EP1767322A1 - Mixing device and method for introducing an additive into a pumpable mixture - Google Patents

Mixing device and method for introducing an additive into a pumpable mixture Download PDF

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EP1767322A1
EP1767322A1 EP05108813A EP05108813A EP1767322A1 EP 1767322 A1 EP1767322 A1 EP 1767322A1 EP 05108813 A EP05108813 A EP 05108813A EP 05108813 A EP05108813 A EP 05108813A EP 1767322 A1 EP1767322 A1 EP 1767322A1
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EP
European Patent Office
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mixing device
metering
additive
concrete
mixture
Prior art date
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Withdrawn
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EP05108813A
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German (de)
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Sika Technology AG
Original Assignee
Sika Technology AG
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Publication date
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Priority to CA002626090A priority patent/CA2626090A1/en
Priority to EP06793746A priority patent/EP1928638A1/en
Priority to JP2008531709A priority patent/JP2009508725A/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28CPREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C5/00Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions
    • B28C5/02Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions without using driven mechanical means effecting the mixing
    • B28C5/06Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions without using driven mechanical means effecting the mixing the mixing being effected by the action of a fluid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30Injector mixers
    • B01F25/31Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/313Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit
    • B01F25/3132Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit by using two or more injector devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30Injector mixers
    • B01F25/31Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/313Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit
    • B01F25/3133Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit characterised by the specific design of the injector
    • B01F25/31331Perforated, multi-opening, with a plurality of holes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40Static mixers
    • B01F25/42Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/433Mixing tubes wherein the shape of the tube influences the mixing, e.g. mixing tubes with varying cross-section or provided with inwardly extending profiles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/28Mixing cement, mortar, clay, plaster or concrete ingredients

