EP4357013A1 - Verfahren und kolloidalmischer zur kolloidalen aufbereitung einer suspension - Google Patents

Verfahren und kolloidalmischer zur kolloidalen aufbereitung einer suspension Download PDF

Info

Publication number
EP4357013A1
EP4357013A1 EP22202720.3A EP22202720A EP4357013A1 EP 4357013 A1 EP4357013 A1 EP 4357013A1 EP 22202720 A EP22202720 A EP 22202720A EP 4357013 A1 EP4357013 A1 EP 4357013A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mixing
liquid
mixture
trough
colloidal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22202720.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rolf DÄUMLER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bauer Mat Slurry Handling Systems Zweigniederlassung Der Bauer Maschinen GmbH
Original Assignee
Bauer Mat Slurry Handling Systems Zweigniederlassung Der Bauer Maschinen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bauer Mat Slurry Handling Systems Zweigniederlassung Der Bauer Maschinen GmbH filed Critical Bauer Mat Slurry Handling Systems Zweigniederlassung Der Bauer Maschinen GmbH
Priority to EP22202720.3A priority Critical patent/EP4357013A1/de
Priority to CA3216731A priority patent/CA3216731A1/en
Priority to US18/491,227 priority patent/US20240226825A9/en
Priority to CN202311363430.5A priority patent/CN117917266A/zh
Publication of EP4357013A1 publication Critical patent/EP4357013A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/90—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with paddles or arms 
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/50—Circulation mixers, e.g. wherein at least part of the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/02—Maintaining the aggregation state of the mixed materials
    • B01F23/023—Preventing sedimentation, conglomeration or agglomeration of solid ingredients during or after mixing by maintaining mixed ingredients in movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/235—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids for making foam
    • B01F23/2351—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids for making foam using driven stirrers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/50—Mixing liquids with solids
    • B01F23/51—Methods thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/50—Mixing liquids with solids
    • B01F23/53—Mixing liquids with solids using driven stirrers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/50—Mixing liquids with solids
    • B01F23/565—Mixing liquids with solids by introducing liquids in solid material, e.g. to obtain slurries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/20—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams
    • B01F25/25—Mixing by jets impinging against collision plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/60—Pump mixers, i.e. mixing within a pump
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/112—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/112—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades
    • B01F27/1125—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades with vanes or blades extending parallel or oblique to the stirrer axis
    • B01F27/11251—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades with vanes or blades extending parallel or oblique to the stirrer axis having holes in the surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/40—Mixers using gas or liquid agitation, e.g. with air supply tubes
    • B01F33/402—Mixers using gas or liquid agitation, e.g. with air supply tubes comprising supplementary stirring elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/40—Mixers using gas or liquid agitation, e.g. with air supply tubes
    • B01F33/409—Parts, e.g. diffusion elements; Accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/71—Feed mechanisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/71—Feed mechanisms
    • B01F35/712—Feed mechanisms for feeding fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/28—Mixing cement, mortar, clay, plaster or concrete ingredients

