DE1035622B - Vorrichtung zur Herstellung von Mischungen aus Feststoffteilchen mit Fluessigkeiten - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Herstellung von Mischungen aus Feststoffteilchen mit Flüssigkeiten Zum ununterbrochenen Mischen von Feststofft,eilchen mit Flüssigkeiten ist es üblich, Mischschnecken verschiedener Art und Ausführung zu benutzen.
• Dabei lassen sich Klümpchenbildungen jedoch nicht vermeiden, die von ungenügender Durchfeuchtung herrühren. Es ist daher ein erheblicher Aufwand an Energie und Zeit erforderlich, um wenigstens einigermaßen eine homogene, gleichmäßig durchfeuchtete Mischung zu erhalten.
• Bei Mischungen, dile Feststoffteilchen nur in ge ringer Menge enthalten sollen, wäre es auch denkbar, zentrifugenartige Vorrichtungen zu benutzen, wie sie zum Mischen von flüssigen Stoffen bekannt sind.
• Diese Zentrifugen sind aber, abgesehen von der Tatsache, daß sie bei höherem Feststoffgehalt unwirksam werden, gegenüber durch die Feststoffteilchen hervorgerufenen Störungen sehr empfindlich. Schließlich ist es auch bekannt, feste Stoffe in freiem Fall mit flüssigen Bestandteilen zu besprühen und durch etwa tangentiale Einführung der zersprühten Flüssigkeit in eine Wirbelbewegung zu bringen. In einer solchen Vorrichtung ist jedoch ebenfalls die Durchwirbelung nicht stark genug, um die festen Bestandteile untereinander zu mischen und sofort hinterher mit den flüssigen Bestandteilen zu benetzen. Die Vorrichtungen dieser Art machen es deshalb erforderlich, eine Mischvorrichtung für die trockenen festen Bestandteile und eine weitere Mischvorrichtung für die gesamte Mischung, beispielsweise einen Schneckenmischer der Benetzungsvorrichtung, vor- bzw. nachzuschalten.
• Demgegenüber betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von Mischungen aus Feststoffteilchen mit Flüssigkeiten in einem feststehenden, doppelkegelförmig mit verjüngten Enden ausgebildeten Behälter und darin umlaufender senkrechter Mischwelle unter Zuführung der Flüssigkeit aus Zerstäuberdüsen. Bei der Vorrichtung nach der Erfindung sollen die Nachteile der bekannten Vorrichtungen vermieden und insbesondere das Durchmischen der festen Bestandteile, deren Benetzung mit den flüssigen Bestandteilen und das Durchmischen der fertigen Mischung zügig hintereinander in einem feststehenden Behälter durchgeführt werden.
• Nach der Erfindung sind auf der senkrechten, mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Mischwelle mehrere hintereinander angeordnete, zweckmäßigerweise schräg gestellte Mischflügel befestigt, die sich über die ganze Höhle des Mischbehälters erstrecken. Durch diese Mischflügel wird in den verschiedenen Zonen des Behälters ein Gas- oder Luftstrom erzeugt, zusammen mit diesem die Feststoffteile durcheinandergewirbelt, das Zerstäuben der Flüssigkeit unterstützt, die Feststoffteile und die Flüssigkeit miteinander vermischt und das Mischgut laufend nach unten gefördert. Durch diese gleichzeitig oder kurzzeitig hintereinander in der Vorrichtung nach der Erfindung auftretenden Wirkungen ist es möglich, eine solche Mischung aus festen und flüssigen Bestandteilen in sehr kurzer Zeit, nämlich nur wenige Sekunden, beispielsweise 2 bis 4 Sekunden, herzustellen. Außerdem wird jegliche Klümpcbenbildung unterbunden und eine äußerst innige, gleichmäßige Mischung mit bestmöglichen Eigenschaften erzielt.
• Eine Zerstörung von Feststoffteilen durch mechanische Beeinflussung, beispielsweise durch Zerreiben, tritt in weit geringerem Maße auf als in den Mischvorrichtungen bekannter Art. Dies ist besonders dann von erheblicher Bedeutung, wenn mechanisch empfindliche Bestandteile zu mischen sind. Da eine Klümpchenbildung nicht auftritt, sind bereits die kleinsten Teile innig miteinander vermischt und durchfeuchtet.
• Der Zusatz von Flüssigkeit kann auf das geringstmögliche Maß herabgesetzt werden.
