (ein schaumerzeugendes Mittel) mittels einer Strahlpumpe, d. h. durch Unterdruck, kontinuierlich aus dem Vorratsbehälter entnommen und direkt dem Strahl des Anmachwassers zugemischt. Es hat sich gezeigt, dass es bei diesem bekannten Verfahren aufgrund des sinkenden Flüssigkeits- spiegels im Vorratsbehälter und der sich dadurch ändernden Saughöhe praktisch unmöglich ist, ein konstantes Mischungsverhältnis zu erzielen.

Dieser Nachteil wird durch die Erfindung ausgehend von einem Verfahren der eingangs ge- nannten Art dadurch behoben, dass das Betonzusatzmittel zunächst durch eine mittels des Druckes des Anmachwassers erzeugte Pumpwirkung chargenweise aus dem Vorratsbehälter in eine volu- menveränderliche Kammer eines Druckübertragungsbehälters angesaugt und dann in der Misch- kammer dem Strahl des Anmachwassers zugemischt wird, indem mittels des Druckes des An- machwassers die jeweils angesaugte Betonzusatzmitteicharge aus der Kammer verdrängt wird.

Gemäss der Erfindung wird also das Betonzusatzmittel wie das Anmachwasser unter Druck zu- geführt, womit sich ein konstantes Mischungsverhältnis gewährleisten lässt. Bemerkenswert ist auch die Tatsache, dass durch die unter Druck erfolgende Zuführung des Betonzusatzmittels Visko- sitätsschwankungen nur noch eine untergeordnete Rolle spielen. Da die Förderung des Betonzu- satzmittels bis zur Zumischstelle durch Verdrängung erfolgt, ist der an der Zumischstelle erzielte Druck auch weitgehend unabhängig von der Länge der Zumischleitung. Durch die erfindungsge- mässe Lösung lässt sich bei der Herstellung von Schaumbeton infolge der konstanten Zumischung eines schaumerzeugenden Mittels zum Anmachwasser eine äusserst gleichmässige Porenstruktur des Schaumbetons erzielen.

Dies gibt insbesondere dem Architekten die Gewissheit, dass die berechnete Festigkeit des Schaumbetons auch eingehalten werden kann.

Zwar ist es bereits an sich bekannt, zum Zumischen einer Flüssigkeitskomponente zu einem Hauptstrom einen Verdrängungsbehälter mit verschiebbarer Trennwand einzusetzen und die zuzu- mischende Flüssigkeit aus einer Kammer zu verdrängen (siehe DE 12 13 633 B, GB 780 253 B und EP 0 243 104 A), jedoch nicht im Zusammenhang mit dem Mischen von Anmachwasser mit einem Betonzusatzmittel. Im übrigen wird bei diesem bekannten Verfahren die zuzumischende Flüssigkeit durch Ausnutzung der Schwerkraft nachgefüllt, während beim erfindungsgemässen Verfahren das zuzumischende Betonzusatzmittel unter Ausnutzung des Druckes des Anmachwas- sers aus dem Vorratsbehälter angesaugt wird.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Mischen von unter Überdruck stehendem An- machwasser mit einem flüssigen Betonzusatzmittel, mit einem für das Anmachwasser bestimmten Anschluss, der mit einer Mischkammer verbunden ist, in die eine Zumischleitung für das Betonzu- satzmittel mündet, und mit einem Vorratsbehälter für das Betonzusatzmittel, wobei diese Vorrich- tung erfindungsgemäss gekennzeichnet ist durch einen Druckübertragungsbehälter, der durch eine bewegliche Trennwand in zwei, eine Primärseite und eine Sekundärseite bildende geschlossene Kammern unterteilt ist,

wobei die Sekundärseite einerseits mit der Zumischleitung und andererseits mit dem Vorratsbehälter für das Betonzusatzmittel in Verbindung steht und die Primärseite mit der Saugseite einer Strahlpumpe und letztere über eine Umschaltvorrichtung mit dem Anschluss für das Anmachwasser verbunden ist. Vorzugsweise sind der die Sekundärseite des Druckübertragungs- behälters bildenden zweiten Kammer zwei entgegengesetzt wirkende Rückschlagventile vorge- schaltet, von denen das eine in Durchlassrichtung auf die Zumischleitung und das andere in Durch- lassrichtung vom Vorratsbehälter für das Betonzusatzmittel auf die zweite Kammer weist. Zweck- mässig ist die bewegliche Trennwand von einem aus einem gummielastischen Werkstoff bestehen- den Balgen gebildet und die Umschaltvorrichtung von einem Vierweghahn mit einem Küken mit x-förmigem Durchlass.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen :
Fig. 1 eine erfindungsgemässe Vorrichtung während des Füllens des Druckübertragungsbehäl- ters ;

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 während des Mischvorganges und
Fig. 3 die Mischkammer der erfindungsgemässen Vorrichtung im Detail.

