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Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung zum Einbringen eines pulverförmigen Mediums in eine Flüssigkeit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin eine eine solche Dosiervorrichtung aufweisende Mischanlage zum Mischen einer Bohrflüssigkeit sowie die Verwendung einer derartigen Dosiervorrichtung.
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Beim Erstellen von Erdbohrungen und insbesondere von Horizontalbohrungen ist es bekannt, zur Unterstützung des Bohrvortriebs eine Bohrflüssigkeit zu verwenden. Die Bohrflüssigkeit dient dazu, das vor dem Bohrkopf der Bohrvorrichtung liegende Erdreich aufzuweichen und dadurch die Schnittwirkung des Bohrkopfs zu verbessern. Weiterhin kann die Bohrflüssigkeit dazu dienen, den Bohrkopf sowie das in der Bohrung rotierend angetriebene Bohrgestänge zu schmieren und folglich die Reibung mit dem Erdreich zu verringern. Zudem kann mittels der Bohrflüssigkeit das von dem Bohrkopf abgebaute Erdreich durch den Ringspalt zwischen dem Bohrgestänge und der Bohrlochwandung oder einem entsprechenden Ringspalt eines Doppelbohrgestänges ausgeschwemmt werden.
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Als Bohrflüssigkeit wird in der Regel eine Mischung aus Wasser und Bentonit sowie gegebenenfalls einigen Zusatzstoffen eingesetzt. Bei Bentonit handelt es sich um eine Mischung aus verschiedenen Tonmineralien wobei als größter Bestandteil Montmorillonit (regelmäßig mit einem Anteil von 60% bis 80%) vorgesehen ist. Weitere Begleitmineralien können Quarz, Glimmer, Feldspat, Pyrit und teilweise auch Calcit sein. Aufgrund des Montmorillonitgehalts weist Bentonit eine starke Wasseraufnahme- und Quellfähigkeit auf.
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Wasser, in das Bentonit eingerührt wird, kann ein thixotropes Verhalten aufweisen, so dass sich dieses in Bewegung wie eine Flüssigkeit in Ruhe aber wie ein festes Gebilde verhält. Aufgrund dieser Eigenschaft kann eine aus Wasser und Bentonit bestehende Bohrflüssigkeit auch zum Abstützen der Bohrlochwandung verwendet werden, so dass ein Einfallen verhindert werden kann.
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Das Einbringen des Bentonits in Wasser stellt eine besondere Herausforderung dar, da das Bentonit dazu neigt, bei dem Kontakt mit dem Wasser zu verklumpen. Im Stand der Technik ist daher regelmäßig vorgesehen, die Bohrflüssigkeit in großen Vorratsbehältern mittels dynamischer Mischvorrichtungen anzurühren und chargenweise zu der Baustelle zu transportieren, an der dieses als Bohrflüssigkeit zum Einsatz kommen soll. Ein solches chargenweises Anrühren ist jedoch mit einem erheblichen Aufwand verbunden. Weiterhin muss nach dem Fertigstellen der Bohrung der nicht verbrauchte Teil der letzten Charge aufwendig entsorgt werden, was einen hohen Kostenfaktor darstellt.
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Aus dem Stand der Technik ist daher auch ein Verfahren beziehungsweise eine korrespondierende Mischvorrichtung bekannt, die diesen Nachteil des chargenweisen Anrührens einer Bohrflüssigkeit vermeidet. Hierbei ist vorgesehen, das Bentonit direkt im Bereich einer Hochdruckpumpe, die dafür vorgesehen ist, die Bohrflüssigkeit durch das Bohrgestänge zu dem Bohrkopf einer Horizontalbohrvorrichtung zu transportieren, in das Wasser einzuleiten, um die durch die Hochdruckpumpe verursachten Turbulenzen in dem Wasser auszunutzen, um das Bentonit mit dem Wasser zu vermischen. Der Hochdruckpumpe kann sich dann noch eine Quellstrecke anschließen, in der dem Bentonit-Wasser-Gemisch die Zeit gegeben wird, aufzuquellen, bevor es durch das Bohrgestänge zu dem Bohrkopf gefördert wird.
