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Verfahren und Vorrichtung zum Mischen Die Erfindunq betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Mischen, bei dem zwei drehbar angeordnete Schnecken ineinander
verschachtelt in einem Gehäuse angeordnet und derart angetrieben sind, daß der axiale
Abstand zwischen den benachbarten Punkten auf den Schnecken kontinuierlich verändert
wird. Die Schnecken werden mit unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben, beispielsweise
wird die äußere Schnecke mit einer niedrigeren Drehzahl als die innere Schnecke
antrieben. Eine derartiqe Mischvorrichtung ist in PS 1 124 601 beschrieben.
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Obgleich eine derartige Vorrichtung eine wirkungsvolle Durchmischung
bestimmter Materialien bewirkt,- treten Schwierigkeiten auf, wenn Zement und ein
Füllstoff (beispielsweise Sand oder Flugasche) mit Wasser und einer wässrigen Lösung
eines Aufschäummittels vermischt werden sollen, um eine aufgeschäumte-zementhaltige
Mischung mit einer homogenen Struktur zu bilden, die vergossen werden kann und im
aufgeschäumten Zustand verbleibt, ohne daß sich Wasser abscheidet oder die Luftblasen
aufbrechen. Die Platte bzw. der Block behält dann das gleiche Volumen bis er sich
setzt, wie wenn er ohne Schrumpfung vergossen wird.
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Eine Schwierigkeit besteht darin, daß Sand, Zement und Wasser beim
kontinuierlichen Einfüllen in ein Ende der Mischvorrichtung einen Schlamm bilden
und dazu neigen, daß sie durch die Doppelschnecke fließen, ohne wirksam vermischt
zu werden.
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Außerdem ist die Mischung am Anfang nicht gleichförmig, und das Wasser
neigt dazu, sich abzuscheiden, wodurch wiederum die anderen Bestandteile der Mischung
sich ihrerseits progressiv in größerem Ausmaß abtrennen.
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Eine andere Schwierigkeit besteht darin, daß die Mischung sehr naß
bleibt und die Zufuhr von mehr Sand und Zement die Mischung dann nicht trocknet
sondern lediglich ein Überströmen des Wassers verursacht.
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Wenn die Lösung des Aufschäummittels an dem Eingangsende der Mischvorrichtung
eingeführt wird, neigt das Wasser dazu, sich abzuscheiden, wodurch die Schwierigkeiten
vergrößer werden. Die Verwendunq von heißem Wasser, welches zum Setzen des Betons
ansich qünstig ist, bewirkt wiederum, daß die Luftblasen aufbrechen und das Wasser
sich abscheidet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zu schaffen, so daß unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile eine effektive Vermischung
der Bestandteile ermöglicht una insbesondere ein homogener, formbeständiger Gasbeton
geschaffen wird.
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Ausgehend von einer Mischvorrichtung mit einem längsgestreckten Gehäuse,
einer Fördereinrichtung mit zwei Schnecken, welche drehbar in dem Gehäuse angeordnet
sind und Material zu deren Außenende fördern, wird diese Aufgabe dadurch gelöst,
daß die Fördereinrichtung eine innere Schnecke aufweist, die von einer äußeren Schnecke
umgeben ist, eine Einrichtung die Schnecken mit unterschiedlichen Drehzahlen antreibt,
und eine dritte Schnecke drehbar in dem Gehäuse an dessen Einlaßende angeordnet
ist und Material in die Fördereinrichtung pumpt. Die Doppelschnecken-Fördereinrichtung
erstreckt sich daher in einem Abstand vom Einlaßende des Gehäuses, wo der Sand und
der Zement eingeführt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer aufgeschäumten,
zementhaltigen Masse unter Verwendung der vorgenannten Mischvorrichtung ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorrichtung derart unter einem Winkel von 10 bis 0 25 zur
Horizontalen geneigt wird, daß die dritte Schnecke am tiefsten liegt, Zement und
ein Füllstoff in das untere Ende eingeführt werden, Wasser und eine aufgeschäumte
Mischung aus Wasser und einem Aufschäummittel in die Vorrichtung eingefüllt werden
und die Ausgangsmaterialien gemischt und durch die Doppelschnecke gefördert werden
und die dritte Schnecke wenigstens einige der Ausgangsmaterialien zu denjenigem
Teil des Gehäuses fördert, in welchem die Doppelschnecke arbeitet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die wässrige Lösung des
Aufschäummittels nicht am Eingang des Gehäuses sondern an oder bei der Stelle eingeführt
werden, wo die dritte Schnecke oder Pumpenschaufel mit der Fördereinrichtung mit
der Doppelschnecke zusammentrifft, und zwar auf einer oder beiden Seiten dieser
Stelle.
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Die Lösung des Aufschäummittels sollte sich um das 3- bis 12-fache
ausdehnen, wenn sie mit der Luft vermischt wird, vorzugsweise um das 3- bis 7-fache,
weil hierdurch die Bildung sehr kleiner Blasen erleichtert und das Aufbrechen der
Blasen verhindert wird, so daß die aufgeschäumte zementhaltige Masse gepumpt werden
kann, ohne daß die -Blasen merklich aufbrechen oder das Wasser sich abscheidet.
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Das Aufschäummittel wird vorzugsweise in eine Lösung mit Wasser in
einem Verhältnis von 20-40 Teile Wasser (beispielsweise 30) zu einem Teil Aufschäummittel
ein--gegehen, und diese Lösung wird dann mit Luft in einem Zerstäuber vermischt,
um ein lufthaltiqes oder aufgeschäumtes Material zu erhalten, welches der Mischeinrichtung
zugeführt wird. Das Aufschäummittel enthält vorzugsweise etwas Protein (beispielsweise
Ochsenblut), um die Stabilisierung der Blasen zu unterstützen.
