DE1584528A1 - Vorrichtung zum Herstellen von Zementleim - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Herstellen von Zementleim = = -======= Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum verstellen von Zementleim aus Zement und Wasser, gegebenenfalls unter Zufügen von weiteren staubförmigen, feinkörnigen uder flüssigen Additiven und/oder Zuschlagstoffen in einem Viischgerät, an dessen'Boden ein propellerförmiger, rotierender Mischkörper angeordnet ist, der zur Vormischung mir so schnell angetrieben wird,daß sich gerade noch keine durch Kavitation bewirkte Dampfblasenschicht bildet, wobei diePropellerflügel des Mischkörpers einen tragflügelähnlichen, mit der Sogseite nach obengerichteten Querschnitt aufweisen und wobei unmittelbar an diese Vormischung die Drehzahl des Mischkörpers erhöht wird derart, daß die weitere Mischung in einem Drehzahlbereich erfolgt, bei dem Kavitation erzeugt wird (Patentanmeldung K 59 029 VIb/80b (Patent ..........).
• Bei einem derartigen Mischgerät wird das in den Mischbehälter eingebrachte Mischwasser durch Antreiben des Mischkörpers so schnell, daß gerade noch keine Kavitation auftritt, so in Bewegung versetzt, daß sich eine, den zuzugebenden Zement erfassende Strömung ausbildet. Diese nicht durch Kavitation beeinflußte Strömung ermöglicht, den zuzugebenden Zement auf einmal in den Mischbehälter einzubringen. Der Zement wird hierbei sofort von der Strömung erfaßt und durch den Mischbehälter getrieben, Unmittelbar nach dem Einfüllen des Zements in den lischbehälter wird der Mischpropeller über die für Wasser gültige Eavitationsgrenze hinaus angetrieben, bis zu einem Drehzahlbereich, bei dem sich an bzwO hinter den Propellerflügeln eine Vielzahl kleiner Sattdampfblasen bilden.
• Diese vielen kleinen Sattdampfblasen werden immer dann erzeugt, bzw. es tritt immer dann Kavitation auf, wenn infolge zu großer Geschwindigkeit umlaufender eile an einigen Stellen der Druck in der Flüssigkeit, in der die Teile umlaufen, unter den Verdampfungsdruck sinkt. Die von der Aerodynamik her bekannte tragflügelähnliche Ausbildung der Propellerflügel schafft die Gewähr dafür, daß sich über die ganze Sogseite der Flügel ein Unterdruck ausbildet und auch noch eine Unterdruckschleppe nach den Propellerflügeln mitgeführt wird. Zur Vormischung wird der Propellerflügel so schnell angetrieben, daß gerade noch keine Kavitation auftritt der jedoch auch bei dieser Drehzahl bereits vorhandene Sog bewirkt in diesem Stadium eine intensive Vertikalbewegung des Mischgutes und damit eine wirksame Vormischung. Erst bei Erhöhung der Drehzahl reißt die Strömung an den Propellerflügeln ab und bewirkt die kavitation bzwO die gewünschte Bildung vieler kleiner Sattdampfblasen.
• P,-inzipiell wäre jede Tragflügelform geeignet, da an jedem iragflügel bei entsprechender Anströmung ein Druck auf der Unterseite und ein Unterdruck an der Oberseite entsteht. Jedoch ist das Bestimmen einer optimalen Propellerflügel-Sorm recht schwierig, da nicht nur die verschiedenen zur Ausbildung der Strömung bei der Vormischung bzw. die zur Kavitation führenden Komponenten berücksichtigt werden müssen, sondern auch zu beachten ist, daß sich die Propellerform durch das Abschleifen seiner Oberfläche nach verhältnismäßig kurzer Zeit grundlegend verändern kann.
• Es stellt sich somit die Aufgabe, die ßorm eines als Mischwerkzeug in einem IIischgerät der vorbeschriebenen Art eingesetzten Propellerflügels anzugeben, der den gestellten Anforderungen hinsichtlich Strömungs- bzw0 Kavitationsbildung genügt und de außerdem so beschaffen ist, daß sich die Strömungs- bzw. kavitationsbereiche auch bei einem Abschleifen der Propeller@lügel nicht verändern und/oder bei dem das Abschleifen weitgehend vermieden wird.
• Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Propellerflügel ein dickes Tragflügelprofil mit einem beim ilischen auf einem Teil der Profiloberseite ein Abreißen der Strömung bewirkenden Anstellwinkel auf weisen.
