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Zementmischer Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Zementmischer
für die Erzeugung von sog. kolloidalem Zementmörtel oder Beton, in dem die festen
Teilchen des Zementes oder des Zementes und des Sandes gründlich mit Wasser gemischt
werden, so daß sie mehr oder minder einzeln im Wasser suspendiert sind. Damit wird
weitgehend eine anschließende Absetzung der Teilchen verhindert und die Dichte des
Gemisches erhöht.
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Die Erfindung besteht darin, daß eine Vorrichtung zum Mischen und
Pumpen von: Zement, die aus einem Rotor in einem Gehäuse besteht, in geschlossenem
Kreislauf mit einem Aufnahmebehälter mit geneigtem oder konischem Boden verbunden
ist, so daß die :Misch- und Pumpvorrichtung Wasser und Zement von der tiefsten Stelle
des Aufnahmebehälters ansaugen und die Mischung weiter oberhalb mehr oder minder
tangential in: den Aufnahmebehälter fördern kann, so daß die Mischung wirbelartig
an der Behälterwandung schraubenförmig abwärts fließt. Der Aufnahmebehälter ist
unten mit einer Ablenkplatte versehen, die sich von dem Umfang spiralenförmig nach
innen nach dem Auslaß am Grunde erstreckt, dadurch das abwärts fließende Gemisch
nach der Austrittsöffnung richtet, letztere auf diese Weise mit Mischung gefüllt
hält und so das Ansaugen von Luft durch die Mischvorrichtung verhindert.
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Der Boden des Aufnahmebehälters kann eine zentrale Auslaßöffnung haben,
die in eine darunter befindliche Vorkammer führt, die direkt mit der Misch- und
Pumpvorrichtung in Verbindung steht. Die Vorkammer kann mit einem Rohranschluß versehen
sein, durch den sie vor Beginn eines Mischvorganges mit Wasser beschickt werden
kann.
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Die Vorkammer kann abnehmende Breite mit steigendem Abstand von: oder
Misch- und Pumpvorrichtung aufweisen und/oder nach unten zu in der Länge abnehmen.
Auf diese Weise hat die Vorkammer ein relativ kleines Volumen, und der
Mischer
Darin finit einer-verhältnismäßig geringen Wasserfüllung arbeiten.
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Bei dem erfindungsgemäßen Mischer wird, das Gemisch in - geschlossenem
Kreislauf durch die Mischvorrichturvgdurch. den Aufnahmebehälter abwärts und zurück
zu der Mischvorrichtung mit relativ hoher Geschwindigkeit befördert, so daß ` eine
intensive Durchmnschung des festen Materials mit dem Wasser und damit -die Entstehung
eines kolloidalen Gemisches gesichert ist.
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Die wirbelartige Abwärtsbewegung des - Ge-" misches in dem Aufnahmebehälter
unterstützt die Aufnahme von trockenen Partikeln in das Gemisch und hält den Gemischstrom
an den Seitenwänden. Hierdurch würde bei Fehlen der Ablenkplatte die Mischvorrichtung
periodisch Luft ansaugen, wodurch ,die Förderung stoßweise und intermittierend.
vor sich gehen würde. Die' Ablenkplatte führt jedoch das Gemisch intensiv genug
in die Mitte des Aufnahmebehälters, um die Auslaßöffnung gefüllt zu halten. Auf
diese Weise kann die Leistung der Pumpvorrichtung hoch genug gehalten werden, um
ein Maximum an Gemischumlauf und damit eine hohe Produktion zu erreichen.
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Die Misch- und Pumpvorrichtung hat zwei Auslaßöffnungen, deren eine
in den oberen Teil des Aufnahmebehälters zurückführt und deren andere der Abführung
des Gemisches aus dem Mischer dient. An diese Auslaßöffnungen können biegsame Schläuche,
z. B. aus Gummi, angeschlossen sein, die nach Bedarf einzeln abgeklemmt .werden
können. Hierzu sind die biegsamen Schläuche nebeneinander auf den gegenüberliegenden
Seiten einer schwenkbaren Klemmvorrichtung angeordnet; die in zwei verschiedene
Endstellungen gebracht werden kann, um jeweils einen der beiden biegsamen: Schläuche
abzuklemmen. Diese Klemmvorrichtung kann aus einem schwenkbaren Träger, wie z. B.
einer Leiste oder einem Arm oder zwei Leisten oder zwei Armen, bestehen, der eine
oder zwei Walzen trägt, die bei Schwenkung des Trägers in eine seiner zwei Endstellungen
jeweils einen der genannten biegsamen Schläuche abklemmen und verschließen.
