DE4219880A1 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung und simultanen Förderung eines Wasser sowie hydraulisch bindungsfähigen Feststoff in homogener Mischung enthaltenden pumpfähigen Baustoffgemisches wie Putzmörtel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur kontinuier­ lichen Herstellung und simultanen Förderung eines Wasser sowie hy­ draulisch bindungsfähigen Feststoff in homogener Mischung enthaltenden pumpfähigen Baustoffgemisches wie Putzmörtel.

Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung eines pumpfähigen Mörtels beispielsweise zum Verputzen von Wänden bzw. Decken sind bekannt. Diese sind vielfach zur Durchführung einer diskontinuierlichen Betriebs­ weise ausgebildet, d. h. die Vorrichtung besitzt eine separate Mischein­ richtung, worin die Mischung bereitet und diese dann in einen von der Mischeinrichtung getrennten Lieferbehälter mit angeflanschter Dickstoff­ pumpe umgefüllt und daraus zur Baustelle gefördert wird. Nachteile derartiger diskontinuierlich arbeitender Systeme bestehen u. a. darin, daß bei einer längeren Unterbrechung zwischen Bereitung der Mischung und deren Weiterverarbeitung eine schädliche Entmischung stattfinden kann. Darüber hinaus hat ein diskontinuierlicher Betrieb gegen­ über einer kontinuierlichen Betriebsweise grundsätzliche Nachteile, weil zwischen den einzelnen Chargen Unterbrechungen bei der Verarbeitung auftreten, die zu Verlusten an Arbeitszeiten und Produktivität führen und somit die Baukosten unnötig belasten. Und schließlich ergeben sich Ma­ terialverluste z. B. dadurch, daß eine hergestellte Mischung nicht vollstän­ dig verbraucht wird, wobei neben dem Verlust auch noch Entsorgungs­ probleme entstehen. Darüber hinaus beanspruchen die diskontinuierlich arbeitenden Geräte zur Herstellung und Förderung von Putzmitteln einen vergleichweise großen maschinellen Aufwand mit relativ hohem Trans­ portgewicht und entsprechend erhöhten Kosten.

Zur Abhilfe wurden bereits Geräte mit kontinuierlicher Arbeitsweise für Aufbereitung und Förderung in einem geschlossenen System entwickelt. Dabei ergab sich die Schwierigkeit, daß beim Mischprozeß mit dem Fest­ stoff Luftanteile in die Mischung eingeschlossen werden, welche dann bei der Verarbeitung zu Schwierigkeiten führen und insbesondere die Gleich­ mäßigkeit des Auftrages von Putzmaterial auf Decken und Wände erheb­ lich stören.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vor­ richtung der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art anzugeben, mit welchen die genannten Schwierigkeiten und technischen Grenzen überwunden werden und welche eine kontinuierliche Herstellung einer von Lufteinschlüssen freien homogenen Mischung bei möglichst gerin­ gem Bauvolumen und Gewicht der Vorrichtung ermöglicht.

Die Lösung der Aufgabe gelingt bei einem Verfahren der eingangs ge­ nannten Art mit den im Kennzeichnungsteil von Anspruch 1 angegebe­ nen Verfahrensschritten.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist durch die im Kenn­ zeichnungsteil von Anspruch 3 angegebenen Merkmale a) bis g) gekenn­ zeichnet.

Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind ent­ sprechend den Unteransprüchen vorgesehen.

Die Erfindung wird in einer rein schematischen Zeichnung in beispielhaf­ ter Ausführungsform gezeigt, wobei aus deren Beschreibung weitere Einzelheiten und Vorteile entnehmbar sind.

Die in der Figur gezeigte Vorrichtung weist ein im Querschnitt kreisförmi­ ges Mischrohr (1) auf, in dessen Innern als Mischorgan eine um eine Antriebswelle (2) umlaufende Mischschnecke (3) mit Schneckenwendeln (4) angeordnet ist. Etwa in der halben Länge des Mischrohres (1) ist eine Aufgabeöffnung (5) und innerhalb derselben eine Dosiereinrichtung (6) zur dosierenden Aufgabe von Feststoffen angeordnet. Neben der Auf­ gabeöffung (5) befindet sich im Innern des Mischrohres (1) eine in peri­ pherer Anordnung umlaufende konzentrische Wassereindüsungseinrich­ tung (7). Diese besteht aus einem ringförmigen, mit der Innenwand des Mischrohres (i) wasserdicht verschweißten Hohlprofil und weist entspre­ chend dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen winkelförmigen Quer­ schnitt auf. Das Hohlprofil kann jedoch auch einen halbkreisförmigen bzw. U-förmigen oder ähnlichen Querschnitt aufweisen. Am Umfang des Hohlprofiles befinden sich verteilt angeordnete Düsenbohrungen (19), aus welchen das Anmachwasser zum Anmaischen des Feststoffes unter Druck in konzentrischen Strahlen in den Feststoff eingedüst wird. Die Wassereindüsungsvorrichtung (7) weist einen Wasseranschluß (24) auf, der über eine (nicht gezeigte) Leitung mit einer einstellbaren Dosierein­ richtung an eine Druckwasserquelle angeschlossen ist.

