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Vorrichtung zum Mischen eines pulverförmigen Stoffes mit einer Flüssigkeit
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen eines pulverförmigen Stoffes
mit einer Flüssigkeit, bestehend aus einer feststehenden, sich nach unten erweiternden,
kegelstumpfförmigen Kammer mit lotrechter Achse, die an ihrem oberen Ende mit einem
etwa zylindrischen Mantel versehen ist, der koaxial zur Kammer angeordnet ist und
dessen Innendurchmesser der kleinen Kegelstumpffläche der Kammer entspricht, wobei
koaxial zur Kammer unter Belassung eines vergleichsweise engen Radinispaltes ein
Kegelstumpf mit etwa gleichem Kegelwinkel wie die Kammer drehbar gelagert ist.
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Es ist bekannt, zum innigen Mischen von einem pulverförmigen Stoff
mit einer Flüssigkeit Vorrichtungen zu benutzen, in denen der pulverförmige Stoff
und die Flüssigkeit sowie etwaige Zusatzstoffe in enge Durchlässe gefördert werden,
mit dem Ziel, eine homogene Mischung zu erzeugen, die den Charakter einer Emulsion
hat.
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Es ist eine Vorrichtung zum Aufschließen und Durchmischen von plastischen
oder in den plastischen Zustand versetzten keramischen Massen bekanntgeworden, bei
welcher innerhalb eines konisch gestalteten Gehäuses eine Kegelfläche drehbar gelagert
ist, die zusammen mit der konisch gestalteten Gehäusefläche einen zum Guteintrittsende
hin sich erweiternden Gutdurchtrittskanal bildet, dem das Gut durch eine Transportschnecke
zugeführt wird. Diese bekannte Vorrichtung ist zwar zum Aufschließen und Durchmischen
von plastischen Massen geeignet, jedoch nicht für das Mischen eines pulverförmigen
Stoffes mit einer Flüssigkeit, da das hierfür erforderliche feine Verteilen und
Durchdringen der Teilchen durch Zerstäubung, Verspritzung und Aufprallung durch
die Förderschnecke nicht erreicht werden kann.
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Bei einer anderen bekannten Vorrichtung ist in einem konisch gestalteten
Gehäuse ein Kegelmantel drehbar gelagert, an dessen oberen, dem Guteintritt zugekehrten
Ende Rührschaufeln angeordnet sind, die mit dem umdrehenden Kegelmantel verbunden
sind.
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Die einzelnen Komponenten werden tangential von oben her in das Gehäuse
zugeführt. Auch diese bekannte Vorrichtung ist zum Mischen einer pulverförmigen
Komponente mit einer Flüssigkeit nicht geeignet, denn eine Paste würde sowohl in
der Vormischstufe als auch im konischen Spalt zwischen Gehäuse und Kegelmantel festsitzen.
Diese Vorrichtung eignet sich lediglich zum Emulgieren zweier Flüssigkeiten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Mischen
eines pulverförmigen Stoffes, wie z. B. Gips, mit einer Flüssigkeit, wie z. 13.
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Wasser, zu schaffen, welche nicht nur die Herstellung einer Emulsion
des pulverförmigen Stoffes mit der Flüssigkeit erlaubt, und zwar fortschreitend
bis zu einer plötzlich einsetzenden Pastenbildung, sondern auch im Aufbau sehr einfach
ist und eine wirtschaftliche Mischung ermöglicht.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß innerhalb des
zylindrischen Mantels eine den Kegelstumpf nach oben verlängernde, kegelstumpfförmige
Nabe mit schraubenlinienförmig angeordneten, nahe an die Wand des Mantels heranreichenden
Rührschaufeln vorgesehen ist, daß die Nabe in dem Kegel stumpf diesen durchgreifend
mit Hilfe einer kraftschlüssig mit der Nabe verbundenen Hohlwelle drehbar gelagert
ist, wobei auf der Nabe ein sich nach unten erweiternder Ableitkegel angebracht
ist, dessen Basis größer ist als die obere Stumpffläche der Nabe, und zwischen der
Nabe und dem Ableitkegel eine oder mehrere Radialbohrungen ausmünden, welche der
Zufuhr der durch das Innere der Hohlwelle zugeleiteten Flüssigkeit dienen, und daß
der Kegelstumpf und die Hohlwelle mit Nabe und Ableitkegel unabhängig voneinander
und in zu einander entgegengesetzten Drehrichtungen antreibbar sind.
