EP1623754A1 - Method and apparatus for preparation of soil materials - Google Patents
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- EP1623754A1 EP1623754A1 EP05017141A EP05017141A EP1623754A1 EP 1623754 A1 EP1623754 A1 EP 1623754A1 EP 05017141 A EP05017141 A EP 05017141A EP 05017141 A EP05017141 A EP 05017141A EP 1623754 A1 EP1623754 A1 EP 1623754A1
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- EP
- European Patent Office
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- working
- receptacle
- shafts
- treatment
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
- E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil
Definitions
- the invention relates to a method and a device for the treatment of earth.
- a Siebbrecher for earth material which has a trained as a bucket housing, the rear wall is designed as Brechersieb and in parallel and in operating position substantially horizontally positioned, rotating hollow shafts with each other at an axial distance to this rotatably arranged separation discs and crusher elements are arranged.
- the adjacent hollow shafts are arranged so that the separation discs are located opposite one another in a plane to the arrangement.
- In the space between two adjacent separation discs of a shaft teeth in each case on a pointing breaker element is rotatably supported. The distance between the elements and the distance between the separation discs arranged adjacently on a shaft thereby determine the sieving fineness of the crusher sieve.
- the hollow shafts are synchronously rotated by a chain drive on the outside of the housing.
- a disadvantage of this arrangement is that the grain size of the mechanically treated soil can only be regulated to a limited extent over the residence time in the crusher plant. Discrete control of the fraction or grain size is not possible.
- a device for the treatment of earth materials in which a blade separator with a pressure vessel, which serves to receive additives, is combined to form a stationary device.
- This arrangement which is particularly suitable for small construction sites, also allows only the treatment of soil with a constant grain size. An individual adjustment of the crushing or grinding process is not possible at this stationary establishment.
- the object of the invention is to propose a method and a device for the treatment of earth, the targeted introduction of different amounts of energy in the form of frictional energy and kinetic energy in the particles to influence technologically relevant properties (Ansteif originally, density, strength) of the mix and a defined Allow control of the addition of the dry components while reducing the environmental impact.
- methods and apparatus for the treatment of soils and building materials are used in the founding, backfilling or bulk of buildings, the filling of line and / or cable ducts, for fillings, roads and paths and for the bedding of Pipelines and supply lines or the complete backfilling of channels or trenches are used and in which the building material is initially adjusted by means of water and other components temporarily flowable.
- the object is achieved by a method having the features of the main claim and by devices having the features of the dependent claims 2 to 4 and 14.
- Preferably far inventions of the invention are the subject of the dependent claims.
- the process for the treatment of soil is transferred periodically or continuously before, during or after a mixing process kinetic energy to the particles of the soil, which leads to a charge and activation of the particles.
- the process of activating the particles of soil occurs by introducing kinetic energy in the form of friction energy during mechanical mixing of the soil ingredients in the dry state.
- An apparatus for the treatment of earth consists of at least two working shafts and / or working axes, which are arranged parallel to each other and axially spaced in a receptacle.
- working shafts and working axes are understood in the context of this application waves or axes on the circumference of one or more axially spaced tools or tool elements are either rotatably connected to the working shaft or mounted on the working axis and are driven separately.
- tools are understood as means of aiding a mechanical processing and processing of earth (eg disks, flails, cutters, chisels).
- the axial distance of the working shafts and working axes to each other is adjustable depending on the desired degree of energy input.
- the speed and the direction of rotation of the working shafts are individually controllable.
- the two working shafts perform an opposite movement, which leads to a "combing" of Bodeninhaltsstoff.
- a defined slip By regulating the rotational speed or the peripheral speed of the working shafts, a defined slip can also be generated, which leads to a particularly intensive introduction of energy into the mechanically processed soil particles in the form of friction energy.
- An alternative form for the defined introduction of frictional energy in the soil to be prepared consists in the axial setting of the disc spacing of the intermeshing discs of the working shafts (separators).
- the increase in the entry of frictional energy results in a better rubbing of the mixed material into fine-grained material.
- the mix also has a significant charge separation due to the applied friction work.
- two or more working shafts are arranged so that the disk-shaped tools located on the inside each dive into the space of the opposite working shaft (principle "disk in disk”).
- This arrangement also results in an increase in the energy input due to friction in the soil and a particularly homogeneous mixing of the soil ingredients. Likewise, clumping is avoided in this arrangement and it can be made a targeted influencing the maximum grain size of the material to be separated.
- the working path is affected, a soil particles has to cover when passing the discs. This path is also a measure of the size of the transmitted to the particles friction energy.
- the device for the treatment of earth consists of a receptacle in which at least two working shafts are arranged parallel to each other and axially spaced rotatable, the axial distance of the working shafts to each other and / or adjacent walls of the receptacle adjustable and the speed or the peripheral speed and / or the direction of rotation of the working shafts is set or regulated individually or in groups.
- a channel is arranged, which serves to accommodate the dry components and their dust-tight transmission to near the working area of at least one working shaft.
- the channel assumes the function of a depot and a supply and metering device.
- the channel is formed by the double-walled rear wall of the receptacle of a blade separator.
- a metering device is arranged at the mouth of the channel, which allows a continuous or cyclic addition of the dry components.
- the metering device is designed as Zellradscheuse.
- the receptacle has facilities for determining the water or moisture content of the earth.
- the device for determining the water or moisture content is connected to a weighing device and / or a flow rate measuring device.
- the weighing device and / or the flow rate measuring device and / or the device for determining the water or moisture content of the earths are in operative connection with one another.
- a quasi-stationary device for the treatment of earth in construction site operation consists of a large-volume receptacle in which three working shafts are arranged parallel to each other.
- the wall of the receptacle is adapted to the contour of the three rotating working shafts.
- Two working shafts are axially displaceable or pivotable relative to each other and to the third working shaft.
- Speed and direction of rotation of each working shaft is individually controllable.
- the lower working shaft is arranged axially displaceable, so that the lateral distances between the mutually corresponding tool elements of the opposing working shafts are adjustable.
- the filling of the receptacle is carried by a high tank, which is arranged above the receptacle.
