CH673429A5 - - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Gemischen, insbesondere von Betongemischen, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 30 1 bzw. des Patentanspruches 3.

Die vorliegende Erfindung kann zum Erwärmen verschiedener Baumörtel, Gas-Aschen-Silikatmischungen, Bitumen, Tone, gefrorener Betonzuschlagstoffe, für die Nassaktivierung von Zement, für die ununterbrochene Warmfeuchtbehandlung sol-35 eher Mineralstoffe wie Gips, für die schnelle Wassersättigung von Leichtzuschlagstoffen für Beton, zum Erwärmen von Wasser, von Stofffen bei der Weinherstellung und beliebiger anderer flüssiger Medien in der Nahrungsmittel- und chemischen Industrie verwendet werden.

40 Am wirksamsten kann die vorliegende Erfindung bei der Bearbeitung von Gemischen für die Herstellung von Fertigbauteilen und verschiedenen monolithischen Erzeugnissen und Konstruktionen aus Beton und Stahlbeton, u.a. auch bei niedrigen Umgebungstemperaturen eingesetzt werden.

45 Es ist bekannt, dass der Wärmefaktor die entscheidende Rolle bei der Beschleunigung der Härteprozesse des Betons spielt. Ohne zusätzliche Erwärmung erhärtet der Beton sehr langsam, besonders bei niedrigen Umgebungstemperaturen.

Unter den existierenden Verfahren zur Wärmebehandlung so des Betons nehmen verschiedene Erwärmungsverfahren z.Z. die dominierende Stellung ein. Diese Verfahren sind jedoch durch eine erhebliche Dauer der Wärmebehandlung und einen hohen Energieverbrauch gekennzeichnet und bewirken Störungen der Betonstruktur infolge der Wärmeausdehnung der im Beton be-55 findlichen Luft und des Wasserdampfs.

Das ständig wachsende Tempo im modernen Bauwesen erfordert die Anwendung neuer, besserer Verfahren zur Wärmebehandlung, die die Erhärtung des Betons beschleunigen und seine Qualität verbessern, während das in letzter Zeit entstande-6o ne Energieproblem überall harte Anforderungen an den Energieverbrauch stellt, u.a. auch für die Wärmebehandlung des Betons.

Es ist ein Verfahren zur Bearbeitung von Betongemischen (SU-Urheberscheinschrift Nr. 1 087 496, bekanntgemacht im 6s Informationsblatt «Entdeckungen, Erfindungen», Nr. 15, 1984) bekannt. Bei diesem Verfahren wird das Gemisch ununterbo-chen im Innern eines geschlossenen Behälters bewegt, während dieser Bewegung erwärmt man das Gemisch in einer in der Län-

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ge des Mischers begrenzten Zone durch Zuführung von Dampf von aussen. Dabei wird das Gemisch in der Zone, in der es der Einwirkung des Dampfs ausgesetzt ist, mit einer Geschwindigkeit von 45 bis 55 cm/s bewegt und der Dampf mit einem Druck von 0,7 bis 1,0 kp/cm2 zugeführt.

Für die Realisierung dieses Verfahrens benötigt man eine äussere Wärmequelle, und zwar Dampf, weshalb die Steuerung des Erwärmungsprozesses und die Gewährleistung der vorgegebenen technologischen Kennwerte des Betongemisches erschwert wird. Der Kontakt der dampfzuführenden Einrichtung mit dem Betongemisch führt zu einem schnellen Anwachsen einer Betonschicht auf der Oberfläche dieser Einrichtung, wodurch die Effektivität und Betriebszuverlässigkeit der nach diesem Verfahren funktionierenden Vorrichtung verringert wird. Als Antriebsvorrichtung des Gemisches wird eine von einem Elektromotor angetriebene Schnecke verwendet, wodurch der Gesamtenergieverbrauch für die Wärmebehandlung des Gemisches bei der Realisierung dieses Verfahrens erhöht wird. Ausserdem kommt es beim Erwärmen des Gemisches bis auf hohe Temperaturen zu einem Anhaften des zu transportierenden Gemisches an die Schnecke, was eine Verschlechterung der Erwärmung, des Transports und des Durchmischens des Gemisches bewirkt.

Es ist auch ein halbkontinuierliches Verfahren zur Bearbeitung von Gips bekannt (Stevens Norbert J. «Semi-continuous material treatment process», Joy Manufacturing Co., US-Patentschrift Nr. 3 158 441).

Dieses Verfahren wird in einem Brennapparat durchgeführt, der einen senkrechten Zylinder aufweist, der in seiner Höhe durch steife Zwischenwände in fünf Kammern unterteilt ist. Die Zwischenwände sind mit hohlen Leiteinrichtungen versehen, die gleichzeitig die Funktion von Wärmeaustauschern ausüben.

Im Mittelteil des Zylinders verläuft eine senkrechte Welle, die ihn in eine Drehbewegung versetzt. Der Gipsstein gelangt durch einen oberen Kegel des Zylinders in die erste Kammer, wo das in ihm enthaltene Wasser unter Einwirkung der hohen Temperatur (260°C) verdampft. Der Verdampfungsprozess der Feuchtigkeit aus dem Gips geschieht durch Erhitzen der Oberfläche der Wärmeaustauscher, durch die heisses Erdöl oder ein anderes Öl, auf eine beliebige geeignete Art zugeleitet, zirkuliert.

Unter dem Druck des in der Kammer entstehenden Wasserdampfs gelangt der getrocknete Gips nach unten in die nächste Kammer. In der ersten Kammer sinkt der Druck bis zum Normalwert, und eine neue Portion Gips wird eingeführt. In der zweiten Kammer, in der die Temperatur ca. 325°C beträgt, kommt es zur Zerlegung des Gipses und zur Entfernung des chemisch gebundenen Wassers, wobei sich ein Gleichgewichtszustand des Wasserdampfs einstellt. Der Brennprozess endet in der fünften (untersten) Kammer.

Bei diesem Verfahren vollzieht sich das Brennen des Gipses unter dem Druck des aus dem Gips während des Brennprozesses austretenden Wasserdampfs. Das Brennen des Gipses geschieht sowohl durch die bis auf eine hohe Temperatur erhitzte Oberfläche der Wärmeaustauscher, als auch durch die Temperatur des Phasenübergangs des bei der Kondensation entstandenen Dampfs.

Im folgenden verwandelt sich das gesamte im Gips enthaltene Wasser in Dampf und sammelt sich in der oberen Zone der entsprechenden Kammer an. Unter dem Druck dieses Dampfs fällt der getrocknete Gips in die nächste Kammer.

Um das Erdöl oder ein anderes Öl zu erhitzen, benötigt man Erwärmungsvorrichtungen, Rohrleitungen und Kontroll- und Messapparaturen, wodurch sich die Konstruktion des Apparats für die halbkontinuierliche Gipsbearbeitung insgesamt kompliziert gestaltet, und sie wird explosions- und feuergefährlich. Ausserdem geschieht das Drehen des Apparats zum Gipsbrennen mit Hilfe der senkrechten Welle, die einen speziellen Antrieb und zusätzlichen Energieverbrauch erforderlich macht. Das Verfahren selbst ist nicht kontinuierlich und entspricht folglich nicht den Anforderungen der modernen Technologie.

