DE102012006049A1 - Static mixer has input-sided admixing device, downstream mixing device for mixing two or multiple fluid components with different specific gravities, and vertical strands, in which mixing elements are arranged, which passes through mixture - Google Patents

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Abstract

The static mixer (1) has an input-sided admixing device (3) and a downstream mixing device for mixing two or multiple fluid components with different specific gravities, different consistencies and different compressibilities. Two vertical strands (4) are provided, in which the mixing elements (5,8) are arranged, which passes through the mixture. The two strands are connected with each other by a 180 degrees pipe bend (6). The admixing device is connected with the former strand by an easily detachable flange coupling (11). An independent claim is included for a method for manufacturing foamed concrete from cement mash, additives, water and finished foam using a static mixer.

Description

Bei der Herstellung von Schaumbeton muss in einen fließfähigen kompakten, inkompressiblen Materialstrom aus Zement, Zuschlagsstoffen und Wasser mit hohem spezifischen Gewicht ein, aufgrund eines hohen Luft- oder Gasgehalts kompressibler Fertigschaum mit niedrigem spezifischem Gewicht und großem Volumenanteil eingebracht und die Komponenten müssen anschließend mit einander vermischt werden, wobei ein vorgegebenes Volumenverhältnis von Schaum zu Zementschlempe eingehalten werden muss, um eine erforderliche Rohdichte des fertigen Schaumbeton zu erreichen.In the production of foam concrete must be introduced into a flowable compact, incompressible material flow of cement, aggregates and water with a high specific gravity, due to a high air or gas content compressible ready foam with low specific gravity and high volume fraction and the components must then be mixed with each other be, with a predetermined volume ratio of foam to cement slurry must be complied with in order to achieve a required density of the finished foam concrete.

Wegen der stark unterschiedlichen spezifischen Gewichte von Schaum und Zementschlempe und darüber hinaus der stark unterschiedlichen Konsistenz der beiden Mischkomponenten ist, wie die Praxis gezeigt hat, eine zuverlässige homogene Vermischung mit herkömmlichen Mischern nur ungenügend oder gar nicht möglich, weil die Schwerkraft die Vermischung behindert.Because of the very different specific weights of foam and cement slurry and beyond the greatly varying consistency of the two components is mixed, as practice has shown, a reliable homogeneous mixing with conventional mixers insufficient or not possible because gravity hinders mixing.

Da Zementschlempe allein zudem zu Anhaftungen neigt, ergeben sich immer wieder Verstopfungen, wenn die Durchmischung von Schaum und Zementschlempe ungenügend ist. Das Verstopfungsproblem erhöht sich noch, wenn aus Kosten- oder Beschaffungsgründen als Zuschlagsstoffe gebrochener Sand und/oder gebrochenes Gestein zum Einsatz kommt.In addition, as cement sludge alone tends to build up, blockages occur again and again when the mixing of foam and cement slurry is insufficient. The clogging problem is further increased if, for cost or procurement reasons, crushed sand and / or crushed rock are used as aggregates.

Erfolgt die Mischung vom Schaum und Schlempe nicht intensiv und ausdauernd genug, können sich anschließend die Komponenten wegen der unterschiedlichen spezifischen Gewichte unter dem Einfluss der Schwerkraft wieder entmischen.If the mixture of foam and vinasse is not intensive and persistent enough, then the components can separate again under the influence of gravity because of the different specific weights.

Ein intensiver und ausdauernder Mischvorgang kann jedoch zu einer Zerstörung des Schaumgefüges und als Folge davon zu einer undefinierten und ungenügenden Rohdichte des fertigen Schaumbeton führen.However, an intensive and enduring mixing process can lead to a destruction of the foam structure and as a consequence to an undefined and insufficient bulk density of the finished foam concrete.

Die vorliegender Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren mit zugehöriger Vorrichtung vorzuschlagen, mit deren Hilfe vorstehende Schwierigkeiten und Unzulänglichkeiten überwunden werden können.The object underlying the present invention is to propose a method with associated device, with the help of which the above difficulties and shortcomings can be overcome.