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Ein solches Verfahren zur kontinuierlichen Anmischung einer Bohrflüssigkeit sowie eine entsprechende Durchlaufmischanlage ist in der
DE 199 18 775 B4 offenbart. In dieser Druckschrift ist jedoch nicht offenbart, wie das pulverförmige Bentonit konkret in das Wasser eingebracht wird.
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DE 86 30 501 U1 offenbart eine Dosiervorrichtung, mit der ein pulverförmiges Medium in eine Flüssigkeit eingestreut wird, um diese miteinander zu vermischen. Wasser wird tangential in einen ringförmigen Behälter eingeleitet, um das Wasser in ein rotierende Strömung zu versetzen. Ab einer bestimmten Füllhöhe des Wassers in dem Behälter übersteigt der Wasserstand die Höhe einer seitlichen Trennwand des Behälters, wodurch das Wasser kontinuierlich über die Trennwand in den Auslauftrichter abläuft. Die rotierende Strömung des Wassers wird auch in dem Auslauftrichter aufrechterhalten. Zentrisch oberhalb des Auslauftrichters befindet sich ein Auslass, über den pulverförmiges Chlorkalk in dosierter Form auf das sich in dem Auslauftrichter befindliche Wasser gestreut wird, wobei der Durchmesser des Auslasses erheblich geringer ist als der maximale Durchmesser des Auslauftrichters.
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DE 1 457 815 C offenbart ein Streugerät für körniges oder pulveriges Material mit einem Trichter und einer an dessen unteren Öffnung angeordneten Dosiervorrichtung, die aus zwei um parallele Achsen gegensinnig antreibbare Walzen besteht.
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EP 0 122 264 B2 offenbart ein Verfahren zum Beschichten textiler Unterlagen mit Kunststoffpulver.
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DE 1 930 235 A offenbart eine Vorrichtung zum Aufstreuen pulverförmiger oder granulierter Stoffe auf Trägerkörper zum Herstellen beschichteter Werkstücke.
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Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Dosiervorrichtung zum Einbringen eines pulverförmigen Mediums in eine Flüssigkeit anzugeben, durch die das aus dem Stand der Technik bekannte Problem des Verklumpens des pulverförmigen Mediums bei dem Kontakt mit der Flüssigkeit zumindest verringert wird. Weiterhin sollte erfindungsgemäß ein entsprechendes Verfahren sowie eine Mischanlage zum Mischen einer Bohrflüssigkeit angeben werden.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der nebengeordneten Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.
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Der Kern der Erfindung liegt darin, das Vermischen des pulverförmigen Mediums mit der Flüssigkeit dadurch zu verbessern, dass das pulverförmige Medium dosiert auf die Flüssigkeitsoberfläche gestreut wird. Ein Streuen des pulverförmigen Mediums auf die Flüssigkeitsoberfläche führt zu einer feinen Verteilung der einzelnen Partikel des pulverförmigen Mediums bereits zu dem Zeitpunkt des ersten Kontakts mit der Flüssigkeit, so dass ein Verklumpen wirksam verhindert werden kann.
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Eine erfindungsgemäße Dosiervorrichtung zum Einbringen eines pulverförmigen Mediums in eine Flüssigkeit weist eine Führungseinrichtung zum Führen der Flüssigkeit sowie eine Dosiereinheit auf, die erfindungsgemäß derart oberhalb der Führungseinheit angeordnet ist, dass das von der Dosiereinheit dosiert abgegebene pulverförmige Medium auf die Flüssigkeitsoberfläche gestreut wird.
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Unter „Streuen” wird erfindungsgemäß verstanden, dass die Partikel des pulverförmigen Mediums möglichst fein verteilt aus der Dosiereinheit ausgebracht und/oder auf die Flüssigkeitsoberfläche aufgebracht werden. Das Streuen kann erfindungsgemäß schwerkraftbedingt erfolgen, wobei jedoch auch ein druckunterstütztes Ausbringen, beispielsweise in Verbindung mit Druckluft oder sonstigen Hilfsmitteln zur Beschleunigung der Partikel, erfindungsgemäß von dem Begriff „Streuen” erfasst werden soll. Selbstverständlich ist auch eine Kombination eines schwerkraftbedingten sowie eines druckunterstützten Streuens möglich.