Die in den Zeichnungen dargestellte Vorrichtung dient zum Mischen von unter Überdruck ste- hendem Anmachwasser mit einem flüssigen Betonzusatzmittel. Im vorliegenden Ausführungsbei- spiel ist das Anmachwasser einem Leitungsnetz entnommenes Leitungswasser, während das flüssige Betonzusatzmittel einem Vorratsbehälter entnommen wird. Das erhaltene Gemisch kann insbesondere zur Herstellung von Beton oder Mörtel dienen. Soll es zur Herstellung von Schaum- beton dienen, dann ist das Zusatzmittel ein schaumerzeugendes Mittel. Die dargestellte Vorrich- tung zeigt jedoch nur die zum Mischen erforderlichen Elemente, denen nicht dargestellte schaum- erzeugende Elemente nachgeschaltet werden können.

Gemäss Fig. 1 weist die Vorrichtung einen Wasserleitungsanschluss 10 auf, dem der Reihe nach ein Absperrhahn 12 sowie ein Druckminderventil 14 mit Manometer 15 nachgeschaltet sind. Das Druckminderventil 14 ist beispielsweise auf 2 bar eingestellt. Dem Druckminderventil 14 folgt ein Vierweghahn 16 als Umschaltvorrichtung, dessen Küken 18 einen x-förmigen Durchlass aufweist.

Zur Betätigung von Hand weist der Hahn 16 einen Handgriff 20 auf. Die vier Anschlüsse des Hah- nes 16 sind mit 22,24, 26 und 28 bezeichnet. In Fig. 1 nimmt das Küken 18 eine Stellung ein, in der es die Anschlüsse 22 und 26 sowie 24 und 28 verbindet. Demzufolge ist der Ausgang des Druckminderventils 14 über die Anschlüsse 22 und 26 des Hahnes 16 sowie über eine Leitung 30 mit einer als Injektor dienenden Wasserstrahlpumpe 32 sowie einem ersten Rückschlagventil 34 verbunden. Der Ausgang der Wasserstrahlpumpe 32 führt über eine weitere Verbindungsleitung 36 sowie über die Anschlüsse 28 und 24 des Hahnes 16 und eine weitere Verbindungsleitung 38 zu einer als Injektor ohne Saugwirkung dienenden Mischkammer 40. Der Ausgang der Mischkammer 40 ist mit einem Absperrhahn 41 und einem Anschluss 42 verbunden.

Während also als Anmachwasser über den Anschluss 10 in Pfeilrichtung 44 zugeführtes Lei- tungswasser dient, wird das flüssige Betonzusatzmittel 48 aus einem Vorratsbehälter 46 entnom- men. In den Vorratsbehälter 46 taucht eine Saugleitung 50 mit einem Filter 52 und einem zweiten Rückschlagventil 54. Zur Verbesserung der Übersicht sind der Filter 52 und das zweite Rück- schlagventil 54 getrennt dargestellt, obwohl diese beiden Elemente in der Regel eine Einheit bil- den. Die Saugleitung 50 mündet in eine Leitung 56, die einen Druckübertragungsbehälter 58 mit einer Zumischleitung 60 der Mischkammer 40 verbindet. Zwischen der Mündungsstelle 62 und der Zumischleitung 60 befinden sich ein drittes Rückschlagventil 64 und eine Drossel bzw. Blende 66.

Ausserdem ist auf der Leitung 56 eine Durchflussanzeige 67 montiert und befindet sich zwischen der Drossel bzw. Blende 66 und dem Rückschlagventil 64 noch ein Spülventil 65.

Der Druckübertragungsbehälter 58 ist durch einen als bewegliche Trennwand ausbildenden Balgen 68 in zwei geschlossene Kammern 70 und 72 unterteilt Die eine Primärseite bildende erste Kammer 70 ist mit dem Leitungswasser und die eine Sekundärseite bildende zweite Kammer mit dem Zusatzmittel 48 gefüllt. Die Füllung der Kammem 70 und 72 erfolgt ohne Luftpolster, sodass sich darin kein kompressibles Medium befindet. Dadurch ist eine unmittelbare Druckübertragung von dem Leitungswasser auf das Betonzusatzmittel gewährleistet. Die erste Kammer 70 ist über eine Druck- und Saugleitung 74 und einen zweiten Absperrhahn 76 mit einem dritten Anschluss 78 der Wasserstrahlpumpe 32 verbunden. Ausserdem ist dieser Behälter 58 mit einem Sicherheitsven- til 75 versehen.