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- Die biegsamen Schläuche werden an der der Klemmvorrichtung gegenüberliegenden
Seite von je einer _nachstellbaren Druckplatte berührt. Die beiden Druckplatten
sind auf der Seite der Klemmvorrichtung mit je einem Vorsprung versehen, der dazu
dient, den Kraftaufwand zum Einschwenken der Klemmvorrichtung in. ihre Endstellung
zu erhöhen und auf diese Weise -die Lage der Klemmvorrichtung in ihrer Endstellung
zu :sichern.
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Die Erfindung kann als Mischer mit einem oder mit zwei Aufnahmebehältern
ausgeführt werden. Bei -.der Ausführung als Mischer mit einem Aufnahmebehälter werden
zunächstZemnent undWasser gemischt und dann der Sand diesem Gemisch beigegeben.
Bei der Ausführung ahs Mischer mit zwei Aufnahmebehältern wird zunächst eine Charge
von Zement und Wasser- in dem ersten Aufnahinebehälfer gründlich durchgemischt und
dann in den zweiten' Aufnahmebehälter übergeführt, wo der Sand hinzugefügt und-
gründlich beigemischt wird "Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen weiterhin
erläutert.
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Fig, i ist eine schematische Darstellung eines Mischers mit zwei Aufnahmebehältern;
Fig. 2 ist der Grundriß einer Ausführungsform des ,.Mischers mit zwei Aufnahmebehältern
auf einem tragbaren Rahmen *mit seinem Antriebsaggregat; Fig. 3 ist der Aufriß der
Fig. 2; Fig. q. ist eine perspektivische Darstellung der Klemmvorrichtung zum Abklemmen
und Verschließen der biegsamen Schläuche; Fig. 5 ist der Auf riß eines Teils
von Fig. 4. in vergrößertem Maßstab; Fig. 6 und 7 sind schematische Darstellungen
in Grund und Aufriß einer zweckmäßigen Form der Vorkammer.
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Die in Fig. i dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Aufnahmebehälter
i für den Zement und einem Aufnahmebehälter 2 für den Sand. Beide haben konische
Böden 3 bzw. q., die zu einer Vorkammer 5 bziv._ 6 überleiten. Mittels einer Rohrleitung
7 kann Wasser in die Vorkammer 5 eingeleitet werden. Die Leitung 7 führt zu einem
Tank, aus dem dosierte Wassermengen der Vorkammer 5 zulaufen können. Die Länge der
Vorkammer 5 nimmt nach unten zu ab, so daß diese einen verhältnismäßig kleinen Inhalt
hat.
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An die Vorkammern 5 und 6 schließt sich jeweils eine Vorrichtung zum
Mischen und Pumpen 8 bzw. 9 an. Die Misch- und Pumpvorrichtung 8 besteht aus einer
drehbaren Scheibe io, die mit relativ kleinem seitlichem Spiel in einem Gehäuse
i i montiert ist, das so angeordnet ist, daß die Stirnflächen der Scheibe und des
Gehäuses sich in schneller Relativbewegung befinden, ohne dabei in schleifender
Berührung miteinander zu stehen. Hierdurch werden,die Zementteilchen, die zwischen
den genannten Flächen hindurchgehen, voneinander getrennt und intensiv mit dem Wasser
gemischt. Bei der Misch- und Pumpvorrichtung 9 ist die Scheibe io durch einen Förderflügel
12, d-essen Form -mehr oder weniger einem Malteserkreuz ähnelt, ersetzt. Die Rotation
des Flügels im Gehäuse 13 bewirkt eine gründliche Durchmischung des Inhaltes und
erzeugt eine Suspension der festen Teilchen im Wasser.
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Kegelförmige Verteiler 14 und 15 sind am Eintritt der beiden Aufnahmebehälter
i und 2 vorgesehen, um den einzufüllenden Zement oder Sand an die Außenwand zu führen.
Jeder Aufnahmebehälter ist mit einem Aufsatz 16 bzw. 17 mit einer rundem Öffnung
1$ bzw. i9 versehen, um den Beschickungsvorgang zu erleichtern.
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Die Misch- und- Pumpvorrichtung hat einen doppelten Auslaß 20y 21,
der durch biegsame Schläuche 22 an :das Rücklaufrohr 24. und das Verbindungsrohr
25 angeschlossen ist. Die beiden Rohre 24,:25 münden mehr öder weniger tangential
in die Aufnahmebehälter i bzw. 2. Ein Knebel. 26 an einem drehbaren Arm
27' ist vorgesehen, um die biegsamen Schläuche 22 oder 23 nach Bedarf zusämrrienzüdrücken
und zu schließen.
Die Misch- und Pumpvorrichtung 9 hat ebenfalls
einen doppelten Auslaß, der mittels zweier biegsamer Schläuche mit einem Auslaßrohr
27 und einem Rücklaufrohr 28 verbunden ist, welch letzteres mehr oder weniger tangential
in den Aufnahmebehälter 2 mündet.
