DE10137489A1

DE10137489A1 - Mischvorrichtung zum Mischen von pulverförmigen Stoffen mit Wasser

Info

Publication number: DE10137489A1
Application number: DE10137489A
Authority: DE
Inventors: Martin Theodor Melchior
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2003-02-13
Also published as: WO2003022414A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung zum Mischen von pulverförmigen Stoffen mit Wasser, mit einem in einer Mischzone angeordneten Mischwerkzeug und einer Wasserzuführung und mit einem oberhalb der Mischzone angeordneten Antriebsmotor für das Mischwerkzeug. Sie löst die Aufgabe, eine derartige Mischvorrichtung so zu gestalten, daß deren Förderleistung bei hoher Effektivität des Mischprozesses erheblich erhöht ist. Dazu ist das Mischwerkzeug aus wenigstens einem Mischelement (10, 11) gebildet, das an einer mit der Abtriebswelle (1) des Antriebsmotors (M) drehfest gekoppelten Lageraufnahme (3) im Abstand von der Drehachse der Abtriebswelle (1) drehbar gelagert ist und ein Antriebsrad (13, 14) aufweist, das mit der Mischkammerwandung oder einem drehfest gegenüber dieser angeordneten, konzentrisch ausgebildeten Getriebeglied (Duplex-Rollenkette 18) ein Getriebe bildet, derart, daß das Mischelement (10, 11) bei einer Drehbewegung der Lageraufnahme (3) sowohl deren Drehbewegung als auch eine zusätzliche Rotationsbewegung um die eigene Achse (B, C) ausführt (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung zum Mischen von pulverförmigen oder feinkörnigen Stoffen mit Wasser, insbesondere von Baustoffen, beispielsweise Gips, Zement und Kalk, mit Wasser.

Mischvorrichtungen, in denen pulverförmiges oder feinkörniges Mischgut mit Wasser vermischt wird, sind bekannt. Diese weisen üblicherweise einen trichterförmigen Förderbehälter für das pulverförmige Mischgut, eine an den Trichterausgang nach unten angeschlossene Mischzone, in die das Wasser eingeleitet wird, und einen Mischquirl auf, der das durch eine Öffnung in den Förderbehälter eingegebene Mischgut erfaßt und in die Mischzone verbringt. Der Mischquirl wiederum steht förderbehälterseitig mit einem Antriebsmotor und mischzonenseitig mit einer Förderpumpe in Eingriff, die das gemischte Gut in eine Rohrleitung pumpt. Die Förderpumpe ist üblicherweise eine Schneckenpumpe und dreht sich simultan mit dem Mischquirl.

Der Mischquirl weist in der Mischzone zwei parallel zu seiner Drehachse im Abstand angeordnete Mischstäbe auf, die bis zur Förderpumpe reichen und förderpumpenseitig durch einen Zentrierzapfen aufweisenden und zugleich als Mitnahmeelement für die Förderpumpe ausgebildeten Querstab miteinander verbunden sind, der auch die Stabilität des Mischquirls sicherstellt. Die Mischstäbe sind an ihrem oberen Ende im Bereich des Fördertrichterausganges mit einem Quersteg miteinander verbunden, an dem ein durch den Fördertrichter geführter Antriebsstab fest angeordnet ist, der mit der Antriebswelle des Antriebsmotors in Eingriff steht. Um diesen Antriebsstab ist eine Mischspirale angeordnet, die mit ihrem förderpumpenseitigen Ende mit einem der beiden Mischstäbe fest verbunden ist und sich spiralförmig und nach oben öffnend in den Fördertrichter erstreckt.

Die DE-A-197 29 196 und die DE-A-197 55 059 haben jeweils einen Mischquirl zum Gegenstand, bei denen Maßnahmen zur Beschleunigung des Mischprozesses und zur Verbesserung des Mischergebnisses getroffen sind, die dessen Gestaltung und räumliche Ausdehnung betreffen. Beim Mischquirl nach der DE-A-197 55 059 ist im Bereich der Umlaufbahn der Mischstäbe desselben zusätzlich wenigstens ein Hilfs-Mischstab angeordnet. Durch diesen Hilfs-Mischstab wird die Effektivität des Mischprozesses unter weitestgehender Vermeidung von Verklumpungen erhöht.