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Eine besonders feine Verteilung des pulverförmigen Mediums auf der Flüssigkeitsoberfläche kann dann erreicht werden, wenn ein kontinuierlicher Fluss der Flüssigkeit durch die Führungseinheit gegeben ist, wie dies beispielsweise bei einer Durchlaufmischanlage für die Herstellung einer Bohrflüssigkeit gegeben ist.
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Zur Verbesserung der Verteilung des pulverförmigen Mediums in der Flüssigkeit ist es vorgesehen, die Führungseinheit unterhalb der Dosiereinheit so auszubilden, dass ein Flüssigkeitsfilm entsteht, dessen Breite einem Mehrfachen der Tiefe entspricht. Durch diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung kann das pulverförmige Medium bereits so fein auf bzw. in der Flüssigkeit verteilt werden, dass eine aufwendige Durchmischung mittels statischer oder dynamischer Mischeinheiten nicht mehr erforderlich sein kann. Ferner ist es vorgesehen, dass die Dosiereinheit einen Dosierspalt ausbildet, durch den eine großflächige Verteilung des pulverförmigen Mediums auf der Flüssigkeitsoberfläche erreicht werden kann. Bei der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung weist der Dosierspalt eine Länge auf, die im Wesentlichen der Breite der Führungseinheit entspricht. Dies ermöglicht, die gesamte Oberfläche des Flüssigkeitsfilms erfindungsgemäß mit dem pulverförmigen Medium zu bestreuen.
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Vorteilhafterweise kann die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung mit einer Pumpe versehen sein; dies gilt insbesondere für eine Integration einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung in eine Durchlaufmischanlage für eine Bohrflüssigkeit, bei der bereits regelmäßig eine Pumpe dafür vorgesehen ist, die vermischte Bohrflüssigkeit durch ein Bohrgestänge zu einem Bohrkopf zu transportieren.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung kann der Dosierspalt von einer (ersten) Dosierwalze und einem entsprechenden Gegenelement gebildet werden. Durch das Vorsehen einer Dosierwalze kann erreicht werden, dass trotz eines gegebenenfalls sehr schmalen Dosierspalts noch ein kontinuierliches Austragen des pulverförmigen Mediums erreicht wird; die Dosierwalze(n) kann Verklumpungen des pulverförmigen Mediums auflösen, wodurch ein Verstopfen des Dosierspalts verhindert werden kann. Durch die rotierende Bewegung der Dosierwalze kann ermöglicht werden, dass ein feiner Film des pulverförmigen Mediums ausgebildet und durch den Dosierspalt geschoben wird. Gegebenenfalls führt dies zu einem Anhaften des Films des pulverförmigen Mediums an der Oberfläche der Dosierwalze. Die Dosierwalze kann eine entsprechend ausgebildete (z. B. aufgeraute) Oberfläche aufweisen, wodurch eine kontinuierliche Ausbildung eines Films des pulverförmigen Mediums auf der Oberfläche der Dosierwalze unterstützt werden kann.
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Um einen an der Oberfläche der Dosierwalze anhaftenden Film des pulverförmigen Mediums wieder abzulösen, so dass dieser erfindungsgemäß auf die Flüssigkeitsoberfläche gestreut werden kann, kann beispielsweise vorgesehen sein, diesen mittels eines Abstreifelements wieder von der Oberfläche der Dosierwalze zu lösen.
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In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung kann auch das Gegenelement als (zweite) Dosierwalze ausgebildet sein. Dadurch kann unter Umständen ein besonders feiner Film eines pulverförmigen Mediums auf der Oberfläche einer oder beider Dosierwalzen erreicht werden. Dies gilt insbesondere für die bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung, bei der die zwei Dosierwalzen in der gleichen Drehrichtung angetrieben werden, wodurch sich im Dosierspalt entgegengesetzt gerichtete tangentiale Geschwindigkeitskomponenten ergeben.