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 addition of the activator in the ready-mixed concrete and the mixing is therefore often already made in the vehicle drum.
  • the activator liquefies the concrete and activates the setting mechanism.
  • the disadvantage is that after the activator was added to the concrete in the vehicle drum, not much time may elapse until the activated concrete is processed in the building, otherwise it hardens before.
  • the invention has for its object to provide in a mixing device and a method of the type mentioned a mixing device, which makes it possible to introduce additives quickly and effectively in a plastic-viscous mixture.
  • the mixing device comprises a diffuser element and a confuser element, and that at least one metering device with at least one metering point is arranged inside the mixing device, by means of which additive is added to the mixture
  • the invention thus relates to a mixing device for the continuous, homogeneous addition of very small amounts of chemical liquid additives in a pumpable granule-suspension mixture having a plastic-viscous behavior, in particular fresh concrete or ready-mixed concrete, so that it can harden / set evenly and defined because an activator is used as additive in particular for concrete.
  • the practical difficulty of the apparatus implementation of such a project lies in the homogeneous distribution of smallest amounts of the additive and in the clogging-free promotion, for example of the concrete through the mixing device.
  • the inert gravel fraction as a suspension of the mixing ratio fine sand-cement-water can be understood.
  • the additive is added via one or more metering devices, for example helix coils, etc., wherein the shape of the metering device and the number of metering points are designed and dimensioned with regard to a locally uniform and continuous distribution of the additive.
  • metering devices for example helix coils, etc.
  • the shape of the metering device and the number of metering points are designed and dimensioned with regard to a locally uniform and continuous distribution of the additive.
  • Fig. 1 the processing of a plastic-viscous mixture, here shown by concrete 10 in a building is shown schematically.
  • a transport vehicle 1 concrete is delivered to the construction site. Not shown is that the concrete is usually transported in a mounted on the transport vehicle, rotating drum.
  • This concrete was treated with admixtures in the concrete plant so that the hydration or setting mechanism is delayed by several hours.
  • This concrete generally corresponds to a pumpable granule-suspension mixture with plastic-viscous behavior.
  • the concrete 10 is stored in a container 2 or pumped directly from the vehicle by means of a pump 3 and a line 4 under pressure to the site. Such a pipe can be used to transport the concrete over several 100 meters or even a few kilometers.
  • additives 5 Prior to the processing of the concrete 10, this must be reactivated for processing by adding additives 5 (also called additive), such as activators, eg a setting accelerator.
  • additives 5 also called additive
  • activators eg a setting accelerator.
  • the addition of the additive takes place in a mixing device 6.
  • further substances can be supplied, for example water, Concrete from another source, etc ..
  • the mixed with the admixture 5 concrete 10 ' is then processed accordingly at the construction site at the processing site 20.
  • the processing of the concrete can be done by any method, for example by spraying, casting, etc.
  • the distance from the mixing device to the processing is arbitrary, but advantageously chosen as short as possible, so that as little waste as possible, or activated concrete in the line remains and makes this possibly unusable.
  • the mixing device With the present mixing device it is also possible to fill the line from the mixing device to the processing site with non-activated concrete 10 by no activator is added in the mixing device. This will prevent the line from clogging.
  • the mixing device shown here makes it possible to meter in and admix small amounts of additive to the plastic-viscous mixture, in particular in a ratio of 1: 100 to 1: 1000.
  • the mixing device 6 is shown schematically.
  • This mixing device consists in the direction of flow of the granulate-suspension mixture of a diffuser element 8, a cylinder element 9 and a Konfusorelement 11.
  • the cylinder element 9 may have any cross-sections such as circular, oval, polygonal, etc., the cross sections are each adapted to the respective needs.
  • the length of the cylinder element 9 is also in each case adapted to the respective conditions such as the amount of additive to be added, etc., and can be virtually zero according to FIG.
  • the diameter of the cross section remains substantially constant.
  • the Confusor element 11 is convergent and has a closing angle ⁇ .
  • the two outflow types are dependent on the closing angle, also called cone angle, and the exit diameter.
  • the closing angle also called cone angle
  • the exit diameter For example, in a silo at a steep angle core flow is present, ie the bulk material in the middle flows out, the bulk material on the wall remains temporarily.
  • the Kolbenponent requires for continuity reasons a constant over the entire cross-section drain, in concrete so over the cross section constant flow velocity.
  • the mass flow occurs. This flow is constant over the cross section. Compared with the requirement for a constant concrete flow rate, this means that the mass flow flow is the desired flow shape in the convergent part of the mixing device.
  • the angle ⁇ is therefore preferably selected so that a mass flow flow takes place. A further risk of clogging exists due to bridging, see FIG. 12.
  • the cone geometry defined in the mixing device can now be carried out by means of criteria for the absence of bridge formations.
  • the angle ⁇ > ⁇ + ⁇ w must be, because then the solid bridge slides along the wall, so can not hold and consequently also in plastic-viscous granules-suspension mixtures such as ready and ready-mixed concrete are no constipation occurs.
  • the wall friction angle ⁇ W depends on the material flowing through and the wall.
  • the convergent part is advantageously defined by a convex and concave radius. The convergent part may for example be welded together from a dished, basket or hemispherical bottom and a "trumpet-shaped" confuser.
  • the mixing device is advantageously arranged in each case in a line with the concrete line, so that it lies concentrically to the concrete line. As a result, pipe angles, bends, etc. are no longer necessary, which saves space.
  • the mixing device can be installed both horizontally and vertically in the concrete delivery line.
  • the mixing device 6 is shown with a metering device 12.
  • the metering device 12 is here a helical coil on which several metering points 13 are arranged, these metering points can also be referred to as injection points.
  • the metering points 13 are advantageously arranged in the flow direction of the mixture 10, so that the additive is metered in the direction of flow and do not clog the metering.
  • the additive can be added via one or more of the metering devices 12, for example helix helix, wherein the shape of the metering elements and the number of metering points 13 are designed and dimensioned with regard to a locally uniform and continuous distribution of the additive.
  • the course 14 of the additive added by the mixer 6 will now be explained by means of a metering point 13.
  • the additive follows as a kind of additive thread to the mixture.
  • these additive threads are shown as dots across the cross section.
  • the granules-suspension mixture flows through the Confusor 11 and at the point 16, the additives are again shown as dots.
  • the mixing device 6 is shown with a metering device 12 and 17, which consists of a first helical coil 12 and a second helical coil 17 here. These are nested in one another such that a homogeneous distribution of the metering points 13 takes place in the projection of the metering points on the cross-sectional area of the mixing device, see FIG. 7 .
  • FIG. 8 shows how often gravel particles can be applied to metering points. Gravel particles are inert and if they are just before a local metering or injection point, they redirect the additive jet only, see Fig. 9 , and distribute the additive on.
  • helix helix have a minimum distance a from the wall of the mixing device 6.
  • clogging can occur both locally in the metering devices 12, 17 of the mixing device 6, which is inserted into a concrete transport pipeline, but also in the expanding diffuser and receding confocal device parts. From a qualitative point of view, the conveyance of the concrete in the cylindrical part through the mixing device around the metering elements is uniform over the cross section.
  • FIG. 10 shows a further possibility of designing a metering device 18.
  • the metering device consists of tubes 19 which are angled and twisted in each case to the other tube are arranged in the mixing device.
  • a homogeneous distribution of the additive over the cross section is also possible, as can be seen from the projection at the point 21.
  • FIG. 11 shows a further possibility of designing a metering device 22.
  • the metering device consists of tubes 23, which are also angled and each arranged on a central tube 24.
  • the central tube 24 is located substantially on the longitudinal axis of the mixing device 6.
  • the tubes 23 and thus the metering points not shown can be supplied with additive. This arrangement also allows a homogeneous distribution of the additive over the cross section.
  • the tubes 19 and 23 shown in Figs. 10 and 11 advantageously have a corresponding pitch to avoid the clogging problems described above.
  • the liquid additive is advantageously pumped through the metering devices so that it flows at the end of the metering device through a line back to the feed pump. There is thus a cycle. This gives over the entire length of the additive line length a virtually uniform pressure loss through the metering and thus a uniform dosage of the additive at eachrivalstelle.
  • the additive is supplied so that it has an overpressure compared to the granule-suspension mixture. This allows the injection and at the same time prevents the nozzle clogged.
  • the invention is not limited to the embodiment shown and described.
  • any additives or other substances can be used, which are to be mixed in relatively small amounts in a plastic-viscous mixture.
  • the plastic-viscous mixture to be used is arbitrary per se.
  • mixing devices as set forth above can be used not only for the admixture of additives in concrete, but also anywhere where something has to be mixed with a mixture with plastic-viscous behavior. Applications are thus in the construction industry, oil refining, pyrometallurgical addition in the extraction of metals from ores, alloying of metals, pasta production, introduction of additives in doughs, eg of nuts in bread, incorporation of berries, etc.

Abstract

A mixer (6), e.g. for concrete, has a channel (4) to carry the mixture followed in the flow direction by a diffuser (8) and a converging section (11) with a cylinder section (9) between them. At least one dosing unit (12,17) is within the mixer with at least one dosing point, for an additive to be fed into the mixture.

Description

Technisches GebietTechnical area

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.

Stand der TechnikState of the art

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 herkömmlich bekannte statische Mischer verwendet. Wendet man solche bekannten statische Mischer auch auf üblichen Beton an, verstopft der statische Mischer aufgrund des Grobkiesanteiles schnell und der Mischer kann sogar zerstört werden.The mixing of small amounts of a substance, for example an additive in a mixture with plastic-viscous behavior occurs in many applications. However, good mixing is often difficult to achieve. For example, conventionally known static mixers are used for mixing an additive, eg, an activator with fine mortar. If you apply such known static mixer on conventional concrete, clogged the static mixer due to the coarse gravel quickly and the mixer can even be destroyed.

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-mixed concrete and the mixing is therefore often already made in the vehicle drum. The activator liquefies the concrete and activates the setting mechanism. The disadvantage is that after the activator was added to the concrete in the vehicle drum, not much time may elapse until the activated concrete is processed in the building, otherwise it hardens before.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Mischeinrichtung und einem Verfahren der eingangs genannten Art eine Mischeinrichtung anzugeben, welche es ermöglicht, Zusatzmittel schnell und wirksam in ein plastisch-viskoses Gemisch einzubringen.The invention has for its object to provide in a mixing device and a method of the type mentioned a mixing device, which makes it possible to introduce additives quickly and effectively in a plastic-viscous mixture.

Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale des ersten Anspruches erreicht.According to the invention this is achieved by the features of the first claim.

Kern der Erfindung ist es also, dass die Mischeinrichtung ein Diffusorelement und ein Konfusorelement umfasst, und dass im Inneren der Mischeinrichtung mindestens eine Dosiervorrichtung mit mindestens einer Dosierstelle angeordnet ist, mittels derer Zusatzmittel in das Gemisch zugegeben wirdIt is thus the essence of the invention that the mixing device comprises a diffuser element and a confuser element, and that at least one metering device with at least one metering point is arranged inside the mixing device, by means of which additive is added to the mixture

Die Vorteile der Erfindung sind unter anderem darin zu sehen, dass die hier gezeigte Vorrichtung und das Verfahren sich insbesondere zur kontinuierlichen Beigabe und Mischung sehr kleiner Mengen chemischer Zusatzmittel in ein pumpfähiges Gemisch mit plastisch-viskosem Verhalten eignen, insbesondere in ein Granulat-Suspensions-Gemisch wie Beton.The advantages of the invention can be seen, inter alia, in the fact that the apparatus and the method shown here in particular for the continuous addition and mixing of very small amounts of chemical additives in a pumpable mixture with plastic-viscous behavior are suitable, in particular in a granule-suspension mixture such as concrete.

Die Erfindung betrifft somit eine Mischvorrichtung zur kontinuierlichen, homogenen Beigabe sehr kleiner Mengen chemischer flüssiger Additive in ein pumpfähiges Granulat-Suspensions-Gemisch, das ein plastisch-viskoses Verhalten aufweist, insbesondere Frischbeton bzw. Transportbeton, so dass dieser gleichmässig und definiert aushärtet/abbinden kann, da insbesondere bei Beton als Additiv ein Aktivator verwendet wird.
Die praktische Schwierigkeit der apparativen Umsetzung eines solchen Vorhabens liegt in der homogenen Verteilung kleinster Mengen des Additivs und in der verstopfungsfreien Förderung z.B. des Betons durch die Mischvorrichtung. Genauer betrachtet handelt es sich sowohl um eine allgemeine Verstopfungsgefahr beim Fliessen des Betons um die Dosierelemente wie auch beim Fliessen vom zylindrischen in den konvergenten Teil der Mischvorrichtung als auch um lokale Rückströmungen in der Mischvorrichtung und damit ungleiche Verweilzeiten, was zu unterschiedlichen chemischen Reaktionszeiten im Granulat-Suspensions-Gemisches führt. Als Granulat kann der inerte Kiesanteil, als Suspension der Mischungsanteil Feinsand-Zement-Wasser verstanden werden.
The invention thus relates to a mixing device for the continuous, homogeneous addition of very small amounts of chemical liquid additives in a pumpable granule-suspension mixture having a plastic-viscous behavior, in particular fresh concrete or ready-mixed concrete, so that it can harden / set evenly and defined because an activator is used as additive in particular for concrete.
The practical difficulty of the apparatus implementation of such a project lies in the homogeneous distribution of smallest amounts of the additive and in the clogging-free promotion, for example of the concrete through the mixing device. More specifically, it concerns both a general risk of clogging when flowing the concrete to the metering as well as the flow from the cylindrical to the convergent part of the mixing device as well as local backflow in the mixing device and thus uneven residence times, resulting in different chemical reaction times in granular Suspension mixture leads. As granules, the inert gravel fraction, as a suspension of the mixing ratio fine sand-cement-water can be understood.

Erfindungsgemäss wird das Additiv über eine oder mehrere Dosiervorrichtungen, z.B. Helixwendeln, usw., zugefügt, wobei Form der Dosiervorrichtung und Anzahl der Dosierstellen im Hinblick auf eine lokal gleichmässige und kontinuierliche Verteilung des Additivs ausgebildet und dimensioniert sind. Das bedeutet u.a. dass gleichzeitig der Fluss des Granulat-Suspensions-Gemischs, z.B. des Betons, wenig behindert wird, so dass es zu keiner Verstopfung kommt. Weiter wird durch den hohen Feststoffanteil von z.B. Kies in Fertigbeton erreicht, dass zudosierte flüssige Additivmenge nur in den Suspensionsanteil des Betons gelangt.According to the invention, the additive is added via one or more metering devices, for example helix coils, etc., wherein the shape of the metering device and the number of metering points are designed and dimensioned with regard to a locally uniform and continuous distribution of the additive. This means, inter alia, that at the same time the flow of granules-suspension mixture, eg of the concrete, is little impeded, so that there is no blockage. Next is achieved by the high solids content of, for example, gravel in ready-mixed concrete that metered amount of liquid additive passes only in the suspension portion of the concrete.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

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 ist mit Pfeilen angegeben.In the following embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings. The same elements are provided in the various figures with the same reference numerals. The flow direction of the media is indicated by arrows.

Es zeigen:

Fig. 1
schematisch die Verarbeitung von Beton in einem Bauwerk;
Fig. 2
schematisch Darstellung der äusseren Form der erfindungsgemässen Mischeinrichtung;
Fig. 3
schematisch Darstellung der äusseren Form einer weiteren erfindungsgemässen Mischeinrichtung;
Fig. 4
schematisch Darstellung der erfindungsgemässen Mischeinrichtung nach Fig. 2 mit Zudosiervorrichtung;
Fig. 5
schematisch Darstellung der erfindungsgemässen Mischeinrichtung nach Fig. 2 mit weiterer Zudosiervorrichtung;
Fig. 6
schematische Seitenansicht der erfindungsgemässen Mischeinrichtung nach Fig. 2 mit weiterer Zudosiervorrichtung;
Fig. 7
schematische Draufsicht entlang der Achse der Zudosiervorrichtung;
Fig. 8
schematische Draufsicht entlang der Achse der Zudosiervorrichtung in der Mischeinrichtung mit Granulat-Suspensions-Gemisch;
Fig. 9
schematische Darstellung der Zudosierung;
Fig. 10
schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Mischeinrichtung mit weiterer Zudosiervorrichtung;
Fig. 11
schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Mischeinrichtung mit weiterer Zudosiervorrichtung;
Fig. 12
schematische Darstellung der Geometrie des Konfusors;
Fig. 13
schematische Darstellung der Geometrie des Konfusors;
Fig. 14
schematische Darstellung der Geometrie des Diffusors.
Show it:
Fig. 1
schematically the processing of concrete in a building;
Fig. 2
schematic representation of the external shape of the inventive mixing device;
Fig. 3
schematic representation of the external shape of a further mixing device according to the invention;
Fig. 4
schematic representation of the inventive mixing device of Figure 2 with metering device.
Fig. 5
schematic representation of the inventive mixing device of Figure 2 with further Zudosiervorrichtung ..;
Fig. 6
schematic side view of the inventive mixing device of Figure 2 with further Zudosiervorrichtung.
Fig. 7
schematic plan view along the axis of the metering device;
Fig. 8
schematic plan view along the axis of the metering device in the mixing device with granules-suspension mixture;
Fig. 9
schematic representation of the metering;
Fig. 10
schematic representation of a mixing device according to the invention with further metering device;
Fig. 11
schematic representation of a mixing device according to the invention with further metering device;
Fig. 12
schematic representation of the geometry of the confuser;
Fig. 13
schematic representation of the geometry of the confuser;
Fig. 14
schematic representation of the geometry of the diffuser.

Es sind nur die für das unmittelbare Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt.Only the elements essential for the immediate understanding of the invention are shown.

Weg zur Ausführung der ErfindungWay to carry out the invention

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.In Fig. 1 , the processing of a plastic-viscous mixture, here shown by concrete 10 in a building is shown schematically. By means of a transport vehicle 1 concrete is delivered to the construction site. Not shown is that the concrete is usually transported in a mounted on the transport vehicle, rotating drum. This concrete was treated with admixtures in the concrete plant so that the hydration or setting mechanism is delayed by several hours. This concrete generally corresponds to a pumpable granule-suspension mixture with plastic-viscous behavior. The concrete 10 is stored in a container 2 or pumped directly from the vehicle by means of a pump 3 and a line 4 under pressure to the site. Such a pipe can be used to transport the concrete over several 100 meters or even a few kilometers. Prior to the processing of the concrete 10, this must be reactivated for processing by adding additives 5 (also called additive), such as activators, eg a setting accelerator. The addition of the additive takes place in a mixing device 6. Via a further line 7, further substances can be supplied, for example water, Concrete from another source, etc .. The mixed with the admixture 5 concrete 10 'is then processed accordingly at the construction site at the processing site 20. The processing of the concrete can be done by any method, for example by spraying, casting, etc. The distance from the mixing device to the processing is arbitrary, but advantageously chosen as short as possible, so that as little waste as possible, or activated concrete in the line remains and makes this possibly unusable. With the present mixing device it is also possible to fill the line from the mixing device to the processing site with non-activated concrete 10 by no activator is added in the mixing device. This will prevent the line from clogging. The mixing device shown here makes it possible to meter in and admix small amounts of additive to the plastic-viscous mixture, in particular in a ratio of 1: 100 to 1: 1000.

In Fig. 2 und 3 ist die Mischeinrichtung 6 schematisch dargestellt. Diese Mischeinrichtung besteht in Strömungsrichtung des Granulat-Suspensions-Gemisches aus einem Diffusorelement 8, einem Zylinderelement 9 und einem Konfusorelement 11. Das Zylinderelement 9 kann beliebige Querschnitte wie kreisförmig, oval, mehreckig usw. aufweisen, die Querschnitte werden jeweils den jeweiligen Bedürfnissen angepasst. Die Länge des Zylinderelementes 9 wird jeweils ebenfalls den jeweiligen Bedingungen wie Menge des zuzugebenden Additives usw. angepasst und kann nach Fig. 2 praktisch null sein. Im Zylinderelement bleibt der Durchmesser des Querschnittes im wesentlichen konstant.In Fig. 2 and 3 , the mixing device 6 is shown schematically. This mixing device consists in the direction of flow of the granulate-suspension mixture of a diffuser element 8, a cylinder element 9 and a Konfusorelement 11. The cylinder element 9 may have any cross-sections such as circular, oval, polygonal, etc., the cross sections are each adapted to the respective needs. The length of the cylinder element 9 is also in each case adapted to the respective conditions such as the amount of additive to be added, etc., and can be virtually zero according to FIG. In the cylinder element, the diameter of the cross section remains substantially constant.

Das Diffusorelement ist divergent und weist einen Aufweitwinkel α auf. Der Aufweitwinkel des divergenten Mischervorrichtungteils ist von der Strömung bedingt bzw. hängt ab von der zulässigen Gesamtlänge der Mischvorrichtung. In Wandnähe kann es zu einer Rückströmung kommen, siehe dazu Fig. 14, falls der Aufweitwinkel zu gross und/oder die Viskosität des Mediums zu klein ist. Beschreibt man das plastisch-viskose Strömungsverhalten von Beton in einer zylindrischen Leitung mit einer scheinbaren dynamische Viskosität von η = 30 Pa·s, so sagt die klassische Fluiddynamik eine Rückströmung ab einem Aufweitwinkel α = ca. 60° voraus, denn für die Gesetzmässigkeit nach Blasius für die Strömung in einem Diffusor gilt: R e d y d l = 35 2

Figure imgb0001

wobei dy/dl = tan(αG). Und für Aufweitwinkel α gilt:

  • Ist α>αG so tritt Rückströmung ein.
  • Ist α<αG so tritt keine Rückströmung ein.
The diffuser element is divergent and has an expansion angle α. The expansion angle of the divergent mixing device part is due to the flow or depends on the permissible total length of the mixing device. In the vicinity of the wall, a backflow may occur, see FIG. 14 if the expansion angle is too large and / or the viscosity of the medium is too small. Describing the plastic-viscous flow behavior of concrete in A cylindrical pipe with an apparent dynamic viscosity of η = 30 Pa · s, the classical fluid dynamics predicts a backflow from an expansion angle α = about 60 °, because for the law according to Blasius for the flow in a diffuser: R e d y d l = 35 2
Figure imgb0001

where dy / dl = tan (α G ). And for expansion angle α, the following applies:
  • If α> α G, then backflow occurs.
  • If α <α G no backflow occurs.

