DE4217373A1 - Vorrichtung zur Aufbereitung von wenigstens einen flüssigen Bestandteil enthaltenden Mischungen oder Suspensionen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufbereitung und Bereitstellung von wenigstens einen flüssigen Bestand­ teil enthaltenden Mischungen oder Suspensionen, z. B. Was­ ser-Zement-Mischungen, Wasser-Bentonit-Suspensionen u. dgl. mit wenigstens einem Mischer, dem die flüssigen und die in Pulver- oder Granulatform bzw. pasten- oder schlammförmig vorliegenden festen Bestandteile von jeweils getrennten Vorratsquellen mengendosiert zuführbar sind, und mit einer dem Mischer nachgeschalteten, die fertig aufbereitete Mi­ schung in eine zu einem Vorratsbehälter für die fertige Mi­ schung oder einem Verbraucher geführte Leitung fördernden Pumpe.

Die zur Aufbereitung solcher Mischungen verwendeten Mi­ scher, die auch als Kolloid-Mischer bezeichnet werden, fin­ den u. a. im Baugewerbe, Bergbau, Tunnelbau und Stollenbau zum Herstellen von Mischungen oder Suspensionen von Wasser mit Zement und/oder Bentonit und/oder anderen Zuschlag­ stoffen Verwendung, mit denen beispielsweise Gesteinsboh­ rungen abgedichtet oder in solche Bohrungen eingesetzte An­ ker verpreßt werden. Auch Mischungen zum Abdichten von Fels- und Lockergestein sowie von Schachtrohren und Tüb­ bings können in solchen Mischern hergestellt werden. Die bisher in solchen Vorrichtungen oder Anlagen eingesetzten Mischer arbeiten partieweise, d. h. eine feste, vom Fas­ sungsvermögen des Behälters des Mischers abhängige Menge des Fertiggemischs wird durch Einbringen der entsprechenden Mengenanteile der flüssigen und der die festen Bestandteile enthaltenden Komponente in den Mischbehälter und durch an­ schließendes Mischen hergestellt, wobei dieses Mischen nicht nur durch im Mischbehälter motorisch bewegte Misch­ organe, sondern auch durch dauerndes Umpumpen der Mi­ schungsbestandteile mittels der Pumpe durchgeführt wird. Ein mit gutem Erfolg zur Herstellung von vorgegebenen Men­ gen von homogenen Fertigmischungen der hier in Frage ste­ henden Art eingesetzter Mischer ist aus der DE-OS 32 38 647 bekannt.

Je nach Fassungsvermögen des Mischers ist die jeweils zur Weiterverarbeitung bereitgestellte Fertigmischung aber in der Menge beschränkt, so daß es auf größeren Baustellen er­ forderlich ist, zur Bereitstellung der erforderlichen Men­ gen von Fertigmischungen mehrere Mischer der bekannten Art zum Einsatz zu bringen, welche dann abwechselnd im Betrieb sind und die Fertigmischung in einen Vorratsbehälter für Fertigmischungen aufzugeben, in welchem die Fertigmischung dann - zur Verhinderung von Entmischungen - ebenfalls wie­ der umgepumpt werden muß.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Aufbereitung und Bereitstellung der hier in Frage stehenden Mischungen oder Suspensionen zu schaffen, welche kontinuierlich Fertiggemisch zur Verfügung zu stel­ len vermag und dabei auch so steuer- bzw. regelbar ist, daß er - den Anforderungen entsprechend - unterschiedliche Men­ gen der Fertigmischung zur Verfügung stellen kann.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Mischer als kontinuierlich arbeitender Mischer ausgebildet ist, dem die flüssigen und festen Bestandteile der Mischung kontinuierlich und in der über die Pumpe abgeförderten Fer­ tigmischung entsprechenden Mengen zugeführt werden.

Dabei ist die Ausgestaltung zweckmäßig so getroffen,daß ein über einen Dosierförderer mit einem Einlaß des kontinu­ ierlichen Mischers verbundener Vorratsbehälter für die die festen Bestandteile enthaltende Komponente der Fertigmi­ schung und eine an einen weiteren Einlaß des Mischers ange­ schlossene Leitung für die flüssige Komponente der Fertig­ mischung vorgesehen ist, in welche Steuer- und Regelorgane für die Zufluß-Mengensteuerung der flüssigen Komponente eingeschaltet sind, wobei am Mischer eine Abführleitung mit Meß- und Anzeigeorganen für die Abzugsmenge und die Kon­ sistenz der Fertigmischung angeschlossen und eine Steuer­ vorrichtung vorgesehen ist, welche die Förderleistung des die die festen Bestandteile enthaltende Komponente zum Mischer fördernden Dosierförderers und die Steuer- und Regelorgane für die Zuflußmenge der flüssigen Komponente in Abhängigkeit von den die Abzugsmenge und die Konsistenz der Fertigmischung überwachenden Meß- und Anzeigeorganen steuert.

Sofern die flüssige Komponente nicht direkt aus einem Ver­ sorgungsnetz entnommen werden kann, ist in erfindungsgemäßer Weiterbildung für die flüssige Komponente ein Vorrats­ behälter vorgesehen, aus welchem sie mittels einer Pumpe in die zum Mischer führende Leitung gefördert wird, wobei die Abführleitung in einen Aufnahmebehälter für die Fertigmi­ schung geführt sein kann, in welchen die Fertigmischung durch eine Pumpe gefördert wird.

An den Aufnahmebehälter ist zweckmäßig wenigstens eine Pumpe für die Weiterförderung der Fertigmischung zu einem Vorratsbehälter für Fertigmischung und/oder direkt zu einem der mehreren Verbrauchern angeschlossen. Wenn die Men­ genanforderungen vom Verbraucher an die Fertigmischung stark schwanken, empfiehlt es sich, einen solchen Vorrats­ behälter als Puffer vorzusehen, während der direkte An­ schluß der Verbraucher an den Aufnahmebehälter dann möglich und sinnvoll ist, denn die Verarbeitungsmengen in ge­ ringerem Maße schwanken.