In Fig. 3 ist die Mischkammer 40 im Detail dargestellt. Weil die Mündungsstelle 47 der Zumischleitung 60 nach der Düse 45 angeordnet ist, wirkt diese nicht als Saugpumpe, Hinweise für die unterschiedlichen Druckverhältnisse in einer solchen Konstruktion lassen sich aus "Ullmann's Enzyclopädie der technischen Chemie", 4. Aufl., Bd. 3,1973 (Verlag Chemie, Weinheim) entneh- men. Dieser Band 3 zeigt beispielsweise auf Seite 172 Diagramme von Strahlpumpen, die eine solche Bemessung ermöglichen, dass an der Zumischleitung 60 der Mischkammer 40 keine Saug- wirkung auftritt.

Nachfolgend wird die Funktion der Vorrichtung näher erläutert, deren als Umschaltvorrichtung dienender Vierweghahn 16 in Fig. 1 in der Stellung "Füllen" dargestellt ist. Gefüllt wird dabei der Druckübertragungsbehälter 58 aus dem Vorratsbehälter 46 mit dem Zusatzmittel 48. Zu diesem Zweck fliesst das über den Anschluss 10 zugeführte Leitungswasser in Pfeilrichtung 44 durch die Wasserstrahlpumpe 32 zurück zum Vierweghahn 16 und durch die nicht in Betrieb befindliche Mischkammer 40 über den Ausgangsanschluss 42. Die Wasserstrahlpumpe 32 saugt über ihren

dritten Anschluss 78 durch die Druck- und Saugleitung 74 das in der ersten Kammer 70 des Druck- übertragungsbehälters 58 befindliche Wasser ab.

Durch die daraus resultierende Zusammenzie- hung des Balgens 68 verkleinert sich die erste Kammer 70, wobei das Volumen der zweiten Kam- mer 72 zwangsläufig vergrössert wird, sodass das Zusatzmittel 48 aus dem Vorratsbehälter 46 über den Filter 52 und das zweite Rückschlagventil 54 in die zweite Kammer 72 gesaugt wird. Sobald die zweite Kammer 72 des Druckübertragungsbehälters 58 gefüllt ist, ist der Absperrhahn 12 zu schliessen. Wird nun der Vierweghahn 16 am Handgriff 20 in seine andere Position umgeschaltet, ist die Vorrichtung für den Mischvorgang gemäss Fig. 2 betriebsbereit.

Anhand der Fig. 2 wird nachfolgend der Mischvorgang erläutert. Das über den Anschluss 10 zugeführte Leitungswasser gelangt nach dem Öffnen des Absperrhahns 12 vom Anschluss 22 des Vierweghahnes 16 zu dessen Anschluss 24. Die Hauptmenge fliesst über die Verbindungsleitung 38 durch die Mischkammer 40 zum Ausgangsanschluss 42. Eine am Abzweigpunkt 80 abgezweigte Wassermenge fliesst über das erste Rückschlagventil 34 durch die sich nicht in Betrieb befindliche Wasserstrahlpumpe 32 über deren dritten Anschluss 78 und den zweiten Absperrhahn 76 durch die Druck- und Saugleitung 74 in die erste Kammer 70 des Druckübertragungsbehälters 58. Dadurch wird das Zusatzmittel aus der zweiten Kammer 72 über die Leitung 56, das dritte Rückschlagventil 64 und die Drossel oder Blende 66 in die Mischkammer 40 verdrängt und darin dem Leitungswas- ser zugemischt.

Das zweite Rückschlagventil 54 verhindert einen Rückfluss in den Vorratsbehälter 46.

In der beschriebenen Wirkungsweise wird das Zusatzmittel 48 dem Leitungswasser, das in der Mischkammer 40 einen Strahl bildet, mittels Überdruck zugeführt. Mit Überdruck ist hierbei ge- meint, dass es sich um einen höheren als den atmosphärischen Druck handelt, jedoch nicht um einen Überdruck gegenüber dem Druck des Leitungswassers.