- the raw materials to be processed may be temporarily stored.
- the removal from the elevated tank a precise dosage of the extracted volumes is possible.
- the removal or withdrawal of the ground and energetically charged soil particles is carried out by gravity or generating a negative pressure at the bottom of the sieve-like shaped bottom of the receptacle.
- a blade separator as a functional part of a wheel loader on two rotatably mounted working shafts, which are positively surrounded by a blade.
- the control of the speed and the direction of rotation of both working shafts is done separately with known hydraulic drive elements.
- a working shaft is mounted axially displaceable and allows a change in the lateral distance of acting as machining tools discs that are mounted on both working shafts.
- the other working shaft is pivotally mounted and thereby allows the adjustment of the axial distance of the lateral surfaces of the parallel working shafts and at the same time a change in the distance of this shaft to the adjacent wall of the receptacle.
- an adjustment of the grain or fraction size and a targeted dosage of the friction energy is possible, which are transmitted to the soil particles in the mechanical processing and when passing the movable and stationary elements of the device.
- a Schaufdseparator as a functional part of a wheel loader on three rotatably mounted working shafts, which are positively surrounded by a blade, which also forms the receptacle.
- the control of the speed and the direction of rotation the working shafts are separated with known hydraulic drive elements.
- the middle working shaft is mounted axially displaceable and allows a change in the lateral distance of acting as processing tools discs that are mounted on the working shafts.
- a working shaft is pivotally mounted and thereby enables the adjustment of the axial distance of the lateral surfaces of the parallel working shafts and at the same time a change in the distance of this shaft to the adjacent wall of the receptacle.
- an adjustment of the grain or fraction size and a targeted dosage of the friction energy is possible, which are transmitted to the soil particles in the mechanical processing and when passing the movable and stationary elements of the device.
- the channel which serves as a reservoir for receiving and supplying the dry components, is designed as a double-walled rear wall of the receptacle.
- the overhead filling opening of the channel has an adapter which, in conjunction with a filling nozzle, enables a dust-proof transfer of the dry components.
- a rotary valve is arranged at the mouth (outlet opening) of the channel as a metering.
- the rotary valve and a weighing device allow the determination of the recorded or added quantities or volumes of building material components.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Erdstoffen.The invention relates to a method and a device for the treatment of earth.
Zur mechanischen Aufbereitung von Erdstoffen, die nachfolgend im Hoch oder Tiefbau verwendet werden, werden seit langem Siebbrecher, Mahlwerke und dergleichen verwendet.For the mechanical treatment of earth, which are subsequently used in civil engineering, Siebbrecher, grinders and the like have long been used.
Aus der DE 93 04 186 U ist ein Siebbrecher für Erdmaterial bekannt, der ein als Kübel ausgebildetes Gehäuse aufweist, dessen Hinterwand als Brechersieb ausgebildet ist und in dem dazu parallel und in Betriebsposition im wesentlichen horizontal positionierte, rotierende Hohlwellen mit im axialen Abstand zueinander an diesen drehfest angeordneten Separationsscheiben und Brecherelemente angeordnet sind. Die benachbarten Hohlwellen sind so angeordnet, dass sich die Separationsscheiben einander gegenüberliegend in einer Ebene zur Anordnung befinden. Im Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Separationsscheiben einer Welle ist jeweils ein Zähne auf weisendes Brecherelement drehfest gehaltert. Der Abstand zwischen den Elementen und der Abstand der auf einer Welle benachbart angeordneten Separationsscheiben bestimmen dabei die Siebfeinheit des Brechersiebes. Die Hohlwellen werden über einen Kettenantrieb an der Außenseite des Gehäuses synchron in Rotation versetzt.From DE 93 04 186 U a Siebbrecher for earth material is known, which has a trained as a bucket housing, the rear wall is designed as Brechersieb and in parallel and in operating position substantially horizontally positioned, rotating hollow shafts with each other at an axial distance to this rotatably arranged separation discs and crusher elements are arranged. The adjacent hollow shafts are arranged so that the separation discs are located opposite one another in a plane to the arrangement. In the space between two adjacent separation discs of a shaft teeth in each case on a pointing breaker element is rotatably supported. The distance between the elements and the distance between the separation discs arranged adjacently on a shaft thereby determine the sieving fineness of the crusher sieve. The hollow shafts are synchronously rotated by a chain drive on the outside of the housing.
Ein Nachteil dieser Anordnung ist, dass die Körnung des mechanisch aufbereiteten Bodens nur begrenzt über die Verweildauer im Brecherwerk geregelt werden kann. Eine diskrete Steuerung der Fraktions- oder Korngröße ist nicht möglich.A disadvantage of this arrangement is that the grain size of the mechanically treated soil can only be regulated to a limited extent over the residence time in the crusher plant. Discrete control of the fraction or grain size is not possible.
Aus der DE 100 38 010 A1 ist eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Erdstoffen bekannt, bei der ein Schaufelseparator mit einem Druckbehälter, der der Aufnahme von Zuschlagstoffen dient, zu einer stationären Einrichtung zusammengefasst ist. Diese, insbesondere für kleine Baustellen geeignete Anordnung, ermöglicht ebenfalls nur die Aufbereitung von Boden mit einer konstanten Korngröße. Eine individuelle Einstellung des Brech oder Mahlvorganges ist an dieser stationären Enrichtung nicht möglich.From DE 100 38 010 A1 a device for the treatment of earth materials is known, in which a blade separator with a pressure vessel, which serves to receive additives, is combined to form a stationary device. This arrangement, which is particularly suitable for small construction sites, also allows only the treatment of soil with a constant grain size. An individual adjustment of the crushing or grinding process is not possible at this stationary establishment.