Da die Baustellen, auf denen Vorrichtungen der hier in Frage stehenden Art häufig wechseln und die Vorrichtungen dementsprechend umgesetzt werden müssen, empfiehlt es sich in erfindungsgemäßer Weiterbildung, den Aufnahmebehälter für die Fertigmischung mit solchem Fassungsvolumen zu be­ messen und so zu formen, daß er den Mischer mit seinen Ne­ benaggregaten aufzunehmen vermag, und daß der Vorratsbe­ hälter für die flüssige Komponente mit solchem Fassungsvo­ lumen und so geformt ist, daß er den Aufnahmebehälter für die Fertigmischung im Sinne eines Ineinanderstapelns voll­ ständig aufzunehmen vermag. Zum Transport der Vorrichtung - beispielsweise auf einem Tieflader - können dann die ein­ zelnen Behälter ebenso wie der Mischung und die zum Betrieb der Vorrichtung erforderlichen Aggregate ineinandergesta­ pelt und platzsparend transportiert werden.

Der zusätzliche Raum für die zum Betrieb der Vorrichtung erforderlichen Aggregate wird zweckmäßig durch ein oder mehrere am oder im jeweiligen Behälter ausgebildete(s) Ag­ gregate-Abteil (e) gebildet.

Der für die Aufbereitung der Fertigmischung verwendete Mi­ scher stellt zweckmäßig eine Weiterentwicklung des bereits erwähnten bekannten Mischers dar, welcher aus einem Misch­ behälter zur Aufnahme der Mischungsbestandteile mit einem sich umgekehrt kegelstumpf- oder schalenförmig verjüngendem Bodenabschnitt besteht, in dessen unten liegender Bo­ denöffnung eine Kreiselpumpe mit sich in den Mischbehälter öffnendem Einlaß eingesetzt ist, deren Laufrad durch eine den Mischer senkrecht durchsetzende Welle antreibbar ist, deren unteres Ende durch den Einlaß geführt und am Laufrad befestigt ist, während ihr aus der oberen Stirnwand des Mischbehälters herausgeführtes Ende mit der Antriebswelle eines über der Stirnwand gehalterten Antriebsmotors gekop­ pelt ist, wobei auf der Welle wenigstens ein Mischpropeller und der Auslaß der Kreiselpumpe an die Abführleitung angeschlossen ist, und im verjüngten Bodenbereich des Mischbehälters unmittelbar neben dem Kreiselpumpen-Einlaß wenigstens ein Leitflügel angeordnet ist, welche(r) in Richtung zur Oberseite des Mischbehälters ins Behälterin­ nere vorsteht, wobei in erfindungsgemäßer Weiterbildung die das Laufrad antreibende Welle in ihrem oberhalb der Behälter-Seitenwand liegenden Bereich von einer drehbar gelagerten Hohlwelle konzentrisch umgeben ist, an deren oberen Ende ebenfalls ein Antriebsmotor angekoppelt ist, während an ihrem unteren, ins Innere des Mischbehälters geführten Ende eine Verlängerung angesetzt ist, an welcher eine Vielzahl von sich radial bis in die Nähe der Behälterwand erstreckende Tragarme vorgesehen sind, an denen jeweils wiederum eine Anzahl von Mischelementen gehaltert ist. Die homogene Vermischung der flüssigen und der die festen Bestandteile enthaltenden Komponente erfolgt nunmehr also nicht mehr durch Umpumpen, sondern durch die zusätzliche Misch- und Rührwirkung der an den Tragarmen vorgesehenen Mischelemente, so daß also die erforderliche homogene Mischung bereits erreicht ist, wenn die an der Oberseite des Mischbehälters aufgegebenen Komponenten nach ihrer Durchmischung im Bodenbereich angelangt sind und dann durch die Kreiselpumpe abgepumpt werden können.

Die Verlängerung der die Antriebswelle konzentrisch imgebende drehbar gelagerten Hohlwelle wird zweckmäßig im Innern des Mischers von der Stirnwand aus bis in einigen Abstand oberhalb des Mischpropellers geführt und an ihrem unteren Ende mit wenigstens einem Paar Anzahl der in Umfangsrichtung zueinander winkelversetzten von Tragarmen versehen, wobei an den radial äußeren Enden der Tragarme wenigstens eine sich nach oben in Richtung zur Stirnwand und nach unten in Richtung zum Bodenabschnitt des Mischers erstreckende, d. h. behälterwandungsnahe, Traganordnung vorgesehen ist, von welcher unterhalb der die Traganordnung halternden Tragarme höhenversetzt sich weitere radial nach innen bis in die Nähe der Antriebswelle erstreckende, mit Mischelementen versehene Tragarme vorspringen.

Oberhalb der die Traganordnung halternden Tragarme ist in einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ein ringförmiger Bereich des Innenraums des Mischbehälters von mit Misch­ elementen besetzten Tragarmen freigehalten, wobei in diesem ringförmigen Bereich ein mit Füllstandssensoren zusammen­ wirkender Schwimmer zur Überwachung des Füllstands der in den Mischbehälter eingebrachten Mischungsbestandteile ange­ ordnet ist.

Der Schwimmer ist dabei zweckmäßig am behälterinneren Ende eines durch die Behälterstirnwand geführten, verschieblich gelagerten Schafts angeordnet, an dessen schwimmerabge­ wandtem äußeren Endbereich ein Auslöseelement für die in entsprechender Lage über dem Mischer angeordneten Füll­ standssensoren vorgesehen ist.