Definitions

  • the invention relates to a method for the colloidal processing of a suspension, in particular processing of building materials, with a colloidal mixer, in which at least one liquid is introduced into a mixing trough, at the lower area of which an outlet opening with a mixing device with a mixing rotor is arranged, which is driven in rotation, at least one powdered solid component is introduced into the mixing trough, the at least one liquid is mixed with the at least one powdered solid component by the rotatingly driven mixing rotor, set in a flow and discharged from the mixing trough through the outlet opening, the mixture being returned for a certain time via a return line to an upper area of the mixing trough for further mixing and after reaching a desired mixing state, the mixture is discharged as a finished suspension from the outlet opening by means of a discharge line, according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a colloidal mixer for the colloidal processing of a suspension, in particular for the processing of building materials and in particular for carrying out a method according to the invention, with a mixing trough which has an upper feed opening for feeding at least one liquid and at least one powdered solid component and a lower outlet opening, a mixing device which has a rotatingly drivable mixing rotor and is arranged in a lower region of the mixing trough, wherein the at least one liquid and the at least one powdered solid component are mixed to form a mixture by the mixing rotor and a flow of the at least one liquid or mixture can be generated towards the outlet opening, a return line which extends from the outlet opening back to the upper feed opening of the mixing trough, a discharge line for discharging a finished suspension from the mixing trough and a control valve device by means of which the return line and the discharge line can be opened or closed in particular alternately, according to the preamble of claim 7.
  • a colloidal mixer for the colloidal preparation of a suspension, especially for the preparation of building materials, is for example based on the EP 2 363 200 B1 out.
  • the suspensions produced with these colloidal mixers consist of one or more liquid components, usually water, and one or more mostly mineral solid components such as cement, bentonite, rock flour, fly ash, etc.
  • colloidally dissolved suspensions are applied in a wide variety of industrial sectors, such as special foundation engineering, mining, building renovation, tunnel construction, mining, exploration for mineral resources and much more.
  • suspension mixers are mainly used in diaphragm wall construction, for the production of supporting fluids (bentonite suspension), but also for diaphragm wall suspensions in the single-phase diaphragm wall process.
  • powdered solids Depending on the fineness of the grinding, powdered solids have a very large surface area and tend to form lumps (agglomerates) when wetted with liquid.
  • Another well-known method is to increase the circulation flow. This method increases the kinetic flow energy. This leads to a partial, but not complete, dissolution of agglomerates. The disadvantage of this is that part of the kinetic energy enters the suspension in the form of heat, which is undesirable in some cases and can have a negative impact on hydration, especially in the case of cement.
  • the invention is based on the object of specifying a method and a colloidal mixer with which a colloidal preparation of a suspension can be carried out particularly efficiently and economically.
  • the method according to the invention is characterized in that air in finely divided form is deliberately incorporated into the at least one liquid and/or the mixture, whereby a specific density of the liquid or the mixture is reduced.
  • a basic idea of the invention is to specifically reduce the specific density of the liquid or mixture when producing the mixture by incorporating air in finely distributed form into the liquid or mixture.
  • a colloidal suspension with high mixing quality can be quickly produced in a particularly efficient manner without providing a large number of additional mixing tools.
  • the solid components sink more quickly, they reach the area of the mixing device earlier, which results in faster and better mixing. Conglomerates can be broken up efficiently.
  • the adjustment of the specific density of the mixture by incorporating air depends in each individual case on the recipe and on the liquid and solid components used. According to a further development of the invention, it is particularly advantageous that the specific density of the at least one liquid or mixture is reduced, whereby the volume of the liquid or mixture is increased by 2 percent to 15 percent by adding air. By incorporating air, a corresponding Increase in volume of the liquid or mixture.
  • the specific density is set in such a way that solid particles on the surface of the liquid or mixture sink immediately or very quickly into it and can no longer be held back or can hardly be held back by the physical surface tension.
  • air can be incorporated in various suitable ways.
  • an air supply device can be provided with which air can be introduced into the liquid or mixture in a finely distributed manner via one or more supply nozzles.
  • the return line has a mouth opening which is directed towards an inner side of the mixing trough, whereby the returned liquid or mixture impacts on the inner side.
  • the surface of the liquid increases and swirls, causing air from the surrounding atmosphere to be incorporated.
  • a particularly good integration of air is achieved in that a return flow from the return line is essentially divided into two partial flows when it hits the inside of the mixing trough, which flow in opposite directions along the inside of the approximately drum-shaped mixing trough.
  • the mouth of the return line and the arrangement in relation to the inside of the mixing trough can be designed in such a way that the return flow is divided into approximately two equal partial flows, which then flow in the circumferential direction along the inside of the drum-shaped, preferably cylindrical, mixing trough.
  • a first partial flow therefore flows clockwise along the inside of the mixing trough and a second partial flow flows in the opposite direction along the inside of the mixing trough.
  • the mixing trough can preferably have a diameter of between 1 meter and 2 meters and be designed to accommodate a batch of 1t to 3t of material/medium.
  • 300l to 800l of liquid can be fed in at a feed rate of preferably 20 l/s to 100 l/s.
  • the remaining material component, which depends on the recipe, is formed by one or more solid components, which are added via conveyor devices at a feed rate of preferably 10 kg/s to 20 kg/s. Smaller or larger diameters of the mixing trough for different batch sizes are also possible in principle.
  • the two partial flows are generated at a flow rate such that the partial flows meet at a point in the mixing trough that is approximately opposite the outlet opening, forming turbulence.
  • the two partial flows flow in opposite directions, approximately around half the inner circumference of the mixing trough, until both partial flows meet again and collide. Additional turbulence is formed in this area, with corresponding enlargements of the surface area of the partial flows. This promotes the further incorporation of air in finely distributed form into the respective liquid or mixture.
  • the liquid or mixture can then sink again within the mixing trough, the bottom of which is preferably conical, and sink to the mixing device with the rotating mixing rotor in the area of the outlet opening.
  • the mixing paddles of the mixing rotor are preferably designed and driven in a rotating manner in such a way that cavities are formed in the liquid or mixture in a targeted manner, i.e. short-term cavities with negative pressure. This further supports the finely distributed incorporation of air and the wetting of the solid particles.
  • the rotating mixing rotor also works as a kind of pump, through which the mixture formed can be conveyed out of the outlet opening and returned via the return line to the upper area of the mixing trough for a further mixing and processing step.
  • a desired mixing quality which is usually after one to two minutes
  • the return line can be closed and the finished mixture can be discharged from the mixing trough as a suspension via the outlet opening using a discharge line.
  • the suspension thus formed can then be transported directly for further processing or for short-term interim storage.
  • a further batch of suspension can then be formed by introducing at least one liquid and at least one powdered solid component.
  • the colloidal mixer according to the invention is designed to specifically incorporate air in finely distributed form into the at least one liquid or the mixture in order to reduce a specific density of the liquid or the mixture.
  • the colloidal mixer according to the invention can be used in particular for carrying out the previously described method according to the invention. The previously described advantages can be achieved in this way.
  • the return line has a mouth opening which is directed towards an inner side of the mixing trough.
  • the returned medium can hit a drum-shaped inner wall of the mixing trough at a flow speed which can be several meters per second, preferably 10 m/s to 20 m/s, whereby turbulence and a corresponding incorporation of ambient air occur.
  • an air supply device with at least one supply nozzle is arranged for injecting air into the liquid or mixture.
  • the at least one supply nozzle can be provided at any suitable location on the colloidal mixer, in particular in a lower region of the mixing trough.
  • a plurality of supply nozzles can be provided, whereby ambient air can be injected under pressure in a finely distributed manner into the liquid or mixture, in particular in the region of the mixing rotor.
  • a further preferred embodiment of the invention consists in that the mixing rotor is arranged in a recess at the bottom of the mixing trough in front of the outlet opening.
  • the mixing rotor with its radially directed mixing blades can be A corresponding design of the edges and surfaces of the mixing blades can create the desired turbulence and also cavities in the liquid or mixture. This achieves a particularly good mixing effect. Openings or perforations can be formed in the mixing blades of the rotor to further improve the mixing effect.
  • the mixing rotor can serve as a pump to suck in the liquid or mixture from the upper area of the mixing trough and transport it to the outlet opening at a predetermined flow rate.
  • the depression with the mixing rotor is arranged centrally or eccentrically on the bottom of the mixing trough to its central axis.
  • a central arrangement of the depression with the mixing rotor to a central axis of the mixing trough leads to symmetrical flow conditions within the colloidal mixer.
  • An eccentric arrangement of the mixing rotor to the central axis of the mixing trough can lead to an additional turbulence effect.
  • particularly good mixing is achieved in that a rotor axis of the mixing rotor and a center axis of the drum-shaped mixing trough lie in a center plane of the mixing trough and that a return flow from the mouth opening of the return line strikes the inside of the mixing trough approximately parallel to the center plane.