Am antriebsseitigen Ende (8) der Mischschnecke (3) ist im oberen Be­ reich des Mischrohres (1) ein Entlüftungsorgan (9) angeordnet. Weiterhin weist die Mischvorrichtung am abtriebsseitigen Ende (10) an der Misch­ schnecke (3) eine Stauscheibe (11) auf, die zwischen Innenwandung des Mischrohres 1 und ihrem Außenrand (12) einen peripheren Ringspalt (13) freigibt.

Eine Ausgestaltung sieht vor, daß das Mischrohr (1) in Austragsrichtung im Abstand der Stauscheibe (11) eine konzentrische Austragsöffnung (14) mit zur Stauscheibe (11) vergleichsweise kleinerem Durchmesser aufweist, an die sich das Gehäuse (15) einer Dickstoff-Knetpumpe (16) anschließt. Die Antriebswelle (2) der Mischschnecke (3) ist über eine Kupplung (17) mit dem Rotor (18) der Pumpe (16) drehfest verbunden.

Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird Feststoff und Wasser unter kontinuierlicher Dosierung ihrer verhältnismäßigen Mischungsanteile dem Mischrohr (1) aufgegeben. Dabei erfolgt die volu­ metrische Dosierung der Feststoffe durch eine Zellenradschleuse (6) und die volumetrische Dosierung des Anmaischwassers mit Hilfe einer an sich bekannten, nicht gezeigten Flüssigkeitsdosiereinrichtung. Beide Dosiereinrichtungen können nach Programm von einem vollautomati­ schen Leitstand aus angesteuert werden. Durch intensive Drehbewegung der Mischschnecke (3) und ihrer an der Antriebswelle (2) angeordneten Schneckenwendel (4) wird im Mischrohr (1) eine torusförmige Massen­ strömung erzeugt, wobei Wasser und Feststoff innig homogen gemischt werden. Durch die Massenströmung und die Steigung der Schnecken­ wendel (4) wird in der Materialsäule ein Staudruck aufgebaut, wobei anteilige Lufteinschlüsse in Gegenrichtung des Staudruckgradienten aus der entstehenden Mischung austreten und an einer der Förderrichtung entgegengesetzten Stelle des Mischraumes in dessen Trockenbereich (23) aus dem Mischrohr (1) ausgetragen werden.

Mit großem Vorteil wird dabei der Massenstrom der Mischung am Ende der Mischstrecke um die konzentrische (11) Stauscheibe herum durch den Ringspalt (13) zwischen der Innenwand des Mischrohres (1) und dem Außenrand (12) der Stauscheibe (11) hindurchgefördert. Dadurch wird sichergestellt, daß ausschließlich peripheres Mischgut ohne Luftein­ schlüsse gefördert und in die aufgabenseitige Öffnung (25) des Pumpen­ gehäuses (15) eingetragen wird.

Sehr vorteilhaft weist die Feststoff-Aufgabeöffnung (5) einen Kragen (20) mit einem Flansch (21) zum Unterbau an einen Feststoff-Silobehälter unter Zwischenanordnung der Feststoff-Dosiereinrichtung (6) auf. Diese ist vorteilhaft als Zellenradschleuse ausgebildet.

Mit Vorteil ist vorgesehen, daß die Kupplung (17) zwischen Antriebswelle (2) und Pumpenrotor (18) als elastische Kupplung mit aus elastischem Material wie Gummi oder Plastik ausgebildeten Kupplungs-Zwischenglie­ dern ausgebildet ist.

Weiterhin kann die Kupplung (17) mit einer Überlastsicherung, beispiels­ weise mit einer Scherbolzensicherung (22) ausgerüstet sein. Auch kann die Mischschnecke (3) anstelle eines Teils oder aller ihrer Schnecken­ wendeln (4) wenigstens teilweise mit Misch-Paddeln ausgerüstet sein. Weitere alternative Ausgestaltungen betreffen die Lage des Mischrohres (1). Dieses kann entweder mit vertikaler Achse (y-y), wie gezeigt oder auch mit horizontaler Achse angeordnet sein.

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist mit großem Vorteil zum vollauto­ matischen, kontinuierlichen Betrieb für die Herstellung und simultane Förderung eines Wasser sowie hydraulisch bindungsfähigen Feststoff in homogener Mischung enthaltenden pumpfähigen Baustoffgemisches wie Putzmörtel geeignet. Durch ihre besondere Ausgestaltung und Betriebs­ weise nach der Erfindung ist sichergestellt, daß bei diesem kontinuierli­ chen Betrieb keine Lufteinschlüsse mitgefördert werden, wodurch unter Überwindung der bisher bestehenden Schwierigkeiten ein völlig ungestör­ tes, gleichmäßiges Auftragen des Putzmaterials an der Baustelle ermög­ licht wird. Darüber hinaus ist die Vorrichtung unkompliziert, beansprucht nur vergleichsweise geringes Bauvolumen und geringes Gewicht und zeichnet sich durch einen hohen Grad an Zuverlässigkeit aus. Insofern erfüllt die Erfindung in optimaler Weise die eingangs gestellte Aufgabe.