Zusätzlich empfiehlt es sich auch, im Übergangsbereich der Seitenwände des Mischbehälters in den Bodenabschnitt wenig­ stens einen das Vorhandensein von Mischungsbestandteilen in diesem Bereich berührunglos abtastenden Sensor vorzusehen. Solche, die Änderung der Kapazität bzw. Induktion eines ge­ füllten bzw. nicht gefüllten Behälters abtastende Sensoren stehen zur Verfügung. Durch Steuerung des Füllstands des Mischbehälters mittels der vom Schwimmer betätigten Senso­ ren wird die optimale Mischwirkung sichergestellt, während der im unteren Bereich des Mischbehälters vorgesehene be­ rührungslos arbeitende Sensor erkennen läßt, wenn der Mischbehälter leer zu laufen droht.

Die Mischelemente werden zweckmäßig von einer Vielzahl von in Radialrichtung zueinander versetzt an den Tragarmen an­ geordneten flachen scheibenförmigen Platten gebildet, die im wesentlichen gleichsinnig schräg geneigt an den zugeord­ neten Tragarmen befestigt werden, wobei durch diese schräge Neigung auch eine Transportwirkung auf die Fertigmischung in Richtung der bodenseitigen Kreiselpumpe erzielt wird. Zur Erhöhung der Mischwirkung können in den die Mischele­ mente bildenden Platten auch Durchbrechungen, beispiels­ weise kreisförmige Durchbrüche vorgesehen sein.

Die Traganordnung für die nicht direkt an der Hohlwelle an­ gebrachten Tragarme kann von die jeweils in senkrechter Richtung übereinanderliegenden freien Enden von Tragarmen verbindenden Tragarm-Haltern gebildet werden, wobei diese Tragarm-Halter zweckmäßig zusätzlich durch sie in Umfangs­ richtung verbindende Ringelemente stabilisiert werden. An den stirnwandzugewandten oberen Enden der Tragarm-Halter Können radial außerhalb des für den Schwimmer freigehalte­ nen Ringraums ebenfalls Mischelemente angeordnet sein.

Der bereits bei dem oben erwähnten partieweisen arbeitenden Mischer vorgesehene, auf der Antriebswelle für die Kreisel­ pumpe angeordnete Mischpropeller läuft mit der - in der Re­ gel relativ hohen - Drehzahl des Laufrads der Kreiselpumpe um und ist deshalb - abhängig von der Abrasionswirkung der festen Bestandteile des Fertiggemischs auch höherem Ver­ schleiß unterworfen. Da Ein- und Ausbau der Antriebswelle zusammen mit dem Mischpropeller und dem Kreiselpumpen Laufrad durch die zusätzlich auf der Antriebswelle ange­ ordnete Hohlwelle erschwert ist, ist in erfindungsgemäßer Weiterbildung vorgesehen, daß der bzw. die Mischpropeller jeweils eine Anzahl von gesondert hergestellten Mischflü­ geln aufweisen, welche ohne Ausbau der Antriebswelle an dieser montierbar und von ihr demontierbar sind, und daß im Gehäuse des Mischers durch wahlweise zu öffnende Deckel dicht verschlossene Montageöffnungen vorgesehen sind, wel­ che Zugriff zur Montage- bzw. Demontage auf den Bereich bzw. der Mischpropeller geben. Damit ist dann eine Montage der Flügel des Mischpropellers bzw. - gegebenenfalls der Mischpropeller - von der Behälteraußenseite ohne Ausbau der Antriebswelle möglich.

Die Ausgestaltung ist dabei in einer vorteilhaften Ausge­ staltung der Erfindung so getroffen, daß die Mischflügel antriebswellenseitig mit Montageschuhen in Form von Ringab­ schnitten versehen sind, welche sich in der bestimmungsge­ mäßen Montagestellung zu einem die Welle umgreifenden Halterungsring ergänzen, und daß auf der Welle zwei, den auf der Welle montierten Halterungsring jeweils an der Ober- und Unterseite übergreifende und durch axiales Verschrauben mit der Welle oder einer auf der Welle gehalterten Montage­ hülse in eine den Halterungsring übergreifende bzw. ihn freigebende Stellung verstellbare Befestigungsringe vorge­ sehen sind. Zur Demontage muß dann lediglich einer der Be­ festigungsringe aus seiner den Haltering übergreifenden Stellung zurückgeschraubt werden, worauf dann die Misch­ flügel einzeln von der Welle abgenommen und durch neue oder instandgesetzte Mischflügel ersetzt werden können.

Um einen festen spielfreien Sitz der Mischflügel an der An­ triebswelle sicherzustellen, empfiehlt es sich, die oberen und unteren Ränder der die Montageschuhe bildenden Ringab­ schnitte sich im Querschnitt zum freien Rand konisch ver­ jüngen zu lassen, wobei die Befestigungsringe dann in den den Rändern der Ringabschnitte zugewandten Stirnseiten je­ weils eine im Querschnitt komplementär konisch zu den Rän­ dern der Ringabschnitte der Mischflügel ausgebildete Ringaussparungen aufweisen. Beim Anschrauben der Befesti­ gungsringe werden die als Ringabschnitte ausgebildeten Mon­ tageschuhe dann infolge der Konizität ihrer Ränder bzw. der Ringaussparung in feste Anlage an die Antriebswelle ge­ preßt.