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In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, den Dosierspalt mittels zwei Platten auszubilden, die vorzugsweise konisch zueinander ausgerichtet sind. Die zwei konisch zueinander ausgerichteten Platten können einen Zwischenspeicher in der Art eines Trichters ausbilden und ermöglichen dadurch ein fein dosiertes Ausbringen des pulverförmigen Mediums, so dass dieses auf die Flüssigkeitsoberfläche gestreut werden kann.
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Ein Verstopfen des durch die Platten ausgebildeten Dosierspalts durch gegebenenfalls in dem pulverförmigen Medium enthaltene Verklumpungen kann dadurch vermieden werden, dass die Platten mittels eines Antriebs zyklisch gegeneinander verschiebbar sind. Auf diese Weise kann ein kontinuierliches Ausbringen des fein dosierten pulverförmigen Mediums erreicht werden. Bei der zyklischen Relativbewegung der zwei Platten kann die Bewegungsrichtung vorzugsweise parallel zu dem Spalt liegen, weil dadurch trotz der Relativbewegung der Klappen zueinander die Spaltbreite nicht verändert wird. Selbstverständlich sind auch andere Bewegungsrichtungen möglich.
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In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung kann eine Dosierbürste vorgesehen sein, durch die die Partikel des pulverförmigen Mediums weiter vereinzelt und ggf. auch beschleunigt werden können. Die Dosierbürste kann insbesondere walzenförmig ausgebildet sein, wodurch eine kontinuierliche Bewegung aufgrund einer Rotation der walzenförmigen Dosierbürste erreicht werden kann. Beispielsweise kann die Dosierbürste dafür vorgesehen sein, einen an einer Dosierwalze ausgebildeten Film des pulverförmigen Mediums abzubürsten, wodurch die Partikel fein dosiert auf die Flüssigkeitsoberfläche gestreut werden.
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Zum Zuführen des pulverförmigen Mediums zu der Dosiereinheit kann in einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung eine Förderstrecke vorgesehen sein. Selbstverständlich sind auch andere Zuführeinrichtungen verwendbar, wie beispielsweise ein Trichter, durch den das pulverförmige Medium schwerkraftbedingt der Dosiereinheit zugeführt werden kann.
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Eine erfindungsgemäße Dosiervorrichtung eignet sich insbesondere zum Einbringen von Bentonit in eine wasserhaltige Flüssigkeit und insbesondere in (reines) Wasser.
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Eine erfindungsgemäße Mischanlage zum Mischen einer Bohrflüssigkeit weist eine erfindungsgemäße Dosiervorrichtung sowie eine mit der Dosiereinheit der Dosiervorrichtung in Verbindung stehende Bentonitzufuhr, eine mit der Führungseinheit der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung in Verbindung stehende Wasserzufuhr sowie eine Pumpe auf.
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Vorzugsweise kann es sich bei der Pumpe der erfindungsgemäßen Mischanlage um eine Hochdruckpumpe handeln, wodurch die Ausbildung einer Durchlaufmischanlage ermöglicht wird, da eine Hochdruckpumpe einen Druck erzeugt, der für einen Transport der Bohrflüssigkeit durch ein hohles Bohrgestänge ausreicht.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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In den Zeichnungen zeigt:
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1 in einer isometrischen Ansicht die Forderseite einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung in einer ersten Ausführungsform;
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2 in einer isometrischen Ansicht die Rückseite der Dosiervorrichtung der 1;
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3 in einer isometrischen Ansicht eine Detailansicht einer bei der Dosiervorrichtung gemäß 1 verwendeten Mischschwinge;
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4 in einer isometrischen Ansicht eine Detailansicht des bei der Dosiervorrichtung gemäß 1 verwendeten Abstreifers;
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5 den Abstreifer der 4 in einem demontierten Zustand;
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6 in einer isometrische Ansicht eine Detailansicht des Wassereinlaufs der Dosiervorrichtung gemäß 1;
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7a in einer Seitenansicht den Wassereinlauf der 6 in einer ersten Betriebsstellung;
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7b in einer Seitenansicht den Wassereinlauf der 6 in einer zweiten Betriebsstellung;
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8 in einer isometrischen Ansicht eine Detailansicht des Mischgutablaufs der Dosiervorrichtung gemäß 1;
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9 in einer isometrischen Ansicht eine erfindungsgemäße Dosiervorrichtung in einer zweiten Ausführungsform; und
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10 in einer isometrischen Ansicht eine erfindungsgemäße Dosiervorrichtung in einer dritten Ausführungsform.