Claims (13)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung und simultanen Förderung eines wasser- sowie hydraulisch bindungsfähigen Feststoff in homogener Mischung enthaltenden pumpfähigen Baustoffgemisches wie Putzmörtel, dadurch gekennzeichnet, daß Feststoff und Wasser unter kontinuierlicher Dosierung verhältnismäßiger Mischungssanteile einer Mischkammer etwa im mittleren Bereich ihres Mischraumes aufgegeben und dabei unter Ver­ wendung einer Mischschnecke mit um eine Welle umlaufenden Schnec­ kenwendeln in einer torusförmigen Massenströmung unter Aufbau eines Staudruckes gefördert und dabei gemischt werden, wobei anteilige Luft­ einschlüsse in Gegenrichtung des Staudruckgradienten aus der entste­ henden Mischung austreten und an einer der Förderrichtung entgegen­ gesetzten Stelle des Mischraumes aus der Mischkammer ausgetragen werden, und daß der Massenstrom der Mischung am Ende der Mischstrecke um eine konzentrische Stauscheibe herumgefördert dabei, aus peripheren Bereichen des Mischraumes in die Aufgabeseite einer Dickstoff-Pumpe eingetragen und darin unter Aufbau eines Pumpdruckes weitergefördert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Feststoff in volumetrischer Dosierung unter Verwendung einer Zellenradschleuse und Wasser in volumetrischer Dosierung sowie mit einer Vielzahl peripherer, konzentrischer Düsenstrahlen unter Druck in die Mischkammer eingetra­ gen werden.

3. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung und simultanen Förderung eines Wasser sowie hydraulisch bindungsfähigen Feststoff in homogener Mischung enthaltenden pumpfähigen Bauststoffgemisches wie Putzmör­ tel, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, dadurch ge­ kennzeichnet, daß diese folgende Elemente aufweist:

• a) ein Mischrohr (1), in dessen Innerem als Mischorgan eine um eine Antriebswelle (2) umlaufende Mischschnecke (3) mit Schneckenwendeln (4) angeordnet ist;
• b) etwa in der halben Länge des Mischrohres (1) ist eine Aufgabeöff­ nung (5) und innerhalb derselben eine Dosiereinrichtung (6) zur dosierenden Aufgabe von Feststoffen angeordnet;
• c) neben der Aufgabeöffnung (5) befindet sich im Inneren des Misch­ rohres (1) eine in peripherer Anordnung umlaufende, konzentri­ sche Düsen (19) aufweisende Wassereindüsungseinrichtung (7);
• d) am antriebsseitigen Ende (8) der Mischschnecke (3) ist im oberen Bereich des Mischrohres (1) ein Entlüftungsorgan (9) angeordnet;
• e) am abtriebsseitigen Ende (10) weist die Mischschnecke (3) eine Stauscheibe (11) auf, die zwischen Innenwandung des Mischroh­ res (1) und dem Außenrand (12) der Stauscheibe (11) einen peri­ pheren Ringspalt (13) freigibt;
• f) das Mischrohr (1) weist in Austragsrichtung im Abstand der Stau­ scheibe (11) eine konzentrische Austragsöffnung (14) mit zur Stauscheibe (11) vergleichsweise kleinerem Durchmesser auf, an die sich das Gehäuse (15) einer Dickstoff-Pumpe (16) anschließt;
• g) die Antriebswelle (2) der Mischschnecke (3) ist über eine Kupp­ lung (17) mit dem Rotor (18) der Dickstoff-Pumpe (16) drehfest verbunden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Was­ sereindüsungsvorrichtung (7) ein ringförmiges, mit der Innenwand des Mischrohres (1) wasserdicht verschweißtes, eine Vielzahl am Umfang verteilt angeordnete Düsenbohrungen (19) aufweisendes Hohlprofil ist und beispielsweise einen winkelförmigen bzw. U-förmigen bzw. halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoff-Aufgabeöffnung (5) einen Kragen (20) mit einem Flansch (21) zum Unterbau unter einen Feststoff-Silobehälter unter Zwi­ schenanordnung der Dosiereinrichtung (6) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dosiereinrichtung (6) für Feststoff eine Zellenradschleuse ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kupplung (17) zwischen Antriebswelle (2) und Pumpenrotor (18) der Dickstoff-Pumpe (16) als elastische Kupplung mit aus elasti­ schem Material wie Gummi oder Plastik bestehenden Kupplungs-Zwi­ schengliedern ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kupplung (17) mit einer Überlastsicherung, beispielsweise mit einer Scherbolzensicherung (22) ausgerüstet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß das Entlüftungsorgan (9) am Mischrohr (1) in dessen Trocken­ bereich (23) eingeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Mischschnecke (3) anstelle eines Teiles oder aller ihrer Schneckenwendeln (4) wenigstens teilweise mit Misch-Paddeln ausgerü­ stet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Mischrohr (1) mit kreisförmigem Querschnitt ausgebil­ det ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Mischrohr (1) mit vertikaler Achse (y-y) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Mischrohr (1) mit horizontaler Achse angeordnet ist.