EP1600205A1 - Mixing apparatus and method for adding an additive to a pumpable mixture - Google Patents
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- EP1600205A1 EP1600205A1 EP04102373A EP04102373A EP1600205A1 EP 1600205 A1 EP1600205 A1 EP 1600205A1 EP 04102373 A EP04102373 A EP 04102373A EP 04102373 A EP04102373 A EP 04102373A EP 1600205 A1 EP1600205 A1 EP 1600205A1
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- B01F27/722—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with helices or sections of helices with two or more helices in the same receptacle the helices closely surrounded by a casing
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Definitions
- the invention is based on a mixing device according to the preamble of the first claim.
- the invention is also based on a method for adding an additive to a pumpable mixture according to the preamble of the independent method claim.
- the invention is based on the object at a mixing device and a method of the type mentioned a mixing device To specify which makes it possible to quickly add additives in a plastic-viscous To introduce mixture and to achieve a good mixing.
- the core of the invention is therefore that in a line at least one Injection means for adding additive is arranged in the mixture, that downstream of a mixing space is arranged, in which the additive is dynamically mixed with the plastic-viscous mixture.
- the advantages of the invention are, inter alia, that a good Mixing of plastic-viscous mixture and additive is achieved. This at a relatively short mixing distance and that the mixing shortly before the processing site can be made.
- the one shown here Method and apparatus are particularly suitable for continuous Adding and mixing very small amounts of chemical additives in one Pumpable mixture with plastic-viscous behavior, especially in a Granules suspension mixture such as concrete.
- FIG. 1 schematically shows the processing of a plastic-viscous mixture, FIG. shown here by concrete 10 in a building.
- a Transport vehicle 1 concrete is delivered to the construction site. Not shown that the concrete is usually mounted in a mounted on the transport vehicle, is transported rotating drum. This concrete was in the concrete plant so treated with additives that the hydration or Tying mechanism is delayed by several hours. This concrete corresponds generally to a pumpable granule suspension mixture with plastic-viscous behavior.
- the concrete 10 is placed in a container 2 stored or directly from the vehicle by means of a pump 3 and a line 4 pumped under pressure to the site. Such a line can while transporting the concrete over several 100 meters or even some Kilometers are used.
- additives 5 also additive called
- activators e.g. a setting accelerator
- reactivated Prior to the processing of the concrete 10 must this for processing by adding additives 5 (also additive called), such as activators, e.g. a setting accelerator, reactivated become.
- the addition of the additive takes place in a mixing device 6.
- About another line 7 may be supplied with further substances, e.g. Water, Concrete from another source, etc ..
- the mixed with the admixture 5 Concrete 10 ' is then at the construction site at the processing 20 accordingly processed.
- the processing of the concrete can be done by any method take place, e.g. by spraying, casting, etc ..
- the distance from The mixing device to the processing is arbitrary, but will advantageously chosen as short as possible, so that as little waste accumulates, or activated concrete remains in the line and this possibly makes us unusable.
- This mixing device 6 comprises a feed line 8 and a mixing chamber 9.
- the diameter of the mixing chamber 9 is advantageously greater than that of the feed line 8 in order to reduce the flow rate through the mixing chamber.
- the mixing space is preferably cylindrically shaped because of the high pressures and may have a small volume of less than 100 liters.
- the present mixing method is preferably carried out as an inline mixing method which is under pressure.
- the supply line 8 which is preferably angled, means 11 for coarse distribution of the additive 5 in the concrete 10 are arranged.
- an unillustrated mixing element is arranged, which can be driven by a drive 13 via a shaft 12.
- additive 5 can be introduced into the concrete. Furthermore, additive 5 can be injected in the initial region of the mixing chamber 9, wherein the injection means to be used can be formed analogously to the injection means 14, 14a.
- the additive can thus be introduced at the same time at several points over the line cross-section and distributed by the downstream mixing chamber both axially and radially homogeneous, respectively, are mixed. This results in a homogeneous distribution of the additive in the concrete 10 'at the end of the mixing space, so that a uniform activation of the concrete takes place.
- the bending of the feed line has several advantages. Thus, the angling allows the drive and the shaft for the mixing chamber to be arranged on one axis without obstructing the mixture flow.
- injection means 14a can be arranged in the angling over which additive can be introduced into the edge region of the pumped concrete in spite of the smear layer in the edge region.
- the addition of the additive 5 is advantageously carried out at the same or a greater flow rate than that of the concrete.
- the relative velocity of the additive is then greater than zero compared to the concrete.
- Fig. 3a the means 11 for coarse distribution of the additive are more accurate shown.
- injection means 14th the additive 5 is introduced by means of several nozzles 15 in the concrete.
- the injection means 14 are shown in FIG. 3 as a tube with holes as However, nozzles 15 shown, but can also be formed differently.
- the nozzles 15 in the injection means 14 are preferably so arranged that the injection of the additive in the flow direction of the Concrete 10 is done. As a result, the nozzles 15 are not penetrated by the concrete clogged and the added additive forms a thread-like in concrete Structure and does not dwell in the smear layer, as with the addition over Wall openings in the supply line 8 would happen.
- Fig. 4a further means 11 for coarse distribution of the additive are shown.
- the supply line 8 has an extension, in which an injection means 14 'is arranged.
- the injection means 14 ' serves as a flow divider, which divides the concrete stream 10 into two parts.
- the additive 5 is introduced at the downstream end of the injection means 14 'by means of a plurality of nozzles 15 in the concrete, see Fig. 4b, 4c.
- the injection means 14 ' has a substantially elliptical cross section with sharp arrival and trailing edges.
- This injection means 14 ' is built relatively solid, for example, to be able to withstand stones in the concrete and thus to prevent damage to the Eindüsungsmittels.
- the cross-section of the supply line 8 is extended according to the dimensions of the injection means, so that the concrete flow flows evenly and the flow of the concrete is influenced as little as possible. If desired, however, the cross-section can also be adapted so that the flow is accelerated or slowed down in the region of the injection of the admixture. In addition, in the region of the nozzles 15, injection means 14a can also be arranged in the edge region of the supply line in order to inject additives in the edge region.