• Ferner beträgt der Energieaufwand zum Mischen nur einen Bruchteil des bei den üblichen Mischvorrichtungen Erforderlichen, bei welchen die gesamte breiige Masse längere Zeit hindurch umgewälzt werden muß. Es können somit auch Bindemittel verwendet werden, deren Härteprozesse nach dem Mischen viel schneller einsetzen, so daß sich je nach dem Verwendungszweck wesentlich verkürzte Her- stellungszeiten der durch Mischungen zu erzeugenden Fertigprodukte ergeben.
• Die Vorrichtung nach der Erfindung kann zum Mischen der verschiedensten Stoffe eingesetzt werden.
• So entstehen z. B. Farbmischungen mit homogenen, stets gleichbleibenden Tönungen oder Mischungen von Klebemitteln mit hoher Klebekraft und gleichbleibender Güte oder Mischungen von Kunststoffen oder Kunstharzen oder Mischungen beliebiger chemischer Mittel in konsistenter Form mit gleichbleibenden Eigenschaften, was für die weitere Bearbeitung oder Haltbarkeit usw. oft von entscheidender Bedeutung ist.
• Bei mörtel- oder putzartigen Mischungen werden z. B. ein oder mehrere feste Bestandteile, z. B. Zement oder Kalk, und gegebenenfalls leichte Zuschlagstoffe in trockenem Zustand in der Vorrichtung nach der Erfindung staubartig durcheinandergewirbelt, worauf die Anmachflüssigkeit in zerstäubtem Zustand eingespritzt wird. Die in der Vorrichtung nach der Erfindung eingemischten Zuschlagstoffe können z. B. mechanisch empfindlich oder auch hochsaugfähig sein, z. B. Korkgries, Bims, Kieselgur, Holzmehl u. dgl.
• Infolge der kurzen Mischzeit saugen sich solche Stoffe während des Mischens nicht mit Anmachflüssigkeit voll. Vielmehr wirken diese Zuschlagstoffe ausgleichend und geben die von ihnen aufgenommene Flüssigkeit während des Erhärtungsprozesses allmählich wieder ab, so daß infolge der Zunahme der Viskosität des Mischgutes z. B. Leichtputzmörtel in mehreren Zentimetern Dicke ohne weiteres auf einmal aufgetragen werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß z. B. auch die mechanischen Eigenschaften von in der Vorrichtung nach der Erfindung hergestellten Mischungen von Mörtel oder Beton wesentlich verbessert werden, weil ein kleinerer Wasserzementwert erreicht werden kann.
• Ein Entmischen der Bestandteile bis zum Auftragen findet infolge der kurzen Zeit nicht statt. Das Mischen geschieht in ununterbrochener Folge, da auf der einen Seite der Vorrichtung nach der Erfindung die Bestandteile laufend zugeführt und auf der anderen Seite die fertige Mischung laufend abgeführt werden.
• Weitere Kennzeichen der Vorrichtung nach der Erfindung sind dem in der Zeichnung beispielsweise schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel zu entnehmen. Hierbei zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach der Erfindung, Fig. 2 die Anordnung der davorliegenden Antriebsmittel.
• In einen senkrecht angeordneten, doppelkegelförmig verlaufenden, räumlich feststehenden Mischbehälter 1 ragt von oben her eine Mischwelle 2, die bis fast auf den Boden des Behälters 1 reicht. Dieser Behälter ist zweckmäßigerweise längs geteilt ausgeführt, um ihn abnehmen und die Mischwelle 2 zugänglich machen zu können.
• Die einzelnen Zuschlagstoffe sind in einer entsprechenden Anzahl von Vorratsbehältern 4 untergebracht (die Zahl dieser Behälter richtet sich nach der Zahl der festen Bestandteile) und gelangen von dort über Fördereinrichtungen, z. B. Förderbänder 5 oder Förderteller, zu Rutschen 7, über welche sie in den Behälter 1 fallen. Zur Einstellung der Menge der Zuschlagstoffe dienen Schieber 6, die an den Vorratsbehältern 4 angebracht sind.
• Auf der Mischwelle 2 ist eine Anzahl von Mischflügeln 3 so befestigt, daß die von oben her zugeführ- ten Zuschlagstoffe dufircheinandergewirbelt werden.
• Erreicht wird dies durch die rasche Umdrehung der Mi schwelle, welche dabei über eintausend Umdrehungen in der Minute machen kann. Außerdem wird dadurch ein kräftiger Luftstrom nach unten erzeugt.
• Wenn der Behälter 1 entsprechend abgedichtet ist, läßt sich z. B. auch ein beliebiges Gas (Schutzgas) einführen, so daß die Durchwirbelung gegebenenfalls in einem Gasstrom mit Überdruck oder Unterdruck erfolgen kann.