Der Aufweitwinkel α des Diffusors wird deshalb vorzugsweise in einem Bereich von α = 1 ° bis 60° gewählt, damit keine Rückströmung auftritt. Je nach Viskosität des verwendeten Granulat-Suspensions-Gemisches kann dieser Winkel natürlich variieren, wesentlich ist, dass keine Rückströmung erfolgt.The expansion angle α of the diffuser is therefore preferably selected in a range of α = 1 ° to 60 °, so that no backflow occurs. Depending on the viscosity of the granule-suspension mixture used, this angle may of course vary, it is essential that no backflow takes place.

Das Konfusorelement 11 ist konvergent und weist einen Schliesswinkel β auf. Die Erfahrung zeigt, dass insbesondere eine rasche Durchmesserverkleinerung, d.h. ein grosser Winkel β von Betontransportleitungen zur Verstopfung führt. Der Winkel β wird vorzugsweise in einem Bereich von β = 5° bis 20° gewählt.
Es gibt im wesentlichen zwei Ausflussarten, den Kern- und den Massenfluss. Die beiden Ausflussarten sind vom Schliesswinkel, auch Konuswinkel genannt, und dem Austrittsdurchmesser abhängig. So liegt z.B. in einem Silo bei einem steilen Winkel Kernströmung vor, d.h. das Schüttgut in der Mitte strömt aus, das Schüttgut an der Wand bleibt vorläufig stehen. Ein solches Verhalten in der Betonleitung führt zu einer Verstopfung, denn die Kolbenförderung verlangt aus Kontinuitätsgründen einen über den gesamten Querschnitt konstanten Abfluss, beim Beton also eine über den Querschnitt konstante Strömungsgeschwindigkeit.
The Confusor element 11 is convergent and has a closing angle β. Experience shows that in particular a rapid reduction in diameter, ie a large angle β of concrete transport lines leads to blockage. The angle β is preferably selected in a range of β = 5 ° to 20 °.
There are essentially two types of outflow, the core and the mass flow. The two outflow types are dependent on the closing angle, also called cone angle, and the exit diameter. For example, in a silo at a steep angle core flow is present, ie the bulk material in the middle flows out, the bulk material on the wall remains temporarily. Such a behavior in the concrete pipe leads to a blockage, because the Kolbenförderung requires for continuity reasons a constant over the entire cross-section drain, in concrete so over the cross section constant flow velocity.

Bei einem flachen Winkel tritt die Massenströmung ein. Diese Strömung ist über den Querschnitt konstant. Der Anforderung an eine konstante Betonströmungsgeschwindigkeit gegenübergestellt bedeutet das, dass die Massenflussströmung die erwünschte Strömungsform im konvergenten Teil der Mischvorrichtung ist. Der Winkel β wird deshalb vorzugsweise so gewählt, dass eine Massenflussströmung erfolgt.
Eine weitere Verstopfungsgefahr besteht durch Brückenbildung, siehe Fig. 12. Die in der Mischvorrichtung definierte Konusgeometrie kann nun mittels Kriterien für das Ausbleiben von Brückenbildungen erfolgen. Diese Kriterien verlangen unter anderem, dass der Winkel δ > γ+<ϕw sein muss, weil dann die Feststoffbrücke entlang der Wand abgleitet, sich also nicht halten kann und folglich auch bei plastisch-viskosen Granulat-Suspensions-Gemischen wie es Fertig- und Transportbeton sind keine Verstopfung eintritt. Daraus ergibt sich erfindungsgemäss der Winkel γ der die Kontur des Konus definiert, siehe Fig. 12 und 13. Der Wandreibungswinkel ϕW ist jeweils abhängig vom durchfliessenden Material und der Wand. Auch entsprechend Fig. 13 wird der konvergente Teil vorteilhafterweise durch einen konvexen und konkaven Radius definiert. Der konvergente Teil kann beispielsweise aus einem Klöpper-, Korb- oder Halbkugelboden und einem "trompetenförmigen" Konfusor zusammengeschweisst werden.
At a shallow angle, the mass flow occurs. This flow is constant over the cross section. Compared with the requirement for a constant concrete flow rate, this means that the mass flow flow is the desired flow shape in the convergent part of the mixing device. The angle β is therefore preferably selected so that a mass flow flow takes place.
A further risk of clogging exists due to bridging, see FIG. 12. The cone geometry defined in the mixing device can now be carried out by means of criteria for the absence of bridge formations. These criteria require, among other things, that the angle δ> γ + <φw must be, because then the solid bridge slides along the wall, so can not hold and consequently also in plastic-viscous granules-suspension mixtures such as ready and ready-mixed concrete are no constipation occurs. This results in accordance with the invention the angle γ which defines the contour of the cone, see FIGS. 12 and 13. The wall friction angle φ W depends on the material flowing through and the wall. Also according to FIG. 13, the convergent part is advantageously defined by a convex and concave radius. The convergent part may for example be welded together from a dished, basket or hemispherical bottom and a "trumpet-shaped" confuser.

Beim Übergang zwischen Zylinder und Konus können Spannungsspitzen auftreten. Bei dieser erfindungsgemässen Mischvorrichtung für die kontinuierlich Additivzudosierung in Fertig- und Transportbeton wird die Spannungsspitze durch bestimmte lokal-geometrische Apparategestaltung verhindert.At the transition between cylinder and cone voltage peaks can occur. In this inventive mixing device for the continuous Additivzudosierung in ready-mixed and ready-mixed concrete, the voltage spike is prevented by certain local-geometric apparatus design.

Der Durchmesser D liegt je nach der verwendeten Betonleistung vorteilhafterweise in einem Bereich von D = 0.2m bis 0.75m, die Länge I der Mischeinrichtung 6 beträgt vorteilhafterweise I = 0.8m bis 3m.The diameter D is advantageously depending on the concrete performance used in a range of D = 0.2m to 0.75m, the length I of the mixing device 6 is advantageously I = 0.8m to 3m.