- the injection means 14 'different in Feeding means 8 are aligned. Especially if several Injector means 14 'are arranged in series in the feed means 8 advantageous to align them differently in the feeding means, as this is shown schematically in Figs. 4b and 4c.
- the additive distribution in the concrete is downstream of two Injection means 14 'shown in FIG. 4b and 4c. It turns out a good distribution of the additive in the concrete, which by additional Injection agent can be improved.
- the task of additive via the injection means 14, 14 ', 14a takes place advantageously such that the additive volume flow is proportional everywhere is adapted to the flow rate of the granular suspension mixture and Thus, over the entire cross section, the same amount of additive is distributed. This means that on the edge quantitatively less additives is admitted as in the middle region of the line. This because the granule suspension mixture on the edge of a much smaller flow velocity as in the middle. The addition of the same amount of additive just on the edge would lead to an accumulation of the additive on the edge lead to the middle region of the line.
- the mixing chamber 9 is shown in detail.
- the shaft 12 is set in rotation via the drive, not shown here, so that the already added thread-shaped additive is cross-mixed in the concrete.
- the shape of the mixing elements is arbitrary per se, with some possible embodiments being described in the following FIG. 7.
- Additive 5 can also be supplied directly through the mixing elements 16 in the concrete, the nozzles are formed analogous to the Eindüsungsstoffn. The supply of the additive takes place via the shaft 12.
- static mixing elements 17 may additionally be arranged, which support the mixing process of the mixing elements 16.
- the number, shape and position of the static mixing elements 17 mounted on the wall or inside are such that they do not cause clogging. In addition, the static mixing elements 17 prevent marginalities.
- the shaft 12, which is mounted on a bearing 12a need not necessarily lie on the central axis of the line 8, but can also be arranged in a particular case for better mixing next to the central axis, as symbolized in the figure by the double arrow.
- a mixing element 16 is shown in detail.
- the shaft 12 and the mixing element 16 have holes through which the additive 5 is passed to nozzles 15 through which exits the additive.
- the nozzles 15 are preferably arranged in the mixing element 16 so that the injection of the additive takes place in the flow direction of the concrete 10. As a result, the nozzles 15 are not blocked by the concrete.
- the nozzles can be arranged over the entire radial extent of the mixing element 16 or only over certain partial areas. The nozzles do not have to be arranged symmetrically, so that the mixing can be improved depending on the design by a certain asymmetry.
- Fig. 7 are several different possible embodiments of Mixing elements 16 shown. These are a) propeller stirrers, b) Disc stirrer, c) toothed disk stirrer, d) inclined blade stirrer, e) Impeller stirrer, f) anchor stirrer, g) lattice stirrer or blade stirrer, h) Crossbar stirrer, i) MIG stirrer and k) helical stirrer. Basically you can these types of mixing elements alone, in combination or modification be used. Preferably, however, the mixing element should be so be designed that it produces as little resistance in the concrete.
- FIG. 8 shows a further embodiment of the mixing chamber 9.
- the Mixing chamber in the Mixing chamber are on the shaft 12 a plurality of stages of mixing elements 16 as Arranged helical stirrer. About the shaft 12 and the mixing elements 16 is added to the concrete admixture 5 during cross-mixing. These Design of the mixing element produces little resistance in the concrete and allows a uniform admixture of the additive. Of course you can when using a helical stirrer also two or more Nested spiral agitators are used to allow the Mixing is improved and the addition of additives over the entire cross section is made possible.
- FIG. 9 shows a further embodiment of a mixing chamber 9.
- the Mixing chamber in the Mixing chamber are two shafts 12 with multiple stages of mixing elements 16th arranged in the flow direction.
- the two shafts 12 rotate thereby preferably against each other and the mixing elements can interlock, but without touching.
- Fig. 10 is the Interlocking of the mixing elements shown in detail.
- On the right Page is schematically the effect of this mixture, that is the stretching and wrinkles, or the fine distribution of the additive shown in the concrete. Of course, any number of other waves can be used become.
- FIGS. 11 a and 11 b show a further embodiment of the mixing chamber 9 shown.
- the shaft 12 'for driving the mixing elements 16' is not here Mixing room arranged, but outside.
- the drive is advantageously over the shaft 12 'arranged gears 18, which in the ring gear 19 of the Engage mixing elements 16 '.
- the actual mixing elements protrude into the concrete conveyed through the mixing room and mix the concrete and the additive, especially in the periphery. How far the Mixing elements hineineragen, must be adapted to the particular circumstances be such. the plastic-viscous mixture, the geometry of the Mixing room, etc ..
- About the mixing elements 16 ' can also here the concrete Add additive 5 during cross-mixing.
- the invention is not limited to the one shown and described Embodiment limited.
- the activator can be any Additives or other substances that are used in relatively small amounts Quantities should be mixed in a plastic-viscous mixture.
- the plastic-viscous mixture to be used is arbitrary per se. Consequently for example, such mixing devices as those set forth above can not only for the admixture of additives in concrete, but also wherever something has a mixture with plastic-viscous behavior must be mixed. Applications are thus in the construction industry, Oil refining, pyrometallurgical addition in the extraction of metals Ores, alloying metals, pasta production, introduction of Additives in doughs, for example of nuts in bread, berries, etc.
Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einer Mischeinrichtung nach dem Oberbegriff des
ersten Anspruches.
Die Erfindung geht ebenfalls aus von einem Verfahren zur Zugabe eines
Zusatzmittels zu einem pumpfähigen Gemisch nach dem Oberbegriff des
unabhängigen Verfahrensanspruches.The invention is based on a mixing device according to the preamble of the first claim.
The invention is also based on a method for adding an additive to a pumpable mixture according to the preamble of the independent method claim.