  • the newly developed colloidal or suspension mixer can have a dispersion zone, the actual colloidal mixing device, in which the breakdown of the components takes place, and a convection zone that holds the actual batch volume, the so-called mixing container.
  • These two zones can be designed in different cylindrical diameters and are preferably connected to one another via an asymmetrical cone.
  • the dispersion zone can have a tangential outlet, which can be connected, in particular by means of a connected Y-piece, to a return or circulation line to the convection zone and to an emptying line. Both outlets on the Y-piece can preferably be closed and controlled by means of a pneumatic pinch valve depending on the operating state.
  • the mixing device contains a rotating rotor with special mixing paddles, also known as mixing blades.
  • This rotor preferably driven by a three-phase motor with a toothed belt drive, describes a circular movement at a defined peripheral speed. This leads to the transmission of movement and power and thus to the acceleration of the liquid or liquefied components in the mixer (such as water, powdered solids).
  • the rotor rotates and the components are accelerated.
  • the pinch valve of the circulation line is open, while the pinch valve of the discharge or emptying line is closed. A defined circulation of the liquid medium in the system takes place.
  • the rotor rotates and the components are accelerated.
  • the pinch valve on the return or circulation line is closed and the circulation is stopped.
  • the pinch valve on the discharge line is opened.
  • the liquid medium in the system is pressed into the discharge line and discharged from the mixing system.
  • the colloidal mixer preferably has a cover structure with various inlet openings for liquids, solids, additives and, among other things, for the circulation line.
  • a so-called deflection pipe can be attached to the outlet opening for the circulation line.
  • the mixing medium circulates between the mixer and the mixing tank preferably in a defined volume flow of up to 200 m 3 /h.
  • the deflection pipe which is installed at a defined position and inclination, can divide the volume flow into two partial flows of approximately equal size. This is done by deflecting the volume flow to the cylindrical wall of the mixing tank. The two partial flows move in opposite directions along the cylindrical wall of the mixing tank and meet opposite the deflection pipe.
  • water is preferably dosed into the mixing system as a liquid component.
  • the mixing system may already be in the mixing mode. This means that from the beginning, the circulation described above occurs from a certain fill level. Since the resulting volume flow hits the liquid level from above, a lot of air is now drawn into the liquid (water) and fed to the mixer by the resulting flow.
  • the mixer Since the mixer generates cavitation due to its technical design, which was determined using a high-speed camera, the air in the water is distributed particularly finely. This effect helps to artificially reduce the specific density of the dosed water. This takes place for all mixture components during the entire mixing and dosing process.
  • the solid can sink more quickly in the water and is thus more easily sucked into the mixer (dispersion zone).
  • the cavitation acting in the colloidal mixer ensures that every single solid particle is wetted with water and can thus be broken down almost optimally. A large positive effect in terms of the dosing of mineral solids can also be seen. Cavitation is caused by the negative pressure generated behind the mixing blades, in which the liquid evaporates, creating vapor bubbles. When these enter a zone of lower pressure, the Steam returns and the volume is reduced significantly. This creates a short-term, extreme pressure difference with the environment, so that agglomerates of solid particles in particular are sucked into the resulting cavity and broken down. This enables and/or improves the wetting of the individual solid particles with liquid and ensures a particularly homogeneous mixture.
  • the solids and the agglomerates contained therein are thus specifically fed into the dispersion zone and are broken down there very efficiently.
  • the mixing rotor has mixing blades which are provided with a hole pattern.
  • the mixing blade is preferably formed from a base sheet, wherein several through holes are introduced into the base sheet through the hole pattern, preferably by machining, (laser) cutting or punching.
  • the holes of the hole pattern can preferably have a circular contour in whole or in part.
  • the holes can have a diameter between 5 mm and 50 mm and can be arranged in particular in a grid with a uniform grid spacing. Other hole sizes and in particular other hole contours, such as square or polygonal, are possible.
  • the hole pattern in the mixing blades results in a significant increase in the effective flow edges on the mixing blade. This increases the turbulence effect and in particular the formation of a large number of relatively small cavities.
  • the hole pattern with the through holes can form a total opening area which accounts for between 25% and 35%, particularly preferably between 26% and 28%, of the total area of the mixing blade.
  • the holes are located in particular in the lower approx. 65%, preferably 62% to 66%, of the blade height.
  • the dimensions of the mixing blades are based on the dimensions of the recess or receptacle in the mixer, with the edge of the mixing blades running as close to the wall as possible.
  • the mixing blade can preferably be approximately rectangular and in particular have a width of 50mm to 400mm and a height of 150mm to 700mm. Other dimensions are possible depending on the shape of the mixer.
  • Another positive effect is that the change in flow resistance reduces the energy required to rotate the mixing rotor at a given speed. This means that the mixing and homogenization effect of the colloidal mixer can be improved with a reduced energy requirement.
  • the mixing rotor can preferably be driven at a speed of between 100 rpm and 800 rpm. Deviations are possible depending on the recipe of the mixture.
  • the mixer and/or the mixing blades can preferably be formed with a durable stainless steel, in particular a Hardox material.
  • FIG. 1 to 3 an embodiment of a colloidal mixer 10 according to the invention is shown with a drum-shaped mixing trough 12, which is arranged on a frame 11.
  • the drum-shaped mixing trough 12 has a cylindrical inner side 13 or inner wall in its upper area and is closed off at its top with a lid 14.
  • a lower section of the mixing trough 12 is formed by a conical base 16, which passes via an opening into a downwardly directed receptacle or depression 20 with a mixing device 30.
  • the opening with the depression 20 is arranged eccentrically to a center axis of the cylindrical upper area of the mixing trough 12, as can be clearly seen from Fig.3 emerges.
  • the mixing device 30 in the recess 20 on the underside of the mixing trough 12 has a rotatingly driven mixing rotor 32 with a rotor hub 33 and radially directed mixing blades 34 attached to it.
  • the mixing rotor 32 with the mixing blades 34 is designed overall in such a way that at least one liquid component introduced into the mixing trough 12 is mixed with at least one powdered solid component fed into the mixing trough 12 by the rotating mixing rotor 32.
  • a peripheral speed of the mixing rotor 32 is set in such a way and the shape of the mixing blades 34 is designed in such a way that cavities are formed in a targeted manner in the at least one liquid or the mixture being formed, which cavities further support a mixing effect and a fine distribution of air.
  • the rotating mixing rotor 32 discharges the at least one liquid or the mixture being formed to a lateral outlet opening 22 with a Y-pipe section 24, on the two outlet nozzles of which a return line 40 and a discharge line 50 are arranged.
  • An adjusting device 38 can be used to control whether the mixture formed is returned to the mixing trough 12 via the return line 40 to continue the mixing process or is discharged from the colloidal mixer 10 via the discharge line 50.
  • a first pinch valve 42 is arranged on the return line 40 and a second pinch valve 52 is arranged on the discharge line 50, which can be closed or opened in particular by supplying a pressure medium, in particular compressed air.
  • the free end of the return line 40 has a deflection pipe or a mouth opening 44 which is directed towards the inner side 13 of the mixing trough 12.
  • a deflection pipe or a mouth opening 44 which is directed towards the inner side 13 of the mixing trough 12.
  • ambient air is incorporated into the liquid or mixture in a finely distributed manner.
  • the return flow is divided into two partial flows by the orientation of the mouth opening 44, which flow in opposite directions along the inner side 13 of the mixing trough 12 in the circumferential direction.
  • the partial flows can thus meet again in an opposite area on the inner side 13 of the mixing trough 12, with additional air being incorporated into the liquid or mixture through additional turbulence.
  • the incorporation and fine distribution of the air is, as already described above, further achieved by the rotating movement of the mixing rotor 32 with the mixing blades 34. increased.
  • the mixing process can preferably last between 100 seconds and 200 seconds.
  • the first pinch valve 42 on the return line 40 can be closed and the second pinch valve 52 on the discharge line 50 can be opened. In this way, the fully formed mixture or suspension is discharged from the outlet opening 22 via the discharge line 50 from the colloidal mixer 10 by the pumping action of the mixing device 30.
  • a possible embodiment of a mixing blade 34 is shown, which can be used on a mixing rotor 32 of a mixing device 30 of the previously described colloidal mixer 10.
  • fastening elements 37 are shown schematically on one fastening side. These serve for the detachable fastening of the mixing blade 34 to the rotor hub 33.
  • Fig.6 Detail A with fastening element 37 is made of Fig.4 shown in more detail.
  • the mixing blade 34 is formed from a base sheet 35 with a thickness d, as can be clearly seen from Fig.5
  • the thickness d can be between 3 mm and 20 mm.
  • a hole pattern 36 with a large number of through holes is formed in the actual mixing area of the mixing blade 34.
  • the side surfaces of the mixing blade 34 can be surface-treated.
  • the diameter of the through holes can be between 5 mm and 50 mm.
  • the material webs between the through holes can be a few mm in size.
  • the hole pattern 36 with the through holes can form a total opening area which makes up between 40% and 80% of the total area of the mixing blade 34.
  • a partial area of the hole pattern 36 is shown in more detail, wherein the hole pattern 36 is formed from a plurality of through holes arranged in rows next to one another in a grid. Between the through holes remain Grid or material webs with corresponding flow edges, which ensure good turbulence and a particularly finely distributed formation of cavities over the surface of the mixing blade 34.
  • a web width between the holes can be between 10% and 40%, preferably between 16% and 33%, of the hole diameter.
  • a sheet thickness can be between 20% and 75%, preferably between 33% and approximately 66%, of the hole diameter.