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Auf diese Weise wird ein ganz besonders feines Verteilen und Durchdringen
der Teilchen durch Zerstäubung, Verspritzung und Aufprallung erreicht. Die so entstehende
Mischung oder Paste wird dann, sobald die erforderliche Konsistenz erreicht ist,
infolge der Neigung der Rührschaufeln in den Radialspalt
gedrückt,
in welchem das Mischen noch vervollständigt wird und eventuelle Klumpen od. dgl.
zerkleinert werden. Dies ist von besonderem Vorteil bei der Verarbeitung von Gips,
wenn dieser Zusätze enthält, die dazu bestimmt sind, die Entnahmebedingungen für
den Gips oder die Eigenschaften der mit dem Gips hergestellten Elemente für den
Bau, z. B. von Guß elementen, zu verbessern. Die Verteilung der Zusätze in dem angerührten
Gemisch aus Gips und Wasser ist viel inniger und infolgedessen die Wirkung der Zusätze
wesentlich besser.
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Vorteilhaft setzt sich der Kegelstumpf nach unten über die große
Grundfläche hinaus in einen etwa zylindrischen Teil fort, der mit einem ortsfesten
Ansatz und mit einem auf diesem befestigten, die Kammer enthaltenden Körper eine
ringförmige Homogenisierungskammer abgrenzt, in die eine tangential zu der ringförmigen
Kammer angeordnete Auslaßleitung für das Gemisch mündet, und daß der zylindrische
Teil wenigstens eine der Förderung des Gemisches in Richtung auf die Auslaßleitung
dienende Schaufel trägt.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung läuft der Kegelstumpf nach
unten in eine hohle Welle aus, die drehbar in einem Sockel des ortsfesten Ansatzes
angeordnet ist, und daß die hohle Welle und die Hohlwelle an ihren freien Enden
mit je einem Zahnrad oder einer Riemenscheibe versehen sind.
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Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung sind Vorrichtungen zur
Veränderung der Umlaufgeschwindigkeit des Kegelstumpfes und der Hohlwelle der Breite
des Spaltes sowie der Zuführungsmengen der Komponenten vorgesehen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei an Hand der Zeichnung näher
erläutert, und zwar zeigt F i g. 1 einen Axialschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
F i g. 2 eine Teilansicht des oberen Teils der Fig. 1, F i g. 3 einen Schnitt gemäß
der Linie III-III der Fig. 1, F i g. 4 eine schematische Darstellung einer ganzen
Anlage zum Mischen von Gips und F i g. 5 eine Draufsicht der Fig. 4.
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Wie F i g. 1 erkennen läßt, trägt der ortsfeste Ansatz 1 unter Zwischenschaltung
von Lagern einen Kegelstumpf 3. Dieser Kegelstumpf 3 besitzt eine Bohrung, in die
eine Hohlwelle 4 (F i g. 1 und 2) eingesetzt ist, die in dem Schnitt der F i g.
3 nicht dargestellt ist. Die sich nach unten erweiternde kegelstumpfförmige Kammer
5 (F i g. 1 und 3) ist auf dem ortsfesten Ansatz 1 befestigt und hat an seinem oberen
Teil einen etwa zylindrischen Mantel6 für das zu mischende Pulver, wie z.B. Gips.
Der zylindrische Mantel 6 ist koaxial zur kegelstumpfförmigen Kammer angeordnet.
Der Innendurchmesser der zylindrischen Kammer 6 entspricht der kleinen Kegelstumpffläche
der Kammer 5.
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Der Kegelstumpf 3 ist so angeordnet, daß zwischen Kammer 5 und Kegelstumpf
3 ein Radialspalt 7 belassen ist. Kegelstumpf 3 und Kammer 5 weisen etwa den gleichen
Kegelwinkel auf. Die Breite des Radialspaltes 7, die gleichmäßig sein kann oder
nicht, ist einstellbar, z. B. mit Hilfe verschieden starker Dichtungen 8 zwischen
dem ortsfesten Ansatz 1 und der Kammer 5.
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Die Hohlwelle 4 endet mit ihrem oberen Teil in einer Nabe 10, welche
in dem zylindrischen Mantel angeordnet ist und kegelstumpfförmig ausgebildet ist.
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Der Kegelstumpf der Nabe 10 ist so ausgebildet, daß er praktisch den
Kegelstumpf 3 nach oben hin verlängert. An der Nabe 10 sind schraubenlinienförmig
angeordnete, bis nahe an die Wand des Mantels 6 heranreichende Rührschaufeln 11
angebracht. Durch die schraubenlinienförmige Ausbildung der Rührschaufeln wird erreicht,
daß diese die Mischung zusammendrücken und in den Radialspalt 8 hineinbefördern.
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Auf der Nabe 10 ist ein sich nach unten erweiternder Ableitkegel
9 angeordnet, dessen Basis größer ist als die obere Stumpffläche der Nabe 10.
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Zwischen der Nabe 10 und dem Ableitkegel 9 münden mehrere Radialbohrungen
12 aus, welche der Zufuhr der durch das Innere 13 der Hohlwelle 14 zugeleiteten
Flüssigkeit dienen.