Das Zumischen von kleinen Mengen eines Stoffes, z.B. eines Zusatzmittels in ein Gemisch mit plastisch-viskosem Verhalten tritt bei vielen Anwendungen auf. Eine gute Durchmischung ist jedoch vielfach schwierig zu erreichen. Beispielsweise wird für das Mischen eines Zusatzmittels, z.B. eines Aktivators mit feinem Mörtel ein statische Mischer verwendet. Wendet man solche statische Mischer auch auf üblichen Beton an, verstopft der statische Mischer aufgrund des Grobkiesanteiles schnell und der Mischer kann sogar zerstört werden.The admixing of small quantities of a substance, e.g. of an additive in a mixture with plastic-viscous behavior occurs in many applications on. However, good mixing is often difficult to achieve. For example, for mixing an additive, e.g. an activator with fine mortar used a static mixer. If you use such static mixers also on standard concrete, the static mixer clogs due to the coarse gravel quickly and the mixer can even be destroyed become.
Die Beigabe des Aktivators in den Transportbeton und die Vermischung wird deshalb vielfach bereits in der Fahrzeugtrommmel vorgenommen. Der Aktivator verflüssigt den Beton und bringt den Abbindemechanismus in Gang. Nachteilig ist, dass nachdem der Aktivator dem Beton in der Fahrzeugtrommel beigegeben wurde, nicht mehr viel Zeit verstreichen darf, bis der aktivierte Beton im Bauwerk verarbeitet wird, da er sonst schon vorher aushärtet.The addition of the activator in the ready-mix concrete and the mixing becomes Therefore, many already made in the vehicle drum. Of the Activator liquefies the concrete and activates the setting mechanism. The disadvantage is that after the activator the concrete in the vehicle drum was not allowed to pass much time until the activated Concrete is processed in the building, otherwise it already hardens before.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Mischeinrichtung und einem Verfahren der eingangs genannten Art eine Mischeinrichtung anzugeben, welche es ermöglicht, Zusatzmittel schnell in ein plastisch-viskoses Gemisch einzubringen und eine gute Durchmischung zu erreichen.The invention is based on the object at a mixing device and a method of the type mentioned a mixing device To specify which makes it possible to quickly add additives in a plastic-viscous To introduce mixture and to achieve a good mixing.
Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale des ersten Anspruches erreicht.According to the invention, this is achieved by the features of the first claim reached.
Kern der Erfindung ist es also, dass in einer Leitung mindestens ein Eindüsungsmittel zur Zugabe von Zusatzmittel in das Gemisch angeordnet ist, dass stromabwärts ein Mischraum angeordnet ist, in welchem das Zusatzmittel mit dem plastisch-viskosen Gemisch dynamisch vermischt wird.The core of the invention is therefore that in a line at least one Injection means for adding additive is arranged in the mixture, that downstream of a mixing space is arranged, in which the additive is dynamically mixed with the plastic-viscous mixture.
Die Vorteile der Erfindung sind unter anderem darin zu sehen, dass eine gute Vermischung von plastisch-viskosem Gemisch und Zusatzmittel erreicht wird. Dies bei einer relativ kurzen Mischstrecke und dass die Vermischung kurz vor dem Verarbeitungsort vorgenommen werden kann. Das hier gezeigte Verfahren und die Vorrichtung eignen sich insbesondere zur kontinuierlichen Beigabe und Mischung sehr kleiner Mengen chemischer Zusatzmittel in ein pumpfähiges Gemisch mit plastisch-viskosem Verhalten, insbesondere in ein Granulat-Suspension-Gemisch wie Beton.The advantages of the invention are, inter alia, that a good Mixing of plastic-viscous mixture and additive is achieved. This at a relatively short mixing distance and that the mixing shortly before the processing site can be made. The one shown here Method and apparatus are particularly suitable for continuous Adding and mixing very small amounts of chemical additives in one Pumpable mixture with plastic-viscous behavior, especially in a Granules suspension mixture such as concrete.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the Dependent claims.
Im folgenden werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Gleiche Elemente sind in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Strömungsrichtung der Medien sowie die Drehrichtung der Elemente der Vorrichtung ist mit Pfeilen angegeben.In the following, with reference to the drawings, embodiments of Invention explained in more detail. Same elements are in the different figures provided with the same reference numerals. The flow direction of the media as well as the direction of rotation of the elements of the device is with arrows specified.
Es zeigen:
- Fig. 1
- schematisch die Verarbeitung von Beton in einem Bauwerk;
- Fig. 2
- schematisch die erfindungsgemässe Mischeinrichtung;
- Fig. 3a
- schematisch Mittel zur Grobverteilung für den Zusatzmittel;
- Fig. 3b
- Detaildarstellung des Eindüsungsmittels für das Zusatzmittel aus Fig. 3a;
- Fig. 4a
- schematisch weitere Mittel zur Grobverteilung für das Zusatzmittel;
- Fig. 4b
- Detaildarstellung des Eindüsungsmittels für das Zusatzmittel aus Fig. 4a;
- Fig. 4c
- Detaildarstellung des Eindüsungsmittels für das Zusatzmittel aus Fig. 4a;
- Fig. 4d
- schematisch die Zusatzmittelverteilung im Gemisch;
- Fig. 5
- schematisch eine Ausführungsform des Mischraums;
- Fig. 6
- ein Mischelement mit Eindüsungsmitteln für das Zusatzmittel im Teilquerschnitt;
- Fig. 7
- schematisch mögliche Mischelemente;
- Fig. 8
- schematisch eine weitere Ausführungsform des Mischraums;
- Fig. 9
- schematisch eine weitere Ausführungsform des Mischraums mit mehreren Mischwellen;
- Fig. 10
- Vermischung mit zwei Wellen entsprechend Fig. 9;
- Fig. 11
- schematisch eine weitere Ausführungsform des Mischraums.
- Fig. 1
- schematically the processing of concrete in a building;
- Fig. 2
- schematically the inventive mixing device;
- Fig. 3a
- schematically distribution means for the additive;
- Fig. 3b
- Detailed representation of the injection means for the additive of Fig. 3a;
- Fig. 4a
- schematically further coarse distribution means for the additive;
- Fig. 4b
- Detailed representation of the injection means for the additive of Fig. 4a;
- Fig. 4c
- Detailed representation of the injection means for the additive of Fig. 4a;
- Fig. 4d
- schematically the additive distribution in the mixture;
- Fig. 5
- schematically an embodiment of the mixing chamber;
- Fig. 6
- a mixing element with injection means for the additive in the partial cross section;
- Fig. 7
- schematically possible mixing elements;
- Fig. 8
- schematically a further embodiment of the mixing chamber;
- Fig. 9
- schematically a further embodiment of the mixing chamber with a plurality of mixing shafts;
- Fig. 10
- Mixing with two shafts according to Fig. 9;
- Fig. 11
- schematically another embodiment of the mixing chamber.