Zudem kommt es unter Produktionsbedingungen an derartigen Vorrichtungen, insbesondere an Schaufelseparatoren, beim Betrieb zu Umweltbelastungen durch Staubentwicklung beim Zugeben der Trockenkomponenten und beim energie-intensiven Mischprozess kommt. Ein weiteres Problem besteht in der z. T. nicht vollständigen Durchmischung der Komponenten nach deren Aufgabe auf den Schaufelseparator im nachfolgenden Separiervorgang. Ebenso ist an bekannten Vorrichtungen mit dem Wirkprinzip eines Schaufelseparators keine kontinuierliche und temporär dosierte Zugabe der Trockenkomponenten möglich.In addition, it comes under production conditions of such devices, in particular on blade separators, the operation comes to environmental pollution by dust during the addition of dry components and the energy-intensive mixing process. Another problem is the z. T. not complete mixing of the components after their task on the blade separator in the subsequent Separiervorgang. Likewise, no continuous and temporarily metered addition of the dry components is possible on known devices with the operating principle of a blade separator.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Erdstoffen vorzuschlagen, die eine gezielte Einbringung unterschiedlicher Energiemengen in Form von Reibungsenergie und kinetischer Energie in die Erdstoffpartikel zur Beeinflussung technologisch relevanter Eigenschaften (Ansteifgeschwindigkeit, Dichte, Festigkeit) des Mischgutes und eine definierte Steuerung der Zugabe der Trockenkomponenten bei gleichzeitiger Reduzierung der Umweltbelastung ermöglichen.The object of the invention is to propose a method and a device for the treatment of earth, the targeted introduction of different amounts of energy in the form of frictional energy and kinetic energy in the particles to influence technologically relevant properties (Ansteifgeschwindigkeit, density, strength) of the mix and a defined Allow control of the addition of the dry components while reducing the environmental impact.
Insbesondere sollen Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Böden und Baustoffen eingesetzt werden, die bei der Gründung, Hinterfüllung oder Durchschüttung von Bauwerken, der verfüllung von Leitungs und/oder Kabelschächten, für Auffüllungen, Straßen und Wege sowie für die Bettung von Rohrleitungen und Versorgungsleitungen oder die komplette Verfüllung von Kanälen oder Gräben zum Einsatz gelangen und bei denen der Baustoff anfänglich mittels Wasser und weiterer Komponenten temporär fließfähig eingestellt wird.In particular, methods and apparatus for the treatment of soils and building materials are used in the founding, backfilling or bulk of buildings, the filling of line and / or cable ducts, for fillings, roads and paths and for the bedding of Pipelines and supply lines or the complete backfilling of channels or trenches are used and in which the building material is initially adjusted by means of water and other components temporarily flowable.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruches und durch Vorrichtungen mit den Merkmalen der Nebenansprüche 2 bis 4 und 14. Vorzugsweise Weitabildungen der Erfindung sind Gegenstand rückbezogener Unteransprüche.According to the invention, the object is achieved by a method having the features of the main claim and by devices having the features of the dependent claims 2 to 4 and 14. Preferably far inventions of the invention are the subject of the dependent claims.
Bei dem Verfahren zur Aufbereitung von Erdstoffen wird periodisch oder kontinuierlich vor, während oder nach einem Mischprozess kinetische Energie auf die Erdstoffpartikel übertragen, die zu einer Ladung und Aktivierung der Partikel führt.
Vorteilhaft erfolgt der Prozess der Aktivierung der Erdstoffpartikel durch Eintrag von kinetischer Energie in Form von Reibungsenergie beim mechanischen Mischen der Bodeninhaltsstoffe im trockenen Zustand.In the process for the treatment of soil is transferred periodically or continuously before, during or after a mixing process kinetic energy to the particles of the soil, which leads to a charge and activation of the particles.
Advantageously, the process of activating the particles of soil occurs by introducing kinetic energy in the form of friction energy during mechanical mixing of the soil ingredients in the dry state.
Überraschend zeigte sich, dass durch das gezielte Einbringen von Reibungsenergie der Grad der Ladungstrennung und damit die Aktivierung der Bodenpartikel erhöht und dadurch technologisch relevante Prozessgrößen, wie die Ansteifgeschwindigkeit, die Zeitdauer bis zum Verfestigen des zunächst fließfähig eingestellten Bodengemisches, die Bedenfestigkeit und seine Dichte, direkt beeinflusst werden können. Damit kann u. a. die Zeitdauer bis zur Verfestigung des temporär fließfähig eingestellten Bodengemisches minimiert werden, um beim Verlegen mehrerer übereinander liegender Rohrleitungen in einem Kanalgraben die Verschalungselemente in kürzeren Taktzeiten ziehen zu können.Surprisingly, it has been shown that the targeted introduction of frictional energy directly increases the degree of charge separation and thus the activation of the soil particles, thereby directly increasing the technologically relevant process variables, such as the rate of stiffening, the time until solidification of the initially flowable soil mixture, the resistance to soiling and its density can be influenced. Thus, inter alia, the time to solidification of the temporarily flowable ground mixture can be minimized in order to be able to pull the shuttering elements in shorter cycle times when laying several superimposed pipelines in a channel trench.
Eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Erdstoffen besteht aus mindestens zwei Arbeitswellen und/oder Arbeitsachsen, die parallel zueinander und axial beabstandet in einem Aufnahmebehältnis angeordnet sind.
Unter Arbeitswellen und Arbeitsachsen werden im Sinne dieser Anmeldung Wellen oder Achsen verstanden, auf deren Umfang sich ein odermehrere, axial beabstandete Werkzeuge oder Werkzeugelemente befinden, die entweder drehfest mit der Arbeitswelle verbunden oder auf der Arbeitsachse gelagert sind und gesondert angetrieben werden.
Unter Werkzeuge werden im Sinne dieser Anmeldung Mittel vestanden, mit deren Hilfe eine mechanische Bearbeitung und Aufbereitung von Erdstoffen möglich ist (z. B. Scheiben, Schlegel, Fräser, Meißel).An apparatus for the treatment of earth consists of at least two working shafts and / or working axes, which are arranged parallel to each other and axially spaced in a receptacle.
Under working shafts and working axes are understood in the context of this application waves or axes on the circumference of one or more axially spaced tools or tool elements are either rotatably connected to the working shaft or mounted on the working axis and are driven separately.
In the context of this application, tools are understood as means of aiding a mechanical processing and processing of earth (eg disks, flails, cutters, chisels).