Die Verwendung dieses Verfahrens und des Apparats für des-5 sen Realisierung zum Vorwärmen von Betonmischungen ist äusserst schwierig. Die Zeitdauer zum Erwärmen der Mischung bei Verwendung dieses Verfahrens ist erheblich, da die Erwärmung in erster Linie in den Zonen des unmittelbaren Kontakts der Mischung mit der Oberfläche der Wärmeaustauscher vonstatten io geht, während die benachbarten Schichten nur durch die Wärmeleitfähigkeit der flüssigen Komponente der Betonmischung, d.h. des Wassers, erwärmt werden. Das führt zu einer sehr un-gleichmässigen Temperaturverteilung in der Masse der Mischung. Ausserdem kommt es zu einem Abbrennen der Beton-i5 mischung an der Oberfläche der Wärmeaustauscher. Aus diesem Grund werden sie schnell von einer Kruste aus vertrocknetem Beton überzogen, die einen grossen thermischen Widerstad darstellt. Dadurch verlangsamt sich anfangs der Erwärmungs-prozess des Gemisches, der im weiteren undurchführbar wird. 20 Es ist auch eine Vorrichtung für eine kontinuierliche elektrische Erwärmung von Betongemischen bekannt (SU-Urheber-scheinschrift Nr. 874 714, bekanntgemacht im Informationsblatt «Entdeckungen, Erfindungen, Gebrauchsmuster, Warenzeichen», Nr. 39, 1981). Diese Vorrichtung enthält einen Behäl-25 ter mit offenem Querschnitt und hat an seinen Enden einen Einlass- und Auslassstutzen. In seinem Innern sind elektrisch isolierte Plattenelektroden aufgestellt. Jede Elektrode ist elektrisch mit einem Spannungsregler verbunden.

Das Verhältnis der Länge der Elektroden zu ihrer Höhe be-30 trägt 1,5 bis 2:1. Ausserdem hat die Vorrichtung eine Schwingungsquelle (Rüttler mit gerichteten Schwingungen), die an der Rückwand des Einlassstutzens angebracht ist.

Der Rüttler mit gerichteten Schwingungen überträgt auf den Behälter harmonische Schwingungen, und das im Behälter be-35 findliche Gemisch bewegt sich an den Elektroden vorbei. An die Elektroden wird über Spannungsregler ein Wechselstrom angelegt, der beim Durchgang durch die Betonmischung dieses erwärmt. Dieses Verfahren ermöglicht die Schaffung eines gleichmässigen elektrischen und Temperaturfelds, wodurch lo-40 kale Überhitzungen des Gemisches, Kochen und Feuchtigkeitsverluste an den Enden der Erwärmungszone und eine ungenügende Erwärmung des Gemisches in der Mitte dieser Zone vermieden werden. Der Nutzleistungskoeffizient beträgt 0,94 bis 0,96, die mittlere Erwärmungstemperatur erhöht sich auf 95 bis 45 96°C.

Der freie Kontakt mit dem umgebenden Medium beim Erwärmen des Betongemisches führt jedoch zu Wärmeverlusten des Gemisches infolge Verdunstung. Dadurch sinkt die Wirksamkeit des Betriebs dieser Vorrichtung und steigt der Energie-50 verbrauch für die Erwärmung des Gemisches.

Das Temperaturgefälle der flüssigen Phase des Betongemisches das solche Komponenten wie Wasser, Bindemittel und Sand enthält, beträgt im Querschnitt der Vorrichtung 12°C. Bis auf eine Temperatur von 95 bis 98°C kann sich nur die flüssige 55 Phase unmittelbar in der Zone um die letzte Elektrode erwärmen. Die Erwärmungsdauer des Betongemisches bis auf eine mittlere Temperatur von 70 bis 80°C beträgt, gerechnet für einen Kubikmeter, ebensoviel wie in zyklisch funktionierenden Vorrichtungen. Folglich gewährleistet diese Vorrichtung nicht 6o eine Leistungserhöhung beim Einbringen des erwärmten Frischbetons. Bei einer Erhöhung der Leistung sinkt entsprechend die mittlere Erwärmungstemperatur des Betongemisches, und das führt letztlich zu einer Verringerung der Festigkeit des Betons.

Es ist noch eine Vorrichtung zur Behandlung von Gemi-65 sehen, hauptsächlich von Betongemischen bekannt (Mitteilungsblatt Nr. 206-84, 1984, Wladimir, Wissenschaftlich-technisches Informationszentrum). Diese Vorrichtung enthält einen Behälter mit geschlossenem Querschnitt und einem Einlass- und einem

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Auslassstutzen an seinen Enden. Im Innern des Behälters sind koaxial drei Elektroden installiert, die an nicht hermetisch schliessenden Klappdeckeln befestigt sind. Die Elektroden sind an ein Dreiphasen-Wechselstromnetz mit einer Spannung von 380 Volt angeschlossen. Auf dem Behälter ist eine Schwingungsquelle, d.h. ein Rüttler, angebracht.

Dem Einlassstutzen wird ununterbrochen die Betonmischung zugeführt. An die Elektroden legt man eine Spannung an und man schaltet den Rüttler ein. Unter Einwirkung der Schwingungen bewegt sich die Betonmischung an den Elektroden vorbei. Die Betonmischung, die einen elektrischen Leiter darstellt, schliesst nacheinander alle drei Elektroden und erwärmt sich wie ein Wirkwiderstand. Nach dem Durchlaufen der Erwärmungszone gelangt das Gemisch durch den Auslassstutzen in eine Form der Schalung.

In dieser Vorrichtung wird im Vergleich zur Vorrichtung nach dem SU-Urheberschein Nr. 874 714 eine gleichmässigere Temperaturverteilung in der flüssigen Phase mit einem Temperaturgefälle von 8 bis 10°C erzielt. Das erklärt sich durch die Verwendung eines Behälters mit geschlossenem Querschnitt. In diesem Fall verdunstet die Feuchtigkeit aus dem erwärmten Betongemisch bei einem begrenzten freien Kontakt mit der Aus-senluft. Beim Betrieb bedecken sich die Elektroden nicht mit einer Betonkruste, da das ununterbrochen sich bewegende Gemisch selbst die Elektroden reinigt.

Die aufgenommene elektrische Leistung der Vorrichtung ist dreimal geringer als die der zyklisch funktionierenden Vorrichtungen bei gleichem Durchsatz. Bei gleicher elektrischer Leistung wie bei der zyklischen elektrischen Erwärmung des Gemisches kann der Durchsatz der Vorrichtung um das Dreifache erhöht werden.

Der fehlende hermetische Verschluss des Innenraums des Behälters, besonders in der Zone der unmittelbaren Erwärmung des Betongemisches während dessen ununterbrochener Bewegung, verursacht Wärmeverluste des Gemisches infolge Verdunstung. Dadurch sinkt die Wirksamkeit des Erwärmungsprozesses des Gemisches, was einen zusätzlichen Energieverbrauch hervorruft, um diese Wärmeverluste zu ersetzen. Eine weitere Erhöhung der Erwärmungstemperatur des Betongemisches ist nicht möglich, da der Innenraum dieser Vorrichtung während der ununterbrochenen Bewegung des zu erwärmenden Gemisches mit der Aussenwelt in Verbindung tritt. Darum kann die maximale Temperatur des Betongemisches 100°C nicht überschreiten, und eine Intensivierung des Erwärmungsprozesses durch Erhöhung der Temperatur der flüssigen Phase ist folglich nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, die es ermöglichen, den Prozess des Temperaturanstiegs des Gemisches zu intensivieren und den Elektroenergieverbrauch zu senken.

Diese Aufgabe wird durch das vorgeschlagene Verfahren dadurch gelöst, dass es nach dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 durchgeführt wird.

Dieses Verfahren ermöglicht eine kontinuierliche, schnelle, technologisch einfache und ökonomisch vorteilhafte Erwärmung von Betongemischen bis auf mindestens 100°C ohne Verwendung irgendwelcher äusserer Wärme- und Druckquellen durch Ausnutzung der verbreitetsten und wirksamsten Energiequelle, der Elektrizität.