Es sind nur die für das unmittelbare Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt.It is only essential for the immediate understanding of the invention Elements shown.
In Fig. 1 ist schematisch die Verarbeitung eines plastisch-viskosen Gemisches,
hier von Beton 10 in einem Bauwerk dargestellt. Mittels eines
Transportfahrzeuges 1 wird Beton zur Baustelle geliefert. Nicht dargestellt ist,
dass der Beton üblicherweise in einer auf dem Transportfahrzeug montierten,
sich drehenden Trommel transportiert wird. Dieser Beton wurde im Betonwerk
so mit Zusatzmitteln behandelt, dass der Hydratations- oder
Abbindemechanismus um mehrere Stunden verzögert wird. Dieser Beton
entspricht allgemein einem pumpfähigen Granulat-Suspension-Gemisch mit
plastisch-viskosem Verhalten. Der Beton 10 wird in einem Behälter 2
zwischengelagert oder auch direkt vom Fahrzeug mittels einer Pumpe 3 und
einer Leitung 4 unter Druck zur Baustelle gepumpt. Eine solche Leitung kann
dabei zum Transport des Betons über mehrere 100 Meter oder sogar einige
Kilometer verwendet werden. Vorgängig der Verarbeitung des Betons 10 muss
dieser für die Verarbeitung durch Zugabe von Zusatzmitteln 5 (auch Additiv
genannt), wie Aktivatoren, z.B. einem Abbindebeschleuniger, wieder aktiviert
werden. Die Zugabe des Zusatzmittels erfolgt in einer Mischeinrichtung 6. Über
eine weitere Leitung 7 können weitere Stoffe zugeführt werden, z.B. Wasser,
Beton aus einer anderen Quelle, usw.. Der mit dem Zusatzmittel 5 vermischte
Beton 10' wird dann entsprechend auf der Baustelle am Verarbeitungsort 20
verarbeitet. Die Verarbeitung des Betons kann nach beliebigen Verfahren
erfolgen, z.B. mittels Spritzverfahren, Giessverfahren, usw.. Die Distanz von
der Mischeinrichtung bis zum Verarbeitungsort ist an sich beliebig, wird aber
vorteilhafterweise möglichst kurz gewählt, so dass möglichst wenig Abfall
anfällt, respektive aktivierter Beton in der Leitung verbleibt und diese eventuell
unbrauchbar macht. Mit der vorliegenden Mischeinrichtung ist es auch möglich,
die Leitung von der Mischeinrichtung bis zum Verarbeitungsort mit nicht
aktiviertem Beton 10 zu füllen, indem in der Mischeinrichtung kein Aktivator
mehr zugegeben wird. Dadurch wird verhindert, dass die Leitung verstopft.
Durch die hier gezeigte Mischeinrichtung wird es erlaubt, kleine
Zusatzmittelmengen zum plastisch-viskosen Gemisch zuzudosieren und
zuzumischen, insbesondere in einem Verhältnis von 1:100 bis 1:1000.FIG. 1 schematically shows the processing of a plastic-viscous mixture, FIG.
shown here by concrete 10 in a building. By means of a
In Fig. 2 ist die Mischeinrichtung 6 genauer dargestellt. Diese Mischeinrichtung
6 umfasst eine Zuführungsleitung 8 und einen Mischraum 9. Der Durchmesser
des Mischraumes 9 ist dabei vorteilhafterweise grösser als derjenige der
Zuführungsleitung 8, um die Durchflussgeschwindigkeit durch den Mischraum
zu erniedrigen. Der Mischraum wird vorzugsweise wegen den hohen Drücken
zylindrisch ausgeformt und kann ein kleines Volumen von kleiner als 100 Litern
aufweisen. Das vorliegende Mischverfahren wird vorzugsweise als Inline-Mischverfahren,
welches unter Druck steht, ausgeführt. In der
Zuführungsleitung 8, welche vorzugsweise abgewinkelt ist, sind Mittel 11 zur
Grobverteilung des Zusatzmittels 5 im Beton 10 angeordnet. Im Mischraum ist
ein nicht dargestelltes Mischelement angeordnet, welches über eine Welle 12
durch einen Antrieb 13 angetrieben werden kann. Durch die Welle 12 und das
im Mischraum 9 angeordnete Mischelement kann zusätzlicher Zusatzmittel 5 in
den Beton eingebracht werden. Weiter kann Zusatzmittel 5 im Anfangsbereich
des Mischraumes 9 eingedüst werden, wobei die zu verwendenden
Eindüsungsmittel analog zu den Eindüsungsmitteln 14, 14a ausgeformt werden
können. Das Zusatzmittel kann somit gleichzeitig an mehreren Stellen über
den Leitungsquerschnitt eingebracht und durch den stromabwärts gelegenen
Mischraum sowohl axial als auch radial homogen verteilt, respektive vermischt
werden. Dadurch entsteht am Ende des Mischraumes eine homogene
Verteilung des Zusatzmittels im Beton 10', so dass eine gleichmässige
Aktivierung des Betons erfolgt.
Die Abwinkelung der Zuführungsleitung hat mehrere Vorteile. So erlaubt die
Abwinkelung den Antrieb und die Welle für den Mischraum auf einer Achse
anzuordnen, ohne dass der Gemischstrom behindert wird. Weiter können in
der Abwinkelung Eindüsungsmittel 14a angeordnet werden, über die trotz der
Schmierschicht im Randbereich Zusatzmittel in den Randbereich des
gepumpten Betons eingebracht werden kann.