  • the hole diameter is preferably between 10 mm and 20 mm, particularly preferably around 12 mm.
  • a lower corner area of the mixing blade 34 can be chamfered or angled.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Kolloidalmischer 10 zur kolloidalen Aufbereitung einer Suspension, insbesondere Aufbereitung von Baustoffen, mit einem Kolloidalmischer, bei dem mindestens eine Flüssigkeit in einem Mischtrog 12 eingeleitet wird, an dessen unterem Bereich eine Austrittsöffnung 22 mit einer Mischeinrichtung 30 mit einem Mischrotor 32 angeordnet ist, welcher drehend angetrieben wird.Es ist erfindungsgemäß, dass mindestens eine pulverförmige Feststoffkomponente in den Mischtrog eingeleitet wird, die mindestens eine Flüssigkeit mit der mindestens einen pulverförmigen Feststoffkomponente durch den rotierend angetriebenen Mischrotor vermischt in eine Strömung versetzt und durch die Austrittsöffnung aus dem Mischtrog ausgeleitet wird, wobei die Mischung für eine bestimmte Zeit über eine Rückführleitung 40 wieder in einen oberen Bereich des Mischtroges zum weiteren Mischen rückgeführt wird und nach Erreichen eines gewünschten Mischzustandes die Mischung als fertige Suspension von der Austrittsöffnung mittels einer Abführleitung 50 abgeführt wird.Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass in die mindestens eine Flüssigkeit und/oder die Mischung gezielt Luft in feinverteilter Form eingearbeitet wird, wobei eine spezifische Dichte der Flüssigkeit beziehungsweise der Mischung verringert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kolloidalen Aufbereitung einer Suspension, insbesondere Aufbereitung von Baustoffen, mit einem Kolloidalmischer, bei dem mindestens eine Flüssigkeit in einen Mischtrog eingeleitet wird, an dessen unterem Bereich eine Austrittsöffnung mit einer Mischeinrichtung mit einem Mischrotor angeordnet ist, welcher drehend angetrieben wird, mindestens eine pulverförmige Feststoffkomponente in den Mischtrog eingeleitet wird, die mindestens eine Flüssigkeit mit der mindestens einen pulverförmigen Feststoffkomponente durch den rotierend angetriebenen Mischrotor vermischt, in eine Strömung versetzt und durch die Austrittsöffnung aus dem Mischtrog ausgeleitet wird, wobei die Mischung für eine bestimmte Zeit über eine Rückführleitung wieder in einen oberen Bereich des Mischtroges zum weiteren Mischen rückgeführt wird und nach Erreichen eines gewünschten Mischzustandes die Mischung als fertige Suspension von der Austrittsöffnung mittels einer Abführleitung abgeführt wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Erfindung betrifft weiter einen Kolloidalmischer zur kolloidalen Aufbereitung einer Suspension, insbesondere zur Aufbereitung von Baustoffen und insbesondere zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens, mit einem Mischtrog, welcher eine obere Zuführöffnung zum Zuführen mindestens einer Flüssigkeit und mindestens einer pulverförmigen Feststoffkomponente und eine untere Austrittsöffnung aufweist, einer Mischeinrichtung, welche einen rotierend antreibbaren Mischrotor aufweist und in einem unteren Bereich des Mischtroges angeordnet ist, wobei durch den Mischrotor die mindestens eine Flüssigkeit und die mindestens eine pulverförmige Feststoffkomponente zu einer Mischung vermischt werden und eine Strömung der mindestens einen Flüssigkeit beziehungsweise der Mischung zur Austrittsöffnung hin erzeugbar ist, einer Rückführleitung, welche sich von der Austrittsöffnung wieder zurück zur oberen Zuführöffnung des Mischtroges erstreckt, einer Abführleitung zum Abführen einer fertiggestellten Suspension aus dem Mischtrog und einer Stellventileinrichtung, durch welche die Rückführleitung und die Abführleitung insbesondere wechselweise geöffnet oder geschlossen werden können, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
  • Ein Kolloidalmischer zur kolloidalen Aufbereitung einer Suspension, insbesondere zur Aufbereitung von Baustoffen, geht beispielsweise aus der EP 2 363 200 B1 hervor.
  • Die mit diesen Kolloidalmischern hergestellten Suspensionen bestehen aus einer oder mehrerer Flüssigkomponenten, in der Regel Wasser, und einer oder mehrerer meist mineralischen Feststoffkomponenten wie z. B. Zement, Bentonit, Gesteinsmehl, Flugasche usw.
  • Die Verwendung solcher kolloidal aufgeschlossenen Suspensionen findet in unterschiedlichsten industriellen Bereichen ihre Anwendung, wie z. B. im Spezialtiefbau, Bergbau, Bauwerkssanierung, Tunnelbau, Mining, Exploration für Bodenschätze und Vieles mehr.
  • Anfangs wurden kontinuierliche Kolloidalmischer entwickelt, welche jeweils nur eine Flüssig- und eine Feststoffkomponente verarbeiten konnten.
  • Diese Suspensionsmischer werden überwiegend im Schlitzwandbau eingesetzt, zur Herstellung von Stützflüssigkeiten (Bentonit-Suspension), aber auch für Dichtwandsuspensionen im Ein-Phasen-Schlitzwand Verfahren.
  • Im Zuge von neu entwickelten Bauverfahren ergaben sich neue Anforderungen an die Suspensionsqualitäten. Auch Suspensionen aus mehreren Flüssig- und Feststoffkomponenten wurden benötigt.
  • Das hatte zur Folge, dass der Feststoffanteil in den Mischungsrezepturen den Flüssiganteil um ein Mehrfaches übersteigt, Suspensionsdichten von 2 kg/dm3 und darüber werden benötigt. Die verfügbaren Chargen-Mischsysteme kommen dabei an ihre Leistungsgrenze. Insbesondere sogenannte Turbo-Mischer (Mischpumpen) oder Kreislauf-Anlagen mit Venturi-Düsen sind nicht mehr in der Lage, diese benötigten Suspensionen in der geforderten Mischqualität zuverlässig und wirtschaftlich herzustellen.
  • Pulverförmige Feststoffe haben je nach Mahlfeinheit eine sehr große Oberfläche und neigen, wenn sie mit Flüssigkeit benetzt werden, zur Bildung von Klumpen (Agglomeraten).
  • Diese Klumpen beginnen, je nach Beladungszustand des Mischbehälters und je nach Dichte der bereits entstandenen Suspension im Mischsystem, auf der Oberfläche der im Mischbehälter befindlichen Suspension aufzuschwimmen und werden kaum noch oder gar nicht aufgeschlossen.
  • Dies führt zu qualitativ schlechten Suspensionen, bei denen wichtige Parameter hinsichtlich Rheologie nicht erreicht werden.
  • Es ist bekannt, durch Einbau von zusätzlichen rotierenden Werkzeugen im Mischbehälter durch Zerschlagen dieser Agglomerate diesen unerwünschten Zustand zu vermindern. Der Nachteil ist allerdings, dass die Mischer konstruktiv aufwendig sind und sich Material in Form von Verkrustungen an diesen zusätzlichen Werkzeugen anlagert und besonders bei bindemittelhaltigen Feststoffen zu extremen Anbackungen führt. Dies hat einen erheblich höheren Reinigungs- und Wartungsaufwand zur Folge.
  • Eine weitere bekannte Methode ist die Erhöhung der Zirkulationsströmung. Durch diese Methode wird die kinetische Strömungsenergie erhöht. Dies führt zwar zu einer teilweisen, jedoch nicht völligen Auflösung von Agglomeraten. Der Nachteil hierbei ist zudem, dass ein Teil der kinetischen Energie in Form von Wärme in die Suspension eingeht, was in einigen Fällen unerwünscht ist und etwa speziell bei Zement negative Auswirkungen auf die Hydratation haben kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und einen Kolloidalmischer anzugeben, mit welchen eine kolloidale Aufbereitung einer Suspension besonders effizient und wirtschaftlich ausgeführt werden kann.
  • Die Aufgabe wird zum einen durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und zum anderen durch einen Kolloidalmischer mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass in die mindestens eine Flüssigkeit und/oder die Mischung gezielt Luft in feinverteilter Form eingearbeitet wird, wobei eine spezifische Dichte der Flüssigkeit beziehungsweise der Mischung verringert wird.
  • Eine Grundidee der Erfindung liegt darin, bei der Herstellung der Mischung eine spezifische Dichte der Flüssigkeit beziehungsweise der Mischung gezielt dadurch zu verringern, dass Luft in fein verteilter Form in die Flüssigkeit beziehungsweise in die Mischung eingearbeitet wird. Dies hat zur Folge, dass pulverförmige Feststoffe, welche sich auf der Oberfläche der Flüssigkeit beziehungsweise der Mischung befinden, schneller und zuverlässiger absinken und so nicht mehr auf der Flüssigkeitsoberfläche aufschwimmen, insbesondere wenn die Mischung aufgrund von Zusätzen eine erhöhte Dichte aufweist. Hierdurch wird ein umfassendes Benetzen der pulverförmigen Feststoffpartikel bewirkt und diese können schneller in der Flüssigkeit/Mischung aufgenommen und zum Bilden der kolloidalen Suspension verarbeitet werden. Insgesamt kann so in besonders effizienter Weise ohne Vorsehen einer Vielzahl zusätzlicher Mischwerkzeuge eine schnelle Herstellung einer kolloidalen Suspension mit hoher Mischqualität erreicht werden. Durch ein schnelleres Absinken der Feststoffkomponenten gelangen diese früher in den Bereich der Mischeinrichtung, was ein schnelleres und besseres Mischen zur Folge hat. Konglomerate können effizient zerschlagen werden.
  • Die Einstellung der spezifischen Dichte der Mischung durch das Einarbeiten von Luft hängt im Einzelfall von der Rezeptur sowie von den verwendeten Flüssigkeits- und Feststoffkomponenten ab. Besonders vorteilhaft ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass die spezifische Dichte der mindestens einen Flüssigkeit beziehungsweise der Mischung verringert wird, wobei durch das Zuführen von Luft das Volumen der Flüssigkeit beziehungsweise der Mischung um 2 Prozent bis 15 Prozent erhöht wird. Durch das Einarbeiten von Luft erfolgt dabei ein entsprechender Volumenanstieg der Flüssigkeit beziehungsweise der Mischung. Die spezifische Dichte wird insbesondere so eingestellt, dass Feststoffpartikel auf der Oberfläche der Flüssigkeit beziehungsweise Mischung umgehend oder sehr schnell in diese absinken und von der physikalischen Oberflächenspannung nicht oder kaum noch zurückgehalten werden können.
  • Das Einarbeiten von Luft kann grundsätzlich auf verschiedene geeignete Weisen erfolgen. Insbesondere kann eine Luftzuführeinrichtung vorgesehen sein, mit welcher gezielt Luft über eine oder mehrere Zuführdüsen in die Flüssigkeit beziehungsweise die Mischung fein verteilt eingeleitet werden kann.
  • Besonders vorteilhaft ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass die Rückführleitung eine Mündungsöffnung aufweist, welche auf eine Innenseite des Mischtroges gerichtet ist, wobei die rückgeführte Flüssigkeit beziehungsweise Mischung auf die Innenseite aufprallt. Bei diesem Aufprallen des Flüssigkeitsstromes erfolgt eine Vergrößerung der Oberfläche der Flüssigkeit und ein Verwirbeln, wobei ein Einbinden von Luft aus der Umgebungsatmosphäre bewirkt wird.
  • Besonders vorteilhaft ist es dabei, dass eine Rückführströmung aus der Rückführleitung etwa senkrecht auf die Innenseite des Mischtroges auftrifft. Bereits allein aufgrund dieser Strömungsführung mit einem Auftreffen auf eine Innenwand des Mischtroges in etwa einem rechten Winkel kann eine gewünschte Einbindung von Luft und eine entsprechende Reduzierung der spezifischen Dichte erzielt werden.
  • Eine besonders gute Einbindung von Luft ergibt sich nach einer Ausführungsvariante der Erfindung dadurch, dass eine Rückführströmung aus der Rückführleitung bei Auftreffen auf der Innenseite des Mischtroges im Wesentlichen in zwei Teilströme aufgeteilt wird, welche in entgegengesetzter Richtung entlang der Innenseite des etwa trommelförmigen Mischtroges strömen. Die Mündungsöffnung der Rückführleitung und die Anordnung in Bezug auf die Innenseite des Mischtroges können so ausgebildet sein, dass die Rückführströmung in etwa in zwei gleiche Teilströme aufgeteilt wird, welche dann in Umfangsrichtung entlang der Innenseite des trommelförmigen, vorzugsweise zylindrischen, Mischtroges strömen. Es strömt also ein erster Teilstrom im Uhrzeigersinn entlang der Innenseite des Mischtroges und ein zweiter Teilstrom in entgegengesetzter Drehrichtung entlang der Innenseite des Mischtroges.