Der Leistungsfähigkeit einer Mischvorrichtung mit einem Mischquirl sind jedoch Grenzen gesetzt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Mischvorrichtung zum Mischen von pulverförmigen Stoffen mit Wasser nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu gestalten, daß deren Förderleistung bei hoher Effektivität des Mischprozesses erheblich erhöht ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Mischvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Die Erfindung besteht darin, daß das in einer Mischzone einer Mischvorrichtung zum Mischen von pulverförmigen Stoffen mit Wasser angeordnete und von einem Antriebsmotor angetriebene Mischwerkzeug aus wenigstens einem Mischelement gebildet ist, das an einer mit der Abtriebswelle des Antriebsmotors drehfest gekoppelten Lageraufnahme im Abstand von der Drehachse der Abtriebswelle drehbar gelagert ist und bei einer Drehbewegung des Antriebselementes sowohl dessen Drehbewegung als auch eine zusätzliche Rotationsbewegung um die eigene Achse ausführt. Dazu weist das Mischelement ein Antriebsrad auf, das mit der als Getriebeglied dienenden Mischkammerwandung oder mit einem drehfest gegenüber dieser angeordneten Getriebeglied ein Getriebe bildet, durch das das Antriebsrad bei einer Drehbewegung der Lageraufnahme angetrieben wird.

Das wenigstens eine im Abstand von der Drehachse des Antriebselementes um diese bewegte und dabei zusätzlich in Rotation versetzte Mischelement führt schon zu einer Verbesserung des Mischprozesses und zu einer Steigerung der Förderleistung der Mischvorrichtung.

In bevorzugter Ausführungsform sind jedoch mehrere Mischelemente im gleichen Abstand voneinander angeordnet, so daß der Mischvorgang erheblich verbessert und beschleunigt wird, wobei die kreisenden und rotierenden Mischelemente das Mischgut zu einer mittig unter der Mischzone angeordneten Öffnung transportieren. Damit wird die Fördermenge gesteigert.

Unterhalb der Mischzone kann eine Förderpumpe angeordnet sein. Diese und die Lageraufnahme können mit einem mit der Abtriebswelle des Antriebsmotors gekoppelten Antriebselement verbunden sein. Vorteilhaft ist dieses ein mit der Abtriebswelle des Antriebsmotors gekoppelter Antriebsstab beliebiger Querschnittsform, wobei insbesondere eine quadratische oder rechteckige Querschnittsform die drehfeste Anordnung der Lageraufnahme erleichtert. Darüber hinaus erleichtert eine derartige Querschnittsform auch eine lose Kopplung des Antriebsstabes mit Hilfe einer Mitnehmerklaue an die Abtriebswelle des Antriebsmotors, wobei die lose Verbindung zwischen der Mitnehmerklaue und dem Antriebsstab erforderlich ist, um einen Pendelausschlag desselben zu ermöglichen.

Dabei kann als Förderpumpe vorteilhaft auch eine langsamlaufende Rotationspumpe eingesetzt werden, weil sich die Mischelemente schneller drehen.

Da die Mischelemente dafür sorgen, daß die angerührte Mischung zur mittig angeordneten Öffnung bzw. zur Ansaugöffnung der Förderpumpe transportiert wird, ist es auch möglich, auf eine Förderpumpe zu verzichten, so daß dann auch das Antriebselement entfallen kann.

Das konzentrisch ausgebildete Getriebeglied kann ein Zahnkranz oder aber eine kreisringförmig angeordnete Rollenkette und das Antriebsrad ein Zahnrad bzw. ein Kettenrad sein, das entweder innerhalb oder außerhalb des Zahnkranzes bzw. Rollenkettenringes mit demselben in Eingriff steht. Die Rollenkette dient als feststehendes Rad, wie etwa bei einem Planetengetriebe das äußere Rad, hat jedoch den Vorteil, daß sowohl auf deren Außenseite als auch auf deren Innenseite Kettenräder und damit auch Mischelemente angeordnet sein können.

Die Rollenkette kann als Duplex-Rollenkette ausgebildet sein. Dabei ist sie vorteilhaft mit dem einen Kettenlauf an einem kreisförmigen Halterungsflansch angeordnet, der an einem mit dem Antriebsmotor oder der Mischkammerwandung verbundenen und gegebenenfalls das Antriebselement koaxial umgebenden hohlzylinderischen Ansatz drehfest gehaltert ist, und steht mit dem zweiten, unter dem ersten angeordneten Kettenlauf mit dem Kettenrad bzw. den Kettenrädern in Eingriff.