• Ein dickes lragflügelprofil wird selbstverständlich eine längere Standzeit haben als ein dünnes Profil; schwierig ist jedoch bei einem dicken Profil das Beherrschen der Strömung derart, daß sih beim Vormischen eine laminare Umströmung und beim Duschen das gewünschte Abreißen der Strömung und damit die Kavitation ergibt. Diese Schwierigkeit wird dadurch umgangen, daß das dicke Tragflügelprofil entsprechend gegen die Anströmrichtung angestellt wird0 Der Anstellwinkel wird auch bei Abnutzung des Propellerflügels nahezu unverändert beibehalten, wodurch sich also auch die Drehzahlbereiche zur Ausbildung der Strömung bzwO Kavitation nicht, oder nur für die Praxis unbedeutend, ändert. Selbst wenn also das dicke Profil nach längerer Zeit abgeschliffen werden sollte, ändert sich an seinem physikalischen Verhalten nur wenig; lediglich die Leistung, also der Flüssigkeitsdurchsatz durch das Mischwerkzeug wird geringer. Um auch noch dieser Leistungsminderung vorzubeugen, wird nach der Erfindung weiterhin vorgeschlagen, daß das Mischwerkzeug aus abriebfestem Material, beispielsweise hochfestem Werkzeugstahl, insbesondere aber aus schwach-elastischem Kunststoff ist, der gegebenenfalls auf ein Netallskelett aufgebracht oder mit dem das hochfeste Material beschichtet werden kann. Als schwach-elastischer Kunststoff eignet sich insbesondere ein Kunststoff auf Polyurethan-Basis in verschiedenen Härten, von gummi-bis hornartig. Die Verschleißfestigkeit bzw. das Abriebverhalten derartiger Kunststoffe ist bei nassem Verschleiß wesentlich besser als der von Stahl und auch besser als der von, hinsichtlich seines Abriebs verhaltens, veredeltem Stahl Das Dragflügelprofil der Propellerflügel kann symmetrisch sein, was gerade bei Kunststoffmaterial die Herstellung vereinfachen kann, jedoch wird man bevorzugt ein sogenanntes Laminarprofil wählen, das zur Verbesserung des Wirkungsgrades gewölbt sein kann. Derartige Laminarprofile gewährleisten, daß die Strömung im Vormischbereich absolut sicher anliegt, aber schlagartig beim Uberschreiten einer bestimmten Drehzahlgrenze bzw. einer bestimmten Strömung geschwindigkeit abreißt und zur Kavitation führt. Da durch das, wenn auch sehr geringe, Abschleifen der Propellerflügel sich sowieso eine scharfe Profilnase ausbilden wird, ist es zweckmäßig, bereits bei der Herstellung des Propellerflügels die Profilnase scharfkantig auszubilden.
• Der vereinfachten Herstellung kommt es zugute, die Profildicke über die gesamte Länge der Propellerflügel gleich zu halten; eine Anpassung an die verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten von der Propellerachse bis zum Umfang erfolgt dann dadurch, daß sich die Profiltiefe zur Propellerachse hin verkleinert. Hierbei soll der Abstand der größten Profildicke vtii der Profiinase einem weiteren Erfindungsmerkmal gleich bleiben, damit beim Abrieb nur eine geringe Veränderung der Profilform hervorgerufen wird. Dem gleichen Zwecke dienlich ist auch, daß die Dicke der Endkante etwa 1/3 der größten Profildicke entspricht und daß diese Endkante deutlich abgerundet ist; außerdem wird dadurch eine zusätzliche Blasenbildung beim Mischen erzielt.
• Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und zwar zeigen: Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Propellerflügel in der Draufsicht; Fig. 2 den Propellerflügel nach Figur 1 in der Seitenansit; Fig. 3,4,5 Schnitte nach den Schnittlinien III, IV, V der Figur 1 und Fig. 6 einen Schnitt nach der Schnittlinie VI der Figur 1.
• Das Profil des in Figur 1 gezeigten Propellerflügels 1 ist, wie aus den Schnitten der Figuren 3, 4 und 5 ersichtlich, leicht gewölbte Die Profilnase 2 ist scharfkantig, die Endkante 3 deutlich abgerundet. Bis zur größten Profildicke, markiert durch die Schnittlinie VI-VI, bleibt die Profilform gleich; da sich jedoch die Profiltiefe zur Propellerflügelachse hin verkleinert, wird das Profil von außen nach innen immer relativ dicker bzw. das Verhältnis Flügeltiefe zu Flügeldicke wird kleiner. Abbildung 6 zeigt einen Querschnitt nach der S hnittlinie VI-VI, entlang der größten Profildicke.
• Aus Figur 2 ist der im Verhältnis zur Aerodynamik überaus starke Anstellwinkel, also der Winkel, in dem die Propellerflügel zu der Drehebene angestellt sind, ersichtlich. Dieser Anstellwinkel 4 gewährleistet, daß bei niedriger Drehzahl, wie sie zum Vormischen gewählt ist, die Strömung gerade noch nicht abreißt, sondern laminar das Profil umströmt; bei Erhöhen der Drehzahl reißt jedoch die Strömung abrupt ab, wodurch die gewünschte Kavitation erreicht wird. Nach wie vor dient jedoch die Unterseite 5 des Propellerflügels dazu, die Vertikalströmung des Mischgutes aufrecllt zu erhalten, da an die-5er Unterseite keine Blasenbildung auftreten kann.