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Die 1 zeigt in einer isometrischen Ansicht eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung. Die Dosiervorrichtung umfasst ein Gehäuse 1, einen lösbar mit dem Gehäuse 1 verbundenen Trichter 2 für ein pulverförmiges Medium, insbesondere Bentonit, einen Wassereinlauf 3 sowie einen Mischgutablauf 4.
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Das Gehäuse 1, das – wie es in der 1 dargestellt ist – durch die Demontage einer Seitenwand zugänglich ist, umgibt die einzelnen Elemente der Dosiereinheit der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung. Die Dosiereinheit umfasst eine große Dosierwalze (Transportwalze 5), eine kleine Dosierwalze 6, eine Bürstenwalze 7 sowie einen Abstreifer 8. Die Transport- 5 sowie die kleine Dosierwalze 6 sind derart zueinander positioniert, dass diese einen kleinen Spalt zwischen sich ausbilden. Der Abstreifer 8 liegt mit einer an die Mantelform der Transportwalze angepassten Seitenfläche an dieser an und ist ansonsten keilförmig ausgebildet. Die Bürstenwalze 7 ist so angeordnet, dass die Bürstenspitzen den Abstreifer 8 in einem Abschnitt berühren.
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Die Transport- 5, die Dosier- 6 sowie die Bürstenwalze 7 sind über Antriebswellen mit Elektroantrieben verbunden, die an die Rückseite des Gehäuses 1 angeflanscht sind (vgl. 2). Die Elektroantriebe umfassen jeweils einen Elektromotor 9 sowie ein Getriebe 10, über das die Transport- 5, die Dosier- 6 sowie die Bürstenwalze 7 in Rotation versetzt werden. Die Transport- 5 sowie die Dosierwalze 6 teilen sich einen Elektroantrieb, der auf die Antriebswelle der Transportwalze 5 wirkt. Die Antriebsleistung dieses Elektroantriebs wird teilweise von der Antriebswelle der Dosierwalze 6 mittels eines Zahnriemens 11 auf die Antriebswelle der Dosierwalze 6 übertragen. Dadurch ergeben sich für die Transport- 5 sowie die Dosierwalze 6 gleiche Drehrichtungen.
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Die Funktionsweise der in der 1 dargestellten Dosiervorrichtung ist folgendermaßen: Das pulverförmige Medium (Bentonit) wird in dem Trichter 2 gelagert und dosiert über eine in dem Boden des Trichters angeordnete Dosieröffnung der innerhalb des Gehäuses 1 angeordneten Dosiereinheit zugeführt. Das Bentonitpulver fällt dabei in einen Zwischenraum 12, der von den oberen Hälften der Transport- 5 sowie der Dosierwalze 6 einerseits und den Seitenwänden des Gehäuses 1 andererseits begrenzt wird. In diesem Zwischenraum 12 wird das Bentonitpulver zwischengelagert. Durch den zwischen der Transport- 5 sowie der Dosierwalze 6 ausgebildeten Spalt wird eine kleine Menge des zwischengelagerten Bentonitpulvers mittels der Transportwalze 5 weitertransportiert. Dies erfolgt mittels eines sich an der Oberfläche der Transportwalze 5 ausbildenden Bentonitfilms, dessen Dicke in etwa der Dicke des Spalts zwischen der Transport- 5 sowie der Dosierwalze 6 entspricht. Mittels des keilförmigen Abstreifers 8 wird der Bentonitfilm unterhalb des von der Transport- 5 und der Dosierwalze 6 ausgebildeten Spalts wieder von der Oberfläche der Transportwalze 5 abgelöst, woraufhin das Bentonitpulver von den Bürsten der Bürstenwalze 7 erfasst und in Richtung der Unterseite des Gehäuses 1 beschleunigt wird. Die Bürstenwalze 7 sorgt auf diese Weise für ein weitgehendes Vereinzeln der Partikel des pulverförmigen Bentonits, wodurch dieses auf die Oberfläche eines darunter fließenden Wasserfilms gestreut wird.