Die Mischeinrichtung wird jeweils vorteilhafterweise in einer Linie mit der Betonleitung angeordnet, so dass sie konzentrisch zur Betonleitung liegt. Dadurch sind Rohrwinkel, Abwinkelungen, usw. nicht mehr nötig, was Platz sparend ist. Die Mischeinrichtung kann sowohl horizontal als auch vertikal in die Betonförderleitung eingebaut werden.The mixing device is advantageously arranged in each case in a line with the concrete line, so that it lies concentrically to the concrete line. As a result, pipe angles, bends, etc. are no longer necessary, which saves space. The mixing device can be installed both horizontally and vertically in the concrete delivery line.

In Fig. 4 ist die Mischeinrichtung 6 mit einer Dosiervorrichtung 12 dargestellt. Die Dosiervorrichtung 12 ist hier eine Helixwendel an welcher mehre Dosierstellen 13 angeordnet sind, diese Dosierstellen können auch als Eindüsestellen bezeichnet werden. Die Dosierstellen 13 sind vorteilhafterweise in Strömungsrichtung des Gemisches 10 angeordnet, so dass das Additiv in Strömungsrichtung eindosiert wird und die Dosierstellen nicht verstopfen. Das Additiv kann über ein oder mehrere der Dosiervorrichtungen 12, z.B. hier Helixwendel, zugefügt werden, wobei Form der Dosierelemente und Anzahl der Dosierstellen 13 im Hinblick auf eine lokal gleichmässige und kontinuierliche Verteilung des Additivs ausgebildet und dimensioniert sind. Das bedeutet u.a. dass gleichzeitig der Fluss des Granulat-Suspensions-Gemischs, z.B. des Betons, wenig behindert wird, so dass es zu keiner Verstopfung kommt. Weiter wird durch den hohen Feststoffanteil von z.B. Kies in Fertigbeton erreicht, dass die zudosierte flüssige Additivmenge nur in den Suspensionsanteil des Betons gelangt. Kiespartikel sind inert und wenn sie sich gerade vor einer lokalen Dosier- oder Eindüsstelle befinden, lenken sie den Additivstrahl nur um, siehe dazu Fig. 9, und verteilen das Additiv weiter. 4 , the mixing device 6 is shown with a metering device 12. The metering device 12 is here a helical coil on which several metering points 13 are arranged, these metering points can also be referred to as injection points. The metering points 13 are advantageously arranged in the flow direction of the mixture 10, so that the additive is metered in the direction of flow and do not clog the metering. The additive can be added via one or more of the metering devices 12, for example helix helix, wherein the shape of the metering elements and the number of metering points 13 are designed and dimensioned with regard to a locally uniform and continuous distribution of the additive. This means, inter alia, that at the same time the flow of granules-suspension mixture, eg of the concrete, is little impeded, so that there is no blockage. Furthermore, it is achieved by the high solids content of, for example, gravel in ready-mixed concrete that the metered-in liquid additive quantity only reaches the suspension component of the concrete. Gravel particles are inert and if they are just before a local metering or injection point, they redirect the additive jet only, see Fig. 9 , and distribute the additive on.

Beispielhaft wird nun mittels einer Dosierstelle 13 der Verlauf 14 des zugefügten Additives durch den Mischer 6 erläutert. Nach der Zudosierung in das Granulat-Suspensions-Gemisch folgt das Additiv als eine Art AdditivFaden dem Gemisch. An der Stelle 15 sind diese Additivfaden als Punkte über den Querschnitt dargestellt. Danach fliesst das Granulat-Suspensions-Gemisch durch den Konfusor 11 und an der Stelle 16 sind wieder die Additive als Punkte dargestellt. Deutlich ist zu erkennen, dass die Additivfäden durch die Verengung sehr viel näher beieinander liegen als an der Stelle 15 im Zylinder 9. Dadurch wird eine sehr gute Durchmischung des Additives in das Granulat-Suspensions-Gemisch respektive den Suspensions-Anteil erreicht. Die Anzahl der Dosierstellen beträgt vorteilhafterweise n = 100 bis 300, die Dosierstellen liegen in einem Abstand I = 10 bis 70mm und der Durchmesser der Dosieröffnungen ist d = 0.4 bis 1.5mm.By way of example, the course 14 of the additive added by the mixer 6 will now be explained by means of a metering point 13. After metering into the granule-suspension mixture, the additive follows as a kind of additive thread to the mixture. At point 15, these additive threads are shown as dots across the cross section. Thereafter, the granules-suspension mixture flows through the Confusor 11 and at the point 16, the additives are again shown as dots. It can be clearly seen that the additive threads are much closer to each other due to the constriction than at the point 15 in the Cylinder 9. This results in a very good mixing of the additive in the granule-suspension mixture or the suspension proportion is achieved. The number of metering points is advantageously n = 100 to 300, the metering points are at a distance I = 10 to 70mm and the diameter of the metering is d = 0.4 to 1.5mm.

In Fig. 5 und 6 ist die Mischeinrichtung 6 mit einer Dosiervorrichtung 12 und 17 dargestellt, welche hier aus einem ersten Helixwendel 12 und einem zweiten Helixwendel 17 besteht. Diese sind so ineinander geschachtelt, dass in der Projektion der Dosierstellen auf die Querschnittsfläche der Mischvorrichtung eine homogene Verteilung der Dosierstellen 13 erfolgt, siehe dazu Fig. 7. In der Fig. 8 ist dargestellt, wie oft Kiespartikel auf Dosierstellen zutreffen können. Kiespartikel sind inert und wenn sie sich gerade vor einer lokalen Dosier- oder Eindüsstelle befinden, lenken sie den Additivstrahl nur um, siehe dazu Fig. 9, und verteilen das Additiv weiter. 5 and 6 , the mixing device 6 is shown with a metering device 12 and 17, which consists of a first helical coil 12 and a second helical coil 17 here. These are nested in one another such that a homogeneous distribution of the metering points 13 takes place in the projection of the metering points on the cross-sectional area of the mixing device, see FIG. 7 . FIG. 8 shows how often gravel particles can be applied to metering points. Gravel particles are inert and if they are just before a local metering or injection point, they redirect the additive jet only, see Fig. 9 , and distribute the additive on.