Claims (1)

1. Patentansprüche lo Vorrichtung zum Lrerstellen von Zementleim aus Zement und Wasser, gegebenenfalls unter Zufügen von weiteren staubförmigen, feinkörnigen oder flüssigen additiven und/oder Zuschlagstoffen in einem Mischgerät, andessen Boden ein propellerförmiger, rotierender I-Iischkörper angeordnet ist, der zur Vermischung nur so schnell angetrieben wird, daß sich gerade noch keine durch Kavitation bewirkte Dampfblasenschicht bildet, wobei die Propeller flügel des Mischkörpers einen tragflügelähnlichen, mit der Sogseite nach oben gerichteten Querschnitt aufweisen und wobei unmittelbar an diese Vormischung die Drehzahl des Hischkörpers erhöht wird derart, daß die weitere Mischung in. einem J)rehzahlbereich erfolgt, bei dem kavitation erzeugt wird (Patentanmeldung E 59 029 VIb/80b, Patent . . . . . . . . . .), dadurch gekennzeichnet, daß die Propellerflügel (1) ein dickes Tragflügelprofil mit einem beim Mischen auf einem eil der Profiloberseite (6) ein Abreißen der Strömung bewirkenden Anstellwinkel (4) aufweisen.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragflügelprofil symmetrisch ist0 3o Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragflügelprofil ein Laminarprofil ist.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laminarprofil gewölbt istq 5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilnase (2) scharfkantig ist.

   6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Profildicke über die gesamte Länge der Propellerflügel (1) gleich ist.

   7. Yorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der größten Profildicke von der Profilnase (2) gleich ist.

   8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Anspruche dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Endkante (3) etwa einem Drittel der'größten Profildicke entspricht.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Endkante (3) deutlich abgerundet ist0 IOc Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Profiltiefe zur Propellerachse hin verkleinert.

   110 Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Propellerflügel (1) aus abriebfestem Material sind.

   12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Propellerflügel (1) mit einem schwach-elastischen PIaterial, insbesondere Kunststoff, beschichtet sind.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Propellerflügel (1) aus schwach-elastischem Kunststof4sind.

   14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff auf einem Metallskelett aufgebracht ist.

   L e e r s e i t e