Die Zugabe des Zusatzmittels 5 erfolgt vorteilhaft mit der gleichen oder einer
grösseren Strömungsgeschwindigkeit als diejenige des Betons. Die
Relativgeschwindigkeit des Zusatzmittels ist dann grösser gleich null im
Vergleich zum Beton. Dadurch kann eine sichere Eindüsung des Zusatzmittels
gewährleistet werden, und dass die zur Eindüsung zu verwendenden Düsen
nicht verstopfen.In Fig. 2, the
The bending of the feed line has several advantages. Thus, the angling allows the drive and the shaft for the mixing chamber to be arranged on one axis without obstructing the mixture flow. In addition, injection means 14a can be arranged in the angling over which additive can be introduced into the edge region of the pumped concrete in spite of the smear layer in the edge region.
The addition of the
In Fig. 3a sind die Mittel 11 zur Grobverteilung des Zusatzmittels genauer
dargestellt. Über in der Zuführungsleitung 8 angeordnete Eindüsungsmittel 14
wird das Zusatzmittel 5 mittels mehreren Düsen 15 in den Beton eingebracht.
Die Eindüsungsmittel 14 sind in der Fig. 3 als Röhrchen mit Bohrungen als
Düsen 15 dargestellt, können jedoch auch anders ausgeformt werden. Das
eingedüste Zusatzmittel 5 bildet dabei Fäden im durch die Leitung gepumpten
Beton. Diese Fäden sind im Querschnitt unter II) der Fig. 3 dargestellt. Da der
Beton einem pumpfähigen Granulat-Suspension-Gemisch mit plastisch-viskosem
Verhalten entspricht, liegt die Reynoldszahl Re des Betons in der
Leitung ungefähr in einem Bereich von Re = 1 bis 1000, die Strömung ist also
laminar, kriechend. Dies heisst, dass das Zusatzmittel nicht durch Turbulenzen
vermischt wird, sondern "als Faden" lange erhalten bleibt. Die über die
Leitungslänge und -querschnitt angeordneten Eindüsungsmittel 14, 14a setzen
mehrere über den Querschnitt verteilte "Fäden" in den laminaren Betonstrom.
Da bei Gemischen wie Beton am Rande des Querschnittes der Leitung eine
Schmierschicht entsteht und wegen den rheologischen Eigenschaften des
Betons, wird das Zusatzmittel vorteilhafterweise über den gesamten
Querschnitt und nicht am Rande zugegeben, damit das Zusatzmittel in den
Beton eingebracht werden kann.In Fig. 3a, the
Nach Fig. 3b sind die Düsen 15 in den Eindüsungsmitteln 14 vorzugsweise so
angeordnet, dass die Eindüsung des Zusatzmittels in Strömungsrichtung des
Betons 10 erfolgt. Dadurch werden die Düsen 15 durch den Beton nicht
verstopft und der zugegebene Zusatzmittel bildet im Beton eine fadenförmige
Struktur und verweilt nicht in der Schmierschicht, wie dies bei der Zugabe über
Wandöffnungen in der Zuführungsleitung 8 passieren würde.According to Fig. 3b, the
In Fig. 4a sind weitere Mittel 11 zur Grobverteilung des Zusatzmittels
dargestellt. Die Zuführungsleitung 8 weist eine Erweiterung auf, in der ein
Eindüsungsmittel 14' angeordnet ist. Das Eindüsungsmittel 14' dient als
Strömungsteiler, welcher den Betonstrom 10 in zwei Teile aufteilt. Das
Zusatzmittel 5 wird am stromabwärtigen Ende des Eindüsungsmittels 14'
mittels mehreren Düsen 15 in den Beton eingebracht, siehe Fig. 4b, 4c. Das
Eindüsungsmittel 14' weist einen im wesentlichen ellipsenförmigen Querschnitt
mit scharfen An- und Abströmkanten auf. Dieses Eindüsungsmittel 14' wird
relativ massiv gebaut, um z.B. Steinen im Beton widerstehen zu können und
damit eine Beschädigung des Eindüsungsmittels zu verhindern. Der
Querschnitt der Zuführungsleitung 8 ist entsprechend den Dimensionen des
Eindüsungsmittels erweitert, so dass der Betonstrom gleichmässig fliesst und
die Strömung des Betons möglichst wenig beeinflusst wird. Nach Wunsch kann
der Querschnitt jedoch auch so angepasst werden, dass im Bereich der
Eindüsung des Zusatzmittels die Strömung beschleunigt oder verlangsamt
wird.
Zusätzlich können im Randbereich der Zuführungsleitung, im Bereich der
Düsen 15 auch hier Eindüsungsmittel 14a angeordnet werden, um Zusatzmittel
im Randbereich einzudüsen.In Fig. 4a further means 11 for coarse distribution of the additive are shown. The
In addition, in the region of the
Nach Fig. 4b und 4c kann das Eindüsungsmittel 14' verschieden im Zuführungsmittel 8 ausgerichtet werden. Insbesondere wenn mehrere Eindüsungsmittel 14' in Serie im Zuführungsmittel 8 angeordnet werden, ist es von Vorteil, diese unterschiedlich im Zuführungsmittel auszurichten, wie dies schematisch in den Fig. 4b und 4c dargestellt ist.According to Fig. 4b and 4c, the injection means 14 'different in Feeding means 8 are aligned. Especially if several Injector means 14 'are arranged in series in the feed means 8 advantageous to align them differently in the feeding means, as this is shown schematically in Figs. 4b and 4c.
In Fig. 4d ist die Zusatzmittelverteilung im Beton stromabwärts von zwei Eindüsungsmittel 14' entsprechend Fig. 4b und 4c dargestellt. Es ergibt sich eine gute Verteilung des Zusatzmittels im Beton, welche durch zusätzliche Eindüsungsmittel noch verbessert werden kann.In Fig. 4d, the additive distribution in the concrete is downstream of two Injection means 14 'shown in FIG. 4b and 4c. It turns out a good distribution of the additive in the concrete, which by additional Injection agent can be improved.