Eine - zusätzliche - Sicherung der Mischflügel gegen Ver­ setzung in Umfangsrichtung kann dadurch sichergestellt wer­ den, daß von den antriebswellenzugewandten Flächen der die Montageschuhe bildenden Ringabschnitte jeweils wenigstens ein Zapfen in eine zugeordnete Aussparung in der Antriebs­ welle bzw. einer auf der Antriebswelle befestigten Montage­ hülse vorsteht, wobei diese Aussparung dann zweckmäßig die Form von parallel zur Längsmittelachse der Antriebswelle verlaufenden Langlöchern aufweisen, deren Breite gleich dem Durchmesser der in sie eingreifenden Zapfen ist, während sie eine Verschiebung in Richtung der Längsmittelachse und somit ein Anzug der Befestigungsringe zulassen.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher er­ läutert, und zwar zeigt:

Fig. 1 bin schematisches Schaltbild einer er­ findungsgemäßen Vorrichtung zur konti­ nuierlichen Aufbereitung einer Misch­ ung aus wenigstens einer flüssigen und einer feste Bestandteile aufweisenden Komponente;

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild einer ge­ genüber der in Fig. 1 gezeigten Vor­ richtung weitergebildeten Vorrichtung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der in­ einander stapelbaren Einzelkomponenten und Zusatzaggregate einer in der er­ findungsgemäßen Weise ausgebildeten Vorrichtung;

Fig. 4 einen Längsmittelschnitt durch eine in der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein­ setzbaren, kontinuierlich arbeitenden Mischer; und

Fig. 5 eine perspektivische Explosionsdar­ stellung des Mischpropellers und Ab­ schnitten der Antriebswelle des in Fig. 4 gezeigten Mischers.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Schaltbild einer in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichneten Vorrichtung zur kontinuier­ lichen Herstellung einer Suspension aus Wasser und einem pulvrigen Zuschlagstoff ("Solidur Compound"), welche zur Wandabdichtung bestimmt ist. Der pulvrige Zuschlagstoff wird aus einem Silo 12 über eine in ihrer Förderleistung steuerbare Förder- und Dosierschnecke 14 einem - im folgen­ den in Verbindung mit Fig. 4 noch näher erläuterten - Durchlauf-Mischer 16 zugeführt, dem außerdem von einer (nicht gezeigten) Wasserquelle aus über eine Zuführleitung 18 Wasser als flüssige Suspensions-Komponente zugeführt wird. In die Zuführleitung 18 ist ein den Mindestdruck überwachender Druckschalter 20 mit Druckmanometer 22 ange­ schlossen. Weiter sind in die Zuführleitungen ein im Not­ fall von Hand betätigbares Ventil 24, ein den Flüssigkeits­ zulauf automatisch entsprechend einer an einer Steuerein­ heit 26 eingestellten Vorgabe steuerndes automatisches Ven­ til 28 und ein Meß- und Anzeigegerät 30 für die Flüssig­ keitsmenge in der Zuführleitung eingeschaltet.

Die im Mischer 16 aufbereitete Suspension wird bodenseitig über eine Pumpe 32 in eine Abführleitung 34 abgeführt, in welcher ein Absperrventil 36 sowie Meß- und Anzeigegeräte 38 bzw. 40 für die jeweils durchströmende Menge der Suspen­ sion einerseits und ihre Dichte andererseits eingeschaltet sind. Bei kontinuierlichem Verbrauch der Suspension kann die Abführleitung 34 direkt zum Verbraucher geführt sein. An die Steuereinheit 26 ist noch eine Registriereinrichtung 42 angeschlossen, welche über Linienbandschreiber die Para­ meter "Dichte", "zeitliche Fördermenge" und die "Gesamtfördermenge" protokolliert.

Bei unregelmäßigem, d. h. in der Menge schwankendem oder in­ termittierendem Verbrauch der Suspension kann die beschrie­ bene Vorrichtung 10 noch in der in Fig. 2 schematisch ver­ anschaulichten Weise weitergebildet werden, um den Mischer 16 auch weiterhin kontinuierlich zu betreiben. Der Vorrich­ tung 10, die hier aus einem durch eine Pumpe 45 aus einem Wasser-Vorratsbehälter 44 mit der flüssigen Komponente ge­ speist wird, ist ein Pump- und Vorratsbehälter 46 nachge­ schaltet, in welchem die Suspension durch ein Rührwerk 48 weiterhin als homogene Mischung stabilisiert wird, und wel­ che außerdem Pumpen 50 und 52 zur Abförderung der Suspen­ sion zu einem Verbraucher A bzw. B oder auch in einen gege­ benenfalls vorgesehenen Suspensions-Vorratsbehälter 54 großer Fassungsmenge aufweist. Zum Spülen des Pump- und Vorratsbehälters 46 beim Stillsetzen der Anlage ist außer­ dem noch eine mit dem Wasser-Behälter 44 verbundene Spül­ leitung 56 mit eingeschalteter Spülpumpe 58 vorgesehen.

In Fig. 3 ist - wiederum schematisch - eine Lösung für das Problem des möglichst raumsparenden Transports der Haupt­ komponenten der zuvor beschriebenen Vorrichtung von einem Einsatzort zu einem neuen Einsatzort durch Ineinanderstape­ lung der Einzelkomponenten veranschaulicht. Es ist erkenn­ bar, daß der Wasser-Behälter 44 mit solchem Fassungsvolumen bemessen und so geformt ist, daß der als Pump- und Vorrats­ behälter 46 bezeichnete Aufnahmebehälter für die Suspension in ihn einsetzbar ist und daß darüber hinaus der Mischer 16 ebenso wie weitere Aggregate, z. B. die Förder- und Dosier­ schnecke 14, Rührwerke 48, eventuelle Leerbehälter 60 für Werkzeuge u. dgl. in den freien Aufnahmeraum des Behälters 46 einbringbar sind. Außerdem ist die Möglichkeit der Aus­ bildung von gesonderten Aggregate-Abteilen 44a, 44b bzw. 46a am Wasser-Behälter 44 bzw. im Aufnahmebehälter 46 ange­ deutet, in denen beispielsweise die Pumpen 45, 58 bzw. 50 sowie weitere diesen Behältern zugeordnete Aggregate fest eingebaut oder für den Transport gelagert werden können.

