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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von pulverförmigen
bis körnigen Stoffen mit einer Flüssigkeit, bestehend aus einem länglichen Trog,
in dem eine im wesentlichen eine Axialförderung bewirkende Schnecke umläuft, wobei
die in Förderrichtung der Schnecke liegende Stirnwand des Troges eine das Gut in
den Bereich der Schnecke zurückführende Umlenkfläche aufweist.
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Eine derartige Mischvorrichtung wird mit besonderem Vorteil in der
Baustoffindustrie als Betonmischer verwendet. Es sind aber auch andere Anwendungsmöglichkeiten
gegeben.
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Eine derartige, durch die deutsche Patentschrift 1195 589 bekannte
Vorrichtung, die zum Einmischen von Ingredienzien in temperierte Schokolademasse
dient, verwendet eine Förderschnecke, vor deren Förderende sich ein konkav ausgebildetes
Umlenkblech befindet, das die Mischung zurückfördert. Die beizugebenden Ingredienzien
werden über eine entsprechende Öffnung im Mischtrog ziemlich zu Anfang der Förderschnecke
beigegeben. Hiermit wird eine innige Einmischung und Versalbung der Ingredienzien
in die Schokolademasse bewirkt. Jedoch genügt das hierbei angewendete Verfahren
der mehrfachen Mischung der Mischstoffe im Kreislauf nicht für eine sehr weitgehende
Aufschließung der zu mischenden Stoffe, wie es beispielsweise erforderlich ist,
um Baustoffe so weit aufzuschließen, daß in der Vorrichtung ein Zementleim entsteht.
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Mischvorrichtungen, bei denen das über eine Schnecke geförderte Mischgut
über eine Umlenkfläche wieder in den Bereich der Schnecke zurückgeführt wird, sind
auch durch die österreichische Patentschrift 221073 vorbekannt. Ferner zeigt die
deutsche Auslegeschrift 1120 850 eine Mischmaschine, bei der das Mischgut durch
eine eine Stirnwand des Mischtroges bildende, senkrechte Platte im wesentlichen
axial wieder in den Bereich der Förderschnecke zurückgeführt und dort weiter vermischt
wird.
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Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Vorrichtung derart weiterzubilden, daß
neben einer guten Durchmischung auch eine ins einzelne gehende mechanische Zerkleinerung
der Feststoffe erzielt wird.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß am Förderende
der Schnecke eine einen im wesentlichen axial gerichteten Druck auf das Gut ausübende
Einrichtung befestigt ist, der in vergleichsweise geringem axialem Abstand eine
ebene Prallwand nachgeordnet ist und daß die Umlenkfläche in Förderrichtung des
Gutes an die Prallwand anschließend angebracht ist. Durch die den axial gerichteten
Druck ausübende Einrichtung werden hierbei sehr starke mechanische Kräfte auf das
Mischgut ausgeübt, durch die beispielsweise die vorhandenen elektrochemischen Abstoßungskräfte,
die einer vollständigen Durchmischung und Aufschließung der Materialien entgegenstehen,
überwunden werden. Bei der Mischung von Baustoffen entsteht hierdurch ein Zementleim
mit vollständig neuen Eigenschaften.
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Hinter dieser Druckeinrichtung befindet sich bei der Erfindung also
eine ebene Prallwand, auf die das Mischgut, das im allgemeinen von einer schnell
umlaufenden Schnecke gefördert wird, aufprallt, worauf es zur Umlenkfläche gelangt.
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Mit Vorteil wird die Druckeinrichtung durch eine
Druckscheibe gebildet,
die dann auf der Achse der Förderschnecke gelagert sein kann.
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Falls die Druckscheibe am Umfang mit radialen Ausschnitten oder Öffnungen
versehen ist, zerkleinern die in Drehrichtung vorn liegenden Kanten dieser Ausschnitte
bzw. der Öffnungen das Fördergut noch weiter, da sie wie die Kanten umlaufender
Messer wirken.