Hierzu kommt ein Statikmischer zum Einsatz, dem eingangsseitig eine Einrichtung zum Einbringen von Schaum in die Zementschlempe vorgeschaltet ist, der in einem vertikalen Abschnitt der Zumischeinrichtung in den Materialstrom eingebracht wird, um nach Eintritt in den vertikalen Strang des Statikmischers durch die zugehörigen Mischelementen untergemischt zu werden. Bedarfsweise kann durch eine Richtungsänderung um 180° in einem weiteren Mischerstrang das Mischgut durch weitere zugehörige Mischelemente weiter homogenisiert werden.For this purpose, a static mixer is used, the input side of a device for introducing foam is placed in the cement mortar, which is introduced in a vertical portion of the admixing in the flow of material to be mixed in after entering the vertical strand of the static mixer by the associated mixing elements , If required, the mixture can be further homogenized by further associated mixing elements by a change in direction by 180 ° in another mixer strand.

Bei der Vermischung von Schaum und Zementschlempe in der Phase vertikaler Fließrichtung tritt die Auswirkung der Schwerkraft auf das Mischgut nicht negativ in Erscheinung, so dass sich die Vermischung leichter bewerkstelligen lässt, ohne dass die Schaumstruktur durch einen zu intensiven Mischvorgang beeinträchtigt oder zerstört wird. Gleichzeitig wird dadurch einer Verstopfung des Statikmischers vorgebeugt, weil der homogen eingemischte Schaum als Gleitmittel wirkt.When mixing foam and cement slurry in the vertical flow phase, the effect of gravity on the mix does not appear negative, making mixing easier without interfering or destroying the foam structure by over-mixing. At the same time a blockage of the static mixer is prevented, because the homogeneously blended foam acts as a lubricant.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen an Hand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Von den Zeichnungen zeigt:The invention will be described in conjunction with the accompanying drawings with reference to an embodiment in more detail. From the drawings shows:

1 eine Ausführungsform eines Vertikal-Statikmischers nach vorliegender Erfindung, 1 an embodiment of a vertical static mixer according to the present invention,

2 eine Zumischeinrichtung für Fertigschaum eingangsseitig des Vertikal-Statikmischers im Schnitt, 2 a mixing device for ready foam on the input side of the vertical static mixer in section,

3 Mischelemente im vertikalem Teil des Statikmischers und 3 Mixing elements in the vertical part of the static mixer and

4 eine Draufsicht auf einen Flansch eines vertikalen Strangs des Statikmischers nach 1 mit eingesetzten Mischelementen. 4 a plan view of a flange of a vertical strand of the static mixer after 1 with inserted mixing elements.

Statikmischer 1 weist einen Zulauf 2 zu einer Zumischeinrichtung 3 auf, der ein erster vertikaler Strang 4 mit eingeschlossenen Mischelementen 5 nachgeschaltet ist, und einen 180° Rohrbogen 6, der mit einem zweiten Strang 7 mit Mischelementen 8 verbunden ist. Der zweite vertikaler Mischerstrang 7 besitzt an seinem Ausgang einen 90° Rohrbogen 9 und mündet in einen Auslaß 10.static mixer 1 has an inlet 2 to a mixing device 3 on, the first vertical strand 4 with included mixing elements 5 downstream, and a 180 ° elbow 6 that with a second strand 7 with mixing elements 8th connected is. The second vertical mixer branch 7 has at its output a 90 ° elbow 9 and ends in an outlet 10 ,

Die Zumischeinrichtung 3 ist mittels Flanschkupplungen 11 einmal mit dem Einlass 2 sowie dem ersten vertikalen Strang 4 verbunden, der seinerseits mit dem Rohrbogen 6 verbunden ist, der wiederum durch eine Flanschkupplung 12 mit dem zweiten vertikalen Strang 7 verbunden ist.The admixing device 3 is by means of flange couplings 11 once with the inlet 2 as well as the first vertical strand 4 connected, in turn, with the pipe bend 6 is connected, in turn, by a flange coupling 12 with the second vertical strand 7 connected is.