Der axiale Abstand der Arbeitswellen und Arbeitsachsen zueinander ist dabei in Abhängigkeit vom gewünschten Grad des Energieeintrages einstellbar. Die Drehzahl und die Drehrichtung der Arbeitswellen sind einzeln steuerbar.
In einer vorzugsweisen Ausgestaltung vollführen die beiden Arbeitswellen eine gegenläufige Bewegung, die zu einem "Kämmen" der Bodeninhaltsstoffeführt.The axial distance of the working shafts and working axes to each other is adjustable depending on the desired degree of energy input. The speed and the direction of rotation of the working shafts are individually controllable.
In a preferred embodiment, the two working shafts perform an opposite movement, which leads to a "combing" of Bodeninhaltsstoff.
Durch die Regelung der Drehzahl bzw. der Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswellen kann auch ein definierter Schlupf erzeugt werden, der zu einem besonders intensiven Energieeintrag in die mechanisch aufbereiteten Bodenpartikel in Form von Reibungsenergie führt. So zeigt sich, dass die eingetragene mechanische bzw. kinetische Energie zu einer deutlichen Erhöhung der Ladungstrennung der mineralischen Bodeninhaltsstoffe führt.
Durch die aufgewendete Reibarbeit neigen die Bodenpartikel, insbesondere die tonigen Bodenbestandteile, zu einer schnelleren und intensiveren sowie gleichmäßigen Reaktion untereinander und mit den anderen Komponenten des temporär fließfähig eingestellten Bodens. Durch die intensive Reibung kommt es zu einer ausgeprägten Ladungstrennung und somit zu einer Anhäufung bindungsfreudiger Ionen auf der Oberfläche der mineralischen Bodeninhaltsstoffe. Dadurch wird die Bereitschaft verbessert, Bindungen mit anderen Bodenpartikeln einzugehen.By regulating the rotational speed or the peripheral speed of the working shafts, a defined slip can also be generated, which leads to a particularly intensive introduction of energy into the mechanically processed soil particles in the form of friction energy. This shows that the registered mechanical or kinetic energy leads to a significant increase in the charge separation of mineral soil constituents.
Due to the applied friction work, the soil particles, in particular the clayey soil constituents, tend to react faster and more intensively and uniformly with each other and with the other components of the temporarily flowable soil. Due to the intense friction, there is a pronounced charge separation and thus an accumulation of binding ions on the surface of the mineral Soil ingredients. This improves the willingness to bond with other soil particles.
Eine alternative Form zum definierten Einbringen von Reibungsenergie in den aufzubereitenden Boden besteht in der axialen Einstellung der Scheiben abstände der miteinander kämmenden Scheiben der Arbeitswellen (Separatoren). Aus der Erhöhung des Eintrages von Reibungsenergie resultiert ein besseres Aufreiben des Mischgutes zu feinkörnigem Material. Das Mischgut weist zudem durch die aufgebrachte Reibarbeit eine deutliche Ladungstrennung auf.An alternative form for the defined introduction of frictional energy in the soil to be prepared consists in the axial setting of the disc spacing of the intermeshing discs of the working shafts (separators). The increase in the entry of frictional energy results in a better rubbing of the mixed material into fine-grained material. The mix also has a significant charge separation due to the applied friction work.
In einer weiteren, alternativen Ausgestaltung werden zwei oder mehrere Arbeitswellen so angeordnet, dass die auf Innen befindlichen scheibenförmigen Werkzeuge jeweils in den Zwischenraum der gegenüberliegenden Arbeitswelle eintauchen (Prinzip "Scheibe in Scheibe").
Aus dieser Anordnung resultiert ebenfalls eine Erhöhung des Energieeintrages durch Reibung in den Boden und eine besonders homogene Durchmischung der Bodeninhaltsstoffe. Ebenso werden bei dieser Anordnung Verklumpungen vermieden und es kann eine gezielte Beeinflussung der maximalen Komgröße des zu separierenden Gutes vorgenommen werden.In a further, alternative embodiment, two or more working shafts are arranged so that the disk-shaped tools located on the inside each dive into the space of the opposite working shaft (principle "disk in disk").
This arrangement also results in an increase in the energy input due to friction in the soil and a particularly homogeneous mixing of the soil ingredients. Likewise, clumping is avoided in this arrangement and it can be made a targeted influencing the maximum grain size of the material to be separated.
Durch die Einstellung des Abstandes der Umfangs- oder Mantelflächen der Arbeitswellen zueinander und die damit einhergehende Änderung der Eingriffs oder Eintauchtiefe der auf den Arbeitswellen angeordneten Scheiben, Schlag oder Brechwerkzeuge, wird auch der Arbeitsweg beeinflusst, den ein Bodenpartikel beim Passieren der Scheiben zurückzulegen hat. Dieser Weg ist zugleich ein Maß für die Größe der an die Partikel übertragenen Reibungsenergie.By adjusting the distance of the circumferential or lateral surfaces of the working shafts to each other and the concomitant change in the engagement or immersion depth of arranged on the working shafts discs, impact or crushing tools, the working path is affected, a soil particles has to cover when passing the discs. This path is also a measure of the size of the transmitted to the particles friction energy.
In einer bevorzugten Ausbildung besteht die Vorrichtung zur Aufbereitung von Erdstoffen besteht aus einem Aufnahmebehältnis, in dem mindestens zwei Arbeitswellen parallel zueinander und axial beabstandet drehbar angeordnet sind, wobei der axiale Abstand der Arbeitswellen zueinander und/oder zu benachbarten Wandungen des Aufnahmebehältnisses einstellbar und die Drehzahl oder die Umfangsgeschwindigkeit und/oder die Drehrichtung der Arbeitswellen einzeln oder gruppenweise einstell oder regelbar ist. Um einen intensiven Energieeintrag kürzester Zeiten zu ermöglichen sind vorteilhaft mehrere Arbeitswellen im Aufnahmebehältnis mehrlagig und vertikal zueinander angeordnet.