Durch die Anordnung mehrerer Mischelemente, insbesondere auf beiden Seiten der Rollenkette, werden mischungsfreie Zonen in der Mischzone vermieden. Dazu trägt auch die Anordnung der Mischelemente bei, die eine Taumelbewegung derselben in Grenzen zuläßt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, in den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 die Mischkammer einer Mischvorrichtung in einem Vertikalschnitt mit einem Mischwerkzeug, teilweise schematisch,
Fig. 2a und 2b den Antrieb für das Mischwerkzeug, gegenüber Fig. 1 vergrößert, und
Fig. 3a und b eine Mitnehmerklaue für einen Antriebsstab in einer Seitenansicht und in einem Schnitt III-III.
Die in Fig. 1 gezeigte zylinderförmige Mischkammer einer Mischvorrichtung zum Mischen von pulverförmigen Stoffen mit Wasser weist eine Wasserzuführung W und eine Öffnung zum Zuführen des jeweiligen Stoffes P auf. Oberhalb der Mischkammer ist ein Antriebsmotor M mit einer Abtriebswelle 1 angeordnet, mit der ein Antriebsstab 2 rechteckigen Querschnitts für eine Lageraufnahmeplatte 3 und eine Rotationspumpe 4 über eine Mitnehmerklaue 5 drehfest gekoppelt sind.
Am Deckel 6 der Mischkammer ist ein die Abtriebswelle 1 und die Mitnehmerklaue 5 konzentrisch umgebender hohlzylindrischer Ansatz 7 fest angeordnet, an dem an seiner Außenwandung ein Lochkranz 8 mit vier im Abstand von 90° voneinander angeordneten Löchern 9 angeschweißt ist.
Mit dem Antriebsstab 2 ist die Lageraufnahme 3 verbunden. Diese hat, wie Fig. 2b zeigt, eine Dreieckform mit abgerundeten Ecken und trägt ein aus sechs einzelnen Mischelementen 10 und 11 gebildetes Mischwerkzeug. Die Mischelemente 10 und 11 sind im Abstand von der Drehachse A des Antriebsstabes 2 an der Lageraufnahmeplatte 3 drehbar gelagert und weisen jeweils am oberen Ende ihrer Antriebswelle 12 ein Kettenrad 13 bzw. 14 als Antriebsrad für eine eigene Rotationsbewegung auf. Die Mischelemente 10 sind aus zwei zu ihrer Drehachse B achsparallel angeordneten Mischstäben 15 gebildet, und die Mischelemente 11 aus zwei zu ihrer Drehachse C achsparallelen Mischstäben 16 und einer diese umgebenden Mischwendel 17.
Die Antriebsräder 13 und 14 stehen mit dem unteren Kettenlauf 18.1 einer Duplex-Rollenkette 18 in Eingriff. Diese ist mit ihrem oberen Kettenlauf 18.2 an einem kreisringförmigen Halterungsflansch 19 gehaltert, der mit vier an diesem befestigten Arretierungszapfen 20 in die Löcher 9 des Lochkranzes 8 eingreift, und stellt ein mit der Mischkammerwandung bzw. dem an dieser angeordneten Deckel 6 drehfest verbundenes, konzentrisch ausgebildetes Getriebeglied dar, das mit dem jeweiligen Antriebsrad 13 bzw. 14 ein Getriebe bildet.
Fig. 1 läßt erkennen, daß die Mischelemente 10 an der Innenseite der feststehenden Duplex-Rollenkette 18 mit dieser in Eingriff stehen und die Mischelemente 11 an deren Außenseite. Die Anordnung ist in Fig. 2b verdeutlicht. Bei einer Drehung des Antriebsstabes 2 und der Lageraufnahmeplatte 3 führen die Mischelemente 11 eine gegenläufige Rotationsbewegung zu den Mischelementen 10 aus. Wenn also die Lageraufnahme 3 im Uhrzeigersinn gedreht wird, werden auch die Antriebswellen 12 der Mischelemente mitbewegt, wodurch die mit der Duplex- Rollenkette 18 in Eingriff stehenden und an den Mischelementen 10 angeordneten Kettenräder 13 an dieser abrollen und eine Rotationsbewegung im Gegenuhrzeigersinn um ihre Drehachse B ausführen, wohingegen die Kettenräder 14 und damit die Mischelemente 11 eine Rotationsbewegung im Uhrzeigersinn ausführen.
Die Fig. 3a und b zeigen die Verbindung des Antriebsstabes 2 mit der Abtriebswelle 1 des Antriebsmotors M vermittels der Mitnehmerklaue 5. Diese (5) ist drehfest mit der Abtriebswelle 1 verbunden und weist eine zentrale Bohrung 21 auf, die antriebsmotorseitig die Abtriebswelle 1 und antriebsstabseitig einen am Antriebsstab 2 ausgebildeten Zentrierzapfen 22 aufnimmt. Die Bohrung 21 mündet in einen Mitnehmerschlitz 23, in dem der Antriebsstab 2 mit seinem oberen Ende mit Spiel eingreift und bei einer Drehbewegung der Mitnehmerklaue 5 mitgenommen wird.
Die Lageraufnahme 3, der Antriebsstab 2, die Mischelemente 10 und 11 mit den Kettenrädern 13 und 14, der Duplex-Rollenkette 18 und der kreisringförmige Halterungsflansch 19 mit den Arretierungszapfen 20 bilden eine Baueinheit, die mit dem Antriebsstab zwischen einer an der Rotationspumpe 4 angeordneten Aufnahme 24 und der Abtriebswelle 1 lose angeordnet ist. BEZUGSZEICHENLISTE 1 Abtriebswelle
2 Antriebsstab
3 Lageraufnahmeplatte
4 Rotationspumpe
5 Mitnehmerklaue
6 Deckel
7 Ansatz
8 Lochkranz
9 Loch
10 Mischelement
11 Mischelement
12 Antriebswelle
13 Kettenrad
14 Kettenrad
15 Mischstab
16 Mischstab
17 Mischwendel
18 Duplex-Rollenkette
18.1 unterer Kettenlauf
18.2 oberer Kettenlauf
19 Halterungsflansch
20 Arretierungsbolzen
21 Bohrung
22 Zentrierzapfen
23 Mitnehmerschlitz
24 Aufnahme
A Drehachse
B Drehachse
C Drehachse
M Antriebsmotor
W Wasserzuführung
P Stoffzuführung