Die Aufgabe von Zusatzmittel über die Eindüsungsmittel 14, 14', 14a erfolgt vorteilhafterweise so, dass der Zusatzmittelvolumenstrom überall proportional am Volumenstrom des Granulat-Suspension-Gemisches angepasst wird und somit über den gesamten Querschnitt die selbe Menge Zusatzmittel verteilt ist. Dies bedeutet somit, dass am Rande mengenmässig weniger Zusatzmittel zugegeben wird als im mittleren Gebiet der Leitung. Dies weil das Granulat-Suspension-Gemisch am Rande eine viel kleinere Strömungsgeschwindigkeit aufweist als in der Mitte. Die Zugabe der gleichen Menge an Zusatzmittel unmittelbar am Rande würde zu einer Anhäufung des Zusatzmittels am Rande gegenüber dem mittleren Gebiet der Leitung führen.The task of additive via the injection means 14, 14 ', 14a takes place advantageously such that the additive volume flow is proportional everywhere is adapted to the flow rate of the granular suspension mixture and Thus, over the entire cross section, the same amount of additive is distributed. This means that on the edge quantitatively less additives is admitted as in the middle region of the line. This because the granule suspension mixture on the edge of a much smaller flow velocity as in the middle. The addition of the same amount of additive just on the edge would lead to an accumulation of the additive on the edge lead to the middle region of the line.
In Fig. 5 ist der Mischraum 9 im Detail dargestellt. Im Mischraum sind auf der
Welle 12 mehrere Stufen von Mischelementen 16 in Strömungsrichtung
angeordnet, es kann jedoch auch nur ein Mischelement verwendet werden. Die
Welle 12 wird über den hier nicht dargestellten Antrieb in Rotation versetzt, so
dass das bereits zugegebene fadenförmige Zusatzmittel im Beton
quervermischt wird. Die Form der Mischelemente ist an sich beliebig, wobei
einige mögliche Ausführungsformen in der nachfolgenden Fig. 7 beschrieben
werden. Zusatzmittel 5 kann hier auch direkt über die Mischelemente 16 in den
Beton zugeführt werden, wobei die Düsen analog den Eindüsungsmitteln
ausgeformt sind. Die Zuführung des Zusatzmittels erfolgt über die Welle 12.
Am Rand des Mischraumes 9 können zusätzlich noch statische Mischelemente
17 angeordnet sein, welche den Mischprozess der Mischelemente 16
unterstützen. Die Anzahl, Form und Position der an der Wand oder auch im
Inneren angebrachten statischen Mischelemente 17 sind so, dass sie keine
Verstopfung verursachen. Zusätzlich verhindern die statischen Mischelemente
17 Randgängigkeiten.
Die Welle 12, welche über ein Lager 12a gelagert wird, muss nicht zwingend
auf der Mittelachse der Leitung 8 liegen, sondern kann im Einzelfall für eine
bessere Vermischung auch neben der Mittelachse angeordnet werden, wie
dies in der Figur durch den Doppelpfeil symbolisiert wird.In Fig. 5, the mixing
The
In Fig. 6 ist ein Mischelement 16 im Detail dargestellt. Die Welle 12 und das
Mischelement 16 weisen Bohrungen auf, über die das Zusatzmittel 5 zu Düsen
15 geleitet wird, über die das Zusatzmittel austritt. Auch hier sind die Düsen 15
im Mischelement 16 vorzugsweise so angeordnet, dass die Eindüsung des
Zusatzmittels in Strömungsrichtung des Betons 10 erfolgt. Dadurch werden die
Düsen 15 durch den Beton nicht verstopft. Die Düsen können natürlich über
die gesamte radiale Ausdehnung des Mischelementes 16 angeordnet werden
oder auch nur über gewisse Teilbereiche.
Die Düsen müssen auch nicht symmetrisch angeordnet sein, so dass durch
eine gewisse Asymmetrie die Vermischung je nach Ausführung verbessert
werden kann.In Fig. 6, a mixing
The nozzles do not have to be arranged symmetrically, so that the mixing can be improved depending on the design by a certain asymmetry.
In Fig. 7 sind einige verschiedene mögliche Ausführungsformen von
Mischelementen 16 dargestellt. Es sind dies a) Propellerrührer, b)
Scheibenrührer, c) Zahnscheibenrührer, d) Schrägblattrührer, e)
Impellerrührer, f) Ankerrührer, g) Gitterrührer oder Blattrührer, h)
Kreuzbalkenrührer, i) MIG-Rührer und k) Wendelrührer. Grundsätzlich können
diese Arten von Mischelementen alleine, in Kombination oder Abwandlung
verwendet werden. Vorzugsweise sollte das Mischelement jedoch so
ausgestaltet sein, dass es möglichst wenig Widerstand im Beton erzeugt.In Fig. 7 are several different possible embodiments of
Mixing
In Fig. 8 ist eine weitere Ausführungsform des Mischraums 9 dargestellt. Im
Mischraum sind auf der Welle 12 mehrere Stufen von Mischelementen 16 als
Wendelrührer angeordnet. Über die Welle 12 und die Mischelemente 16 wird
dem Beton Zusatzmittel 5 während der Quervermischung zugegeben. Diese
Ausgestaltung des Mischelementes erzeugt wenig Widerstand im Beton und
erlaubt eine gleichmässige Zumischung des Zusatzmittels. Natürlich können
bei der Verwendung eines Wendelrührers auch zwei oder mehr
ineinandergeschachtelte Wendelrührer verwendet werden, damit die
Vermischung verbessert wird und die Zugabe von Zusatzmittel über den
gesamten Querschnitt ermöglicht wird.FIG. 8 shows a further embodiment of the mixing
In Fig. 9 ist eine weitere Ausführungsform eines Mischraums 9 dargestellt. Im
Mischraum sind zwei Wellen 12 mit mehreren Stufen von Mischelementen 16
in Strömungsrichtung angeordnet. Die beiden Wellen 12 rotieren dabei
vorzugsweise gegeneinander und die Mischelemente können
ineinandergreifen, jedoch möglichst ohne sich zu berühren. In Fig. 10 ist das
Ineinandergreifen der Mischelemente im Detail dargestellt. Auf der rechten
Seite ist schematisch die Wirkung dieser Mischung, dass heisst das Dehnen
und Falten, bzw. die Feinverteilung des Zusatzmittels im Beton dargestellt.