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Zur Ausbildung des Wasserfilms wird das Wasser (oder eine sonstige, mit dem pulverförmigen Medium zu vermischende Flüssigkeit) durch den Wassereinlauf 3 und eine in dem Wassereinlauf 3 ausgebildete, schlitzförmige Auslassöffnung 25 (vgl. 6) ausgebracht. Die schlitzförmige Dosieröffnung 13 weist eine Breite auf, die im Wesentlichen der Innenbreite des Gehäuses 1 entspricht. Das Wasser fliegt dann entlang der Oberfläche des schräg ausgebildeten Bodenblechs 14 des Gehäuses 1; hierbei wird dieses erfindungsgemäß mit dem Bentonitpulver vermischt. Das Bentonit-Wasser-Gemisch wird danach über den Mischgutablauf 4 aus der Dosiervorrichtung abgeführt.
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Konstruktive Details einiger der Komponenten der Dosiervorrichtung gemäß 1 sind in den 3 bis 6 im einzelnen dargestellt.
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Die 3 zeigt die einzelnen Elemente einer bei der Dosiervorrichtung gemäß 1 zum Einsatz kommenden Mischschwinge. Die Mischschwinge weist ein aus Draht gebogenes, quadratisches Mischelement 15 auf, das durch eine zyklische Schwenkbewegung innerhalb des Trichters 2 eine Brücken- oder Kaminbildung des Bentonitpulvers in dem Trichter 2 weitestgehend verhindert. Die zyklische Schwenkbewegung des Mischelements 15 wird über einen Exzenterantrieb verwirklicht. Der Exzenterantrieb umfasst einen Y-förmigen Schwinghebel 16, dessen zwei Finger über jeweils eine einstellbare Rolle 17 mit einem Exzenterring 18 zusammenwirken, der wiederum mit der Antriebswelle der Transportwalze 5 verbunden ist. Ein exzentrischer Abschnitt des Exzenterrings 18 wirkt abwechselnd mit einer Phasenverschiebung von 180° auf jeweils eine der einstellbaren Rollen 17 der Finger des Schwinghebels 16 ein, wodurch dieser im Verlauf einer Umdrehung des Exzenterrings 18 bzw. der Antriebswelle der Transportwalze 5 jeweils einmal in beide Richtungen ausgelenkt wird. Die zyklische Auslenkung des Schwinghebels 16 wird mittels einer Schwingwelle 19 auf das Mischelement 15 übertragen.