Die Umwandlung der elektrischen Energie in die Wärmeenergie geschieht während der ununterbrochenen Bewegung des Gemisches in einer hermetisch abgeschlossenen Zone unmittelbar in der Masse des Gemisches. Beim Erwärmen wird aus dem Gemisch Luft und Dampf abgesondert, die sich ausdehnen und in der hermetisch abgeschlossenen Zone einen Überdruck erzeugen, wodurch die elektrische Erwärmung des Gemisches bis auf eine Temperatur von mindestens 100°C fortgesetzt werden kann. Der entstehende Dampf dringt infolge seiner geringen Viskosität und hohen kinetischen Energie schnell und tief in alle Mikroporen der Zuschlagstoffe des Betongemisches ein und gelangt zu den Zementkörnern, kondensiert dort und erwärmt s die umgebenden Stoffe durch die bei der Kondensation freiwerdende Wärme. Im günstigsten Fall führt das Vordringen des Wassers zu den Zementkörnern zu einer Verbesserung der Aktivität der Hydratationsprozesse des Zements. Die Verbindung der unmittelbaren Erwärmung des Gemisches durch die Elektri-lo zität und die bei der Kondensation des entstehenden Dampfs freiwerdende Wärme des Phasenübergangs ermöglicht es, die Vorteile beider Verfahren zur Erwärmung des Betongemisches, und zwar der Erwärmung durch Dampf und durch elektrischen Strom, zu vereinigen. Die Folge davon ist eine Verkürzung der 15 Dauer des Temperaturanstiegs des Gemisches, wodurch die Leistung der Anlagen für die kontinuierliche Erwärmung von Gemischen erhöht und der Elektroenergieverbrauch gesenkt werden kann. Das gleichzeitig mit der Erwärmung des Gemisches vollzogene Rüttelmischen trägt zu einer gleichmässigen Vertei-20 lung aller Komponenten des Gemisches in dessen Volumen bei, was im weiteren eine Verbesserung der Homogenität der Struktur des Betons bewirkt. Auf diese Weise wird durch die Realisierung des erfindungsgemässen Verfahrens der Erwärmungs-prozess des Gemisches intensiviert und die Endtemperatur des 25 Gemisches nach der Erwärmung erhöht. Die Erhöhung des Wärmeinhalts des Gemisches bewirkt eine beschleunigte Erhärtung des Betons und folglich eine Verkürzung der Fristen für die Errichtung von Konstruktionen und Bauwerken.

Es ist zweckmässig, dass das Gemisch nach der Erwärmung 30 einer Entgasung und Verwirbelung unterworfen wird.

Das gewährleistet die Entfernung der Luft aus dem erwärmten Gemisch und einen gleichmässigere Temperaturverteilung im Gemisch vor dem Einbringen des Frischbetons in eine Form oder Schalung. Es ist bekannt, dass das Vorhandensein von 35 Luft in der Betonmischung die Festigkeit der Betonteile und -konstruktionen verringert. Eine Verringerung des Luftgehalts in der Betonmischung erhöht die Dichte und Festigkeit des Betons und auch die Qualität der Oberfläche der Erzeugnisse und Konstruktionen, die keine Poren und Kavernen aufweist. 40 Die Verwirbelung des Gemisches vor dem Einbringen in eine Form oder Schalung führt zur Zerstörung der während der Hydratation angeschwollenen Zementkörner, wodurch die abschirmenden Schichten von den Zementkörnern éntfernt werden und das Anmachwasser freien Zugang zur aktiven Oberfläche des 45 Zements hat. Das bewirkt eine tiefergehende Hydratation der Zementkörner und letztlich ein schnelleres Anwachsen der Festigkeit des Betons. Ausserdem wird durch die Verwirbelung des Gemisches vor dem Betonieren eine gleichmässige Temperaturverteilung in der flüssigen Phase des Gemisches in den Gren-50 zen von ± 2 bis 3°C erreicht. Da die Verwirbelung die Wärmeaustauschprozesse zwischen den Komponenten des Gemisches wesentlich intensiviert, wird auch die Erwärmung des groben Zuschlagstoffes des Gemisches beschleunigt. Das wirkt sich günstig auf die folgende Erhärtung des eingebrachten Betons 55 aus, da eine gleichmässige Temperaturverteilung im Gemisch zu einer gleichmässigen Festigkeit des Betons der Erzeugnisse und Konstruktionen beiträgt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch die vorgeschlagene Vorrichtung zur Durchführung des 60 Verfahrens dadurch gelöst, dass diese die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 umschriebenen Merkmale aufweist.

Das Vorhandensein eines Verschlusses bietet die Möglichkeit, den Behälter vollkommen mit dem Gemisch zu füllen und in ihm eine hermetisch abgeschlossene Zone zu schaffen. Da-65 durch wird es möglich, das Gemisch bis auf mindestens 100°C zu erwärmen durch die Umwandlung der elektrischen Energie in die Wärmeenergie und durch die Ausnutzung der Wärme des Phasenübergangs bei der Kondensation des aus dem erwärmten

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Gemisch austretenden Dampfs. Die Erwärmung des Gemisches Nichtbeachtung dieser Bedingung kann dazu führen, dass das bis auf mindestens 100°C ermöglicht eine Intensivierung des Er- Einbringen des Gemisches in eine Form oder Schalung einge-

wärmungsprozesses und eine Verringerung des Elektroenergie- stellt werden muss und im Behälter ein Pfropfen entsteht, wo-

verbrauchs. durch der Erwärmungsprozess des Gemisches abgebrochen und

Es ist zweckmässig, dass am Austritt aus dem Auslassstut- 5 der Innenraum des Behälters und der Kammer von erhärtetem zen eine Klappe angebracht ist, die mit dem Verschluss eine Gemisch gereinigt werden muss.

Kammer zur Entgasung und Verwirbelung des Gemisches bil- Es ist günstig, dass sich auf beiden Seiten des konvexen Mit-

det, wobei die Klappe so angebracht ist, dass die Durchgangs- telabschnitts der starr befestigten Platte des Verschlusses querschnittsfläche der Kammer reguliert werden kann. krummlinige Abschnitte befinden, die mit ihrer konkaven Seite

Eine der Zweckbestimmungen der Kammer zur Entgasung io dem Einlassstutzen zugekehrt sind.

und Verwirbelung des Gemisches besteht in der Entfernung der Das gewährleistet einen besseren Durchgang des erwärmten im erwärmten Gemisch enthaltenen Luft, deren Anwesenheit im Gemisches durch die Fenster des Verschlusses, da vollkommen

Gemisch im weiteren die Betonfestigkeit erheblich vermindert. die Möglichkeit einer Entstehung von Stauzonen des Gemisches

Eine weitere Zweckbestimmung dieser Kammer besteht in am Verschluss ausgeschlossen wird. Folglich kommt es auch der Durchführung einer Verwirbelung des erwärmten Gemi- 15 nicht zum Anwachsen einer Betonschicht an den Fenstern des sches vor dem Betonieren. Das gewährleistet eine gleichmässige Verschlusses.

Temperatur Verteilung im Gemisch und trägt zu einer gleichmäs- Es ist auch günstig, den Verschluss und die Klappe gemäss sigen Verteilung der Festigkeit des Betons der Erzeugnisse und dem abhängigen Patentanspruch 7 auszubilden.

Konstruktionen bei dessen Erhärten bei. Die Ausführung der starr befestigten Platte des Verschlusses

Die Einfachheit der Konstruktion der Kammer und die Zu- 20 mit der dem Behälter zugekehrten konkaven Seite und dem im sammenlegung der Kammer mit dem Behälter in einer Vorrich- unteren Teil dieser Platte in ihrer Mitte gelegenen Fenster er-

tung, wo die kontinuierliche Bearbeitung der Gemische vorge- möglicht es, den Strom des erwärmten Gemisches auf den Mit-nommen wird, ermöglicht die Durchführung eines ganzen Kom- telabschnitt des Verschlusses zu konzentrieren, die Bildung von plexes technologischer Arbeitsgänge unmittelbar an einem Ort Stauzonen vor dem Verschluss zu verhindern und den Reini-

(am Betonierungsort) und zu einer Zeit. Das gewährleistet eine 25 gungsprozess der Oberfläche dieses Verschlusses durch das sich hohe Wirksamkeit der Anlage, ermöglicht eine Intensivierung bewegende Gemisch zu fördern. Die regulierbare Platte wird des Temperaturanstiegs des Gemisches und verringert den Elek- zur Abdeckung des Durchgangsquërschnitts des Behälters zum troenergieverbrauch. Zwecke der vollkommenen Füllung desselben mit dem Gemisch