Der Zulauf 2 ist über einen Flansch 13 mit einem nicht dargestellten Förderschlauch einer Materialförderpumpe verbunden.The feed 2 is over a flange 13 connected to a delivery hose, not shown, a material delivery pump.

An dem Ausgang des zweiten vertikalen Strangs kann ein nicht dargestellter Schlauch an den Flansch 14 angeschlossen werden.At the exit of the second vertical strand, an unillustrated hose may be attached to the flange 14 be connected.

Über den Stutzen 15 der Zumischeinrichtung 3 wird Schaum aus einem nicht dargestellten Schaumerzeuger der Zumischeinrichtung zugeführt.About the neck 15 the admixing device 3 foam is supplied from a non-illustrated foam generator of the admixing device.

In dem vertikalen Strang 4 sind Mischelemente 5 angeordnet, mit denen die Vermischung auch von Komponenten sehr unterschiedlicher Eigenschaften wie spezifisches Gewicht, Konsistenz und unterschiedliche Kompressibilität zu vermischen sind. Der gleiche Vorteil ist bei dem zweiten vertikalen Strang 7 des Statikmischers gegeben.In the vertical strand 4 are mixing elements 5 with which the mixing of components of very different properties such as specific gravity, consistency and different compressibility are to be mixed. The same advantage is with the second vertical strand 7 given the static mixer.

Die Zumischeinrichtung nach 2 weist einen rotationssymmetrischen Verdrängungskörper 16 zwischen dem Eingangs- und Ausgangsflansch 11 auf. Durch diesen Verdrängungskörper wird die Fließgeschwindigkeit eines Materialstroms erhöht, so dass in den dadurch entstehenden Unterdruckbereich 17 über den Stutzen 15, den Ringkanal 18 und die Stichkanäle 19 Schaum in den Materialstrom eingebracht werden kann.The admixing after 2 has a rotationally symmetrical displacement body 16 between the input and output flange 11 on. By this displacement body, the flow rate of a flow of material is increased, so that in the resulting negative pressure range 17 over the neck 15 , the ring channel 18 and the branch channels 19 Foam can be introduced into the material flow.

Der Fertigschaum wird zusammen mit dem Materialstrom über die Mischelemente 5 bzw. 8 in dem ersten vertikalen Strang 4 bzw. dem zweiten vertikalen Strang 7 geführt und in den Materialstrom eingemischt. Da sich die Wirkung der Schwerkraft auf die sehr unterschiedlichen spezifischen Gewichte der beiden Komponenten nicht negativ auf das Mischverhalten auswirkt, wird eine sehr effektive Homogenisierung der beiden Komponenten erreicht, ohne dass durch übermäßige Bearbeitung des Fertigschaums dieser in seiner Struktur verändert oder zerstört wird.The finished foam is mixed with the flow of material through the mixing elements 5 respectively. 8th in the first vertical strand 4 or the second vertical strand 7 guided and mixed in the material flow. Since the effect of gravity on the very different specific weights of the two components does not have a negative effect on the mixing behavior, a very effective homogenization of the two components is achieved without the structure being changed or destroyed by excessive processing of the finished foam.

3 zeigt die Anordnung von paarweisen Mischelementen in dem vertikalen Strang 4; die Mischschaufeln 20, 21 sind zu einander gekreuzt angeordnet und hintereinander an einem mittigen Stab 24 befestigt. Der Stab 24 besitzt stromeingangsseitig einen Querträger 22, der in einer Aufnahme 23 des Flansches 11 gelagert und mittels eines nicht dargestellten Gegenflansches befestigt werden kann. 3 shows the arrangement of paired mixing elements in the vertical strand 4 ; the mixing blades 20 . 21 are arranged crossed to each other and consecutively on a central rod 24 attached. The rod 24 has a crossmember on the input side 22 in a shot 23 of the flange 11 can be stored and fixed by means of a mating flange, not shown.

In dem zweiten, vertikalen Strang 7 sind die Mischelemente 8 in entsprechender Weise an dem Flansch 12 gelagert und befestigt.In the second, vertical strand 7 are the mixing elements 8th in a corresponding manner to the flange 12 stored and attached.