An oder in der Wandung des Aufnahmebehältnisses ist ein Kanal angeordnet, der der Aufnahme der Trockenkomponenten und deren staubdichten Weiterleitung bis in die Nähe des Arbeitsbereiches mindestens einer Arbeitswelle dient. Damit übernimmt der Kanal die Funktion eines Depots und einer Zufuhr- und Dosiereinrichtung.In a preferred embodiment, the device for the treatment of earth consists of a receptacle in which at least two working shafts are arranged parallel to each other and axially spaced rotatable, the axial distance of the working shafts to each other and / or adjacent walls of the receptacle adjustable and the speed or the peripheral speed and / or the direction of rotation of the working shafts is set or regulated individually or in groups. In order to enable an intense energy input of the shortest times are advantageously several working waves in the receptacle multi-layered and arranged vertically to each other.
At or in the wall of the receptacle, a channel is arranged, which serves to accommodate the dry components and their dust-tight transmission to near the working area of at least one working shaft. Thus, the channel assumes the function of a depot and a supply and metering device.
In einer konstruktiv und fertigungstechnisch bevorzugten Ausgestaltung wird der Kanal durch die doppelwandige Rückwand des Aufnahmebehältnisses eines Schaufel-separators gebildet. Durch die Gestaltung des Querschnitts des in Arbeitsstellung geneigten Kanals kann bereits mit einfachen Mitteln eine Dosierung des Volumenstroms der Trockenkomponenten realisiert werden.In a design and manufacturing technology preferred embodiment, the channel is formed by the double-walled rear wall of the receptacle of a blade separator. By designing the cross section of the inclined in working position channel can be realized with simple means a dosage of the volume flow of the dry components.
In einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung ist an der Mündung des Kanals eine Dosiereinrichtung angeordnet, die eine kontinuierliche oder zyklische Zugabe der Trockenkomponenten ermöglicht. Vorteilhaft ist die Dosiereinrichtung als Zellradschteuse ausgebildet.In a further preferred embodiment, a metering device is arranged at the mouth of the channel, which allows a continuous or cyclic addition of the dry components. Advantageously, the metering device is designed as Zellradscheuse.
Um eine gezielte Zugabe aller Komponenten im optimalen Mischungsverhältnis zu ermöglichen ist der Kanal mit einer wiegeeinrichtung oder einer Durchfluss mengenmesseinrichtung zur Bestimmung der aufgenommenen Menge oder des Volumens der Trockenkomponenten verbunden. In einer gleichfalls bevorzugten Weiterbildung weist das Aufnahmebehältnis Einrichtungen zur Bestimmung des Wasser- oder Feuchtigkeitsgehaltes der Erdstoffe auf.In order to enable a targeted addition of all components in the optimum mixing ratio of the channel with a weighing device or a flow rate measuring device for determining the amount recorded or the Volume of dry components connected. In a likewise preferred development, the receptacle has facilities for determining the water or moisture content of the earth.
Vorteilhaft ist die Einrichtung zur Bestimmung des Wasser- oder Feuchtigkeitsgehaltes mit einer Wiegeeinrichtung und/oder einer Durchflussmengen-Messeinrichtung verbunden .Advantageously, the device for determining the water or moisture content is connected to a weighing device and / or a flow rate measuring device.
Um ein durchgängiges Qualitätssicherungsmanagement bei der Bearbeitung der Baustoffe zu ermöglichen stehen die Wiegeeinrichtung und/ oder die Durchflussmengenmesseinrichtung und/oder die Einrichtung zur Bestimmung des Wasser- oder Feuchtigkeitsgehaltes der Erdstoffe miteinander in Wirkverbindung. Die Optimierung des Mischprozesses erfolgt über eine Datenverarbeitungseinrichtung.In order to enable continuous quality assurance management in the processing of building materials, the weighing device and / or the flow rate measuring device and / or the device for determining the water or moisture content of the earths are in operative connection with one another. The optimization of the mixing process via a data processing device.
Die Erfindung wird nachfolgend an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to several exemplary embodiments.
In einem ersten Ausführungsbeispiel besteht eine quasistationäre Einrichtung zur Aufbereitung von Erdstoffen im Baustellenbetrieb aus einem großvolurnigen Aufnahmebehältnis, in dem drei Arbeitswellen parallel zueinander angeordnet sind. Die Wandung des Aufnahmebehältnisses ist an die Kontur der drei umlaufenden Arbeitswellen angepasst. Zwei Arbeitswellen sind gegeneinander und gegenüber der dritten Arbeitswelle axial verschiebbar bzw. schwenkbar angeordnet. Drehzahl und Drehrichtung jeder Arbeitswelle ist einzeln steuerbar. Die untere Arbeitswelle ist axial verschiebbar angeordnet, so dass die seitlichen Abstände zwischen den miteinander korrespondierenden Werkzeugelementen der sich gegenüberstehenden Arbeitswellen einstellbar sind.
Die Befüllung des Aufnahmebehältnisses erfolgt von einem Hochbehälter, der oberhalb des Aufnahmebehältnisses angeordnet ist. In dem Hochbehälter können chargenweise die zu bearbeitenden Bodenstoffe einschließlich not wendiger Zuschlagstoffe zwischengelagert werden. Durch die Entnahme aus dem Hochbehälter ist eine genaue Dosierung der entnommenen Volumina möglich.
Die Entnahme bzw. der Abzug der gemahlenen und energetisch aufgeladenen Bodenpartikel erfolgt durch Schwerkraft oder Erzeugung eines Unterdruckes an der Unterseite des siebartig gestalteten Bodens des Aufnahmebehältnisses.In a first embodiment, a quasi-stationary device for the treatment of earth in construction site operation consists of a large-volume receptacle in which three working shafts are arranged parallel to each other. The wall of the receptacle is adapted to the contour of the three rotating working shafts. Two working shafts are axially displaceable or pivotable relative to each other and to the third working shaft. Speed and direction of rotation of each working shaft is individually controllable. The lower working shaft is arranged axially displaceable, so that the lateral distances between the mutually corresponding tool elements of the opposing working shafts are adjustable.