Es ist zweckmässig, den Verschluss und die Klappe gemäss und der Schaffung einer hermetisch abgeschlossenen Zone im dem abhängigen Patentanspruch 5 auszubilden. 30 Anfangsstadium der Erwärmung benötigt. Bei eingespieltem Die Ausführung der starr befestigten Platte des Verschlusses Betrieb der Erwärmung des Gemisches wird die regulierbare nach dieser vorgeschlagenen Konstruktion bewirkt eine Zweitei- Platte gewöhnlich über den Fenstern ausgestellt und in dieser lung des Stroms des Gemisches und gleichzeitig eine Reinigung Lage befestigt. Möglich ist jedoch auch eine Veränderung der der Oberfläche dieses Abschnitts des Verschlusses durch das Fläche des Fensters des Verschlusses während des Erwärmens sich bewegende Gemisch. Die regulierbare Platte wird zur Ab- 35 des Gemisches mit Hilfe dieser regulierbaren Platte und folglich deckung des Durchgangsquerschnitts des Behälters zum Zwecke eine Regulierung der Leistung der Anlage und der Erwärmungs-

der vollkommenen Füllung desselben mit dem Gemisch und der temperate des Gemisches. Nachdem der Strom des Gemisches

Schaffung einer hermetisch abgeschlossenen Zone im Anfangs- den Verschluss passiert hat, wird er in die Kammer geleitet, wo

Stadium der Erwärmung benötigt. Bei eingespieltem Betrieb der die Entgasung des Gemisches und die Verwirbelung vorgenom-

Erwärmung der Gemische wird die regulierbare Platte gewöhn- 40 men wird.

lieh über den Fenstern ausgestellt und in dieser Lage befestigt. Die Ausführung der starr befestigten Platte der Klappe nach Möglich ist jedoch auch eine Veränderung der Fläche der Fen- dieser vorgeschlagenen Konstruktion ermöglicht eine wirkungs-ster während der Erwärmung des Gemisches mit Hilfe dieser re- volle Durchführung der Verwirbelung des Gemisches vor dem gulierbaren Platte und folglich eine Regulierung der Leistung Einbringen in eine Form oder Schalung, da der entstandene der Anlage und der Erwärmungstemperatur des Gemisches. 45 Strom des erwärmten Gemisches beim Durchgang durch die Nachdem die zwei Ströme des Gemisches den Verschluss pas- Kammer auf seinem Weg auf ein Hindernis auftrifft, und zwar siert haben, werden sie in die Kammer geleitet, wo die Entga- auf die starr befestigte Platte der Klappe, sprunghaft seine Be-sung des Gemisches und die Verwirbelung vorgenommen wird. wegungsrichtung ändert und sich dabei in zwei selbständige Die Ausführung der starr befestigten Platte der Klappe nach Ströme aufteilt. Gleichzeitig wird die Oberfläche dieses Ab-dieser vorgeschlagenen Konstruktion ermöglicht die Durchfüh- so schnitts der Klappe durch das sich bewegende Gemisch gerei-rung der Verwirbelung des Gemisches vor dem Einbringen in ei- nigt. Die entstandenen zwei Ströme treffen auf die Wände der ne Form oder Schalung, da die vom Verschluss gebildeten zwei Kammer auf und laufen dann durch die im unteren Teil dieser Ströme des erwärmten Gemisches beim Durchgang durch die Platte gelegenen und im wesentlichen an die Seitenwände der Kammer auf ihrem Weg auf ein Hindernis auftreffen, und zwar Kammer angrenzenden Fenster. Dadurch wird jeder Strom und auf die starr befestigte Platte der Klappe, dabei sprunghaft ihre 55 das gesamte Gemisch im ganzen unmittelbar vor dem Einbrin-Bewegungsrichtung ändern, einander überschneiden und so das gen in eine Form oder Schalung verwirbelt. Dadurch wird eine Gemisch im ganzen verwirbeln. Dann kommt das erwärmte Ge- gleichmässige Temperaturverteilung in der flüssigen Phase des misch durch ein gemeinsames, im unteren Teil der starr befe- Gemisches vor dem Einbringen in eine Form oder Schalung in stigten Platte in deren Mitte gelegenes Fenster heraus. Dadurch den Grenzen von ± 2 bis 3°C erzielt. Der Effekt von der Auswird eine gleichmässige Temperaturverteilung in der flüssigen 60 führung der Fenster der Klappe, deren Fläche kleiner oder Phase vor dem Einbringen des Gemisches in eine Form oder gleich wie die Fläche des Fensters des Verschlusses zu sein hat, Schaltung in den Grenzen von ± 2 bis 3°C erzielt. ■ ist analog dem Effekt in der bereits beschriebenen Variante.

Die Fläche des Fensters in der starr befestigten Platte der Es ist zweckmässig, dass sich auf beiden Seiten des konve-

Klappe ist zweckmässig kleiner als die Gesamtfläche der Fenster xen Mittelabschnitts der starr befestigten Platte der Klappe in der starr befestigten Platte des Verschlusses oder ihr gleich. 65 krummlinige Abschnitte befinden, die mit ihrer konkaven Seite

Solch eine Lösung gewährleistet ein freies Ausfliessen des er- dem Einlassstutzen zugekehrt sind.

wärmten Gemisches aus der Kammer, ohne dass die Gefahr Das gewährleistet einen besseren Durchgang des erwärmten einer Bildung von Stauzonen in der Kammer entsteht. Die Gemisches durch die Fenster der Klappe, da vollkommen die

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Möglichkeit einer Bildung von Stauzonen des Gemisches vor der Klappe ausgeschlossen ist. Folglich kommt es nicht zum Anwachsen einer Betonschicht an den Fenstern der Klappe.

Es ist wünschenswert, dass in der Vorrichtung der Verschluss und die Klappe je mit Rückschlagventilen versehen sind, die an den starr befestigten Platten des Verschlusses bzw. der Klappe angebracht sind.

Das Vorhandensein von Rückschlagventilen gewährleistet deren zuverlässigen, ständigen, innigen Kontakt mir der Oberfläche des sich bewegenden Gemisches bei beliebigen Schwankungen des Spiegels des Gemisches im Behälter und in der Kammer, wodurch der Innenraum des Behälters und der Kammer vor dem Eindringen der Aussenluft geschützt wird und Wärmeverluste des erwärmten Gemisches vermieden werden. Ausserdem gewährleistet die Verwendung eines Rückschlagventils an der Klappe das Entweichen nur der Luft aus dem sich entlang der Kammer bewegenden Gemisch. Es kommt nicht zu einem Verdunsten von Feuchtigkeit und folglich auch nicht zu Wärmeverlusten aus der Kammer, da die Temperatur in ihr und im Gemisch bei eingelaufenem Betrieb der Anlage gleich ist.

Auf diese Weise ermöglicht die Verwendung des erfindungs-gemässen Verfahrens und der Vorrichtung eine Intensivierung des Temperaturanstiegs des Gemisches und eine Senkung des Elektroenergieverbrauchs.

Im folgenden wird die Erfindung durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemässe Vorrichtung;

Fig. 2 die gleiche erfindungsgemässe Vorrichtung mit einer Kammer;

Fig. 3 einen Schnitt gemäss der Linie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 den Bauteil A in Fig. 2 in vergrössertem Massstab;

Fig. 5 einen Schnitt gemäss der Linie V-V in Fig. 4, mit einer Ausführungsvariante des Verschlusses und der Klappe;

Fig. 6 einen Schnitt gemäss der Linie VI-VI in Fig. 4;

Fig. 7 einen Schnitt gemäss der Linie VII-VII in Fig. 4;

Fig. 8 einen Schnitt ähnlich zur Darstellung der Fig. 5 durch eine andere Ausführungsvariante des Verschlusses und der Klappe;

Fig. 9 einen Schnitt gemäss der Linie IX-IX in Fig. 8;

Fig. 10 einen Schnitt gemäss der Linie X-X in Fig. 8.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Bearbeitung von Betongemischen besteht darin, dass das Gemisch ununterbrochen im Innern eines geschlossenen Behälters 1 (Fig. 1) bewegt und im Behälter eine hermetisch abgeschlossene Zone geschaffen wird. Während der Bewegung wird das Gemisch erwärmt, indem man einen elektrischen Strom durch dasselbe leitet, und der Einwirkung von Schwingungen unterworfen. Das in der hermetisch abgeschlossenen Zone befindliche Gemisch wird bis auf mindestens 100°C erwärmt. Dabei entsteht Dampf, der die gesamte masse des Gemisches durchdringt und alle Komponenten des Gemisches gleichmässig und schnell erwärmt.