Wie aus 1 hervorgeht, ist der Statikmischer 1 aus Segmenten 2, 3, 4, 6 und 7 zusammengesetzt, die durch leicht lösbare Flanschkupplungen miteinander verbunden sind. Der Statikmischer kann auf diese Weise einfach zerlegt und gereinigt werden. Ebenso lassen sich die Mischelemente 5, 8 leicht austauschen und durch dem jeweiligen Einsatzzweck und den jeweiligen Einsatzbedingungen angepasste Mischelemente ersetzen.How out 1 shows, is the static mixer 1 from segments 2 . 3 . 4 . 6 and 7 assembled, which are interconnected by easily detachable flange couplings. The static mixer can be easily disassembled and cleaned in this way. Likewise, the mixing elements can be 5 . 8th replace easily and replace mixing elements adapted to the respective application and the respective conditions of use.

Weiterhin können zwischen die Flansche 12 ein oder mehrere Zumischeinrichtungen eingefügt werden.Furthermore, between the flanges 12 one or more admixing devices are inserted.

Wie die Erfahrung gezeigt hat, kann es vorteilhaft sein, den Schaumeintrag in einen aufsteigenden Materialstrom vorzunehmen und die Vermischung der beiden Komponenten in den vertikalen Strang des Statikmischers bei einer zunächst nach oben gerichteten Fließbewegung des Mischgutes vorzunehmen und die weitere Homogenisierung des Mischgutes in abwärtsgerichteter Fließbewegung vorzusehen. Zu diesem Zweck kann der Statikmischer in einfacher Weise um 180° gedreht betrieben werden.As experience has shown, it may be advantageous to carry out the foam entry into an ascending flow of material and to carry out the mixing of the two components in the vertical strand of the static mixer with an initially upward flow of the mix and provide the further homogenization of the mix in downward flow , For this purpose, the static mixer can be operated in a simple manner rotated by 180 °.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Statikmischerstatic mixer
22
Zulauf bzw. EinlassInlet or inlet
33
Zumischeinrichtungadmixing
44
Vertikaler StrangVertical strand
55
Mischelementmixing element
66
180° Rohrbogen180 ° elbow
77
Mischerstrangmixer strand
88th
Mischelementemixing elements
99
90° Rohrbogen90 ° elbow
1010
Auslaßoutlet
1111
Flanschkupplung bzw. Ein-/AusgangsflanschFlange coupling or input / output flange
1212
Flanschkupplungflange
1313
Flanschflange
1414
Flanschflange
1515
StutzenSupport
1616
Verdrängungskörperdisplacer
1717
UnterdruckbereichUnder pressure range
1818
Ringkanalannular channel
1919
Stichkanälebranch channels
2020
Mischschaufelmixing paddle
2121
Mischschaufelmixing paddle
2222
Querträgercrossbeam
2323
Aufnahmeadmission
2424
StabRod

Claims (11)