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Die Vorrichtung kann so ausgebildet sein, daß die Förderschnecke
des Mischers von der Mitte aus nach beiden Enden hin fördernd ausgebildet ist. Hierdurch
wird ein Mischer mit besonders hoher Förderleistung erreicht.
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Der Trog und die Förderschnecke können zur Horizontalen angeordnet
sein, wobei die Schnecke aufwärts fördert.
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Falls an der Prallwand eine schieberbetätigte Öffnung vorgesehen
ist, kann nach fertiger Durchmischung bzw. Aufschließung das Mischgut durch Betätigung
dieser Öffnung nach außen geleitet werden. Hierzu ist also keine besondere Fördervorrichtung
notwendig, weil die Förderschnecke das Mischgut in die entsprechende Richtung leitet.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung kann beispielsweise als Vorleimmischer
im Aufzugskühel eines Baustoffmischers vorgesehen sein. Nach Beendigung des Mischvorganges
wird dabei das Mischgut durch Betätigung dieser Öffnung in den Baustoffmischer eingeleitet.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels
für einen Baustoffmischer näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine in einen Aufzugskübel
eines Baustoffmischers eingebaute Vorrichtung nach der Erfindung in Draufsicht,
F i g. 2 eine Seitenansicht der Einrichtung nach Fig. 1", Fig. 3 einen Querschnitt
durch den Mischer und Fig. 4 eine Ansicht einer Druckscheibe mit am Umfang vorgesehenen
Ausschnitten.
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In einem geneigten Mischtrog 1, welcher unten zylinderförmig ausgebildet
ist, befindet sich in dessen unterem Teil auf einer Welle 2 eine Förderschnecke
3 oder unterbrochene Schneckenelemente4. Wenn es eine durchgehende Förderschnecke
ist, so handelt es sich um ein Schneckenband 5, welches mit Streben 6 an der Welle
2 mit Abstand befestigt ist.
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Die Förderrichtung geht von unten nach oben.
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Am oberen Ende der Förderschnecke befindet sich eine Druckscheibe
7, welche mit ihrer Fläche und ihren Kanten 8 und 9 so ausgebildet ist, daß sie
eine hohe Förder- und Druckleistung auf das Mischgut ausüben kann.
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Der Mischtrog ist an seinem oberen Ende im unteren Teil in der Nähe
der Scheibe 7 mit einer Prallwand 10 versehen, welche von unten nach oben zur Scheibe
einen sich erweiternden Raum ergibt. Oberhalb dieses Raumes befindet sich ein eine
Umlenkfläche bildendes Umlenkblech 11. Am unteren Ende der Prallwand 10 ist eine
Öffnung 12 mit einem Schieber vorgesehen.
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Die Arbeitsweise dieses Mischers ist folgende: Die Schnecke 3 mit
der Druckscheibe 7 wird mit einer hohen Drehzahl angetrieben (etwa 1000 bis 3000
UpM). Auf diese schnellrotierende Schnecke wird zuerst Wasser und gleich darauf
oder gleichzeitig Zement aufgegeben.
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Wasser und Zement werden mittels dieser Schnecke
einerseits
innig gemischt und andererseits nach oben vor die Prallwand 10 getrieben. Der Neigungswinkel
zwischen der Prallwand 10 und der Druckscheibe 7 ist so, daß ein sehr hoher Druck
auf das Material in dem Raum zwischen der Prallwand 10 und der Druckscheibe 7 ausgeübt
wird, jedoch das Material noch unter hohem Druck und hoher Geschwindigkeit aus dem
oberen, breiteren Teil des Raumes herausgepreßt wird.
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An der Umlenkflächell wird das Mischgut umgelenkt und wieder in den
unteren Teil des Mischtroges geführt. Dort tritt es an verschiedenen Stellen wieder
in den Bereich der schnell rotierenden Schnecke ein und wird wieder gemischt und
gepreßt nach oben geführt.