Ausführlicher wird das erfindungsgemässe Verfahren im folgenden beschrieben, und zwar anhand der Beschreibung eines Beispiels einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung enthält einen Behälter 1 (Fig. 1 und 2) mit geschlossenem Durchgangsquerschnitt und mit einem Einlassstutzen 2 und einem Auslassstutzen 3 an seinen Enden. Im Innern des Behälters 1 sind drei Elektroden 4 installiert. Die Anzahl der Elektroden kann beliebig sein, sie hängt von der konstruktiven Ausführung des Behälters 1, den Besonderheiten des Prozesses der elektrischen Erwärmung des Betongemisches, dem Klemmenschaltplan der Elektroden, von der Art des elektrischen Versorgungsnetztes und anderen Faktoren ab. Im vorliegenden Beispiel sind die Elektroden 4 an die entsprechende Phase 5 eines Dreiphasen-Wechselstromnetzes mit einer Spannung von 380/220 Volt angeschlossen, während der Behälter 1 an den Nulleiter 6 angeschlossen ist.

Die Elektroden 4 sind koaxial im Innern des Behälters 1 angeordnet und elektrisch von ihm durch Hülsen 7 (Fig. 3) iso-s liert. Die Elektroden 4 sind starr an hermetisch abgedichteten Sektionsklappdeckeln 8 mit Hilfe von Haltern 9 befestigt und lassen sich leicht aus dem Behälter 1 zum Reinigen und Auswechseln herausnehmen.

Die Deckel 8 sind klappbar durch Scharniere 10. Die herme-lo tische Abdichtung der Deckel 8 wird durch Dichtungen 11 gewährleistet. Die Fixierung der Deckel 8 in der notwendigen Stellung geschieht mit Hilfe einer Andruckplatte 12 und durch Befestigungselemente 13. Die Verbindungstellen der Halter 9 der Elektroden 4 mit elektrischen Zuleitungskabeln 14 (Fig. 1) sind i5 zum Schutz vor äusseren Einwirkungen mit Schutzkappen 15 (Fig. 3) bedeckt.

Auf dem Behälter 1 sind drei Schwingungsquellen, und zwar Rüttler 16 (Fig. 1, 2), befestigt. Die Anzahl und der Typ der Rüttler 16, ihr Schalt- und Betriebsschema können beliebig 20 sein, geeignet für unseren Zweck. Diese Kennwerte werden durch die konkrete Situation bestimmt: durch das Vorhandensein eines bestimmten Synchronisationssystems des Betriebs der Rüttler 16, durch die Kennwerte des Betongemisches und andere Faktoren.

25 Die Rüttler 16 können an einer beliebigen Stelle der Vorrichtung angebracht werden. Im vorliegenden Beispiel sind die Rüttler 16 auf der Oberfläche des Behälters 1 nacheinander in einer gewissen Entfernung voneinander aufgestellt.

Die Vorrichtung zur kontinuierlichen Bearbeitung von Be-30 tongemischen ist an einem stationären Gerüst 17 aufgehängt und mit ihm über schwingungsdämpfer 18 (Fig. 3), die auf Stützen 19 des Behälters 1 liegen, mittels einer Aufhängung 20 verbunden.

Von aussen ist der Behälter elektrisch und wärmeisoliert, 35 z.B. durch eine Schicht 21 aus Polyurethanschaum.

Die Menge des in eine Form 22 einzubringenden erwärmten Betongemisches wird mit Hilfe eines Verschlusses 23 reguliert, der im Behälter 1 vor dem Auslassstutzen 3 so angebracht ist, dass die Durchgangsquerschnittsfläche des Behälters 1 zur 40 Schaffung zusammen mit dem Gemisch einer hermetisch abgeschlossenen Zone im Behälter 1 reguliert werden kann.

Die Regulierung der Durchgangsquerschnittsfläche kann auf eine beliebige bekannte Weise geschehen.

Der Auslassstutzen 3 gemäss Fig. 2 stellt in diesem Beispiel 45 ein in Richtung der Entleerung gekrümmtes Knie dar.

Am Austritt aus dem Auslassstutzen 3 ist eine Klappe 24 angebracht, die mit dem Verschluss 23 eine Kammer 25 für die Entgasung und Verwirbelung des Gemisches bildet. Die Klappe 24 ist so angebracht, dass die Durchgangsquerschnittsfläche der so Kammer 25 reguliert werden kann. Die Regulierung der Durchgangsquerschnittsfläche kann auf eine beliebige bekannte Weise gesehenen.

Zum Zwecke der wirksamsten Entgasung und Verwirbelung des Betongemisches haben die Klappe 24 und der Verschluss 23 55 eine bestimmte Konstruktion.

In Fig. 4, 5, 6 und 7 ist eine Variante abgebildet, in der der Verschluss 23 (Fig. 4) in Form zweier hintereinander angeordneter Platten ausgebildet ist. Die näher zum Auslassstutzen 3 gelegene Platte 26 Fig. 5) ist starr befestigt und hat einen kon-60 vexen Mittelabschnitt, der mit seiner Ausbauchung zum Einlassstutzen 2 gerichtet ist. Im unteren Teil dieser Platte 26 befinden sich Fenster 27 (Fig. 6), die im wesentlichen an die Seitenwände des Behälters 1 angrenzen.

Auf beiden Seiten des konvexen Mittelabschnitts der starr 65 befestigten Platte 26 (Fig. 5) des Verschlusses 23 (Fig. 4) befinden sich krummlinige Abschnitte, die mit ihrer konkaven Seite dem Einlassstutzen 2 zugekehrt sind.

Dabei ist die Klappe 24 in Form zweier hintereinander ange-

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ordneter Platten ausgebildet. Die näher zum Auslassstutzen 3 gelegene Platte 28 (Fig. 5) ist starr befestigt und hat eine dem Einlassstutzen 2 zugekehrte konkave Form. Im unteren Teil dieser Platte 28 befindet sich in ihrer Mitte ein Fenster 29 (Fig. 7). Die Fläche dieses Fensters 29 ist im gegebenen Beispiel gleich der Gesamtfläche der Fenster 27 (Fig. 6) des Verschlusses 23 (Fig. 4). In einem anderen Beispiel kann jedoch die Fläche des Fensters 29 (Fig. 7) kleiner sein als die Gesamtfläche der Fenster 27 (Fig. 6) des Verschlusses 23 (Fig. 4).

Die näher zum Behälter 1 gelegene Platte 30 (Fig. 5) des Verschlusses 23 (Fig. 4) ist so angebracht, dass die Durchgangsquerschnittsfläche des Behälters 1 (regulierbare Platte 30) reguliert werden kann.

Die starr befestigte Platte 26 (Fig. 5) des Verschlusses 23 (Fig. 4) ist in spezielle Nuten (in der Zeichnung nicht abgebildet) des Behälters 1 gesteckt, bis auf den Boden des Behälters 1 herabgeführt und an der Kammer 25 mit Hilfe von Befestigungselementen 31 befestigt.

Wenn die Abmessungen der Fenster 27 (Fig. 6) geändert oder sie vollkommen geschlossen werden müssen (zum vollständigen Füllen des Behälters 1 mit dem Gemisch), wird die regulierbare Platte 30 (Fig. 5) des Verschlusses 23 (Fig. 4) in dieser oder jener Stellung mit Hilfe von Befestigungselementen 32 fixiert.

Die näher zum Verschluss 23 gelegene Platte 33 (Fig. 5) der Klappe 24 (Fig. 4) ist so angebracht, dass die Durchgangsquerschnittsfläche der Kammer 25 reguliert werden kann (regulierbare Platte 33).