Natürlich können auch eine beliebige Anzahl weiterer Wellen verwendet
werden.FIG. 9 shows a further embodiment of a mixing
In Fig. 11a und 11b ist eine weitere Ausführungsform des Mischraums 9
dargestellt. Die Welle 12' zum Antrieb der Mischelemente 16' ist hier nicht im
Mischraum angeordnet, sondern ausserhalb. Mittels der Welle 12', welche über
einen Antrieb 13 angetrieben wird, werden um den Mischraum rotierenden
Mischelemente 16' angetrieben. Der Antrieb erfolgt vorteilhafterweise über auf
der Welle 12' angeordnete Zahnräder 18, welche in den Zahnkranz 19 der
Mischelemente 16' eingreifen. Die eigentlichen Mischelemente ragen dabei in
den durch den Mischraum geförderten Beton hinein und vermischen den Beton
und das Zusatzmittel, dies insbesondere im Randbereich. Wie weit die
Mischelemente hineineragen, muss den jeweiligen Gegebenheiten angepasst
werden, wie z.B. dem plastisch-viskosen Gemisch, der Geometrie des
Mischraumes, usw.. Über die Mischelemente 16' kann auch hier dem Beton
Zusatzmittel 5 während der Quervermischung zugegeben werden. Diese
Ausgestaltung des Mischelementes erzeugt wenig Widerstand im Beton und
erlaubt eine gleichmässige Zumischung des Zusatzmittels.FIGS. 11 a and 11 b show a further embodiment of the mixing
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das gezeigte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Anstatt des Aktivators können beliebige Zusatzmittel oder andere Stoffe verwendet werden, die in relativ kleinen Mengen in ein plastisch-viskoses Gemisch eingemischt werden sollen. Auch das zu verwendende plastisch-viskose Gemisch ist an sich beliebig. Somit können solche Mischeinrichtungen wie sie oben dargestellt wurden, nicht nur für die Einmischung von Zusatzmitteln in Beton verwendet werden, sondern auch überall dort, wo etwas einem Gemisch mit plastisch-viskosem Verhalten zugemischt werden muss. Anwendungsfelder liegen somit in der Bauindustrie, Ölraffination, pyrometallurgische Zugabe in der Gewinnung von Metallen aus Erzen, Legieren von Metallen, Teigwarenherstellung, Einbringen von Zusatzstoffen in Teige, z.B von Nüssen in Brot, Einbringen von Beeren usw. in Joghurt, Kunststoffverarbeitung, einemulgieren von Aromaölen in verschiedene Lebensmittel, Honigaufbereitung, chemische Industrie, Pharmaindustrie, Farbmittelindustrie, usw.. Insbesondere bei der Keramikherstellung mittels Schlickerguss werden die Schlicker zur Keramikfabrik transportiert und dem Schlicker vor dem Guss noch ein Thyxotropierungsmittel zugefügt. Of course, the invention is not limited to the one shown and described Embodiment limited. Instead of the activator can be any Additives or other substances that are used in relatively small amounts Quantities should be mixed in a plastic-viscous mixture. Also the plastic-viscous mixture to be used is arbitrary per se. Consequently For example, such mixing devices as those set forth above can not only for the admixture of additives in concrete, but also wherever something has a mixture with plastic-viscous behavior must be mixed. Applications are thus in the construction industry, Oil refining, pyrometallurgical addition in the extraction of metals Ores, alloying metals, pasta production, introduction of Additives in doughs, for example of nuts in bread, berries, etc. in Yoghurt, plastic processing, emulsifying aromatic oils into various Food, honey processing, chemical industry, pharmaceutical industry, Colorant industry, etc .. Especially in ceramic production by means of Schlickerguss the sludges are transported to the ceramic factory and the Slip before casting a Thyxotropierungsmittel added.
- 11
- Transportfahrzeugtransport vehicle
- 22
- Behältercontainer
- 33
- Pumpepump
- 44
- Leitungmanagement
- 55
- Zusatzmittel / AktivatorAdditive / activator
- 66
- Mischeinrichtungmixing device
- 77
- Leitungmanagement
- 88th
- Zuführungsleitungfeed pipe
- 99
- Mischraummixing room
- 1010
- Beton verzögertConcrete delayed
- 10'10 '
- Beton aktiviertConcrete activated
- 1111
- Mittel zur GrobverteilungGrob distribution means
- 1212
- Wellewave
- 12'12 '
- Wellewave
- 12a12a
- Lager WelleBearing shaft
- 1313
- Antriebdrive
- 1414
- Eindüsungsmittelinjection means
- 14'14 '
- Eindüsungsmittelinjection means
- 14a14a
- Eindüsungsmittelinjection means
- 1515
- Düsenjet
- 1616
- Mischelementmixing element
- 16'16 '
- Mischelementmixing element
- 1717
- statische Mischelementestatic mixing elements
- 1818
- Zahnrad auf WelleGear on shaft
- 1919
- Zahnkranz 16'Sprocket 16 '
- 2020
- Verarbeitungsortprocessing site
Claims (15)
dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitung (8) mindestens ein Eindüsungsmittel (14, 14', 14a) zur Zugabe von Zusatzmittel (5) in das Gemisch (10) angeordnet ist, und dass stromabwärts ein Mischraum (9) angeordnet ist, in welchem das Zusatzmittel (5) mit dem plastisch-viskosen Gemisch (10) dynamisch vermischt wird.Mixing device (6) for admixing an additive in a pumpable mixture (10) with plastic-viscous behavior, in particular concrete, wherein the mixture is conveyed in a line (4, 8),
characterized in that in the line (8) at least one injection means (14, 14 ', 14a) for adding additive (5) in the mixture (10) is arranged, and that downstream of a mixing chamber (9) is arranged, in which the admixture (5) is dynamically mixed with the plastic-viscous mixture (10).
dadurch gekennzeichnet, dass im Mischraum mindestens ein drehbares Mischelement (16) angeordnet ist.Mixing device according to claim 1,
characterized in that in the mixing space at least one rotatable mixing element (16) is arranged.