The filling of the receptacle is carried by a high tank, which is arranged above the receptacle. In the elevated tank In batch terms, the raw materials to be processed, including necessary aggregates, may be temporarily stored. The removal from the elevated tank a precise dosage of the extracted volumes is possible.
The removal or withdrawal of the ground and energetically charged soil particles is carried out by gravity or generating a negative pressure at the bottom of the sieve-like shaped bottom of the receptacle.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel für den mobilen Einsatz weist ein Schaufel-Separator als Funktionsteil eines Radladers zwei drehbar gelagerte Arbeitswellen auf, die formschlüssig von einer Schaufel umgeben sind. Die Steuerung der Drehzahl und der Drehrichtung beider Arbeitswellen erfolgt getrennt mit bekannten hydraulischen Antriebselementen. Eine Arbeitswelle ist axial verschiebbar gelagert und ermöglicht eine Änderung des seitlichen Abstandes der als Bearbeitungswerkzeuge fungierenden Scheiben, die auf beiden Arbeitswellen montiert sind.In a second embodiment for mobile use, a blade separator as a functional part of a wheel loader on two rotatably mounted working shafts, which are positively surrounded by a blade. The control of the speed and the direction of rotation of both working shafts is done separately with known hydraulic drive elements. A working shaft is mounted axially displaceable and allows a change in the lateral distance of acting as machining tools discs that are mounted on both working shafts.
Die andere Arbeitswelle ist schwenkbar gelagert und ermöglicht dadurch die Einstellung des axialen Abstandes der Mantelflächen der parallel zueinander angeordneten Arbeitswellen und gleichzeitig eine Änderung des Abstandes dieser Welle zu der angrenzenden Wandung des Aufnahmebehältnisses. Dadurch ist eine Einstellung der Korn bzw. Fraktionsgröße und eine gezielte Dosierung der Reibungsenergie möglich, die bei der mechanischen Bearbeitung und beim Passieren der beweglichen und feststehenden Elemente der Vorrichtung an die Bodenpartikel übertragen werden.The other working shaft is pivotally mounted and thereby allows the adjustment of the axial distance of the lateral surfaces of the parallel working shafts and at the same time a change in the distance of this shaft to the adjacent wall of the receptacle. As a result, an adjustment of the grain or fraction size and a targeted dosage of the friction energy is possible, which are transmitted to the soil particles in the mechanical processing and when passing the movable and stationary elements of the device.
In einem dritten Ausführungsbeispiel weist ein Schaufdseparator als Funktionsteil eines Radladers drei drehbar gelagerte Arbeitswellen auf, die formschlüssig von einer Schaufel umgeben sind, die zugleich das Aufnahmebehältnis bildet. Die Steuerung der Drehzahl und der Drehrichtung der Arbeitswellen erfolgt getrennt mit bekannten hydraulischen Antriebselementen. Die mittlere Arbeitswelle ist axial verschiebbar gelagert und ermöglicht eine Änderung des seitlichen Abstandes der als Bearbeitungswerkzeuge fungierenden Scheiben, die auf den Arbeitswellen montiert sind. Eine Arbeitswelle ist schwenkbar gelagert und ermöglicht dadurch die Einstellung des axialen Abstandes der Mantelflächen der parallel zueinander angeordneten Arbeitswellen und gleichzeitig eine Änderung des Abstandes dieser Welle zu der angrenzenden Wandung des Aufnahmebehältnisses. Dadurch ist eine Einstellung der Korn bzw. Fraktionsgröße und eine gezielte Dosierung der Reibungsenergie möglich, die bei der mechanischen Bearbeitung und beim Passieren der beweglichen und feststehenden Elemente der Vorrichtung an die Bodenpartikel übertragen werden.In a third embodiment, a Schaufdseparator as a functional part of a wheel loader on three rotatably mounted working shafts, which are positively surrounded by a blade, which also forms the receptacle. The control of the speed and the direction of rotation the working shafts are separated with known hydraulic drive elements. The middle working shaft is mounted axially displaceable and allows a change in the lateral distance of acting as processing tools discs that are mounted on the working shafts. A working shaft is pivotally mounted and thereby enables the adjustment of the axial distance of the lateral surfaces of the parallel working shafts and at the same time a change in the distance of this shaft to the adjacent wall of the receptacle. As a result, an adjustment of the grain or fraction size and a targeted dosage of the friction energy is possible, which are transmitted to the soil particles in the mechanical processing and when passing the movable and stationary elements of the device.
Der Kanal, der als Vorratsbehälter der Aufnahme und Zufuhr der Trockenkomponenten dient, ist als doppelwandige Rückwand des Aufnahmebehältnisses ausgebildet. Die obenliegende Einfüllöffnung des Kanals wiest einen Adapter auf, der in Verbindung mit einem Befüllstutzen eine staubdichte Übergabe der Trockenkomponenten ermöglicht. An der Mündung (Austrittsöffnung) des Kanals ist als Dosiereinrichtung eine Zellradschleuse angeordnet.The channel, which serves as a reservoir for receiving and supplying the dry components, is designed as a double-walled rear wall of the receptacle. The overhead filling opening of the channel has an adapter which, in conjunction with a filling nozzle, enables a dust-proof transfer of the dry components. At the mouth (outlet opening) of the channel as a metering a rotary valve is arranged.
Die Zellradschleuse und eine Wiegeeinrichtung ermöglichen die Bestimmung der aufgenommenen bzw. zugegebenen Mengen oder Volumina der Baustoff komponenten.The rotary valve and a weighing device allow the determination of the recorded or added quantities or volumes of building material components.
Zum Schutz vor Umweltbelastungen durch Stäube sind am Aufnahmebehältnis des Schaufelseparators beidseitig Wind und Rieselschutzeinrichtungen angeordnet, die aus federbelastete Klappen bestehen, die in Arbeitsstellung (Mischprozess) auskragen und beim Aufnehmen des Bodens axial in seitlich angeordnete Taschen einfahren.To protect against environmental pollution by dusts wind and Rieselschutzeinrichtungen are arranged on both sides of the receptacle of the blade separator, which consist of spring-loaded flaps, which protrude into working position (mixing process) and retract axially when receiving the bottom in laterally arranged pockets.