  • Der Mischtrog kann vorzugsweise einen Durchmesser zwischen 1 Meter bis 2 Metern aufweisen und zur Aufnahme einer Charge von 1t bis 3t Material/Medium ausgelegt sein. Dabei können vorzugsweise 300l bis 800l Flüssigkeit mit einer Zuführgeschwindigkeit von vorzugsweise 20 l/s bis 100 l/s zugeführt werden. Der restliche Materialbestandteil, welcher von der Rezeptur abhängt, wird durch die eine oder mehrere Feststoffkomponenten gebildet, welche über Fördereinrichtungen mit einer Zuführgeschwindigkeit von vorzugsweise 10 kg/s bis 20 kg/s zudosiert werden. Kleinere oder größere Durchmesser des Mischtroges für abweichende Chargengrößen sind grundsätzlich auch möglich.
  • Besonders vorteilhaft ist es nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, dass die zwei Teilströme mit einer Strömungsgeschwindigkeit erzeugt werden, so dass sich die Teilströme unter Ausbildung von Verwirbelungen an einer Stelle des Mischtroges treffen, welche etwa gegenüberliegend zu der Mündungsöffnung ist. Die beiden Teilströme strömen dabei jeweils in entgegengesetzte Richtungen, etwa um den halben Innenumfang des Mischtroges, bis sich beide Teilströme wieder treffen und kollidieren. In diesem Bereich bilden sich so zusätzliche Verwirbelungen aus, mit entsprechenden Vergrößerungen der Oberfläche der Teilströme. Dies fördert die weitere Einarbeitung von Luft in fein verteilter Form in die jeweilige Flüssigkeit beziehungsweise Mischung.
  • Die Flüssigkeit beziehungsweise Mischung kann sodann innerhalb des Mischtroges, dessen Bodenbereich vorzugsweise konisch ausgebildet ist, wieder absinken und zu der Mischeinrichtung mit dem rotierend angetriebenen Mischrotor im Bereich der Austrittsöffnung absinken. Die Mischpaddel des Mischrotors sind vorzugsweise so ausgebildet und drehend angetrieben, dass sich in der Flüssigkeit beziehungsweise Mischung gezielt Kavitäten ausbilden, also kurzfristig bestehende Hohlräume mit Unterdruck. Hierdurch wird ein fein verteiltes Einarbeiten von Luft und auch ein Benetzen der Feststoffpartikel weiter unterstützt.
  • Der rotierende Mischrotor arbeitet auch als eine Art Pumpe, durch welche die gebildete Mischung aus der Austrittsöffnung abgefördert und über die Rückführleitung wieder zurück in den oberen Bereich des Mischtroges für einen weiteren Misch- und Aufbereitungsschritt rückgeleitet werden kann. Sobald eine gewünschte Mischqualität erreicht ist, was üblicherweise nach ein bis zwei Minuten gegeben ist, kann die Rückführleitung geschlossen und die fertige Mischung als Suspension über die Austrittsöffnung mittels einer Abführleitung aus dem Mischtrog abgeführt werden. Die so gebildete Suspension kann dann unmittelbar zur weiteren Verarbeitung oder zu einer kurzfristigen Zwischenlagerung weitertransportiert werden. Darauf kann eine weitere Charge einer Suspension durch Einleiten mindestens einer Flüssigkeit und mindestens einer pulverförmigen Feststoffkomponente gebildet werden.
  • Der erfindungsgemäße Kolloidalmischer ist ausgebildet, in die mindestens eine Flüssigkeit oder die Mischung gezielt Luft in fein verteilter Form einzuarbeiten, um eine spezifische Dichte der Flüssigkeit beziehungsweise der Mischung herabzusetzen. Der erfindungsgemäße Kolloidalmischer kann insbesondere zum Durchführen des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden. Dabei können die zuvor beschriebenen Vorteile erzielt werden.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kolloidalmischers besteht darin, dass die Rückführleitung eine Mündungsöffnung aufweist, welche auf eine Innenseite des Mischtroges gerichtet ist. Das rückgeleitete Medium kann dabei mit einer Strömungsgeschwindigkeit, welche mehrere Meter pro Sekunde, vorzugsweise 10 m/s bis 20 m/s, betragen kann, auf eine trommelförmige Innenwand des Mischtroges auftreffen, wobei sich Verwirbelungen und ein entsprechendes Einarbeiten von Umgebungsluft einstellt.
  • Alternativ oder ergänzend kann es nach einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass eine Luftzuführeinrichtung mit mindestens einer Zuführdüse zum Eindüsen von Luft in die Flüssigkeit oder Mischung angeordnet ist. Die mindestens eine Zuführdüse kann an jeder geeigneten Stelle des Kolloidalmischers vorgesehen sein, insbesondere in einem unteren Bereich des Mischtroges. Vorzugsweise kann eine Vielzahl von Zuführdüsen vorgesehen sein, wobei Umgebungsluft unter Druck fein verteilt in die Flüssigkeit oder Mischung, insbesondere im Bereich des Mischrotors, eingedüst werden kann.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass der Mischrotor in einer Vertiefung am Boden des Mischtroges vor der Austrittsöffnung angeordnet ist. Der Mischrotor mit seinen radial gerichteten Mischblättern kann über eine entsprechende Gestaltung der Kanten und Flächen der Mischblätter eine gewünschte Verwirbelung und auch Kavitäten in der Flüssigkeit beziehungsweise der Mischung erzeugen. Hierdurch wird ein besonders guter Mischeffekt erreicht. In den Mischblättern des Rotors können Öffnungen oder Durchbrüche ausgebildet sein, um den Mischeffekt noch weiter zu bessern. Gleichzeitig kann der Mischrotor als eine Pumpe dienen, um die Flüssigkeit beziehungsweise die Mischung aus dem oberen Bereich des Mischtroges anzusaugen und mit einer vorgesehenen Strömungsgeschwindigkeit zur Austrittsöffnung hin abzufördern.
  • Besonders vorteilhaft ist es nach einer Ausführungsvariante der Erfindung, dass die Vertiefung mit dem Mischrotor mittig oder exzentrisch am Boden des Mischtroges zu dessen Mittenachse angeordnet ist. Eine mittige Anordnung der Vertiefung mit dem Mischrotor zu einer Mittenachse des Mischtroges führt zu symmetrischen Strömungsverhältnissen innerhalb des Kolloidalmischers. Eine exzentrische Anordnung des Mischrotors zur Mittenachse des Mischtroges kann zu einem zusätzlichen Verwirbelungseffekt führen.
  • Eine besonders gute Vermischung wird nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch erzielt, dass eine Rotorachse des Mischrotors und eine Mittenachse des trommelförmigen Mischtroges in einer Mittenebene des Mischtroges liegen und dass eine Rückführströmung aus der Mündungsöffnung der Rückführleitung etwa parallel zur Mittenebene auf die Innenseite des Mischtroges auftrifft.
  • Der neu entwickelte Kolloidal- oder Suspensionsmischer kann eine Dispergierzone, der eigentlichen Kolloidal-Mischeinrichtung, in welcher der Aufschluss der Komponenten stattfindet, und eine Konvektionszone aufweisen, die das eigentliche Chargenvolumen aufnimmt, den sogenannten Mischbehälter. Diese beiden Zonen können in unterschiedlichen zylindrischen Durchmessern ausgeführt sein und sind vorzugsweise über einen asymmetrischen Konus miteinander verbunden.
  • Die Dispergierzone kann einen tangentialen Auslauf aufweisen, welcher mittels insbesondere einem verbundenem Y- Stück zum Einen mit einer Rückführ- bzw. Zirkulationsleitung zur Konvektionszone und zum Anderen zu einer Entleerleitung verbindbar ist. Beide Abgänge am Y-Stück können vorzugsweise mittels pneumatischem Quetschventil je nach Betriebszustand verschlossen und gesteuert werden.
  • In der Mischeinrichtung befindet sich ein rotierender Rotor mit speziellen Mischpaddeln, auch Mischblätter genannt. Dieser Rotor, vorzugsweise angetrieben von einem Drehstrommotor mit Zahnriementrieb, beschreibt eine kreisförmige Bewegung bei einer definierten Umfangsgeschwindigkeit. Dies führt zu Bewegungs- und Kraftübertragung und somit zur Beschleunigung der im Mischer befindlichen flüssigen oder verflüssigten Komponenten (etwa Wasser, pulverförmiger Feststoff).
  • Folgende Betriebszustände können beispielhaft eingestellt werden:
    • Betriebszustand Mischen
  • Der Rotor dreht sich und die Komponenten werden beschleunigt. Das Quetschventil Zirkulationsleitung ist geöffnet, während das Quetschventil der Abführ- oder Entleerleitung geschlossen ist. Es findet eine definierte Zirkulation des im System befindlichen flüssigen Mediums statt.
    • Betriebszustand Entleeren
  • Der Rotor dreht sich und die Komponenten werden beschleunigt. Das Quetschventil an der Rückführ- oder Zirkulationsleitung wird geschlossen und die Zirkulation wird gestoppt. Das Quetschventil an der Entleerleitung wird geöffnet. Das im System befindliche flüssige Medium wird in die Entleerleitung gepresst und aus dem Mischsystem abgeführt.
  • Auf dem Kolloidalmischer befindet sich vorzugsweise eine Deckelkonstruktion mit verschiedenen Einlassöffnungen für Flüssigkeiten, Feststoffe, Additive und unter Anderem für die Zirkulationsleitung. An der Mündungsöffnung für die Zirkulationsleitung kann ein sogenanntes Umlenkrohr angebracht sein.
  • Im Betriebszustand Mischen zirkuliert das Mischmedium zwischen Mischer und Mischbehälter vorzugsweise in einem definierten Volumenstrom mit bis zu 200 m3/h. Durch das in Lage und Neigung definiert eingebaute Umlenkrohr kann der Volumenstrom in zwei etwa gleichgroße Teilströme aufgeteilt werden. Dies geschieht durch die Umlenkung des Volumenstromes an die zylindrische Wandung des Mischbehälters. Die beiden Teilströme bewegen sich entgegengesetzt entlang der zylindrischen Wand des Mischbehälters und treffen sich gegenüber vom Umlenkrohr.
  • Das Aufeinandertreffen der beiden Teilströme bewirkt nun, dass die Rückströmung mittig im Mischbehälter über dem Einlauf des Mischers weiterverläuft und das Ansaugen des Mischmediums vom Mischer begünstigt wird.
  • Zu Beginn jeder Mischcharge wird zuerst vorzugsweise Wasser als Flüssigkomponente in das Mischsystem dosiert. Während der Wasserdosierung kann sich das Mischsystem bereits im Betriebszustand Mischen befinden. D. h. von Anbeginn stellt sich ab einem gewissen Füllstand die vorher beschriebene Zirkulation ein. Da der entstandene Volumenstrom auf den Flüssigkeitstand von oben auftrifft, wird nun viel Luft mit in die Flüssigkeit (Wasser) mit hineingerissen und durch die entstandene Strömung dem Mischer zugeführt.
  • Durch die hohen Strömungen kann die Luft nicht entweichen und durchläuft nun zusammen mit dem dosierten Wasser den Mischer (Dispergierzone).
  • Da der Mischer aufgrund seines technischen Aufbaues Kavitation erzeugt, was mittels einer High-Speed-Kamera festgestellt wurde, wird die im Wasser befindliche Luft besonders fein verteilt. Dieser Effekt unterstützt, dass die spezifische Dichte des dosierten Wassers künstlich heruntergesetzt wird. Dies findet während des gesamten Misch- und Dosierprozesses bei allen Mischungskomponenten statt.
  • Einen Beleg für diesen Effekt sieht man darin, dass das im Mischsystem befindliche Wasser milchig trüb wird. Wird das Mischsystem ausgeschaltet, stellt sich ein sofortiges oder sehr schnelles Entlüften des Wassers ein, unzählige kleinste Luftbläschen steigen auf und das Wasser wird in kürzester Zeit wieder klar.
  • Wenn als weiterer Dosierschritt nun pulverförmiger mineralischer Feststoff zudosiert wird, kann der Feststoff schneller im Wasser absinken und wird so leichter von dem Mischer (Dispergierzone) angesaugt.