Die ineinandergestapelten Komponenten können dann auf der Ladefläche eines einzigen Tiefladers zum neuen Einsatzort transportiert werden. Bewußt nicht berücksichtigt und dar­ gestellt ist der bzw. die Silo(s) für pulvrige Zuschlag­ stoffe und der bzw. die - gegebenenfalls vorzusehenden - Behälter 54 für Fertigmischung, weil diese in der Regel oh­ nehin vor Ort gemietet werden.

In Fig. 4 ist der gegenüber dem früher erwähnten partie­ weise arbeitenden Mischer weiterentwickelte kontinuierliche Mischer 100 gezeigt, er einen Mischbehälter 114 aus Stahl­ blech aufweist, welcher aus einem oberen zylindrischen und einem umgekehrt kegelstumpf- oder trichterförmigen unteren Behälterabschnitt 116 bzw. 118 zusammengesetzt ist. An sei­ ner Oberseite ist der Behälter 114 durch eine, zweckmäßig demontierbar befestigte Stirnwand 120 verschlossen. In die offene untere Stirnfläche des kegelstumpfförmigen Behäl­ terabschnitts 118 ist eine Kreiselpumpe 126 (32 in Fig. 1) eingesetzt, deren mehrteiliges Gehäuse 128 mit einem ring­ förmigen Befestigungsflansch 130 verschraubt ist, der im Bereich der unteren Stirnöffnung mit der Mantelwandung des Behälterabschnitts 118 verschweißt ist. Der Einlaß 132 der Kreiselpumpe mündet mittig in die Behälter-Unterseite, und das untere Ende einer den Mischbehälter 114 über seine ge­ samte Höhe durchsetzenden Welle 134 tritt mittig ins Pum­ pengehäuse 128 ein und trägt fliegend das Laufrad 136 der Kreiselpumpe. Die Lagerung der Welle erfolgt in einem auf der Stirnwand 120 aufgeschraubten rohrförmigen Aufsatz 138, der an seinem oberen Ende einen aufgeflanschten Elektromo­ tor 140 trägt. Die Abtriebswelle 142 des Motors 140 ist in­ nerhalb des rohrförmigen Aufsatzes 138 mit der Welle 134 drehfest gekuppelt. Drei laufendem Motor dreht sich also die Welle 134 und somit auch das Laufrad 136 im Gehäuse 128 der Kreiselpumpe 126, wodurch das über den Einlaß 132 der Pumpe zufließende Mischgut unter Druck gesetzt und über den - nicht gezeigten - Pumpen-Auslaß in die (in Fig. 4 ebenfalls nicht gezeigte) Abführleitung 34 (Fig. 1 und 2) gefördert wird.

Ein oder mehrere höhenversetzt auf der Welle 134 angeord­ nete(r) Mischpropeller 148 dienen zur Verstärkung des Mischeffekts und üben eine Transportwirkung in Richtung zum Pumpen-Einlaß 132 auf das Mischgut aus.

Auf der im Bodenbereich des Behälterabschnitts 118 freilie­ genden Außenseite des Gehäuses 128 der Kreiselpumpe 126 sind zwei senkrecht zur Stirnwand 120 des Behälters vortre­ tende Leitflügel 154 angeordnet, die sich in horizontaler Richtung von diametral gegenüberliegenden Stellen des Ein­ lasses 132 der Kreiselpumpe 126 aus radial oder tangential nach außen erstrecken. Da die Leitflügel 154 in horizonta­ ler Richtung die Bodenöffnung im Behälterabschnitt 118 nicht überragen, können sie erforderlichenfalls zusammen mit der Kreiselpumpe 126 nach unten aus dem Mischbehälter 140 ausgebaut werden. Die Leitflügel 154 bewirken eine Stauung des im zuflußbereich zum Einlaß 132 befindlichen und von der Welle 134 und dem Mischpropeller 138 in ring­ förmig im Behälter umlaufende Strömung versetzten Misch­ guts, d. h. sie nehmen im Einströmbereich der Kreiselpumpe den Drall aus dem Mischgut und verbessern dadurch den Durchtritt zum Laufrad.

Ein Antriebswelle 134 ist in ihrem oberhalb der Stirnwand 120 liegenden Bereich von einer rohrförmigen, relativ zur Antriebswelle drehbar gelagerten Hohlwelle 158 konzentrisch umgeben, welche durch einen gesonderten Antriebsmotor 160 angetrieben, der - seitlich versetzt gehaltert - über ein in der Zeichnung nur schematisch angedeutetes Kettenge­ triebe mit der Hohlwelle 158 gekoppelt sein möge. Am unte­ ren Ende weist die Hohlwelle 158 eine ins Innere des Misch­ behälters 114 geführte Verlängerung auf, welche im darge­ stellten Fall die Form von zwei um 180° in Umfangsrichtung zueinander versetzten, parallel zur Antriebswelle 134 ver­ laufenden streben 162 hat, die über einen gemeinsamen obe­ ren Befestigungsflansch 164 mit der Hohlwelle 158 ver­ schraubt sind. Am unteren Ende der Verlängerung, d. h. der Streben 162, ist jeweils ein sich radial bis in die Nähe der Innenfläche des zylindrischen Behälterabschnitts 116 erstreckender Tragarm 166 angesetzt, auf denen - im gezeig­ ten Fall - jeweils drei Mischelemente 168 in Form von rechteckigen flachen Platten mit jeweils zwei kreisförmigen Durchbrechungen 170 gleichsinnig schräg geneigt aufge­ schweißt sind.