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Die aufgeschäumte Lösung sollte nicht zu weit oben am Gehäuse eingeführt
werden, da dieses zu keiner wirkungsvollen Vermischung führen würde.
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Die Schneckenpumpe kann viel kürzer sein als die Doppelschnecke, beispielsweise
kann die Länge der Schneckenpumpe 0,15 bis 0,3 (beispielsweise 0,25) mal so groß
wie die Länge der Doppelschnecke sein. Die Schneckenpumpe braucht nur 1 bis 3 (beispielsweise
2) vollständige Schneckengänge aufzuweisen und kann auf einem Mantel angeordnet
sein, der die Welle umgibt, welche die innere Schnecke der Doppelschnecke trägt.
Die Vorderschnecke kann durch eine Verbindung mit der Welle oder durch die Verbindung
mit einer Reihe von Stangen angetrieben werden, welche mit der äußeren Schnecke
verbunden sind.
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Im folqenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindunq
anhand der Zeichnungen erläutert;
es stellen dar: Fig. 1 eine teilweise
perspektivische Ansicht der erfindungsqemäßen Mischvorrichtung; Fig. 2 eine teilweise
im Schnitt dargestellte Seitenansicht der Mischvorrichtung nach der Erfindunq.
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Ein Gehäuse 10 mit einem u-förmigen Abschnitt enthält eine Doppelschnecken-Mischeinrichtung
mit einer inneren Schnecke 11, die von einer äußeren Schnecke 12 umgeben ist. Diese
Schnecken erstrecken sich von dem Auslaßende des Gehäuses aus über den Hauptteil
der Länge des Gehäuses. Die innere Schnecke 11 ist mit einer zentralen Welle 13
verbunden, die in Lagern 15 gelagert ist (von denen nur eines dargestellt ist) und
ein Zahnrad 14 trägt. Die äußere Schnecke ist mit ihren äußeren Rändern durch eine
Reihe von Stangen 17 verbunden, und ein Ende ist mittels eines Stiftes 18 an einer
Nabe 19 befestigt, die ein Zahnrad 20 trägt, das größer als das Zahnrad 14 ist.
Die Zahnräder 14, 20 werden durch Ritzel 23, 24 angetrieben, die aneinander befestigt
sind und durch eine Spindel 25 angetrieben werden, die mit der Spindel 27 eines
elektrischen Motors 26 durch eine Kupplung 29 verbunden ist.
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Das Gehäuse 10 enthält an seinem Einlaßende eine Pumpen-oder Fördereinrichtung
mit einer einzigen Schnecke 30 mit
zwei Gängen, die starr verbunden
ist und sich von der zentralen Welle 13 bis nahe zu der Innenseite des Gehäuses
10 erstreckt. Sie arbeitet also als Pumpen- oder Fördereinrichtung, wogeqen die
Schaufeln der Doppelschnecken 11, 12 von der Innenfläche des Gehäuses und von der
Welle 13 entfernt sind, so daß die Mischung zwischen der Welle und den Schnecken,
zwischen den Schnecken und dem Gehäuse und den Schnecken hindurchgelangen kann.
Diese Schnecke 30 ist an den Stangen 17 befestigt und umqibt die Welle 13. Die Welle
13 und die Stangen 17 können Lager aufweisen, die sich am Ende des Gehäuses im Abstand
von den Zahnrädern befinden.
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Das Einlaßende der Schnecke 30 befindet sich am Einlaßende des Rohres
10 und ihr Auslaßende befindet sich nahe dem Ende der Doppelschnecke, so daß Materialien
mit der gewünschten Geschwindigkeit zu der Doppelschnecke gefördert werden, um wenigstens
drei Viertel des Raumes zwischen dem Gehäuse und der Doppelschnecke geflillit zu
halten.
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An der Basis des Gehäuses ist ein Lager transversal zu dessen Länge
angeschweißt, so daß es auf einer Achse befestiqt und um den gewünschten Winkel
qedreht werden kann.
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Das Gehäuse ist oben entlang seiner gesamten Länge offen.
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Sand oder anderes Füllmaterial und Zement werden kontinuierlich
in
das Einlaßende eingefüllt, während das Wasser an irgendeiner Stelle des Gehäuses,
beispielsweise oben oder am Boden des Einlaßendes eingeführt werden kann. Die aufeschäumte
Masse aus Luft, Wasser und Schaumstoff wird ungefähr an der Stelle 40 eingefüllt.
Der Sand, der Zement und das Wasser am Eingangsende können eine Tiefe von ungefähr
der halben Tiefe des Gehäuses haben, und diese Tiefe vermindert sich bis zu der
Stelle, wo der Schaum zugeführt wird. Die Tiefe des Materiales nimmt dann zu, bis
es nahezu das Gehäuse am Auslaßende ausfüllt. Das Material kann aus dem Auslaßende
durch ein Rohr zu der Baustelle oder einem Speichertank gepumpt werden und behält
in jedem Falle sein Volumen ohne ein spürbares Aufbrechen der Blasen oder eine Abscheidung
des Wassers.
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Der Außendurchmesser der Innenschnecke 11 ist ungefähr so groß wie
der Innendurchmesser der Außenschnecke 12.
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Wenn sich daher die angrenzenden Schnecken 11, 12 axial zueinander
bewegen, bilden sie beinahe eine feste Schnecke 11, 12, welche sich dann aufteilt
und Zwischenräume zwischen beiden Einzelschnecken herstellt. Diese Schnecken pumpen
Material in dem geneigten Gehäuse nach oben; wenn sich die Schnecken jedoch trennen,
neigt das Material dazu, zurückzugleiten, so daß eine sehr wirkungsvolle Durchmischung
erreicht wird.