  • Die im Kolloidalmischer wirkende Kavitation sorgt nun dafür, das jedes einzelne Feststoffpartikel mit Wasser benetzt und so nahezu optimal aufgeschlossen werden kann. Ein großer positiver Effekt in Bezug auf die Dosierung von mineralischen Feststoffen ist ebenfalls zu erkennen. Kavitation entsteht durch den hinter den Mischblättern erzeugten Unterdruck, in dem die Flüssigkeit verdampft, wodurch Dampfblasen entstehen. Wenn diese in eine Zone geringeren Drucks kommen, kondensiert der Dampf wieder und das Volumen verringert sich deutlich. Dadurch wird ein kurzzeitiger extremer Druckunterschied zur Umgebung erzeugt, so dass insbesondere Agglomerate aus Feststoffpartikeln in den entstandenen Hohlraum sozusagen eingesaugt und zerlegt werden. Dies ermöglicht und/oder verbessert die Benetzung der einzelnen Feststoffpartikel mit Flüssigkeit und sorgt für eine besonders homogene Mischung.
  • Alle mineralischen Feststoffe neigen dazu, aufgrund von Lagerung oder mechanischen Einflüssen, Agglomerate (Klümpchen) im Trockenzustand zu bilden. Des Weiteren haben mineralische Feststoffe in der Regel ein Schüttgewicht von ca. 1kg/dm3. Aufgrund dieses technischen Sachverhaltes würden Feststoff-Agglomerate auf der Wasseroberfläche aufschwimmen, und ließen sich durch Strömung nur schlecht beeinflussen bzw. mechanisch in Ihre einzelnen Partikel zerlegen. Durch das erfindungsgemäße Herabsetzen der Dichte des Wassers wird so das Aufschwimmen dieser Feststoff-Agglomerate gänzlich verhindert oder zumindest erheblich herabgesetzt.
  • Der Feststoff und darin befindliche Agglomerate werden so gezielt der Dispergierzone zugeführt und werden dort sehr effizient aufgeschlossen.
  • Aufgrund der hohen Umwälzleistung im Mischsystem wird so auch sichergestellt, dass der gesamte Chargeninhalt, bestehend aus Wasser und Feststoff, mehrfach die Dispergierzone durchläuft, und somit eine sehr gute Homogenisierung stattfindet.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform des Kolloidalmischers besteht nach der Erfindung darin, dass der Mischrotor Mischblätter aufweist, welche mit einem Lochbild versehen sind. Das Mischblatt ist dabei vorzugsweise aus einem Basisblech gebildet, wobei durch das Lochbild mehrere Durchgangslöcher in das Basisblech vorzugsweise durch spanabhebendes Bearbeiten, (Laser-)Schneiden oder Stanzen eingebracht sind. Bevorzugt können die Löcher des Lochbildes insgesamt oder teilweise eine kreisförmige Kontur aufweisen. Die Löcher können einen Durchmesser zwischen 5 mm und 50 mm aufweisen und insbesondere in einem Raster mit gleichmäßigem Rasterabstand angeordnet sein. Andere Lochgrößen und insbesondere andere Lochkonturen, etwa eckig oder polygon, sind möglich.
  • Durch das Lochbild in den Mischblättern wird eine deutliche Erhöhung der wirksamen Strömungskanten an dem Mischblatt erzielt. Dies erhöht den Effekt der Verwirbelung und insbesondere auch das Bilden von relativ kleinen Kavitäten in einer großen Anzahl. Vorzugsweise kann das Lochbild mit den Durchgangslöchern eine Gesamtöffnungsfläche bilden, welche zwischen 25% bis 35%, besonders bevorzugt zwischen 26% bis28%, an der Gesamtfläche des Mischblattes ausmacht. Hier ist das Verhältnis von den Auswirkungen der Strömungskantenlänge zum Strömungswiderstand am günstigsten. Die Löcher sind insbesondere in den unteren ca. 65 %, vorzugsweise 62 % bis 66%, der Blatthöhe angebracht. Die Abmessungen der Mischblätter orientieren sich an den Abmessungen der Vertiefung oder Aufnahme im Mischer, wobei Randkanten der Mischblätter möglichst nah an der Wandung verlaufen. Das Mischblatt kann vorzugsweise etwa rechteckig ausgebildet sein und insbesondere eine Breite von 50mm bis 400mm und eine Höhe von 150mm bis 700mm aufweisen. Andere Abmessung sind abhängig von der Gestalt des Mischers möglich.
  • Zudem liegt ein weiterer positiver Effekt darin, dass durch die Änderung des Strömungswiderstandes der Energiebedarf zum drehenden Antreiben des Mischrotors bei einer vorgegebenen Drehzahl sinkt. Es kann so mit einem reduzierten Energiebedarf eine Verbesserung des Misch- und Homogenisierungseffektes des Kolloidalmischers erreicht werden. Der Mischrotor kann vorzugsweise mit einer Drehzahl zwischen 100 U/min bis 800 U/min angetrieben sein. Abweichungen im Hinblick auf die Rezeptur der Mischung sind möglich.
  • Der Mischer und/oder die Mischblätter können vorzugsweise mit einem widerstandsfähigen Edelstahl gebildet sein, insbesondere einem Hardox-Material.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles weiter beschrieben, welches schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In den Zeichnungen zeigen.
    • Fig. 1
    eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kolloidalmischers;
    Fig. 2
    eine Querschnittsansicht durch einen erfindungsgemäßen Kolloidalmischer nach Fig. 1;
    Fig. 3
    eine Draufsicht auf den Kolloidalmischer von Fig. 1, jedoch ohne Deckel;
    Fig. 4
    eine vergrößerte Darstellung eines Mischblattes in Seitenansicht mit einem Lochbild;
    Fig. 5
    eine Frontalansicht des blechförmigen Mischblattes von Fig. 4;
    Fig. 6
    eine vergrößerte Darstellung des Details A von Fig. 4; und
    Fig. 7
    eine vergrößerte Darstellung des Details B von Fig. 4.
  • In den Figuren 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolloidalmischers 10 mit einem trommelförmigen Mischtrog 12 dargestellt, welcher auf einem Gestell 11 angeordnet ist. Der trommelförmige Mischtrog 12 weist in seinem oberen Bereich eine zylindrische Innenseite 13 oder Innenwand auf und ist an seiner Oberseite mit einem Deckel 14 abgeschlossen. Ein unterer Abschnitt des Mischtroges 12 wird durch einen konisch ausgebildeten Boden 16 gebildet, welcher über eine Öffnung in eine nach unten gerichtete Aufnahme oder Vertiefung 20 mit einer Mischeinrichtung 30 übergeht. Die Öffnung mit der Vertiefung 20 ist dabei exzentrisch zu einer Mittenachse des zylindrischen oberen Bereiches des Mischtroges 12 angeordnet, wie anschaulich aus Fig. 3 hervorgeht.
  • Die Mischeinrichtung 30 in der Vertiefung 20 an der Unterseite des Mischtroges 12 weist einen rotierend angetriebenen Mischrotor 32 mit einer Rotornabe 33 und daran angebrachten, radial gerichteten Mischblättern 34 auf. Der Mischrotor 32 mit den Mischblättern 34 ist insgesamt so ausgebildet, dass mindestens eine in den Mischtrog 12 eingeführte Flüssigkeitskomponente mit mindestens einer in den Mischtrog 12 zugeführten pulverförmigen Feststoffkomponente durch den rotierenden Mischrotor 32 vermischt wird. Dabei ist eine Umfangsgeschwindigkeit des Mischrotors 32 derart eingestellt und die Form der Mischblätter 34 derart ausgebildet, dass sich in der mindestens einen Flüssigkeit beziehungsweise der sich bildenden Mischung gezielt Kavitäten bilden, welche einen Mischeffekt und eine Feinverteilung von Luft weiter unterstützen.
  • Durch den drehend angetriebenen Mischrotor 32 wird die mindestens eine Flüssigkeit beziehungsweise die sich bildende Mischung zu einer seitlichen Austrittsöffnung 22 mit einem Y-Rohrstück 24 ausgetragen, an dessen beiden Ausgangsstutzen einerseits eine Rückführleitung 40 und andererseits eine Abführleitung 50 angeordnet sind. Über eine Stelleinrichtung 38 kann gesteuert werden, ob die gebildete Mischung über die Rückführleitung 40 wieder zurück in den Mischtrog 12 zur Fortsetzung des Mischvorganges oder über die Abführleitung 50 aus dem Kolloidalmischer 10 abgeführt wird.
  • Zum Bilden der Stelleinrichtung 38 sind an der Rückführleitung 40 ein erstes Quetschventil 42 und an der Abführleitung 50 ein zweites Quetschventil 52 angeordnet, welche insbesondere durch Zuleiten eines Druckmediums, insbesondere Druckluft, verschlossen oder geöffnet werden können.
  • Ist das erste Quetschventil 42 geöffnet und das zweite Quetschventil 52 geschlossen, wird Flüssigkeit beziehungsweise Mischung von dem Y-Rohrstück 24 über die Rückführleitung 40 durch eine Zuführöffnung 15 in dem Deckel 14 wieder zurück in einen oberen Bereich des Mischtroges 12 geleitet, wie anschaulich in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist.
  • Dabei weist das freie Ende der Rückführleitung 40 ein Umlenkrohr oder eine Mündungsöffnung 44 auf, welche gegen die Innenseite 13 des Mischtroges 12 gerichtet ist. Durch das Aufprallen der Flüssigkeit beziehungsweise Mischung, welche aus der Mündungsöffnung 44 austritt, auf die Innenseite 13 des Mischtroges 12 wird Umgebungsluft fein verteilt in die Flüssigkeit beziehungsweise Mischung eingearbeitet. Dies wird dadurch unterstützt, dass die Rückführströmung durch die Ausrichtung der Mündungsöffnung 44 in zwei Teilströme aufgeteilt wird, welche entlang der Innenseite 13 des Mischtroges 12 in Umfangsrichtung in entgegengesetzter Richtung strömen. Bei einer Strömungsgeschwindigkeit von mehreren Metern pro Sekunde können so die Teilströme wieder in einem gegenüberliegenden Bereich an der Innenseite 13 des Mischtroges 12 aufeinandertreffen, wobei durch zusätzliche Verwirbelungen weitere Luft in die Flüssigkeit beziehungsweise Mischung eingearbeitet wird.
  • Das Einarbeiten und feine Verteilen der Luft wird, wie schon oben beschrieben, durch die rotierende Bewegung des Mischrotors 32 mit den Mischblättern 34 weiter erhöht. Der Mischvorgang kann vorzugsweise zwischen 100 Sekunden bis 200 Sekunden betragen.
  • Nach Erreichen einer gewünschten Konsistenz oder Homogenität der Mischung kann das erste Quetschventil 42 an der Rückführleitung 40 geschlossen und das zweite Quetschventil 52 an der Abführleitung 50 geöffnet werden. Auf diese Weise wird die fertig gebildete Mischung oder Suspension aus der Austrittsöffnung 22 durch die Pumpwirkung der Mischeinrichtung 30 über die Abführleitung 50 aus dem Kolloidalmischer 10 ausgetragen.
  • Nach Entleeren des Mischtroges 12 kann ein weiterer Mischvorgang für eine neue Charge begonnen werden.
  • In den Figuren 4 bis 7 ist eine mögliche Ausführungsform für ein Mischblatt 34 dargestellt, welches an einem Mischrotor 32 einer Mischeinrichtung 30 des zuvor beschriebenen Kolloidalmischers 10 eingesetzt werden kann. Zur Befestigung des Mischblattes 34 an einer Rotornabe 33 des Mischrotors 32 sind an einer Befestigungseite Befestigungselemente 37 schematisch dargestellt. Diese dienen zur lösbaren Befestigung des Mischblattes 34 an der Rotornabe 33. In Fig. 6 ist das Detail A mit dem Befestigungselement 37 aus Fig. 4 näher dargestellt.
  • Das Mischblatt 34 ist aus einem Basisblech 35 mit einer Dicke d gebildet, wie anschaulich aus Fig. 5 hervorgeht. Die Dicke d kann zwischen 3 mm bis 20 mm liegen. In dem eigentlichen Mischbereich des Mischblattes 34 ist ein Lochbild 36 mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern gebildet. Die Seitenflächen des Mischblattes 34 können oberflächenbearbeitet sein.
  • Ein Durchmesser der Durchgangslöcher kann zwischen 5 mm und 50 mm betragen. Die zwischen den Durchgangslöchern liegenden Materialstege können eine Größe von wenigen mm aufweisen. Insgesamt kann das Lochbild 36 mit den Durchgangslöchern eine Gesamtöffnungsfläche bilden, welche zwischen 40% bis 80% an der Gesamtfläche des Mischblattes 34 ausmacht.
  • In Fig. 7 ist ein Teilbereich des Lochbildes 36 genauer gezeigt, wobei das Lochbild 36 aus einer Vielzahl von in Reihen nebeneinander angeordneten Durchgangslöchern in einem Raster gebildet ist. Zwischen den Durchgangslöchern verbleiben Raster- oder Materialstege mit entsprechenden Strömungskanten, welche für eine gute Verwirbelung und eine besonders fein verteilte Bildung von Kavitäten über die Fläche des Mischblattes 34 sorgen. Grundsätzlich kann eine Stegbreite zwischen den Löchern zwischen 10% und 40%, vorzugsweise zwischen 16% bis 33%, des Lochdurchmessers betragen. Dabei kann eine Blechdicke zwischen 20% bis 75%, vorzugsweise zwischen 33% bis ca. 66 %, des Lochdurchmessers betragen. Vorzugsweise liegt der Lochdurchmesser zwischen 10 mm bis 20 mm, besonders bevorzugt bei etwa 12 mm.
  • Gemäß Fig. 7 kann ein unterer Eckbereich des Mischblattes 34 angefast oder angewinkelt sein.