Aus der Fig. 6 ist ersichtlich, dass die Helixwendel einen Mindestabstand a von der Wand der Mischeinrichtung 6 aufweisen. Wie schon angesprochen kann eine Verstopfung sowohl lokal bei den Dosiervorrichtungen 12, 17 der Mischvorrichtung 6, die in eine Betontransport-Rohrleitung eingefügt ist, aber auch im sich aufweitenden Diffusor- und sich wieder verengenden Konfusorapparateteil entstehen. Qualitativ betrachtet ist die Förderung des Betons im zylindrischen Teil durch die Mischvorrichtung um die Dosierelemente über den Querschnitt gleichmässig. Besonderes vorteilhaft für die Mischervorrichtung ist, dass der Abstand einerseits zwischen den Dosiervorrichtungen mit der Wand der Mischeinrichtung 6 die kritische Grösse a > 3 x dPartikel , bevorzugt a = 3 bis 9 x dPartikel, besonders bevorzugt a = 3 bis 7 x dPartikel, insbesondere a = 5 bis 7 x dPartikel, an keiner Stelle unterschreitet. Bei entsprechender Steigung der Dosiervorrichtung, insbesondere der Wendel, ist es jedoch auch möglich diese an die Aussenseite zu bringen. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn eine grössere Fläche mit Additiv versorgt werden muss.From Fig. 6 it can be seen that the helix helix have a minimum distance a from the wall of the mixing device 6. As already mentioned, clogging can occur both locally in the metering devices 12, 17 of the mixing device 6, which is inserted into a concrete transport pipeline, but also in the expanding diffuser and receding confocal device parts. From a qualitative point of view, the conveyance of the concrete in the cylindrical part through the mixing device around the metering elements is uniform over the cross section. Particularly advantageous for the mixer device is that the distance on the one hand between the metering devices with the wall of the mixing device 6, the critical size a> 3 xd particles , preferably a = 3 to 9 xd particles , more preferably a = 3 to 7 xd particles , in particular a = 5 to 7 xd particles , at no point below. With a corresponding slope of the metering device, in particular the helix, but it is also possible to bring them to the outside. This is particularly advantageous if a larger area must be supplied with additive.

In der Fig. 10 ist eine weitere Möglichkeit der Ausgestaltung einer Dosiervorrichtung 18 dargestellt. Hier besteht die Dosiervorrichtung aus Rohren 19, welche angewinkelt und jeweils zum anderen Rohr verdreht in der Mischeinrichtung angeordnet sind. Durch diese Anordnung wird ebenfalls eine homogene Verteilung des Additives über den Querschnitt ermöglicht, wie dies aus der Projektion an der Stelle 21 ersichtlich ist. FIG. 10 shows a further possibility of designing a metering device 18. Here, the metering device consists of tubes 19 which are angled and twisted in each case to the other tube are arranged in the mixing device. By this arrangement, a homogeneous distribution of the additive over the cross section is also possible, as can be seen from the projection at the point 21.

In der Fig. 11 ist eine weitere Möglichkeit der Ausgestaltung einer Dosiervorrichtung 22 dargestellt. Hier besteht die Dosiervorrichtung aus Rohren 23, welche ebenfalls angewinkelt und jeweils an einem zentralen Rohr 24 angeordnet sind. Das zentrale Rohr 24 befindet sich im wesentlichen auf der Längsachse der Mischeinrichtung 6. Durch das zentrale Rohr 24 können die Rohre 23 und damit die nicht weiter dargestellten Dosierstellen mit Additiv versorgt werden. Durch diese Anordnung wird ebenfalls eine homogene Verteilung des Additives über den Querschnitt ermöglicht. FIG. 11 shows a further possibility of designing a metering device 22. Here, the metering device consists of tubes 23, which are also angled and each arranged on a central tube 24. The central tube 24 is located substantially on the longitudinal axis of the mixing device 6. Through the central tube 24, the tubes 23 and thus the metering points not shown can be supplied with additive. This arrangement also allows a homogeneous distribution of the additive over the cross section.

Die in Fig. 10 und 11 gezeigten Rohre 19 und 23 weisen vorteilhafterweise eine entsprechende Steigung auf, um die oben beschriebenen Probleme mit Verstopfungen zu vermeiden.The tubes 19 and 23 shown in Figs. 10 and 11 advantageously have a corresponding pitch to avoid the clogging problems described above.

Das flüssige Additiv wird vorteilhafterweise so durch die Dosiervorrichtungen gepumpt, dass es am Ende der Dosiervorrichtung durch eine Leitung zurück zur Förderpumpe fliesst. Es liegt somit ein Kreislauf vor. Dadurch erhält man über die gesamte Länge der Additivleitungslänge einen praktisch gleichmässigen Druckverlust durch die Dosieröffnungen und somit eine gleichmässige Dosierung des Additivs an jeder Aufgabestelle.The liquid additive is advantageously pumped through the metering devices so that it flows at the end of the metering device through a line back to the feed pump. There is thus a cycle. This gives over the entire length of the additive line length a virtually uniform pressure loss through the metering and thus a uniform dosage of the additive at each Aufgabestelle.

Der errechnete Druckverlust durch Wandreibung und Austritt bei einem Innendurchmesser der Dosierleitung von 17.3 mm und einem Volumenstrom von 1m3/h ist ca. Δ p = 0.06 bar je nach Austrittgeschwindigkeit. Das Additiv wird so zugeführt, dass es einen Überdruck im Vergleich zum Granulat-Suspensions-Gemisch aufweist. Dadurch wird die Eindüsung ermöglicht und zugleich verhindert, dass die Düse verstopft.The calculated pressure loss due to wall friction and leakage at an internal diameter of the metering line of 17.3 mm and a volume flow of 1m 3 / h is approx. Δ p = 0.06 bar depending on the exit velocity. The additive is supplied so that it has an overpressure compared to the granule-suspension mixture. This allows the injection and at the same time prevents the nozzle clogged.