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Die 4 und 5 zeigen Details der Abstreifvorrichtung der Dosiervorrichtung gemäß 1. Der keilförmige Abstreifer 8 ist über eine Welle 20 mit einem Hebel 21 verbunden, der aufgrund seiner Gewichtskraft ein Drehmoment um die Welle 20 erzeugt; dadurch wird der keilförmige Abstreifer 8 mit einer im Wesentlichen konstanten Anpresskraft gegen die Transportwalze 5 gedrückt. Der keilförmige Abstreifer 8 unterliegt aufgrund des direkten Kontakts mit der rotierenden Transportwalze 5 einem erhöhten Verschleiß. Um möglichst im Wesentlichen den keilförmigen Abstreifer 8 und nicht die Transportwalze 5 verschleißen zu lassen, ist der Abstreifer 8 vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt, während die Transportwalze aus Stahl bestehen kann. Ein ggf. verschleißbedingter Austausch des keilförmigen Abstreifers 8 ist ohne den Einsatz von Werkzeug mittels einer simplen Steckverbindung, wie sie in 5 dargestellt ist, möglich. Hierzu wird der eine Nut 22 aufweisende Abstreifer 8 auf ein entsprechendes mit der Welle 20 verbundenes Federelement 23 (mit einem rechteckigen Querschnitt) aufgesteckt. Um ein ungewolltes Lösen des Abstreifers 8 zu verhindern, kann die Verbindung zwischen dem Abstreifer 8 und dem Federelement 23 klemmend (kraftschlüssig) ausgebildet sein.
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Die 6 zeigt in einer isometrischen Ansicht die Details des Wassereinlaufs 3 der Dosiervorrichtung gemäß 1. Dieser umfasst ein einseitig verschlossenes Rohr 24, das sich mit dem verschlossenen Ende in das Gehäuse 1 erstreckt. In dem sich in das Gehäuse 1 erstreckenden Abschnitt weist das Rohr 24 eine spaltförmige Auslassöffnung 25 auf, wobei die Breite der Auslassöffnung 25 über ein auf dem Rohr in Umfangsrichtung verschiebbares Verschlusselement 26 variiert werden kann. Das Verschlusselement 26 weist hierzu zwei Längsöffnungen 27 auf, durch die sich zwei Schrauben 28, die mit dem Rohr 24 verbunden sind, erstrecken. Begrenzt durch die Größe der Längsöffnungen 27 kann das Verschlusselement 26 relativ zu dem Rohr 24 verschoben werden, wodurch die Breite der Auslassöffnung 25 variiert wird. Sowohl das Rohr 24, als auch das Verschlusselement 26 sind jeweils mit einem Leitblech 29 versehen, durch die die Strömung des austretenden Wassers in die gewünschte Richtung gelenkt wird. In der 7a ist eine Stellung des Verschlusselements 26 dargestellt, bei der die spaltförmige Auslassöffnung 25 eine nur geringe Breite aufweist und dementsprechend ein nur geringer Wasseraustritt erfolgt (kleiner Pfeil). Die 7b zeigt dagegen eine Stellung des Verschlusselements 26, die zu einer breiten Auslassöffnung 25 und folglich zu einem größeren Wasseraustritt führt (großer Pfeil). Alternativ zu der manuellen Verstellung kann das Verschlusselement 26 auch z. B. elektrisch, elektromagnetisch, pneumatisch und/oder hydraulisch verstellt werden, wobei das Verstellen in Abhängigkeit von der erforderlichen Wassermenge manuell initiiert werden kann oder auch automatisch erfolgen kann.
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Die 8 zeigt den Mischgutablauf 4, durch den das Mischgut, d. h. das Bentonit-Wasser-Gemisch, aus der Dosiervorrichtung abgeführt wird. Der Mischgutablauf 4 umfasst ein (in der in der 1 dargestellten Betriebslage der Dosiervorrichtung) im Wesentlichen senkrecht angeordnetes Rohr 30, an dessen Innenseite insgesamt acht in Längsrichtung des ersten Rohrs ausgerichtete Leitbleche 31 angeordnet sind. Das von oben in den Mischgutablauf 4 eintretende Bentonit-Wasser-Gemisch fließt entlang der Leitbleche 31 durch das erste Rohr 30 nach unten, wo es in ein zweites, im Wesentlichen horizontal ausgerichtetes (in der in der 1 dargestellten Betriebslage der Dosiervorrichtung) Rohr 32 des Mischgutablaufs 4 eintritt. Im Bereich des Übergangs von dem ersten Rohr 30 in das zweite Rohr 32 bildet sich so eine Beruhigungszone 33 für das Gemisch aus. Die Ausbildung des Mischgutablaufs 4 mit den innerhalb des ersten Rohrs 30 angeordneten Leitblechen 31 sowie der Beruhigungszone 33 im Übergang von dem ersten Rohr 30 zu dem zweiten Rohr 32 sorgt für ein im Wesentlichen blasenfreies Bentonit-Wasser-Gemisch.