Claims (13)

  1. Verfahren zur kolloidalen Aufbereitung einer Suspension, insbesondere Aufbereitung von Baustoffen, mit einem Kolloidalmischer (10), insbesondere nach einem der Ansprüche 7 bis 12, bei dem
    - mindestens eine Flüssigkeit in einen Mischtrog (12) eingeleitet wird, an dessen unterem Bereich eine Austrittsöffnung (22) mit einer Mischeinrichtung (30) mit einem Mischrotor (32) angeordnet ist, welcher drehend angetrieben wird,
    - dass mindestens eine pulverförmige Feststoffkomponente in den Mischtrog (12) eingeleitet wird,
    - die mindestens eine Flüssigkeit mit der mindestens einen pulverförmigen Feststoffkomponente durch den rotierend angetriebenen Mischrotor (32) vermischt in eine Strömung versetzt und durch die Austrittsöffnung (22) aus dem Mischtrog (12) ausgeleitet wird,
    - wobei die Mischung für eine bestimmte Zeit über eine Rückführleitung (40) wieder in einen oberen Bereich des Mischtroges (12) zum weiteren Mischen rückgeführt wird und
    - nach Erreichen eines gewünschten Mischzustandes die Mischung als fertige Suspension von der Austrittsöffnung (22) mittels einer Abführleitung (50) abgeführt wird,
    dadurch gekennnzeichnet,
    dass in die mindestens eine Flüssigkeit und/oder die Mischung gezielt Luft in feinverteilter Form eingearbeitet wird, wobei eine spezifische Dichte der Flüssigkeit beziehungsweise der Mischung verringert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die spezifische Dichte der mindestens einen Flüssigkeit beziehungsweise der Mischung verringert wird, wobei durch das Zuführen von Luft das Volumen der Flüssigkeit beziehungsweise der Mischung um 2 Prozent bis 15 Prozent erhöht wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Rückführleitung (40) eine Mündungsöffnung (44) aufweist, welche auf eine Innenseite (13) des Mischtroges (12) gerichtet wird, wobei die rückgeführte Flüssigkeit beziehungsweise Mischung auf die Innenseite (13) aufprallt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Rückführströmung aus der Rückführleitung (40) etwa senkrecht auf die Innenseite (13) des Mischtroges (12) auftrifft.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Rückführströmung aus der Rückführleitung (40) bei Auftreffen auf der Innenseite (13) des Mischtroges (12) im Wesentlichen in zwei Teilströme aufgeteilt wird, welche in entgegengesetzte Richtung entlang der Innenseite (13) des etwa trommelförmigen Mischtroges (12) strömen.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die zwei Teilströme mit einer Strömungsgeschwindigkeit erzeugt werden, so dass sich die Teilströme unter Ausbildung von Verwirbelungen an einer Stelle des Mischtroges (12) treffen, welche etwa gegenüberliegend zu der Mündungsöffnung (44) ist.
  7. Kolloidalmischer zur kolloidalen Aufbereitung einer Suspension, insbesondere zur Aufbereitung von Baustoffen und insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit
    - einem Mischtrog (12), welcher eine obere Zuführöffnung (15) zum Zuführen mindestens einer Flüssigkeit und mindestens einer pulverförmigen Feststoffkomponente und eine untere Austrittsöffnung (22) aufweist,
    - einer Mischeinrichtung (30), welche einen rotierend antreibbaren Mischrotor (32) aufweist und in einem unteren Bereich des Mischtroges (12) angeordnet ist, wobei durch den Mischrotor (32) die mindestens eine Flüssigkeit und die mindestens eine pulverförmige Feststoffkomponente zu einer Mischung vermischt werden und eine Strömung der mindestens einen Flüssigkeit beziehungsweise der Mischung zur Austrittsöffnung (22) hin erzeugbar ist,
    - einer Rückführleitung (40), welche sich von der Austrittsöffnung (22) wieder zurück zur oberen Zuführöffnung (15) des Mischtroges (12) erstreckt,
    - einer Abführleitung (40) zum Abführen einer fertiggestellten Suspension aus dem Mischtrog (12) und
    - einer Stellventileinrichtung (38), durch welche die Rückführleitung (40) und die Abführleitung (50) insbesondere wechselweise geöffnet oder geschlossen werden können,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Kolloidalmischer (10) ausgebildet ist, in die mindestens eine Flüssigkeit oder die Mischung gezielt Luft in feinverteilter Form einzuarbeiten, um eine spezifische Dichte der Flüssigkeit beziehungsweise der Mischung herabzusetzen.
  8. Kolloidalmischer nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Rückführleitung (40) eine Mündungsöffnung (44) aufweist, welche auf eine Innenseite (13) des Mischtroges (12) gerichtet ist.
  9. Kolloidalmischer nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Luftzuführeinrichtung mit mindestens einer Zuführdüse zum Eindüsen von Luft in die Flüssigkeit oder Mischung angeordnet ist.
  10. Kolloidalmischer nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Mischrotor (32) in einer Vertiefung (20) am Boden (16) des Mischtroges (12) vor der Austrittsöffnung (22) angeordnet ist.
  11. Kolloidalmischer nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Vertiefung (20) mit dem Mischrotor (32) mittig oder exzentrisch am Boden (16) des Mischtroges (12) zu dessen Mittenachse angeordnet ist.
  12. Kolloidalmischer nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Rotorachse des Mischrotors (32) und eine Mittenachse des trommelförmigen Mischtroges (12) in einer Mittenebene des Mischtroges (12) liegen und dass eine Rückführströmung aus der Mündungsöffnung (44) der Rückführleitung (40) etwa parallel zur Mittenebene auf die Innenseite (13) des Mischtroges (12) auftrifft.
  13. Kolloidalmischer nach einem der Ansprüche 7 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Mischrotor (32) Mischblätter (34) aufweist, welche mit einem Lochbild (36) versehen sind.
EP22202720.3A 2022-10-20 2022-10-20 Verfahren und kolloidalmischer zur kolloidalen aufbereitung einer suspension Pending EP4357013A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22202720.3A EP4357013A1 (de) 2022-10-20 2022-10-20 Verfahren und kolloidalmischer zur kolloidalen aufbereitung einer suspension
CA3216731A CA3216731A1 (en) 2022-10-20 2023-10-16 Method and colloidal mixer for colloidal processing of a slurry
US18/491,227 US20240226825A9 (en) 2022-10-20 2023-10-20 Method and colloidal mixer for colloidal processing of a slurry
CN202311363430.5A CN117917266A (zh) 2022-10-20 2023-10-20 用于浆料的胶体处理的方法和胶体混合器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22202720.3A EP4357013A1 (de) 2022-10-20 2022-10-20 Verfahren und kolloidalmischer zur kolloidalen aufbereitung einer suspension