• Nach der Durchwirbelung der festen Zuschlagstoffe in trockenem staubförmigem Zustand und deren inniger Vermischung miteinander in einem Luft-oder Gasstrom im oberen Teil des Mischbehälters 1 wird etwa in der Höhe des größten Durchmessers des Mischbehälters 1 aus dem Innern der umlaufenden Mischwelle 2 über Zerstäuberdüsen 8 die Anmacheflüssigkeit (z. B. Anmachewasser bei Mörtel-oder Putzmischungen) unter Druck eingespritzt und dabei nebelartig zerstäubt. Durch die rasche Drehbewegung der Mischwelle 2 findet auch ein ebenso rasches Umdrehen der Zerstäuberdüsen 8 statt, so daß eine gleichmäßige Ausbreitung und Einspritzung des Flüssigkeitsnebels geschieht.
• Dies hat zur Folge, daß mit Unterstützung der weiteren auf der Mischwelle 2 untergebrachten Mischflügel 3 in dem unteren, sich wieder konisch verengenden Teil des Mischbehälters 1 ein inniges und gutes Mischen und Fördern des entstehenden Mischgutes nach unten hervorgerufen wird. Die dort auf der Mischwelle 2 sitzenden Mischflügel 3 sind zu diesem Zweck entsprechend hinsichtlich Größe und Abwicklung zur Achse aufeinander abgestimmt.
• Aus dem unteren Teil des doppelkonusförmigen Mischbehälters 1 tritt das laufend entstehende Mischgut unmittelbar heraus, oder es kann an dieser Stelle eine Förder- oder Mischschnecke 9 oder eine Dickstoffpumpe angebracht sein, welche das Mischgut erfaßt und entsprechend weiterleitet und z. B. durch eine Schlauchleitung drückt, die an ihrem Ende mit einer Schleuderdüse zum unmittelbaren Anwerfen ersehen ist.
• Es ist aber auch ohne weiteres möglich, an der Austrittsstelle des Mischgutes aus dem Behälter 1 noch andere Bestandteile beliebiger Korngröße, z. B. gröbere Zuschlagstoffe, wie Sand, Kies, Schotter od. dgl., mit gleicher oder unterschiedlicher Temperatur zwangläufig zuzuführen, in welche das z. B. aus Zement und Wasser bestehende Mischgut eingespritzt wird. Auf diese Weise findet ein inniges Mischen des Mischgutes mit den groben Bestandteilen in wenigen Sekunden statt, so daß z. B. aus einer Mischschnecke Beton laufend anfällt.
• Der Antrieb der Vorrichtung geschieht durch einen beliebigen Antriebsmotor 12, der z. B. im Fuß des Gestells der Vorrichtung untergebracht ist und zweckmäßigerweise über Keilriemen eine Zwischenwelle 13 antreibt. Auf dieser Zwischenwelle sitzt auf der einen Seite die Förderpumpe 14 für die Anmacheflüssigkeit, welche über einen Vorratskasten 15 der Pumpe 14 zuläuft und von dieser über die Zuleitung 16 zu dem Zuführungsrohr 17 unter Druck gelangt.
• Das Zuführungsrohr 17 ist im Innern der hohlen Mischzelle 2 untergebracht und reicht bis an das vordere Ende dieser Welle. Da nun die Zerstäuberdüsen 8 etwa in halber Höhe des Mischbehälters 1 angeordnet sind, steigt die Flüssigkeit zwischen dem Zuführungsrohr 17 und der inneren Wandung der hohlen Mischwelle 2 bis zu den Zerstäuberdüsen 8 nach oben und tritt dort aus den Düsen unter hohem Druck aus. Unmittelbar über den Düsen 8 angeordnete Stopfbuchsen 10 verhindern dabei ein weiteres Ansteigen der Flüssigkeit.
• Durch das über den Flüssigkeitsspiegel im Vorratskasten 15 hinausragende Zuführungsrohr 17 wird verhindert, daß bei kurzen Unterbrechungen des Betriebes der gesamte Vorrat an Anmacheflüssigkeit in den Mischlbehälter 1 gelangt, wodurch eine Uberschwemmung und unerwünschte Verdünnung des Mischgutes eintreten würde. Andererseits würde bei Wiederingangsetzung der Vorrichtung zuerst das Zuführungsrohr wieder mit Flüssigkeit gefüllt werden müssen, bis eine richtige Zerstäubung eintritt. Inzwischen hätte sich aber der Mischbehälter 1 wegen Flüssigkeitsmangel verstopft. Zweckmäßig ist es außerdem, am unteren Ende des Zuführungsrohres 17 ein federbelastetes Ventil 11 anzubringen, welches sich unter dem Druck der Förderpumpe 14 öffnet und sich bei Stillsetzen der Vorrichtung schließt.