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So entsteht ein Kreislauf des sich sehr schnell bewegenden Mischgutes,
was infolge hoher Geschwindigkeit, Reibung und Druck die Bindemittelanteile feinst
vermahlt und gleichzeitig das Wasser bis in den Kern des Bindemittels dringen läßt.
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Wenige Sekunden, nachdem Bindemittel und Wasser intensiv vermischt
sind, wird zusätzlich feinkörniger Sand oder andere feinkörnige Zuschlagstoffe aufgegeben.
Auch dieser Stoff wird, wie vorher beschrieben, innig mit dem schon im Mischer befindlichen
Material vermengt. Dabei wird gleichzeitig die Oberflächenspannung von allen Stoffen
beseitigt und eine wirklich intensive Vermischung ohne Grenzschichtbildung fremder
Stoffe erreicht.
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Da sich solche schnell rotierenden Mischer nicht für die Herstellung
von Beton od. dgl. mit groben Zuschlagstoffen eignen, verbindet man diesen Mischer
mit Bauelementen normaler Betonmischer oder Mischanlagen.
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Fig. 1 und 2 zeigen den Einbau eines solchen Mischers im Aufzugskübel
13 eines Betonmischers.
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Da die Seilrolle 14 für den Aufzugskübel in der Mitte liegt, sind
bei dieser Ausführung die Antriebsmotoren 15 rechts und links daneben gesetzt.
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Aus räumlichen Gründen ist es auch vorteilhafter, zwei kleinere Motoren
zu verwenden als einen großen.
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In den Aufzugskübel wird innerhalb des Mischtroges mit schnell rotierender
Schnecke Wasser, Zement und Feinkies gegeben, während die Schnecke rotiert. In den
Raum rechts und links daneben, 16 und 17, werden die Grobmaterialien aufgegeben.
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Da der Mischer im Kübel mit einer Neigung eingesetzt ist, haben die
Räume 16 und 17 unter dem Mischer im Aufzugskübel eine Verbindung, was für die bessere
Vermischung der verschiedenen groben Zuschlagstoffe schon beim Aufgeben von Vorteil
ist.
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Nachdem alle Stoffe aufgegeben sind, geht der Aufzugskübel nach oben.
Zement, Wasser und Feinkorn ist unterdessen innig durchmischt unter gleichzeitiger
voller Aufschließung des Bindemittels.
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In dem Moment, in welchem der Aufzugskübel zum Entleeren geschwenkt
wird, wird gleichzeitig durch eine mechanische Auslösung der Schieber so betätigt,
daß er die Öffnung 12 freigibt. Mit dem Ausfließen der groben Zuschlagstoffe fließt
gleichzeitig das intensiv gemischte Feingut, bestehend aus
Wasser, Bindemittel und
Feinkorn, in den eigentlichen Mischer gemeinsam hinein. Dort wird dann in kürzester
Zeit eine gute Umhüllung des Grobmaterials mit dem vorgemischten Feingut und Bindemittel
vorgenommen.
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Der Mischer für die Feinstoffe kann auch an der Dosierwand einer
Mischanlage befestigt sein. Er wird vorzugsweise längs dieser Dosienvand aufgebracht,
und zwar so, daß die Auslauföffnung von Sand direkt oberhalb der Einfüllöffnung
vom Mischer ist.
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In diesem Falle wird die Auslauföffnung des Sandes in der Dosierwand
etwas höher liegen als die der anderen Zuschlagstoffe. Der Mischer kann auch so
ausgebildet sein, daß er an dieser Dosierwand waagerecht, also ohne Neigung, angebracht
ist und an beiden Enden eine Scheibe und eine schräge Wand aufweist.
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Die Förderschnecke ist dann so ausgebildet, daß sie von der Mitte
ausgehend nach beiden Enden fördert. Die Entleerung des so angebrachten Vormischers
kann ebenfalls durch Öffnungen an den Enden vorgenommen werden, oder durch Drehen
des Mischers, so daß der obere offene Teil nach unten geschwenkt wird.