Die starr befestigte Platte 28 (Fig. 5) der Klappe 24 (Fig. 4) ist in spezielle Nuten (in der Zeichnung nicht abgebildet) der Kammer 25 gesteckt, bis auf den Boden der Kammer 25 herabgeführt und am Auslassstutzen 3 mit Hilfe von Befestigungselementen 34 befestigt.

Wenn die Abmessungen der Fenster 29 (Fig. 7) geändert oder sie vollkommen geschlossen werden müssen, wird die regulierbare Platte 33 (Fig. 5) der Klappe 24 (Fig. 4) in dieser oder jener Stellung mit Hilfe von Befestigungselementen 35 fixiert.

In der starr befestigten Platte 26 (Fig. 5) des Verschlusses 23 (Fig. 4) sind die Fenster 27 (Fig. 6) vollkommen von einem elastischen Rückschlagventil 36 (Fig. 6) überdeckt, z.B. aus dünnem Gummi. Das Ventil 36 ist nach dem Umriss der Kammer 25 reichlich bemessen und liegt dicht an ihre Wände an. Das Ventil 36 ist starr an der Platte 26 mit Hilfe von Befestigungselementen 37 (Fig. 6) befestigt.

In der starr befestigten Platte 28 (Fig. 5) der Klappe 24 (Fig. 4) ist das Fenster 29 (Fig. 7) vollkommen von einem elastischen Rückschlagventil 38 (Fig. 5) überdeckt, z.B. aus dünnem Gummi. Das Ventil 38 ist nach dem Umriss des Auslassstutzens 3 reichlich bemessen und hegt dicht an dessen Wände an. Das Ventil 38 ist starr an der Platte 28 mit Hilfe von Befestigungselementen 39 (Fig. 7) befestigt.

Um die Reinigung des Behälters 1 (Fig. 5), die prophylaktische visuelle Überprüfung und die Durchführung von Reparaturen zu erleichtern, ist der Auslassstutzen 3 schwenkbar ausgeführt, im gegebenen Fall in Richtung zum Behälter 1. Die Schwenkung des Stutzens 3 kann mit Hilfe eines Bandscharniers 40 (Fig. 5) ausgeführt werden. Die Befestigung des Stutzens 3 am Behälter 1 in Betriebsstellung geschieht mit Hilfe von Befestigungselementen 41. Der Winkel a (Fig. 5 und 8) bezeichnet den Schwenkungswinkel des Stutzens 3 relativ zum Behälter 1. Im gegebenen Beispiel kann sich der Winkel a in einem Bereich von 0 bis 180 Grad bewegen.

In den Fig. 8, 9 und 10 ist eine andere Variante abgebildet, in der der Verschluss 23 in Form zweier hintereinander angeordneter Platten ausgebildet ist. Die zum Auslassstutzen 3 (Fig. 8) näher gelegene Platte 42 ist starr befestigt und hat eine dem Behälter 1 zugekehrte konkave Form. Im unteren Teil dieser Platte 42 befindet sich in ihrer Mitte ein Fenster 43 (Fig. 9). Dabei ist die Klappe 24 (Fig. 4) in Form zweier hintereinander angeordneter Platten ausgebildet. Die näher zum Auslassstutzen 3 (Fig. 8) gelegene Platte 44 ist starr befestigt und hat einen konvexen Mittelabschnitt, der mit seiner Ausbauchung der Kammer 5 25 zugekehrt ist. Im unteren Teil dieser Platte 44 befinden sich Fenster 45 (Fig. 10), die im wesentlichen an die Seitenwände der Kammer 25 angrenzen, wobei die Gesamtfläche dieser Fenster 45 gleich der Fläche des Fensters 43 (Fig. 9) des Verschlusses 23 (Fig. 4) ist. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Gelo samtfläche der Fenster 45 (Fig. 10) kleiner sein als die Fläche des Fensters 43 (Fig. 9) des Verschlusses 23 (Fig. 4).

Auf beiden Seiten des krummlinigen Mittelabschnitts der starr befestigten Platte 44 (Fig. 8) der Klappe 24 (Fig. 4) befinden sich konkave Abschnitte, die der Kammer 25 (Fig. 8) zuge-15 kehrt sind.

Die näher zum Behälter 1 gelegene Platte 46 des Verschlusses 23 ist so angebracht, dass die Durchgangsquerschnittsfläche des Behälters 1 reguliert werden kann (regulierbare Platte 46).

Die starr befestigte Platte 42 (Fig. 8) des Verschlusses 23 ist 20 in spezielle Nuten (in der Zeichnung nicht abgebildet) des Behälters 1 gesteckt, bis auf den Boden des Behälters 1 herabgeführt und mit Hilfe von Befestigungselementen 47 (Fig. 9) an der Kammer 25 befestigt.

Wenn die Abmessungen der Fenster 43 (Fig. 9) geändert 25 oder sie vollkommen geschlossen werden müssen (zum vollständigen Füllen des Behälters 1 mit dem Gemisch), wird die regulierbare Platte 46 (Fig. 8) des Verschlusses 23 in dieser oder jener Stellung mit Hilfe von Befestigungselementen fixiert.

Die näher zum Verschluss 23 gelegene Platte 49 (Fig. 8) der 30 Klappe 24 ist so angebracht, dass die Durchgangsquerschnittsfläche der Kammer 25 reguliert werden kann (regulierbare Platte 49).

Die starr befestigte Platte 44 (Fig.8) der Klappe 24 (Fig. 4) ist in spezielle Nuten (in der Zeichnung nicht abgebildet) der 35 Kammer 25 gesteckt, bis auf den Boden der Kammer 25 herabgeführt und am Auslassstutzen 3 mit Hilfe von Befestigungselementen 50 (Fig. 10) befestigt.

Wenn die Abmessungen der Fenster 45 (Fig. 10) geändert oder sie vollkommen geschlossen werden müssen, wird die regu-40 lierbare Platte 49 (Fig. 10) der Klappe 24 (Fig. 4) in dieser oder jener Stellung mit Hilfe von Befestigungselementen fixiert.

In der starr befestigten Platte 42 (Fig. 8) des Verschlusses 23 ist das Fenster 43 (Fig. 9) vollkommen von einem elastischen Rückschlagventil 52 (Fig. 8) überdeckt, z.B. aus dünnem Gum-45 mi. Das Ventil 52 ist nach dem Umriss der Kammer 25 reichlich bemessen und liegt dicht an ihre Wände an. Das Ventil 52 ist starr an der Platte 42 mit Hilfe von Befestigungselementen 53 (Fig. 9) befestigt.

In der starr befestigten Platte 44 (Fig. 8) der Klappe 24 sind so die Fenster 45 (Fig. 10) vollkommen von einem elastischen Rückschlagventil 54 (Fig. 8) überdeckt, z.B. aus dünnem Gummi. Das Ventil 54 ist nach dem Umriss des Auslassstutzens 3 reichlich bemessen und liegt dicht an dessen Wände an. Das Ventil 54 ist starr an der Platte 44 mit Hilfe von Befestigungs-55 dementen 55 (Fig. 10) befestigt.

Die Vorrichtung funktioniert folgendermassen.

Zuerst füllt man das Betongemisch in den Einlassstutzen 2 des Behälters 1, der einen geschlossenen Querschnitt hat, ein. Dann bewegt man das Gemisch im Innern des Behälters 1 mit 60 Hilfe der Rüttler 16. Bei seiner Bewegung durch den Behälter 1 stösst das Gemisch an den Verschluss 23 an und erzeugt im Behälter 1 eine hermetisch abgeschlossene Zone. Gleichzeitig wird an die im Innern des Behälters 1 installierten, an ein Dreiphasen-Wechselstromnetz 5 angeschlossenen Elektroden 4 eine 65 Spannung angelegt. Bei seiner Bewegung an den Elektroden 4 vorbei wird das Gemisch, das die Funktion eines Stromleiters ausübt, unmittelbar durch den Strom erwärmt und gleichzeitig gemischt. Mit dem Anstieg der Temperatur nimmt die Menge

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der gasförmigen Phase in dem erwärmten Betongemisch in Form eines Dampf-Luft-Gemisches sprunghaft zu. Da beim Verdunsten von 11 Wasser 1500 bis 20001 Dampf entsteht, führt die Verdunstung sogar einer kleinen Wassermenge im Gemisch unter den Bedingungen eines hermetischen Verschlusses zur Entstehung eines inneren Überdrucks.