Claims (25)
insbesondere zur Aufbereitung von Böden und Baustoffen für die Gründung, Hinterfüllung oder Durchschüttung von Bauwerken, die Verfüllung von Leitungs und/oder Kabelschächten, für Auffüllungen, Straßen und Wege sowie für die Bettung von Rohrleitungen und
Versorgungsleitungen oder die komplette Verfüllung von Kanälen oder Gräben, bei dem der Baustoff anfänglich mittels Wasser und weiterer Komponenten temporär fließfähig eingestellt wird,
bei dem vor, während oder nach einem Trockenmischprozess kontinuierlich oder zyklisch zusätzliche kinetische Energie definiert auf die Erdstoffpartikel übertragen wird, die zu einer temporären Ladung und Aktivierung der Erdstoffpartikel führt.Process for the treatment of earth,
in particular for the treatment of soils and building materials for the foundation, backfilling or pouring through of structures, the filling of ducts and / or cable ducts, for fillings, roads and paths as well as for the embedding of pipelines and
Supply lines or the complete backfilling of channels or ditches, in which the building material is initially set to be temporarily flowable by means of water and other components,
in which, prior to, during or after a dry mixing process, continuously or cyclically, additional kinetic energy is transferred to the particulate matter, resulting in a temporary charge and activation of the particulate matter.
im wesentlichen bestehend aus einem Aufnahmebehältnis, in dem mindestens zwei Arbeitswellen oder Arbeitsachsen parallel zueinander und axial beabstandet angeordnet sind, wobei der axiale Abstand der Arbeitswellen und/oder Arbeitsachsen zueinander und/oder zur benachbarten Wandung des Aufnahmebehältnisses einstellbar ist.Apparatus for the treatment of earth material according to claim 1,
essentially consisting of a receptacle in which at least two working shafts or working axes are arranged parallel to each other and axially spaced, wherein the axial distance of the working shafts and / or working axes to each other and / or the adjacent wall of the receptacle is adjustable.
im wesentlichen bestehend aus einem Aufnahmebehältnis, in dem mindestens zwei Arbeitswellen parallel zueinander und axial beabstandet angeordnet sind, wobei die Drehzahl oder die Umfangsgeschwindigkeit und/oder die Drehrichtung der Arbeitswellen einzeln oder gruppenweise einstell- oder regelbar ist.Apparatus for the treatment of earth material according to claim 1,
essentially consisting of a receptacle in which at least two working shafts are arranged parallel to each other and axially spaced, wherein the rotational speed or the peripheral speed and / or the direction of rotation of the working shafts individually or in groups can be adjusted or regulated.
im wesentlichen bestehend aus einem Aufnahmebehältnis, in dem mindestens zwei Arbeitswellen parallel zueinander und axial beabstandet drehbar angeordnet sind, wobei der axiale Abstand der Arbeitswellen zueinander und/oder zur benachbarten Wandung des Aufnahme behältnisses einstellbar und die Drehzahl oder die Umfangsgeschwindigkeit und/oder die Drehrichtung der Arbeitswellen einzeln oder gruppenweise einstell- oder regelbar ist.Apparatus for the treatment of earth material according to claim 1,
essentially consisting of a receptacle in which at least two working shafts are arranged parallel to each other and axially spaced rotatable, wherein the axial distance of the working shafts to each other and / or the adjacent wall of the receiving container adjustable and the speed or the peripheral speed and / or the direction of rotation Working waves individually or in groups can be set or regulated.
dadurch gekennzeichnet,
dass die Differenz zwischen der Drehzahl oder der Umfangsgeschwindigkeit mindestens zweier benachbarter Arbeitswellen so einstellbar ist, dass ein Schlupf entsteht.Apparatus according to claim 3 or 4,
characterized,
that the difference between the rotational speed or the circumferential speed of at least two adjacent working shafts is adjustable so that a slip occurs.
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine Arbeitswelle axial verschiebbar ist.Device according to one of claims 2 or 4,
characterized,
that at least one working shaft is axially displaceable.
dadurch gekennzeichnet,
dass zwei oder mehrere Arbeitswellen so angeordnet sind, dass die auf ihnen befindlichen Werkzeuge jeweils in den Zwischenraum zweier benachbarter Werkzeuge auf der gegenüberliegenden Arbeitswelle eintauchen.Device according to one of the preceding claims,
characterized,
that two or more working shafts are arranged so that the tools located on them each submerge in the space between two adjacent tools on the opposite working shaft.
im wesentlichen bestehend aus einem Aufnahmebehältnis, in dem mindestens zwei Arbeitsachsen parallel zueinander und axial beabstandet angeordnet sind, wobei der axiale Abstand der Arbeitsachsen zueinander und/oder zur benachbarten Wandung des Aufnahmebehältnisses einstellbar ist.Apparatus for the treatment of earth material according to claim 1,
essentially consisting of a receptacle in which at least two working axes are arranged parallel to each other and axially spaced, wherein the axial distance of the working axes to each other and / or to the adjacent wall of the receptacle is adjustable.
im wesentlichen bestehend aus einem Aufnahmebehältnis, in dem mindestens zwei Arbeitsachsen parallel zueinander und axial beabstandet angeordnet sind, wobei die Drehzahl, die Umfangsgeschwindigkeit und/oder die Drehrichtung der auf den Arbeitsachsen angeordneten Werkzeuge einzeln oder gruppenweise elnstell- oder regelbar ist.Apparatus for the treatment of earth material according to claim 1,
essentially consisting of a receptacle in which at least two working axes are arranged parallel to each other and axially spaced, wherein the rotational speed, the peripheral speed and / or the direction of rotation of the arranged on the working axes tools individually or in groups elnstell- or is adjustable.