Claims

1. Mischvorrichtung zum Mischen von pulverförmigen Stoffen mit Wasser, mit einem in einer Mischzone angeordneten Mischwerkzeug und einer Wasserzuführung und mit einem oberhalb der Mischzone angeordneten Antriebsmotor für das Mischwerk- zeug, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischwerkzeug aus wenigstens einem Mischelement (10, 11) gebildet ist, das an einer mit der Abtriebswelle (1) des Antriebsmotors (M) drehfest gekoppelten Lageraufnahme (3) im Abstand von der Drehachse der Abtriebswelle (1) drehbar gelagert ist und ein Antriebsrad (13, 14) aufweist, das mit der Mischkammerwandung oder einem drehfest gegenüber dieser angeordneten, konzentrisch ausgebildeten Getriebeglied (Duplex-Rollenkette 18) ein Getriebe bildet, derart, daß das Mischelement (10, 11) bei einer Drehbewegung der Lageraufnahme (3) sowohl deren Drehbewegung als auch eine zusätzliche Rotationsbewegung um die eigene Achse (B, C) ausführt.

2. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Mischzone eine Förderpumpe (4) angeordnet ist und daß diese und die Lageraufnahme (3) mit einem mit der Abtriebswelle (1) des Antriebsmotors (M) gekoppelten Antriebselement (2) verbunden sind.

3. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das konzentrisch ausgebildete Getriebeglied eine kreisringförmig angeordnete Rollenkette (18) und das Antriebsrad (13, 14) ein Kettenrad ist.

4. Mischvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kettenrad (13, 14) entweder innerhalb oder außerhalb des Rollenkettenringes mit der Rollenkette (18) in Eingriff steht.

5. Mischvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement ein mit der Abtriebswelle (1) des Antriebsmotors (M) gekoppelter Antriebsstab (2) quadratischen oder rechteckigen Querschnitts ist.

6. Mischvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsstab (2) über eine drehfest an der Abtriebswelle (1) angeordnete Mitnehmerklaue (5) mit dieser lose verbunden ist.

7. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischelement (10, 11) wenigstens eine Antriebswelle (12) zur drehbaren Lagerung und zwei Mischstäbe (15, 16) aufweist, die im wesentlichen parallel und beidseitig seiner Drehachse (B, C) angeordnet sind.

8. Mischvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Mischstäben (16) eine diese umgebende Mischwendel (17) gehaltert ist.

9. Mischvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenkette als Duplex-Rollenkette (18) ausgebildet und mit dem einen Kettenlauf (18.2) an einem kreisringförmigen Halterungsflansch (19) angeordnet ist, der an einem mit dem Antriebsmotor (M) oder der Mischkammerwandung verbunden hohlzylindrischen Ansatz (7) drehfest gehaltert ist, und daß das Kettenrad (13, 14) mit dem zweiten Kettenlauf (18.1) in Eingriff steht.

10. Mischvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischwerkzeug aus mehreren Mischelementen (10, 11) gebildet ist, deren Kettenräder (13, 14) mit der Rollenkette (18) in Eingriff stehen, und daß der Halterungsflansch (19) mehrere Arretierungsbolzen (20) aufweist, die in Arretierungslöcher (9) eingreifen, die an einem Lochkranz (8) am hohlzylindrischen Ansatz (7) ausgebildet sind.

11. Mischvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischelemente (10, 11) unterschiedlich gestaltet sind.