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Der Kegelstumpf 3 und die Hohlwelle 4 mit Nabe 10 und Ableitkegel
9 sind unabhängig voneinander und in zu einander entgegengesetzten Drehrichtungen
antreibbar. Die Hohlwelle 4 und Kegelstumpf 3 sind mittels des Rollenlagers 14 gegeneinander
drehbar.
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Der Kegelstumpf 3 setzt sich nach unten hin über die große Grundfläche
hinaus in einen etwa zylindrischen Teil fort, der mit dem ortsfesten Ansatz 1 und
Sockel 2 und mit einem auf diesem befestigten, die Kammer 5 enthaltenden Körper
eine ringförmige Homogenisierungskammer abgrenzt, in die eine tangential zu der
ringförmigen Kammer angeordnete Auslaßleitung 16 für das Gemisch mündet. Der zylindrische
Teil trägt wenigstens eine der Förderung des Gemisches in Richtung auf die Auslaßleitung
16 dienende Schaufel 15, wie insbesondere Fig. 1 und 3 erkennen lassen. Der Kegelstumpf
3 läuft nach unten hin in eine hohle Welle aus, die drehbar in dem Sockel 2 des
ortsfesten Ansatzes 1 angeordnet ist. Die hohle Welle und die Hohlwelle 4 sind an
ihren freien Enden mit je einer Riemenscheibe 17, 18 versehen.
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Der Antrieb der Riemenscheibe 17, 18 erfolgt mittels eines Motors
26, welcher in F i g. 4 dargestellt ist. Bei der gezeigten Ausführungsform drehen
sich die Welle 4 sowie der Sockel 2 in entgegengesetzter Richtung.
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Zur Veränderung der Umlaufgeschwindigkeit des Kegelstumpfes 3 und
der Hohlwelle 4 sowie der Breite der Spalte 7 und der Zuführungsmengen der Komponenten
sind besondere Vorrichtungen vorgesehen.
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In Fig. 4 und 5 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Anlage
zur Mischung von behandeltem Gips dargestellt.
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Zu diesem Zweck ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit ihrem ortsfesten
Ansatz 1 auf einen Rahmen 21 montiert, der fest oder beweglich sein kann.
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Die Riemenscheibenl7, 18 (Fig. 1 und 4) werden durch die Riemen 22
und 23 angetrieben, die ihre Bewegungen über eine vertikale Welle 24 erhalten, welche
über einen Übersetzungsantrieb 25 durch den Motor 26 beliebiger Art angetrieben
wird. Die senkrechte Welle 24 treibt den Verteiler 28 an, der am unteren Teil eines
Fülltrichters 29 des zu bearbeitenden Gipses angeordnet ist. Der Fülltrichter entleert
sich über einen Bunkerauslauf 30 in den Zuführkanal 6 der Mischanlage.
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Das Wasser wird im unteren Teil des Wasserzuführungsrohres 13 durch
ein Leitungssystem 31 zugeführt, in dem ein Mengenmesser 32 angeordnet ist.
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Ein drehbares Verbindungsstück 33 bekannter Art ermöglicht den Eintritt
des Wassers in die Leitung 13.
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Die Arbeitsweise ist wie folgt: Das über die Leitungen 31 und 13
ankommende Wasser tritt durch
die Öffnungen 22 aus und vermischt
sich mit dem Gips, der in dosierbarer Menge aus dem Auslauf 30 auf den Ableitkegel
9 fällt. Das aus Wasser und Gips bestehende Gemisch wird durch die Rotation des
Ableitkegels 9 sowie der Nabe 10 mit den Rührschaufeln 11 vermischt und infolge
der schraubenlinienförmigen Ausbildung der Rührschaufeln 11 in den Radialspalt 7
gedrückt. Auf diese Weise ergibt sich eine sehr innige Vermischung der Komponenten,
gegebenenfalls eine Pastenbildung des Gipses, welches durch die Rotation und durch
die Schaufeln 15 in Richtung auf die Auslaßleitung 16 bewegt wird.
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Der feuchte Gips wird beispielsweise von einem Wagen 34 aufgenommen
oder von Gießformen (die nicht dargestellt sind), um vorgefertigte Bauelemente zu
erhalten.
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Der Gips kann auch über eine gewisse Entfernung hin ausgestoßen und
gegen eine Wand geschleudert werden, wobei besondere Einrichtungen vorgesehen sind,
beispielsweise ein Handspritzapparat, welcher über eine flexible Leitung mit der
Auslaßleitung 16 verbunden ist, sowie besondere Regelvorrichtungen.
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Der Arbeiter, der mit dem Anwerfen des Gipses befaßt ist, kann die
Arbeitsbedingungen entsprechend den Eigenschaften der behandelten Erzeugnisse und
denjenigen der gewünschten Erzeugnisse einstellen.