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Eine mehr oder weniger spiralförmig ausgebildete Ablenkplatte 29 am
konischen Boden 3 des Aufnahmebehälters i erstreckt sich vom Umfang der Wandung
nach innen verlaufend. Eine ähnliche Ablenkplatte 30 ist am Boden. 4 des
Aufnahmebehälters 2 vorgesehen. Diese beiden Ablenkplatten sind an den Böden der
entsprechenden Aufnahmebehälter hinter den entsprechenden Rücklaufrohren 24 bzw.
2$ angeordnet, also so, daß sie stromabwärts von diesen im Sinne der Umfangsströmung
des Gemisches im Aufnahmebehälter liegen.
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Beim Betrieb des erfindungsgemäßen Mischers wird zunächst eine abgemessene
Menge Wasser in die Vorkammer 5 unterhalb des Aufnahmebehälters i eingeführt, darauf
wird bei laufender Misch- und Pumpvorrichtung 8 Zement über den kegelförmigen Verteiler
14 in den Aufnahmebehälter eingefüllt. Zement und Wasser werden daraufhin von, der
Mischvorrichtung erfaßt und in geschlossenem Kreislauf umgepumpt; für eine Charge
von etwa 5o kg Zement benötigt man 15 bis 30 Sekunden. Der Arm 27a
wird dann umgelegt, der Knebel 26 gibt den biegsamen Schlauch 23 frei und schließt
den biegsamen Schlauch z2, wodurch die Charge .durch das Verbindungsrohr 25 in den
Aufnahmebehälter 2 hinübergeführt wird. Daraufhin wird Sand über den kegelförmigen
Verteiler 15 in den Aufnahmebehälter 2 gefüllt. Der Sand wird von dem Zement-Wasser-Gemisch
aufgenominen und eine gewisse Zeit im Kreislauf durch das Rücklaufrohr 28 umgepumpt.
Anschließend wird der Arm 31 und der Knebel 32 umgeschaltet, das Rücklaufrohr 28
geschlossen und die Mischung durch das Auslaßrohr 27 aus dem Aufnahmebehälter 2
hinausbefördert.
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Auf Wunsch kann. auch ein einziger Aufnahmebehälter verwendet werden,
z. B. der Aufnahmebehälter 2. In diesem Fall wird die Vorkammer 6 mit einem Verbindungsrohr
7 zwecks Einlaß von Wasser versehen. Das Verbindungsrohr 25 entfällt in diesem Fall
selbstverständlich.
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Die tangentiale Einführung der Rohr--:24,25, 28 ist verantwortlich
für die wirbelartige Abwärtsbewegung des Gemisches, in den Aufnahmebehältern. Diese
Wirbelbewegung unterstützt zwar die Aufnahme von trockenen Partikeln in das Gemisch,
hat jedoch den Nachteil, daß der Gemischstrom an den Behälterwänden haftet, wodurch
bei Fehlen von Ablenkplatten 29, 3o die Mischvorrichtungen 8, 9 periodisch Luft
ansaugen würden. Dadurch würde die Förderung des Gemisches stoßweise und intermittierend
vor sich gehen. Die Ablenkplatten 29 und 30 führen jedoch das Gemisch intensiv
genug in die Mitte des Aufnahmebehälters, um die Auslaßöffnungen gefüllt zu halten.
Auf diese Weise kann die Leistung der Pumpvorrichtungen hoch genug gehalten werden,
um ein Maximum an Gemischumlauf und damit eine hohe Produktion zu erreichen.
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Die Fig. 2 und 3 illustrieren eine Ausführungsform der Erfindung,
bei der dieAufnahmebehälter i und 2 an einem tragbaren Rahmen 34, 35 montiert sind.
Eine unabhängige Kraftquelle 36, die bei der dargestellten Ausführungsform eine
Verbrennungskraftmaschine ist, aber auch aus einem Elektromotor bestehen kann, sorgt
für den Antrieb.
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Die mit den Vorkammern 5 und 6 verbundenen Mischvorrichtungen 8 und
9 werden von Riemenscheiben 37, 38 angetrieben, die ihrerseits wieder mittels Riemen
39, 40 von zwei auf .der Welle 42 des Motors 36 befindlichen Riemenscheiben 41 angetrieben
werden. Die Welle 42 ist in einem Lager 43 geführt, das an dem Rahmen 35 befestigt
ist. Aus Fig. 2 geht deutlich hervor, daß das Rücklaufrohr 24 in den Aufnahmebehälter
i tangential eintritt und daß ,die Ablenkplatte 29 stromabwärts bezüglich der Eintrittsöffnung
dieses Rohres liegt. Analog ist die Ablenkplatte 30 des Aufnahmebehälters
2 stromabwärts bezüglich des Rücklaufrohres z8 angeordnet. Die Richtung der wirbelartigen
Strömung ist in beiden Fällen entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn.