dadurch gekennzeichnet, dass das Mischelement (16) auf einer Welle (12) angeordnet ist und dass der Antrieb (13) der Welle axial zur Welle angeordnet ist.Mixing device according to claim 2,
characterized in that the mixing element (16) is arranged on a shaft (12) and that the drive (13) of the shaft is arranged axially to the shaft.
dadurch gekennzeichnet, dass das drehbare Mischelement (16) ein Wendelrührer ist.Mixing device according to claim 2 or 3,
characterized in that the rotatable mixing element (16) is a helical stirrer.
dadurch gekennzeichnet, dass das Mischelement (16) Mittel zur Zugabe von Zusatzmittel (5) in das Gemisch (10) aufweist.Mixing device according to claim 2, 3 or 4,
characterized in that the mixing element (16) comprises means for adding additive (5) into the mixture (10).
dadurch gekennzeichnet, dass im Mischraum mindestens ein statisches Mischelement (17) angeordnet ist.Mixing device according to one of the preceding claims,
characterized in that in the mixing space at least one static mixing element (17) is arranged.
dadurch gekennzeichnet, dass die Eindüsungsmittel (14, 14', 14a) im Strom des plastisch-viskosen Gemisches (10) angeordnet sind.Mixing device according to one of the preceding claims,
characterized in that the injection means (14, 14 ', 14a) are arranged in the flow of the plastic-viscous mixture (10).
dadurch gekennzeichnet, dass die Eindüsungsmittel (14, 14', 14a) Düsen (15) aufweisen, welche im wesentlichen stromabwärts gerichtet sind.Mixing device according to one of the preceding claims,
characterized in that the injection means (14, 14 ', 14a) have nozzles (15) which are directed substantially downstream.
dadurch gekennzeichnet, dass die stromaufwärts des Mischraums (9) angeordnete Leitung (8) abgewinkelt ist.Mixing device according to one of the preceding claims,
characterized in that the upstream of the mixing chamber (9) arranged line (8) is angled.
dadurch gekennzeichnet, dass das pumpfähige Gemisch (10) mit plastisch-viskosem Verhalten ein Granulat-Suspension-Gemisch wie Beton ist.Mixing device according to one of the preceding claims,
characterized in that the pumpable mixture (10) with plastic-viscous behavior is a granular suspension mixture such as concrete.
dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmittel (5) dem pumpfähigen Gemisch (10) über mindestens ein Eindüsungsmittel (14, 14', 14a) zugegen wird und anschliessend in einen stromabwärts angeordneten dynamischen Mischraum im pumpfähigen Gemisch (10) vermischt wird.Method for adding an admixture (5) to a pumpable mixture (10) having plastic-viscous behavior, in particular concrete, the mixture being conveyed in a duct (4, 8),
characterized in that the additive (5) to the pumpable mixture (10) via at least one injection means (14, 14 ', 14a) is present and then in a downstream dynamic mixing space in the pumpable mixture (10) is mixed.
dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmittel (5) mittels der Eindüsungsmittel (14, 14', 14a) an mehreren über den Querschnitt der Leitung verteilten Stellen zugegeben wird.Method according to claim 11,
characterized in that the additive (5) is added by means of the injection means (14, 14 ', 14a) at a plurality of points distributed over the cross section of the conduit.
dadurch gekennzeichnet, dass Zusatzmittel (5) im dynamischen Mischraum zugegeben wird.Method according to claim 11 or 12,
characterized in that additive (5) is added in the dynamic mixing chamber.
dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmittel (5) über mindestens ein im Mischraum angeordnetes Mischelement (16) zugegeben wird.Method according to claim 13,
characterized in that the additive (5) is added via at least one mixing element (16) arranged in the mixing chamber.
dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmittel (5) über die Welle des Mischelementes (16) zum Mischelement gefördert wird.Method according to claim 14,
characterized in that the additive (5) via the shaft of the mixing element (16) is conveyed to the mixing element.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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EP04102373A EP1600205A1 (en) | 2004-05-28 | 2004-05-28 | Mixing apparatus and method for adding an additive to a pumpable mixture |
PCT/EP2005/052447 WO2005115600A1 (en) | 2004-05-28 | 2005-05-30 | Mixing device and method for introducing an additive into a pumpable mixture |
EP05752749A EP1758672A1 (en) | 2004-05-28 | 2005-05-30 | Mixing device and method for introducing an additive into a pumpable mixture |
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Publications (1)
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EP1600205A1 true EP1600205A1 (en) | 2005-11-30 |
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ID=34929140
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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EP04102373A Withdrawn EP1600205A1 (en) | 2004-05-28 | 2004-05-28 | Mixing apparatus and method for adding an additive to a pumpable mixture |
EP05752749A Withdrawn EP1758672A1 (en) | 2004-05-28 | 2005-05-30 | Mixing device and method for introducing an additive into a pumpable mixture |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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EP05752749A Withdrawn EP1758672A1 (en) | 2004-05-28 | 2005-05-30 | Mixing device and method for introducing an additive into a pumpable mixture |
Country Status (2)
Country | Link |
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WO (1) | WO2005115600A1 (en) |
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- 2005-05-30 EP EP05752749A patent/EP1758672A1/en not_active Withdrawn
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Publication number | Publication date |
---|---|
EP1758672A1 (en) | 2007-03-07 |
WO2005115600A1 (en) | 2005-12-08 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
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AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR |
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AX | Request for extension of the european patent |
Extension state: AL HR LT LV MK |
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17P | Request for examination filed |
Effective date: 20060530 |
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AKX | Designation fees paid |
Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR |
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AXX | Extension fees paid |
Extension state: MK Payment date: 20060530 Extension state: LV Payment date: 20060530 Extension state: LT Payment date: 20060530 Extension state: HR Payment date: 20060530 Extension state: AL Payment date: 20060530 |
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17Q | First examination report despatched |
Effective date: 20061106 |
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STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN |
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18D | Application deemed to be withdrawn |
Effective date: 20070317 |