An den äußeren freien Enden der an den Streben 162 gehal­ terten Tragarmen 166 ist eine sich einerseits nach oben in Richtung zur Stirnwand 120 und andererseits nach unten in Richtung zum Bodenabschnitt 118 des Mischers erstreckende Traganordnung in Form von flachen langgestreckten streben­ artigen Tragarm-Haltern 172 angesetzt, von denen unterhalb der Tragarme 166 höhenversetzt weitere Tragarme 166′ radial nach innen in Richtung zur Antriebswelle 134 vorspringen, die ebenfalls mit Mischelementen 168 besetzt sind. Durch Ringelemente 173 wird die Ausrichtung der Tragarm-Halter 172 relativ zueinander in Umfangsrichtung stabilisiert. Auch am oberen Ende der Tragarm-Halter ist jeweils noch ein Mischelement 168 angeordnet. Zwischen diesen äußeren, am oberen Ende der Tragarm-Halter 172 angeordneten Mischele­ menten 168 und den Streben 162 der Traganordnung verbleibt ein ringförmiger Behälterraum frei von Mischelementen, in welchem ein Schwimmer 174 an einem die Stirnwand 120 durch­ setzenden Schaft 176 aufschwimmbar angeordnet ist. Der oberhalb der Stirnwand 120 verschieblich gelagerte Schaft 176 weist an seinem oberen Ende ein beispielsweise von ei­ nem Permanentmagneten 178 gebildetes Auslöseelement, wel­ cher seitlich neben der Verschiebungsbahn des Schafts 176 gehalterte Sensoren in Form von Reed-Kontakten 180, 182 zu schalten vermag. Diese Sensoren entwickeln dann also ein elektrisches Signal, welche die zulässigen Grenzen der Auf­ schwimmhöhe des Schwimmers 174 signalisieren. Die in den Sensoren 180, 182 entwickelten Signale dienen zur Steuerung der Einspeisung der flüssigen Komponente bzw. des pulver­ förmigen Zuschlagstoffs derart, daß der Mischbehälter 114 ständig bis zur gewünschten Füllhöhe gefüllt ist.

Außerdem ist im übergangsbereich des zylindrischen Behäl­ terabschnitts 116 in den Bodenabschnitt 118 noch ein berüh­ rungslos den Füllstand abtastender, beispielsweise auf Änderungen der Kapazität oder der Induktion ansprechender Sensor 184 vorgesehen.

In Fig. 5 ist - in einer perspektivischen Exposionsdar­ stellung - noch die Art und Weise der Halterung des Misch­ propellers 148 auf der in der Zeichnung nur in ihren oberen und unteren Endabschnitten gezeigten Antriebswelle 134 des Mischers 100 veranschaulicht. Da der Mischpropeller mit der im Vergleich zur Umlaufgeschwindigkeit der Mischelemente relativ hohen Drehzahl der Antriebswelle der Kreiselpumpe 126 umläuft, sind seine Mischflügel 186 - insbesondere dann, wenn die festen Bestandteile der zu erzeugenden Mi­ schung oder Suspension abrasive Eigenschaften aufweisen - verschleißgefährdet und müssen eventuell auch zwischen den Revisionsintervallen des Mischers repariert oder ersetzt werden. Um dies ohne Ausbau der Antriebswelle 134 und dabei erforderliche Zerlegung des Mischers 100 vornehmen zu können, sind die Mischflügel 186 ohne Ausbau der Welle demontierbar und wiederum montierbar auf der Antriebswelle 134 gehaltert. Zu diesem Zweck muß vorausgesetzt werden, Daß etwa in Höhe des Mischpropellers 148 im Bodenabschnitt 118 oder dem zylindrischen Abschnitt 116 des Mischbehälters 114 - in Fig. 4 nicht speziell dargestellte - durch abnehmbare (ebenfalls nicht gezeigte) Deckel dicht verschließbare Montageöffnungen vorgesehen sind, durch welche der Mischpropeller bei leerem Mischbehälter 114 zugänglich ist.

Die - im dargestellten Fall drei - Mischflügel 186 sind ge­ sondert hergestellt und antriebswellenseitig mit Montage­ schuhen versehen, welche die Form von Ringabschnitten 188 haben, die sich in der Bestimmungsgemäßen Montagestellung zu einem die Welle 134 umgreifenden Montagering ergänzen. Die Montage der Ringabschnitte erfolgt auf einer durch eine Spannhülse 190 auf der Welle gehaltene Sitzhülse 192, wobei die Spannhülse durch eine mittels eines Sicherungsblechs 194 gegen Aufdrehen gesicherte Nutmutter 196 mit der An­ triebswelle 134 und der Sitzhülse 192 verspannt ist.

Die Sitzhülse 192 weist einen radial vorstehenden Aufnahme­ flansch 192a auf, in dem eine umlaufende, im Querschnitt konische Aufnahmenut 192b ausgebildet ist, in welche einer d-er im Querschnitt komplementär konisch ausgebildeten Rän­ der der Ringabschnitte 188 der Mischflügel 186 eingesetzt wird. Die gegenüberliegenden, in gleicher Weise konischen Ränder der Ringabschnitte werden dann durch eine weitere, auf ein Gewinde 192c der Sitzhülse aufgeschraubte Nutmutter 198 fixiert, die eine der Nut 192b der Sitzhülse 192 ent­ sprechende umlaufende - in der Zeichnungsfigur nicht darge­ stellte - Aufnahmenut aufweist. Es ist ersichtlich, daß durch die Konizität der Aufnahmenut der Nutmutter 198 und des Aufnahmeflanschs 192a sowie die komplementär konische Ausbildung der Ränder der Ringabschnitte 188 beim Andrehen der Nutmutter 198 in Richtung des Aufnahmeflanschs 192a eine feste spielfreie Halterung der Mischflügel 186 auf der Sitzhülse 192 erhalten wird, und daß durch Drehen der Nut­ mutter 198 in entgegengesetzter Richtung mittels eines ge­ eigneten Muttern-Schlüssels die Mischflügel auch wieder de­ montierbar sind. Zur Sicherung des Mischpropellers 148 ge­ gen Verdrehung relativ zur Antriebswelle 134 weist jeder Mischflügel 186 jeweils einen, von der Anlagefläche des je­ weiligen Ringabschnitts 188 zur zugeordneten Anlagefläche der Sitzhülse 192 vortretenden kurzen Zapfen auf, die in zugeordnete Aussparungen 192d in der Sitzhülse eingreifen. Die Aussparungen 192d sind als parallel zur Mittelachse der Antriebswelle verlaufende Langlöcher ausgebildet, deren Breite etwa dem Durchmesser der von den Ringabschnitten 188 vortretenden Zapfen 188a entspricht.