Statikmischer mit mindestens einer eingangsseitigen Zumischeinrichtung und einer nachgeschalteten Mischvorrichtung zum Mischen von zwei oder mehreren, fließfähigen Komponenten mit unterschiedlichen spezifischen Gewichten und/oder unterschiedlichen Konsistenzen und/oder unterschiedlichen Kompressibilitäten, dadurch gekennzeichnet, dass der Statikmischer (1) mindestens einen vertikalen Strang (4; 7) aufweist, in dem Mischelemente (5; 8) angeordnet sind, die das Mischgut durchläuft.Static mixer with at least one inlet-side admixing device and a downstream mixing device for mixing two or more flowable components with different specific weights and / or different consistencies and / or different compressibilities, characterized in that the static mixer ( 1 ) at least one vertical strand ( 4 ; 7 ), in which mixing elements ( 5 ; 8th ) are arranged, which passes through the mix. Statikmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischgut einen zweiten Strang (7) mit Mischelementen durchläuft.Static mixer according to claim 1, characterized in that the mix is a second strand ( 7 ) passes through with mixing elements. Statikmischer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Strang (7) ebenfalls vertikal ausgerichtet ist und Mischelemente (8) aufweist.Static mixer according to claim 2, characterized in that the second strand ( 7 ) is also vertically aligned and mixing elements ( 8th ) having. Statikmischer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strang (4) und der zweite Strang (7) durch einen 180° Rohrbogen (6) miteinander verbunden sind.Static mixer according to claim 3, characterized in that the first strand ( 4 ) and the second strand ( 7 ) through a 180 ° elbow ( 6 ) are interconnected. Statikmischer nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Strang (4; 7) sowie der 180° Rohrbogen (6) mittels Flanschkupplungen (12) in leicht lösbarer Weise verbunden sind.Static mixer according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first and the second strand ( 4 ; 7 ) as well as the 180 ° elbow ( 6 ) by means of flange couplings ( 12 ) are connected in an easily detachable manner. Statikmischer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zumischeinrichtung (3) mittels einer leicht lösbaren Flanschkupplung (11) mit dem ersten Strang (4) verbunden ist.Static mixer according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the admixing device ( 3 ) by means of an easily detachable flange coupling ( 11 ) with the first strand ( 4 ) connected is. Statikmischer nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den ersten und den zweiten Strang (4; 7) weitere Zumischeinrichtungen (3) mittel leicht lösbarer Flanschkupplungen eingefügt werden können.Static mixer according to at least one of the preceding claims, characterized in that between the first and the second strand ( 4 ; 7 ) further admixing devices ( 3 ) can be inserted by means of easily detachable flange couplings. Verfahren zur Herstellung von Schaumbeton aus einer Zementschlempe, Zuschlägen und Wasser sowie Fertigschaum unter Einsatz eines Statikmischers nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der fließfähige Materialstrom aus Zement, Zuschlägen und Wasser in dem Statikmischer vertikal geführt wird, dass in den Materialstrom durch eine Zumischeinrichtung (3) Fertigschaum eingetragen wird und dass das so entstandene Mischgut aus Schaum und kompaktem Materialstrom im vertikalen Strang (4) des Statikmischers (1) durch Mischelemente (5) geleitet wird, mittels derer eine homogene Durchmischung der Komponenten erfolgt.A process for the production of foam concrete from a cement slurry, aggregates and water and ready foam using a static mixer according to claims 1 to 7, characterized in that the flowable material flow of cement, aggregates and water is guided vertically in the static mixer, that in the material flow through a mixing device ( 3 ) And that the resulting mixture of foam and compact material flow in the vertical strand ( 4 ) of the static mixer ( 1 ) by mixing elements ( 5 ), by means of which a homogeneous mixing of the components takes place. Verfahren nach vorhergehendem Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischgut, nachdem es den ersten vertikalen Strang (4) des Statikmischers (1) durchlaufen hat, einem weiteren Strang (7) mit Mischelementen (8) zu geleitet wird.Method according to the preceding claim 8, characterized in that the material to be mixed, after the first vertical strand ( 4 ) of the static mixer ( 1 ) has passed through another strand ( 7 ) with mixing elements ( 8th ). Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischgut nach Durchlaufen des ersten vertikalen Strangs (4) einem zweiten, ungefähr 180° umgelenkten vertikalen Strang (7) mit Mischelementen (8) zugeführt wird, den das Mischgut in entgegengesetzter Richtung zu der Richtung des ersten Strangs (4) durchläuft.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the mix after passing through the first vertical strand ( 4 ) a second, approximately 180 ° deflected vertical strand ( 7 ) with mixing elements ( 8th ) is fed to the mix in the opposite direction to the direction of the first strand ( 4 ) goes through. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischgut in dem Statikmischer (1) ein- oder mehrmals um ungefähr 180° umgelenkt wird und in dem jeweiligen vertikalem Strang (4; 7) durch Mischelemente (5; 8) homogenisiert wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the mix in the static mixer ( 1 ) is deflected one or more times by about 180 ° and in the respective vertical strand ( 4 ; 7 ) by mixing elements ( 5 ; 8th ) is homogenized.
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