Der entstehende Dampf dringt infolge seiner geringen Viskosität und hohen kinetischen Energie schnell und tief in alle Mikroporen der Zuschlagstoffe des Betongemisches ein und gelangt zu den Zementkörnern, kondensiert dort und erwärmt die umgebenden Stoffe durch die bei der Kondensation freiwerdende Wärme. Die günstige Bewegungsrichtung des entstehenden Dampfs, und zwar quer zur Bewegung des Gemisches, trägt ebenfalls zu einer schnellen Erwärmung der Zuschlagstoffe des Betongemisches bei.

Das alles ermöglicht die Erwärmung des Gemisches bis auf mindestens 100°C.

Auf diese Weise geschieht die Erwärmung des Gemisches sowohl durch den elektrischen Strom, und zwar durch die Joule-sche Wärme, als auch durch die Wärme des Phasenübergangs bei der Kondensation des aus dem Gemisch ausgeschiedenen Dampfs. Die Temperatur von mindestens 100°C wird in einem sehr kurzen Zeitabschnitt erreicht, und zwar im Verlauf von einigen Sekunden bis zu einigen Minuten in Abhängigkeit von der Grösse der angelegten Spannung, des spezifischen elektrischen Widerstands des Gemisches und anderer Faktoren. Bei eingelaufenem Betrieb und restlos mit Gemisch ausgefülltem Querschnitt des Behälters 1 ist der Behälter 1 vollkommen hermetisch verschlossen.

Bei seiner Bewegung an den Elektroden 4 vorbei wird das Gemisch erwärmt, durch Rütteln aktiviert und homogenisiert. Durch die ständige intensive Bewegung des Gemisches und den wirkungsvollen Wärmeaustausch zwischen den verschiedenen Komponenten des Gemisches wird eine gleichmässige Temperaturverteilung in der flüssigen Phase des Gemisches im Querschnitt des Behälters in den Grenzen von ± bis 5°C erzielt.

Ausserdem wird durch die ununterbrochene Bewegung des Gemisches die Entstehung einer Schicht aus angetrocknetem Gemisch auf den Elektroden und die Bildung einer abschirmenden Schicht eines Dampf-Luft-Gemisches auf den Elektroden verhindert.

Das Vorhandensein des Rückschlagventils 36 bzw. 52, das an der starr befestigten Platte 26 bzw. 42 des Verschlusses 23 angebracht ist, gewährleistet einen ständigen engen Kontakt des Verschlusses 23 mit der Oberfläche des sich bewegenden Gemisches bei beliebigen Schwankungen des Spiegels des Gemisches im Behälter 1. Das garantiert die hermetische Abriegelung des Innenraums des Behälters 1 vor dem Eindringen der Aussenluft bei Schwankungen des Spiegels des Gemisches im Behälter 1 und folglich eine maximale Senkung der Wärmeverluste aus dem Behälter 1 in die Umwelt durch den Verschluss 23.

Nach dem Erwärmen des Gemisches im Behälter 1 gelangt das Gemisch in die Kammer 25, die von dem Verschluss 23 und der Klappe 24 gebildet wird. In dieser Kammer 25 wird das erwärmte Gemisch entgast und verwirbelt vor dem Einbringen in eine Form oder Schalung 22.

Die Schicht des erwärmten Gemisches, die eine geringere Dicke und höhere Geschwindigkeit hat im Vergleich zum Gemisch im Behälter 1, verliert bei ihrer Bewegung durch die Kammer 25 intensiv die in ihr befindliche Luft. Das erklärt sich dadurch, dass über der Oberfläche jedes sich bewegenden Stroms einer Flüssigkeit oder eines Gemisches immer eine Zone mit vermindertem Luftdruck entsteht. Darum geht in dem Zeitabschnitt, in dem das erwärmte Gemisch die Kammer 25 durchläuft, ein erheblicher Teil der im Gemisch enthaltenen Luft in den Raum der Kammer 25 über. Dieser Prozess intensiviert die Einwirkung der von den Schwingungsquellen 16 in Schwingungen versetzten Wände der Kammer 25 auf das Gemisch.

Die Verwendung des Rückschlagventils 38 bzw. 54, das an der starr befestigten Platte 28 bzw. 44 der Klappe 24 angebracht ist, schützt zuverlässig vor dem Eindringen der Aussenluft in den Innenraum der Kammer 25, auch bei Schwankungen s des Gemischspiegels in der Kammer 25, und verringert folglich maximal die Wärmeverluste durch die Klappe 24 in die umgebende Atmosphäre. Bei eingelaufenem Betrieb der Anlage kommt es praktisch zu keiner Verdunstung von Feuchtigkeit aus dem Gemisch in der Kammer 25, da die Temperatur in der io Kammer und in dem durch die Kammer laufenden Gemisch gleich ist. Nur Luft entweicht aus dem Gemisch. Mit dem Ansteigen des Drucks in der Kammer 25 durch die aus dem Gemisch entweichende Luft biegt sich das Ventil 38 bzw. 54 leicht durch, die Luft aus der Kammer 25 entweicht nach aussen, der 15 Druck in der Kammer gleicht sich mit dem der umgebenden Atmosphäre aus und das Ventil 38 bzw. 54 kehrt in die Ausgangsstellung zurück. Die Entgasung ermöglicht die Entfernung der im erwärmten Gemisch befindlichen Luft. Das gewährleistet im weiteren eine erhöhte Festigkeit des Betons, da die Verringe-20 rung des Gehalts an adsorbierter Luft im Gemisch um 1% die Festigkeit des Betons bis um 5¥o erhöht.

Ausserdem wird in der Kammer 25 die Verwirbelung des Gemisches unmittelbar vor dem Betonieren vorgenommen. Das gewährleistet ein minimales Temperaturgefälle im eingebrachten 25 Gemisch und folglich eine gleichmässigere Festigkeit des Betons in den Fertigteilen und Konstruktionen.

Wenn die Kammer 25 vom Verschluss 23, dessen Konstruktion in Fig. 4, 5 und 6 abgebildet ist, und von der Klappe 24, deren Konstruktion in Fig. 4, 5 und 7 dargestellt ist, gebildet 30 wird, bildet der Verschluss 23 zwei Ströme des erwärmten Gemisches, die nach dem Durchlauf durch die Kammer 25 mit Wucht auf die Klappe 24 auftreffen, wobei die dabei entstehenden Teilströme einander überschneiden und den Strom des Gemisches im ganzen vor dem Einbringen in eine Form oder Scha-35 lung 22 verwirbeln. Dadurch wird eine gleichmässige Temperaturverteilung in der flüssigen Phase des Gemisches vor dem Einbringen in eine Form oder Schalung 22 in den Grenzen von ± 2 bis 3°C erzielt.

Wenn die Kammer 25 vom Verschluss 23, dessen Konstruk-40 tion in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, und von der Klappe 24, deren Konstruktion in den Fig. 8 und 10 dargestellt ist, gebildet wird, bildet der Verschluss 23 einen Strom des erwärmten Gemisches, der nach dem Durchgang durch die Kammer 25 mit Wucht auf die Klappe 24 auftrifft und durch die Klappe in zwei 45 Teilströme zerlegt wird, die auf die Wände der Kammer 25 auftreffen, verwirbelt werden und durch die zwei in der Klappe 24 ausgeführten Fenster 45 nach aussen gelangen.

Dadurch wird ebenfalls eine gleichmässige Temperaturverteilung in der flüssigen Phase des Gemisches vor dessen Ein-50 bringen in eine Form oder Schalung 22 in den Grenzen von ± 2 bis 3°C erzielt.

Auf diese Weise ermöglicht die Anwendung des erfindungs-gemässen Verfahrens und der Vorrichtung eine Intensivierung des Temperaturanstiegs des Gemisches und eine Verringerung 55 des Elektroenergieverbrauchs.