Dass an der Zumischleitung 60 der Mischkammer 40 eine Saugwirkung unerwünscht ist, ist an- hand der Fig. 1 erkennbar. Beim Füllen des Druckübertragungsbehälters 58 mit dem Zusatzmittel 48 aus dem Vorratsbehälter 46 fliesst das in der Strahlpumpe 32 benötigte Wasser durch die Misch- kammer 40 ab. Würde nun an der Zumischleitung 60 eine Saugwirkung entstehen, so würde Zusatzmittel über das dritte Rückschlagventil 64 und die Blende oder Drossel 66 unnötigerweise angesaugt werden.

Da die beiden Kammern 70 und 72 des Druckübertragungsbehälters 58 kein kompressibles Medium enthalten, lassen sich konstante Druckverhältnisse gewährleisten. Diese tragen dazu bei, dass ein konstantes Mischungsverhältnis gewährleistet ist.

Entscheidend ist in erster Linie die Tatsache, dass die Zumischung des Zusatzmittels unter einem Überdruck erfolgt. Dadurch ist das Mischungsverhältnis von keiner Saughöhe und auch kaum von der Viskosität des Zusatzmittels abhängig.

Der zweite Absperrhahn 76 ist zu schliessen, wenn die Vorrichtung entweder in der Stellung "Füllen" oder in der Stellung "Mischen" des Vierweghahnes 16 mit über den Wasserleitungs- anschluss 10 zugeführtem Leitungswasser durchgespült werden soll
PATENTANSPRÜCHE :
1 Verfahren zum Mischen von unter Überdruck stehendem Anmachwasser mit einem flüssi- gen Betonzusatzmittel, bei welchem in einer Mischkammer mittels des Anmachwassers ein Strahl gebildet wird und das Betonzusatzmittel durch Ausnutzung des Druckes des
Anmachwassers aus einem Vorratsbehälter entnommen und in der Mischkammer dem
Strahl des Anmachwassers zugemischt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Betonzu- satzmittel (48) zunächst durch eine mittels des Druckes des Anmachwassers erzeugte
Pumpwirkung chargenweise aus dem Vorratsbehälter (46) in eine volumenveränderliche
Kammer (72)

eines Druckübertragungsbehälters (58) angesaugt und dann in der Misch- kammer (40) dem Strahl des Anmachwassers zugemischt wird, indem mittels des Druckes des Anmachwassers die jeweils angesaugte Betonzusatzmittelcharge aus der Kammer (72) verdrängt wird.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Betonzusatzmittel ein schaumerzeugendes Mittel eingesetzt wird. <Desc/Clms Page number 4>

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung von Schaumbeton die miteinander vermischten Flüssigkeiten durch eine Schaumdüse einer Betonmasse zugeführt werden.

4. Vorrichtung zum Mischen von unter Überdruck stehendem Anmachwasser mit einem flüs- sigen Betonzusatzmittel, mit einem für das Anmachwasser bestimmten Anschluss (10), der mit einer Mischkammer (40) verbunden ist, in die eine Zumischleitung (60) für das Beton- zusatzmittel (48) mündet, und mit einem Vorratsbehälter (46) für das Betonzusatzmittel (48), gekennzeichnet durch einen Druckübertragungsbehälter (58), der durch eine beweg- liche Trennwand (68) in zwei, eine Primärseite und eine Sekundärseite bildende geschlos- sene Kammern (70,72) unterteilt ist, wobei die Sekundärseite (72) einerseits mit der Zu- mischleitung (60) und andererseits mit dem Vorratsbehälter (46) für das Betonzusatzmittel (48) in Verbindung steht und die Primärseite (70) mit der Saugseite (78) einer Strahlpumpe (32) und letztere über eine Umschaltvorrichtung (16) mit dem Anschluss (10)

für das An- machwasser verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der die Sekundärseite des Druckübertragungsbehälters (58) bildenden zweiten Kammer (72) zwei entgegengesetzt wirkende Rückschlagventile (54,64) vorgeschaltet sind, von denen das eine (64) in Durch- lassrichtung auf die Zumischleitung (60) und das andere (54) in Durchlassrichtung vom Vor- ratsbehätter (46) für das Betonzusatzmittel (48) auf die zweite Kammer (72) weist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beweg- liche Trennwand (68) von einem aus einem gummielastischen Werkstoff bestehenden Balgen gebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Um- schaltvorrichtung (16) von einem Vierweghahn mit einem Küken (18) mit x-förmigem Durchlass gebildet ist.