Claims (22)

1. Vorrichtung zur Aufbereitung und Bereitstellung von we­ nigstens einen flüssigen Bestandteil enthaltenden Mischun­ gen oder Suspensionen, z. B. Wasser-Zement-Mischungen, Was­ ser-Bentonit-Suspensionen u. dgl. mit wenigstens einem Mi­ scher, dem die flüssigen und die in Pulver- oder Granulat­ form bzw. pasten- oder schlammförmig vorliegenden festen Bestandteile von jeweils getrennten Vorratsquellen mengen­ dosiert zuführbar sind, und mit einer dem Mischer nachge­ schalteten, die fertig aufbereitete Mischung in eine zu ei­ nem Vorratsbehälter für die fertige Mischung oder einem Verbraucher geführte Leitung fördernden Pumpe, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer (16; 100) als kontinuierlich arbeitender Mischer ausgebildet ist, dem die flüssigen und festen Be­ standteile der Mischung kontinuierlich und in der über die Pumpe (32; 126) abgeförderten Fertigmischung entsprechenden Mengen zugeführt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen über einen Dosierförderer (14) mit einem Einlaß des konti­ nuierlichen Mischers (16; 100) verbundenen Vorratsbehälter (12) für die die festen Bestandteile enthaltende Komponente der Fertigmischung,
eine an einen weiteren Einlaß des Mischers (16; 100) ange­ schlossene Leitung (18) für die flüssige Komponente der Fertigmischung, in welche Steuer- und Regelorgane für die Zufluß-Mengensteuerung der flüssigen Komponente eingeschal­ tet sind,
eine am Mischer (16; 100) angeschlossene Abführleitung (34) mit Meß- und Anzeigeorganen (58; 40) für die Abzugsmenge und die Konsistenz der Fertigmischung, und
durch eine die Förderleistung des die die festen Bestand­ teile enthaltende Komponente zum Mischer (16; 100) fördern­ den Dosierförderers (14) und die Steuer- und Regelorgane (30) für die Zuflußmenge der flüssigen Komponente in Abhän­ gigkeit von den die Abzugsmenge und die Konsistenz der Fer­ tigmischung überwachenden Meß- und Anzeigeorganen (38; 40) steuernde Steuervorrichtung (26).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die flüssige Komponente ein Vorratsbehälter (44) vorge­ sehen ist, aus welchem die flüssige Komponente mittels ei­ ner Pumpe (45) in die zum Mischer führende Leitung (18) ge­ fördert wird, und daß die Abführleitung (34) in einen Auf­ nahmebehälter (46) für die Fertigmischung geführt ist, in welchen die Fertigmischung durch eine dem Mischer (16; 100) nachgeschaltete Pumpe (32; 126) gefördert wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Aufnahmebehälter (46) wenigstens eine Pumpe (50; 52) für die Weiterförderung der Fertigmischung zu einem Vor­ ratsbehälter (54) für Fertigmischung und/oder direkt zu ei­ nem oder mehreren Verbrauchern (A; B) angeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmebehälter (46) für die Fertigmischung mit sol­ chem Fassungsvolumen bemessen und so geformt ist, daß er den Mischer (16) mit einen Nebenaggregaten aufzunehmen vermag, na daß der Vorratsbehälter (44) für die flüssige Komponente mit solchem Fassungsvolumen bemessen und so ge­ formt ist, daß er den Aufnahmebehälter (46) für die Fertig­ mischung im Sinne eines Ineinanderstapelns vollständig auf­ zunehmen vermag.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (44) und/oder der Aufnahmebehälter (46) jeweils so bemessen und geformt sind, daß sie zusätzlichen Raum zur Aufnahme von für den Betrieb der Vorrichtung er­ forderlichen Aggregaten bieten.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Raum durch am oder im jeweiligen Behälter ausgebildete(s) Aggregate-Abteil(e) (44a; 44b; 46a) gebil­ det ist bzw. sind.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche mit einem Mischer, bestehend aus einem Mischbe­ hälter zur Aufnahme der Mischungsbestandteile mit einem sich umgekehrt kegelstumpf- oder schalenförmig verjüngenden Bodenabschnitt, in dessen unten liegender Bodenöffnung eine Kreiselpumpe mit sich in den Mischbehälter öffnendem Einlaß eingesetzt ist, deren Laufrad durch eine den Mischer senk­ recht durchsetzende Welle antreibbar ist, deren unteres Ende durch den Einlaß geführt und am Laufrad befestigt ist, während ihr aus der oberen Stirnwand des Mischbehälters herausgeführtes Ende mit der Abtriebswelle eines über der Stirnwand gehalterten Antriebsmotors gekoppelt ist, wobei auf der Welle wenigstens ein Mischpropeller vorgesehen und der Auslaß der Kreiselpumpe an die Abführleitung ange­ schlossen ist, und im verjüngten Bodenbereich des Mischbe­ hälters unmittelbar neben dem Kreiselpumpen-Einlaß wenig­ stens ein Leitflügel angeordnet ist, welche(r) in Richtung zur Oberseite des Mischbehälters ins Behälterinnere vor­ steht bzw. vorstehen, dadurch gekennzeichnet, daß die das Laufrad (136) antreibende Welle (134) in ihrem oberhalb der Behälter-Stirnwand (120) liegenden Bereich von einer drehbar gelagerten Hohlwelle (158) konzentrisch umge­ ben ist, an deren oberen Ende ebenfalls ein Antriebsmotor (160) angekoppelt ist, während an ihrem unteren ins Innere des Mischbehälters geführten Ende eine Verlängerung (162, 164) angesetzt ist, an welcher eine Vielzahl von sich ra­ dial bis in die Nähe der Behälterwand erstreckende Tragarme (166; 166′) vorgesehen sind, an denen jeweils wiederum eine Anzahl von Mischelementen (168) gehaltert ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung (162, 164) im Innern des Mischers (100) von der Stirnwand (120) aus bis in einigen Abstand oberhalb des Mischpropellers (148) geführt ist und an ihrem unteren Ende mit wenigstens einem Paar der in Umfangsrichtung zu­ einander winkelversetzten Tragarmen (166) versehen ist, daß an den radial äußeren Enden der Tragarme (166) wenigstens eine sich nach oben in Richtung zur Stirnwand und nach un­ ten in Richtung zum Bodenabschnitt des Mischers er­ streckende Traganordnung (172) vorgesehen ist, von welcher unterhalb der die Traganordnung halternden Tragarme. (166) höhenversetzt weitere, sich radial nach innen bis in die Nähe der Antriebswelle (134) erstreckende, mit Mischelemen­ ten (168) versehene Tragarme (166′) vorspringen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der die Traganordnung (172) halternden Trag­ arme (166) ein ringförmiger Bereich des Innenraums des Mischbehälters (114) von mit Mischelementen (168) besetzten Tragarmen (166′) freigehalten ist, und daß in diesem ring­ förmigen Bereich ein mit Füllstandssensoren (180; 182) zu­ sammenwirkender Schwimmer (174) zur Überwachung des Füll­ stands der in den Mischbehälter eingebrachten Mischungsbe­ standteile angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (174) am behälterinneren Ende eines durch die Behälter-Stirnwand (120) geführten, verschieblich gela­ gerten Schafts (176) angeordnet ist, und daß die Füll­ standssensoren (180; 182) mit einem im schwimmerabgewandten Endbereich des Schafts (176) angeordneten Auslöseelement (178) zusammenwirken.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Übergangsbereich der Seitenwände des Mischbehälters in den Bodenabschnitt (118) wenigstens ein das Vorhandensein von Mischungsbestandteilen in diesem Be­ reich berührungslos abtastender Sensor (184) vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischelemente (168) von einer Viel­ zahl von in Radialrichtung zueinander versetzt an den Trag­ armen (166; 166′) angeordneten flachen scheibenförmigen Platten gebildet sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die die Mischelemente (168) bildenden Platten im we­ sentlichen gleichsinnig schräg geneigt an den zugeordneten Tragarmen (166; 166′) befestigt sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die die Mischelemente (168) bildenden Platten Durchbrechungen (170) aufweisen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Traganordnung von jeweils in senkrechter Richtung übereinanderliegende Enden von Tragarmen (166; 166′) ver­ bindenden Tragarm-Haltern (172) gebildet wird.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragarm-Halter (172) zusätzlich durch sie in Um­ fangsrichtung verbindende Ringelemente (173) stabilisiert sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an den stirnwandzugewandten oberen Enden der Tragarm-Halter (172) radial außerhalb des für den Schwimmer (174) freigehaltenen Ringraums ebenfalls Mischelemente (168) angeordnet sind.