Beispiel

Man nimmt ein Betongemisch mit einer Fliessbarkeit von 13 bis 15 cm (zur Herstellung von Beton mit einer Festigkeit von 60 200 kp/cm2) mit folgender Zusammensetzung in kg pro m3 (im trockenen Zustand):

Bindemittel: Sand: Schotter: Wasser = 320:665:1050:195.

Als Bindemittel wird Portlandzement mit einer zu erwarten-65 den Festigkeit des Zementsteins von 400 kg/cm2 im Alter von 28 Tagen verwendet. Die mittlere Festigkeit des Portlandzements bei Dampfhärtung beträgt nach einem Tag 310 kp/cm2. Der verwendete Sand hat eine Körnung von 0,14 bis 1,2 mm.

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Der Schotter besteht aus Kalkstein mit einer Korngrösse von 10 bis 45 mm.

Dieses Betongemisch wird einer Behandlung nach dem erfin-dungsgemässen Verfahren in der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens unterzogen.

Tabelle 1 enthält Angaben über die Wirksamkeit des erfin-dungsgemässen Verfahrens und der Vorrichtung.

TABELLE 1

Kennwerte der kontinuierlichen Wärmebehandlung des Betongemisches

Bezeichnung des Kennwerts

Grösse

1. Stromstärke an den Elektroden, I 267 A

2. Phasenspannung an den Elektroden, Uph 220 V

3. Anfangstemperatur des Gemisches, tA 18°C

4. Mittlerer spezifischer ohmscher Widerstand beim Erwärmen des Gemisches, p 5,24 ßm

5. Erwärmungsdauer des Gemisches, Te 2,11 Min.

6. Maximale Temperatur des Anmachwassers, tmax 116°C

7. Durchschnittstemperatur des erwärmten Gemisches, to 66,5°C

8. Spezifischer Elektroenergieverbrauch, Wsp 37,4kW-h/m3

9. Aufgenommene elektrische Leistung Re 173 kW

10. Leistung der Anlage Pb 5,0 m3/h

Im vorliegenden Beispiel (bei der Erwärmung eines Betongemisches) ermöglicht die Anwendung der nach dem Verfahren funktionierenden Vorrichtung die Erreichung einer Temperatur des Anmachwassers von über 100°C, und zwar 116°C. Das ge-5 währleistet eine Verkürzung der Erwärmungsdauer des Betongemisches in den Grenzen von 11 bis 12%. Die Verhinderung der Verdunstung des Wassers beim Erwärmen des Betongemisches ergibt eine zusätzliche Einsparung von 2% der Energie. Im Ergebnis beträgt die Gesamterhöhung der Leistungssteige-lo rung des Prozesses der Wärmebehandlung von Betongemischen 13 bis 14%.

Bei Verwendung des erfindungsgemässen Verfahrens für die Wärmebehandlung anderer Gemische, bei denen auf das Wasser oder eine andere elektrisch leitende Flüssigkeit der grössere 15 Teil der Gesamtwärmekapazität des Gemisches entfällt, ist die Wirksamkeit der Wärmebehandlung noch grösser.

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3 Blätter Zeichnungen

Claims (10)

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Verfahren zur Bearbeitung von Gemischen, insbesondere von Betongemischen, bei dem das Gemisch ununterbrochen im Innern eines geschlossenen Behälters (1) bewegt wird, das Gemisch während der Bewegung erwärmt wird, indem man einen elektrischen Strom durch dasselbe leitet, und der Einwirkung von Schwingungen ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in dem geschlossenen Behälter (1) eine hermetisch abgedichtete Zone geschaffen wird, in der das Gemisch auf mindestens 100°C erwärmt wird, wobei Dampf entsteht, der die gesamte Masse des Gemisches durchdringt und alle Komponenten des Gemisches gleichmässig und schnell erwärmt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch nach der Erwärmung einer Entgasung und Verwirbelung unterworfen wird.
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, mit einem Behälter (1) mit geschlossenem Durchgangsquerschnitt und einem Einlass- und einem Auslassstutzen (2, 3) an seinen Enden, in dessen Innerem wenigstens eine Elektrode (4) angeordnet ist, sowie wenigstens eine Schwingungsquelle (16), dadurch gekennzeichnet, dass im Behälter (1) vor dem Auslassstutzen (3) ein Verschluss (23) derart angebracht ist, dass die Durchgangsquerschnittsfläche des Behälters (1) regulierbar ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Austritt aus dem Auslassstutzen (3) eine Klappe (24) angebracht ist, die mit dem Verschluss (23) eine Kammer (25) zur Entgasung und Verwirbelung des Gemisches bildet, wobei die Klappe (24) so angebracht ist, dass die Durchgangsquerschnittsfläche der Kammer (25) regulierbar ist.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (23) in Form zweier hintereinander angeordneter Platten (30, 26) ausgebildet ist, von denen die näher zum Behälter (1) gelegene Platte (30) so befestigt ist, dass die Durchgangsquerschnittsfläche des Behälters (1) regulierbar ist, während die andere Platte (26) starr befestigt ist und einen konvexen Mittelabschnitt aufweist, dessen Ausbauchung dem Einlassstutzen (2) zugekehrt ist, und Fenster (27) hat, die im unteren Teil dieser Platte (26) gelegen sind und im wesentlichen an die Seitenwände des Behälters (1) angrenzen, wobei die Klappe (24) in Form zweier hintereinander angeordneter Platten (33, 28) ausgebildet ist, von denen die näher zum Verschluss (23) gelegene Platte (33) so befestigt ist, dass die Durchgangsquerschnittsfläche der Kammer (25) regulierbar ist, während die andere Platte (28) starr befestigt ist, zum Einlassstutzen (2) hin eine konkave Seite aufweist und ein Fenster (29) hat, das im unteren Teil dieser Platte (28) in deren Mitte gelegen ist, wobei die Fläche dieses Fensters (29) höchstens der Gesamtfläche der Fenster (27) des Verschlusses (23) entspricht (Fig. 4, 5, 6, 7).
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf beiden Seiten des konvexen Mittelabschnitts der starr befestigten Platte (26) des Verschlusses (23) krummlinige Abschnitte befinden, die mit ihrer konkaven Seite dem Einlassstutzen (2) zugekehrt sind.
7. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (23) in Form zweiter hintereinander angeordneter Platten (46, 42) ausgebildet ist, von denen die näher zum Behälter (1) gelegene Platte (46) so befestigt ist, dass die Durchgangsquerschnittsfläche des Behälters (1) regulierbar ist, während die andere Platte (42) starr befestigt ist und eine dem Behälter (1) zugekehrte konkave Seite und ein im unteren Teil in deren Mitte gelegenes Fenster (43) hat, wobei die Klappe (24) in Form zweier hintereinander angeordneter Platten (49, 44) ausgebildet ist, von denen die näher zum Verschluss (23) gelegene Platte (49) so befestigt ist, dass die Durchgangsquerschnittsfläche der Kammer (25) regulierbar ist, während die andere Platte (44) starr befestigt ist und einen konvexen Mittelabschnitt aufweist, dessen Ausbauchung der Kammer (25) zugekehrt ist, und Fenster (45) hat, die im unteren Teil dieser Platte (44) gelegen sind und im wesentlichen an die Seitenwände der Kammer (25) angrenzen, wobei die Fläche dieser s Fenster (45) höchstens der Fläche des Fensters (43) des Verschlusses (23) entspricht (Fig. 8, 9, 10).
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf beiden Seiten des konvexen Mittelabschnitts der starr befestigten Platte (44) der Klappe (24) krummlinige Ab-

   lo schnitte befinden, die mit ihrer konkaven Seite der Kammer (25) zugekehrt sind.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (23) und die Klappe (24) Rückstellventile (36, 38) haben, die an den entsprechenden starr befestigten

   15 Platten (26, 28) des Verschlusses (23) und der Klappe (24) angebracht sind.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (23) und die Klappe (24) Rückstellventile (52, 54) aufweisen, die an den entsprechenden, starr befestigten

    2o Platten (42, 44) des Verschlusses (23) und der Klappe (24) angebracht sind.