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4357013A1 true EP4357013A1 (de) 2024-04-24

Family

ID=83902779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22202720.3A Pending EP4357013A1 (de) 2022-10-20 2022-10-20 Verfahren und kolloidalmischer zur kolloidalen aufbereitung einer suspension

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20240226825A9 (de)
EP (1) EP4357013A1 (de)
CN (1) CN117917266A (de)
CA (1) CA3216731A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19537303A1 (de) * 1995-08-29 1997-03-06 Vakumix Ruehr Und Homogenisier Vorrichtung zum Homogenisieren fließfähiger Stoffe
EP1533022A2 (de) * 2003-11-24 2005-05-25 Coperion Waeschle GmbH & Co. KG Mischsilo zum Lagern und Mischen rieselfähiger Feststoffe, insbesondere von Pulvern
EP2363200B1 (de) 2010-03-03 2016-09-28 MAT Mischanlagentechnik, Zweigniederlassung der BAUER Maschinen GmbH Kolloidalmischer und Verfahren, insbesondere zur Aufbereitung von Baustoffen
JP2019147077A (ja) * 2018-02-26 2019-09-05 プライミクス株式会社 攪拌装置
US20210039058A1 (en) * 2018-03-15 2021-02-11 Hitachi Metals, Ltd. Slurry storage and stirring device and slurry stirring method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19537303A1 (de) * 1995-08-29 1997-03-06 Vakumix Ruehr Und Homogenisier Vorrichtung zum Homogenisieren fließfähiger Stoffe
EP1533022A2 (de) * 2003-11-24 2005-05-25 Coperion Waeschle GmbH & Co. KG Mischsilo zum Lagern und Mischen rieselfähiger Feststoffe, insbesondere von Pulvern
EP2363200B1 (de) 2010-03-03 2016-09-28 MAT Mischanlagentechnik, Zweigniederlassung der BAUER Maschinen GmbH Kolloidalmischer und Verfahren, insbesondere zur Aufbereitung von Baustoffen
JP2019147077A (ja) * 2018-02-26 2019-09-05 プライミクス株式会社 攪拌装置
US20210039058A1 (en) * 2018-03-15 2021-02-11 Hitachi Metals, Ltd. Slurry storage and stirring device and slurry stirring method

Also Published As

Publication number Publication date
CA3216731A1 (en) 2024-04-20
US20240131482A1 (en) 2024-04-25
CN117917266A (zh) 2024-04-23
US20240226825A9 (en) 2024-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69328038T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum lagern und handhaben von abwasserschlämmen
EP2572777B1 (de) Auslasseinrichtung einer rotor-stator-dispergiermaschine
DE202009017944U1 (de) Rotor-Stator-System zum Herstellen von Dispersionen
DE3243671C2 (de)
DE2453810C2 (de) Beschickungsvorrichtung für eine Dispergiervorrichtung
WO2007054338A1 (de) Vorrichtung mit umgreifendem rotor und verfahren zum herstellen von nano-dispersion
DE60109041T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum vermischen von gasen in einem geschlossenen reaktor
CH428536A (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Bindemittelgemischen, und Anwendung des Verfahrens
DE3822729A1 (de) Anlage zur zerkleinerung von sproedem mahlgut
DE3882508T2 (de) Verfahren und Mittel um die Entleerung eines Fallrohrs oder dergleichen zu erleichtern und die Behandlung von Pulpe im besagten Fass.
DE2236200C3 (de) GieBerefmischmaschine zum Mischen eines körnigen oder pulverförmigen Formmaterials mit flüssigem Binder
DE3032887C2 (de)
EP4357013A1 (de) Verfahren und kolloidalmischer zur kolloidalen aufbereitung einer suspension
DE2407657A1 (de) Vorrichtung zum kontinuierlichen mischen eines baustoffs mit wasser
EP1964604A2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer Mischung aus wenigstens zwei fließfähigen Phasen
DE3021822A1 (de) Flotationszelle
CH342549A (de) Hohlrührer zum Einrühren wenigstens eines Fluidums in eine Flüssigkeit
WO2004105924A1 (de) Vorrichtung zum aufschäumen einer schlämme
DE2300475A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum mischen von materialien
DE2741243A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur durchmischung zweier medien
DE69709114T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur füllung eines papierbreibehälters
WO2020207784A1 (de) Verfahren zur entleerung einer vorrichtung zur herstellung von granulaten oder extrudaten
DE2230766A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum zerkleinern von in einer fluessigkeit enthaltenen feststoffen
DE102005055314B3 (de) Vorrichtung mit Sprühvorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Nano-Dispersionen
DE102012217304A1 (de) Vorrichtung zum Zerkleinern von Partikeln in einer Suspension und Verfahren dazu

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20240110

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20240502