im wesentlichen bestehend aus einem Aufnahmebehältnis, in dem mindestens zwei Arbeitsachsen parallel zueinander und axial beabstandet angeordnet sind, wobei der axiale Abstand der Arbeitsachsen zueinander und/oder zur benachbarten Wandung des Aufnahmebehältnisses einstellbar und die Drehzahl, die Umfangsgeschwindigkeit und/oder die Drehrichtung der auf den Arbeitsachsen angeordneten Werkzeuge einzeln oder gruppenweise einstell- oder regelbar ist.Apparatus for the treatment of earth material according to claim 1,
consisting essentially of a receptacle in which at least two working axes are arranged parallel to each other and axially spaced, wherein the axial distance of the working axes to each other and / or the adjacent wall of the receptacle adjustable and the speed, the peripheral speed and / or the direction of rotation of the on the Working axes arranged tools individually or in groups can be adjusted or regulated.
dadurch gekennzeichnet,
dass die Differenz zwischen der Drehzahl oder der Umfangsgeschwindigkeit der Werkzeuge an mindestens zwei benachbarten Arbeitsachsen so einstellbar ist, dass ein Schlupf entsteht.Device according to claim 9 or 10,
characterized,
that the difference between the rotational speed or the peripheral speed of the tools on at least two adjacent working axes is adjustable so that a slip occurs.
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine Arbeitsachse axial verschiebbar ist.Device according to one of claims 8 to 11,
characterized,
that at least one working axis is axially displaceable.
dadurch gekennzeichnet,
dass zwei oder mehrere Arbeitsachsen angeordnet sind, dass die auf ihnen befindlichen Werkzeuge jeweils in den Zwischenraum zweier benachbarter Werkzeuge auf der gegenüberliegenden Arbeitsachse eintauchen.Device according to one of claims 8 to 12,
characterized,
that two or more working axes are arranged so that the tools located on them each submerge in the space between two adjacent tools on the opposite working axis.
aus einem Aufnahmebehältnis, in dem mindestens zwei Arbeitswellen parallel zueinander und axial beabstandet drehbar angeordnet sind, wobei der axiale Abstand der Arbeitswellen zueinander und/oder zu benachbarten Wandungen des Aufnahmebehältnisses einstelbar und die Drehzahl oder die Umfangsgeschwindigkeit und/oder die Drehrichtung der Arbeitswellen einzeln oder gruppenweise einstell oder regelbar ist, wobei sich an oder in der Wandung des Aufnahmebehältnisses ein Kanal befindet, der der Aufnahme und staubdichten Weiterleitung der Trockenkomponenten in die Nähe des Arbeitsbereiches mindestens einer Arbeitswelle dient.Apparatus for the treatment of earth, consisting essentially
from a receptacle in which at least two working shafts are arranged parallel to each other and axially spaced rotatable, wherein the axial distance of the working shafts to each other and / or adjoining walls of the receptacle and the speed or the peripheral speed and / or the direction of rotation of the working waves individually or in groups can be set or regulated, wherein there is a channel on or in the wall of the receptacle, which serves to accommodate and dust-tight transmission of the dry components in the vicinity of the working area of at least one working shaft.
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kanal durch die doppelwandige Rückwand des Aufnahme behältnisses gebildet wird.Device according to claim 14,
characterized,
that the channel is formed by the double-walled rear wall of the receptacle.
dadurch gekennzeichnet,
dass an der Mündung des Kanals eine Dosiereinrichtung angeordnet ist.Apparatus according to claim 14 or 15,
characterized,
that at the mouth of the channel, a metering device is arranged.
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dosiereinrichtung eine Zellradschlause IstDevice according to claim 16,
characterized,
Is that the metering a Zellradschlause
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kanal eine Wiegeeinrichtung oder eine Durchflussmengenmesseinrichtung zur Bestimmung der aufgenommenen Menge oder des Volumens der Trockenkomponenten aufweist.Device according to one of claims 14 to 17,
characterized,
in that the channel has a weighing device or a flow rate measuring device for determining the recorded quantity or the volume of the dry components.
dadurch gekennzeichnet,
dass die Aufnahmeöffnung des Kanals einen Adapter zur staubdichten Befüllung mit Trockenkomponenten aufweist.Device according to one of the preceding claims,
characterized,
that the receiving opening of the channel has an adapter for dust-tight filling with dry components.
dadurch gekennzeichnet,
dass das Aufnahmebehältnis seitlich angeordnete Wind- und Rieselschutzeinrichtungen aufweist.Device according to one of the preceding claims,
characterized,
that the receptacle has laterally arranged wind and Rieselschutzeinrichtungen.
dadurch gekennzeichnet,
dass der seitliche Wind- und Rieselschutz durch federbelastete Klappen gebildet wird, die sich ausfahrbar in seitichen Taschen des Aufnahmebehältnisses befinden.Device according to claim 20,
characterized,
that the lateral wind and trickle protection is formed by spring-loaded flaps, which are extendable in seitichen pockets of the receptacle.
dadurch gekennzeichnet,
dass das Aufnahmebehältnis Einrichtungen zur Bestimmung des Wasser-oder Feuchtigkeitsgehaltes der Erdstoffe aufweist.Device according to one of the preceding claims,
characterized,
that the receptacle has means for determining the water or moisture content of the earth.
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einrichtung zur Bestimmung des Wasser- oder Feuchtigkeitsgehaltes mit einer Wiegeeinrichtung und/ oder Durchflussmengenmesseinrichtung in Verbindung steht.Device according to claim 22,
characterized,
that the means for determining the moisture content water or with a weighing device and / or the flow rate measuring device is connected.
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wiegeeinrichtung und/ oder die Durchflussmengenmesseinrichtung und/ oder die Einrichtung zur Bestimmung des Wasser- oder Feuchtigkeitsgehaltes der Erdstoffe miteinander in Wirkverbindung stehen und die Optimierung des Mischprozesses über eine Datenverarbeitungseinrichtung erfolgt.Device according to claim 22 or 23,
characterized,
that the weighing device and / or the flow rate measuring device and / or the means for determining the water or moisture content of the Erdstoffe are operatively connected together and carried out to optimize the mixing process by a data processing device.
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere Arbeitswellen im Aufnahmebehältnis mehrlagig und in Arbeitsstellung vertikal zueinander angeordnet sind.Device according to one of claims 2 to 22,
characterized,
that several working shafts in the receptacle are arranged in several layers and in working position vertically to each other.
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