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Aus den Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, daß die Seitenwände der Vorkammern
5 und 6 mit zunehmender Entfernung von. der gemeinsamen Verbindungswand mit der
12isch- und Pumpvorrichtung 8 bzw. 9 konvergieren, mit anderen Worten, nimmt die
Breite der Vorkammern für einen sich von der Misch- und Pumpvorrichtung fortbewegenden
Beschauer ab. Hierdurch wird das Volumen der Vorkammern kleiner. Der Mischer arbeitet
mit einer kleineren Wassermenge zufriedenstellend, so daß Gemische mit geringerem
Wassergehalt hergestellt werden können.
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Die Fig. 4 und 5 illustrieren die Schlauchklemmvorrichtungen 45 und
46 mehr im Detail, als sie in Fig. 2 dargestellt sind. Ihr Aufbau soll an Hand der
Vorrichtung 45, die zwischen den biegsamen Schläuchen 22 und 23 angeordnet ist,
erläutert werden.
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Wie aus Fig.4 ersichtlich, befindet sich ein Handgriff 47 an dem einen
Ende einer Welle 48, die waagerecht hinter dem Aufnahmebehälter i geführt ist. An
dem anderen Ende desselben ist ein Arm 49 an der Welle befestigt, der mittels eines
Lenkhebels 5o und eines Bolzens 51 an zwei schwenkbaren Platten 52, 53 angelenkt
ist. Die Platten sind durch zwei Distanzbolzen 54 und 54a verbunden, auf denen Walzen
55 und 55a angeordnet sind. Die Walzen 55 und 55a sind in Fig. 5 dargestellt, in
Fig.4 dagegen des kleineren Maßstabs wegen weggelassen. Die Platten sind um,die
Bolzen 56 und 57 schwenkbar. Die Klemmvorrichtung liegt zwischen zwei Druckplatten
58 und 59, welche die biegsamen Schläuche 22 und 23 auf der der Klemmvorrichtung
gegenüberliegenden Seite berühren. Die Lage der Druckplatten 58, 59 kann mittels
Muttern 6o, 61, die auf Gewindebolzen 62 angeordnet sind, nachgestellt werden. Beide
Druckplatten
58, 59 -sind an der Innenseite, d. h.
an der der Klemmvorrichtung zugekehrten Seite, mit je einem Vorsprung 63, 64 in
Form eines aufgeschweißten Stabes, oder Rohres ausgerüstet.
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In Fig.4 ist die Klemmvorrichtung in einer Mittelstellung gezeichnet,
in Fig. 5 dagegen in einer ihrer Endstellungen. In dieser Stellung hat sie den biegsamen
Schlauch 23 mit Hilfe der Walze 55 zusammengedrückt und verschlossen. Durch Drehung
der Klemmvorrichtung im Uhrzeigersinn gibt die Walze 55 den biegsamen Schlauch a2
frei, während die Walze 55" den biegsamen Schlauch 22 zusammendrückt und
verschließt.
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Es ist ersichtlich"daß die Walzen 55 und 5511 bei ihrer Bewegung in
die Endstellung die Vorsprünge 63 bzw. 64 passieren müssen. Auf diese Weise ist
ein zusätzlicher Kraftaufwand erforderlich, um die Klemmvorrichtung in ihre Endstellung
zu bringen. Hierdurch wird die Klemmvorrichtung in ihrer Endstellung gesichert,
so lange sie nicht gewaltsam mittels des Armes 47 daraus entfernt wird.
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Während die in Fig. i dargestellten Vorkammern 5 und 6 nach untern,
zu in der Länge abnehmen, weisen die in Fig. 2 und 3 gezeichneten abnehmende Breite
mit steigendem Abstand von-: der Misch- und Pumpvorrichtung auf. Wenn es gewünscht
wird; können die Vorkammern 5 und 6 beide obengenannten Merkmale gleichzeitig aufweisen,
wie das in den Fig. 6 und 7 dargestellt und in der Fig. 3 durch die strichpunktierten
Linien 66 angedeutet ist.
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Die Vorkammern. 5 und 6 der Fig. 2 und 3 haben Reinigungsöffnungen
67.
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Bei einem Mischer mit einem einzigen Aufnahmebehälter, der eine Vorkammer
nach Fig. 6 und 7 aufweist, ist,die Reinigungsöffnung zweckmäßigerweise an der Begrenzungsfläche
6$ angeordnet, während es .bei einem Mischer mit zwei Aufnahmebehältern zweckmäßig
ist, eine verhältnismäßig tiefe und schmale Öffnung an der Begrenzungsfläche 69
(s: Fig. 6 und 7) anzuordnen.