• Die Förderpumpe 14 kann verschieden ausgebildet sein, so z. B. nach Art einer Dosierpumpe, wodurch ein weitgehendes Einstellen und Bemessen der fördernden Flüssigkeitsmenge geschieht. Auch Regel-oder Dosier- oder Mischventile können in die Leitungen eingebaut werden, und zwar insbesondere dann, wenn mehrere Vorratskästen 15 für verschiedene flüssige Bestandteile vorgesehen sind. Wesentlich ist, daß die Fördermenge und gegebenenfalls auch die Zusammensetzung der Anmacheflüssigkeit regelbar und beliebig einzustellen ist.
• Auf der anderen Seite der Zwischenwelle 13 ist ein Kegelräderpaar 20 aufgesetzt, welches eine senkrechte Schneckenwelle 21 antreibt. Gegen deren oberes Ende zu ist eine obere Schnecke 22 auf dieser Welle aufgesetzt, welche zwei oder auch mehr entsprechend versetzt zueinander angeordnete Schneckenräder 23 antreibt, die jeweils auf einer Förderwelle 18 der einzelnen Förderbänder 5 sitzen. Durch diese Anordnung wird außerdem erreicht, daß die Förderbänder gegen die Rutschen 7 zu arbeiten. Auch hier ist es im Bedarfsfalle ohne weiteres möglich, zwischen den Schnecken 22 und den Förderwellen 18 durch entsprechende Übersetzung oder ein Getriebe verschiedene Drehzahlen der Förderbänder einzustellen.
• Am oberen Ende der Schneckenwelle 21 ist entweder eine Zahnrad- oder eine Kettenradübertragung 19 vorgesehen, durch welche die Mi schwelle 2 angetrieben wird. Die Übersetzung der einzelnen verschiedenen Übertragungsmittel zwischen dem Antriebsmotor 12 und der Mischwelle 2 sind selbstverständlich so gewählt, daß die Mischwelle 2 mit der günstigsten Umdrehungszahl umläuft, wobei durch einen Regelmotor an Stelle des Motors 12 oder durch Veränderung einzelner Übertragungsglieder verschiedene Umdrehungszahlen eingestellt werden können. Am unteren Ende der Schneckenwelle 21 ist eine weitere Schnecke 24 aufgesetzt, in welche ein Schneckenrad 25 eingreift, das zum An- trieb z. B. der Förderschnecke oder Dickstoffpumpe 9 dient.
• PATENTANSPROCHE 1. Vorrichtung zur Herstellung von Mischungen aus Feststoffteilchen mit Flüssigkeiten in einem feststehenden, doppelkegelförmig mit verjüngten Enden ausgebildeten Behälter und darin umlaufender senkrechter Mischwelle unter Zuführung der Flüssigkeit aus Zerstäuberdüsen, dadurch gekennzeichnet, daß auf der mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Mi schwelle (2) mehrere hintereinander angeordnete, zweckmäßigerweise schräg gestellte Mischflügel (3) befestigt sind, die sich über die ganze Höhe des Mischbehälters (1) erstrecken.

Claims (1)

1. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischflügel (3) der Form des Mischbehälters (1) angepaßt sind.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zuführung der Flüssigkeit die Mischwelle (2) hohl ausgebildet ist.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Mischzelle (2) etwa in Höhe des größten Durchmessers des Mischbehälters (1) mit Zerstäuberdüsen (8) zum Austritt von Flüssigkeitsnebel versehen ist.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in das Innere der hohlen Mischwelle (2) ein Zuführungsrohr (17) für die Flüssigkeit hineinragt, das bis fast auf den Grund der unten geschlossenen Mischwelle (2) reicht.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar über den Zerstäuberdüsen (8) zwischen dem Zuführungsrohr (17) und der inneren Wandung der hohlen Mischwelle (2) Stopfbuchsen (10) angeordnet sind.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Zuführungsrohres (17) ein Druckventil (11) angeordnet ist.

   8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführungsrohr (17) über eine Förder- oder Dosierpumpe (14) mit einem oder mehreren Flüssigkeitsbehältern (15) in Verbindung steht.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (12) die Pumpe (14), die Mischwelle (2), die Zuteilvorrichtung (5) und die Austrags- und Mischvorrichtung (9) am unteren Teil des Mischbehälters (1) z. B. über Zahnrad- oder Kettenrad- bzw.

   Schneckengetriebe mit gleichbleibender oder veränderlicher Umdrehungszahl antreibt.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 602196; USA.-Patentschrift Nr. 2 592 709; britische Patentschrift Nr. 643 470; französische Patentschrift Nr. 858 938.