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 embodiment shown and described. Instead of the activator any additives or other substances can be used, which are to be mixed in relatively small amounts in a plastic-viscous mixture. Also, the plastic-viscous mixture to be used is arbitrary per se. Thus, such mixing devices as set forth above can be used not only for the admixture of additives in concrete, but also anywhere where something has to be mixed with a mixture with plastic-viscous behavior. Applications are thus in the construction industry, oil refining, pyrometallurgical addition in the extraction of metals from ores, alloying of metals, pasta production, introduction of additives in doughs, eg of nuts in bread, incorporation of berries, etc. in yogurt, plastics processing, emulsifying aromatic oils into various foods, honey processing, chemical industry, pharmaceutical industry, colorant industry, etc .. Especially in ceramic production by means of slip casting, the slips are transported to the ceramic factory and added to the slurry prior to casting nor a Thyxotropierungsmittel.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Transportfahrzeugtransport vehicle
22
Behältercontainer
33
Pumpepump
44
Leitungmanagement
55
Zusatzmittel /Additiv /AktivatorAdditive / Additive / Activator
66
Mischeinrichtungmixing device
77
Leitungmanagement
88th
Diffusorelementdiffuser element
99
Zylinderelementcylindrical member
1010
Beton verzögertConcrete delayed
10'10 '
Beton aktiviertConcrete activated
1111
KonfusorelementKonfusorelement
1212
Dosiervorrichtungmetering
1313
Dosierstellemetering
1414
Verlauf AdditivCourse additive
1515
Querschnittprojektion AdditivCross-sectional projection additive
1616
Querschnittprojektion AdditivCross-sectional projection additive
1717
Dosiervorrichtungmetering
1818
Dosiervorrichtungmetering
1919
Rohrpipe
2020
Verarbeitungsortprocessing site
2121
Querschnittprojektion AdditivCross-sectional projection additive
2222
Dosiervorrichtungmetering
2323
Rohrpipe
2424
zentrales Rohrcentral tube

Claims (9)

Mischeinrichtung (6) zur Zudosierung eines Zusatzmittels (5) in ein pumpfähiges Gemisch (10) mit plastisch-viskosem Verhalten, insbesondere Beton, wobei das Gemisch (10) in einer Leitung (4) gefördert wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mischeinrichtung in Strömungsrichtung des Gemisches (10) ein Diffusorelement (8) und ein Konfusorelement (11) umfasst, und dass im Inneren der Mischeinrichtung mindestens eine Dosiervorrichtung (12, 17, 18, 22) mit mindestens einer Dosierstelle (13) angeordnet ist, mittels derer Zusatzmittel (5) in das Gemisch (10) zugegeben wird.
Mixing device (6) for metering an additive (5) into a pumpable mixture (10) with plastic-viscous behavior, in particular concrete, wherein the mixture (10) is conveyed in a line (4),
characterized,
in that the mixing device comprises a diffuser element (8) and a confuser element (11) in the flow direction of the mixture (10), and that at least one metering device (12, 17, 18, 22) with at least one metering point (13) is arranged in the interior of the mixing device , by means of which additive (5) is added to the mixture (10).
Mischeinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mischeinrichtung ein Zylinderelement (9) umfasst, welches zwischen Diffusorelement (8) und Konfusorelement (11) angeordnet ist.
Mixing device according to claim 1,
characterized,
in that the mixing device comprises a cylinder element (9) which is arranged between diffuser element (8) and confuser element (11).
Mischeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dosierstellen (13) in der Projektion homogen über den Querschnitt angeordnet sind.
Mixing device according to claim 1 or 2,
characterized,
that the metering (13) are arranged in the projection homogeneously over the cross section.
Mischeinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Diffusorelement (8) einen Aufweitwinkel (α) von α = 1° bis 60° und / oder das Konfusorelement einen Winkel (β) von β = 5° bis 20° aufweist.
Mixing device according to claim 1, 2 or 3,
characterized,
that the diffuser element (8) has an expanse (α) of α = 1 ° to 60 ° and / or the Konfusorelement an angle (β) of β = has 5 ° to 20 °.
Mischeinrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiervorrichtung (12, 17, 18, 22) im wesentlichen aus einer Art Wendel (12, 17) und / oder hintereinander angeordneten Rohren (19, 23) besteht.
Mixing device according to claim 1, 2, 3 or 4,
characterized in that the metering device (12, 17, 18, 22) consists essentially of a type of coil (12, 17) and / or tubes (19, 23) arranged one behind the other.
Mischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dosiervorrichtung einen Abstand (a) von der Wand der Mischeinrichtung von a > 3 x dPartikel aufweist und / oder dass die Dosierstelle einen Abstand (a) von der Wand der Mischeinrichtung von a > 3 x dPartikel aufweist.
Mixing device according to one of the preceding claims,
characterized,
that the metering device has a distance (a) has from the wall of the mixing device of a> 3 xd particles and / or that the metering point at a distance (a) has from the wall of the mixing device of a> 3 xd particles.
Mischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
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,
that the pumpable mixture (10) with plastic-viscous behavior is a granular suspension mixture such as concrete.
Verfahren zur Zugabe eines Zusatzmittels (5) zu einem pumpfähigen Gemisch (10) mit plastisch-viskosem Verhalten, insbesondere Beton, mittels einer Mischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Zusatzmittel (5) durch die Dosiervorrichtung (12, 17, 18, 22) umgepumpt wird, sodass ein gleichmässiges Ausströmen des Additivs über die gesamte Dosierelemente-Länge erzielt wird.
Process for adding an additive (5) to a pumpable mixture (10) having plastic-viscous behavior, in particular concrete, by means of a mixing device according to one of claims 1 to 7,
characterized,
in that the admixture (5) is circulated by the metering device (12, 17, 18, 22) so that a uniform outflow of the additive over the entire metering element length is achieved.
Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Zusatzmittel (5) im Vergleich zum pumpfähigen Gemisch (10) mit einem Überdruck eingedüst wird.
Method according to claim 8,
characterized,
that the additive (5) is injected with an overpressure in comparison to the pumpable mixture (10).
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