19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Mischpro­ peller (148) jeweils eine Anzahl von gesondert hergestell­ ten Mischflügeln (186) aufweisen, welche ohne Ausbau der Antriebswelle (134) an dieser montierbar und von ihr demon­ tierbar sind, und daß im Gehäuse des Mischers (100) durch wahlweise zu öffnende. Deckel dicht verschlossene Montage­ öffnungen vorgesehen sind, welche Zugriff zur Montage- bzw. Demontage auf den Bereich des bzw. der Mischpropeller (148) geben.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischflügel (186) antriebswellenseitig mit Montage­ schuhen in Form von Ringabschnitten (188) versehen sind, welche sich in der bestimmungsgemäßen Montagestellung zu einem die Welle (134) umgreifenden Halterungsring ergänzen, und daß auf der Welle (134) zwei den auf der Welle montier­ ten Haltering jeweils an der Ober- oder Unterseite über­ greifende und durch axiales Verschrauben mit der Welle oder einer auf der Welle gehalterten Montagehülse in eine den Haltering übergreifende bzw. ihn freigebende Stellung ver­ stellbare Befestigungsringe (Aufnahmeflansch 192a; Nutmut­ ter 198) vorgesehen sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen und unteren Ränder der die Montageschuhe bildenden Ringabschnitte (188) sich im Querschnitt in Rich­ tung zum freien Rand konisch verjüngen und daß die Befesti­ rungsringe in den den Rändern der Ringabschnitte (188) zu­ gewandten Stirnseiten jeweils eine im Querschnitt komple­ mentär konisch zu den Rändern der Ringabschnitte (188) der Mischflügel (186) ausgebildete Ringaussparung (192b) vorge­ sehen ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekenn­ zeichnet, daß von den antriebswellenzugewandten Flächen der die Montageschuhe bildenden Ringabschnitte (188) jeweils wenigstens ein Zapfen (188a) in eine zugeordnete Aussparung (192d) in der Antriebswelle (134) bzw. einer auf der An­ triebswelle (134) befestigten Montagehülse (Sitzhülse 192) vorsteht, welche die Mischflügel (186) gegen eine Verset­ zung in Umfangsrichtung sichern.