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Die 9 zeigt eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung. Diese entspricht prinzipiell weitgehend der Dosiervorrichtung gemäß 1, und weist demnach eine Transportwalze 105, eine Dosierwalze 106 sowie Bürstenwalze 107 auf, die innerhalb eines geschlossenen Gehäuse 101 angeordnet sind und über Elektroantriebe angetrieben werden. Anders als bei der Dosiervorrichtung gemäß 1 weist die Ausführungsform gemäß 9 keinen Trichter zum Lagern und dosierten Einbringen des Bentonitpulvers in die Dosiereinheit auf, sondern das Bentonitpulver wird mittels einer Dosierschnecke 134 dosiert zugeführt. In der 9 ist die Ausbildung des sehr dünnen Wasserfilms an der Oberseite des schrägen Bodenblechs 114 des Gehäuses gut erkennbar.
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Die 10 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung, bei der die Vereinzelung der Partikel des Bentonitpulvers auf einem alternativen Prinzip beruht, als dies bei den Dosiervorrichtungen gemäß der 1 und der 9 der Fall ist. Entsprechend der Dosiervorrichtung der 9 wird das Bentonitpulver bei der Dosiervorrichtung der 10 mittels einer Dosierschnecke 234 zugeführt, woraufhin dieses in einen Zwischenraum 212 mit einem spitz zulaufenden Querschnitt fällt, in dem das Bentonitpulver zwischengelagert wird. Der Zwischenraum 212 wird von zwei schräg zueinander angeordneten (abgewinkelten) Dosierplatten 235 ausgebildeten, wobei die unteren Kanten der beiden Dosierplatten 235 einen schmalen Spalt ausbilden, durch den das Bentonitpulver (entsprechend dem Prinzip einer Sanduhr) auf den darunter fließenden Wasserfilm rieselt (d. h. gestreut wird).
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Zur Ausbildung des Wasserfilms wird das Wasser über ein Einlassrohr 236 zugeführt, das eine spaltförmige Öffnung (nicht dargestellt) aufweist, deren Breite im Wesentlichen der Breite des Gehäuses 201 der Dosiervorrichtung entspricht. Das Einlassrohr 236 kann dem Wassereinlauf 3 der 1 bzw. 6 entsprechend mit einer verstellbaren Öffnung versehen sein. Das aus der spaltförmigen Öffnung austretende Wasser fließt in einem dünnen Film entlang des schräg ausgebildeten Bodenblechs 214 des Gehäuses 201, wo dieses mit dem aus der Dosiereinheit herunterfallenden Bentonitpulver vermischt wird. Das Bentonit-Wasser-Gemisch wird daraufhin über ein Auslassrohr 237 aus der Dosiervorrichtung abgeführt.
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Um einen kontinuierlichen Austrag des Bentonitpulvers durch den von den Dosierplatten 235 gebildeten Spalt zu unterstützen ist vorgesehen, die zwei Dosierplatten 235 zyklisch (gegenphasig) relativ zueinander zu bewegen, wie dies anhand der Pfeile in der 10 dargestellt ist. Die Bewegungsrichtungen beider Dosierplatten 235 sind parallel zu dem von den Dosierplatten 235 ausgebildeten Spalt. Die zyklischen Bewegungen der Dosierplatten 235 werden mittels eines Elektromotors 238 erzeugt, der über eine Antriebsscheibe 239 und exzentrisch an dieser Antriebsscheibe befestigte Stößel 240 mit der jeweiligen Dosierplatte 235 verbunden ist.
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Die konstruktiven und funktionellen Details der beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nicht lediglich in der konkret offenbarten Kombination anwendbar, sondern diese können in beliebiger Kombination auch bei beliebigen anderen erfindungsgemäßen Kombinationsfiltern zur Anwendung kommen.
