NL9400248A - Werkwijze voor het mengen en/of transporteren en/of verder verwerken van bij elkaar gevoegde stoffen welke bij de gebruiksomstandigheden in het eindprodukt van elkaar verschillende fasetoestanden innemen, alsmede inrichting voor het uitvoeren van die werkwijze. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het mengen en/of transporteren en/of verder verwerken van bij elkaar gevoegde stoffen welke bij de gebruiksomstandigheden in het eindprodukt van elkaar verschillende fasetoestanden innemen, alsmede inrichting voor het uitvoeren van die werkwijze.

De uitvinding heeft betrekking op een methode voor het verwerken van verschillende bij elkaar gevoegde stoffen, waarbij die stoffen aanvankelijk met elkaar vermengd dienen te worden voorafgaande aan de verwerking tot een eindprodukt.

Bekend is bijvoorbeeld het bij elkaar voegen en door elkaar mengen van droge en vaste stoffen voor het verkrijgen van een specie, welke men vervolgens bijvoorbeeld in de eindvorm brengt en in die vorm bijvoorbeeld laat uitharden, zoals bij de verwerking van bijvoorbeeld beton, cement, gips e.d.. Nadeel van die bekende verwerkingsprocessen is dat vanaf de aanvang gewerkt wordt met stoffen in verschillende fasetoestanden; nat en droog. Het tegelijkertijd verwerken van stoffen met verschillende fasetoestanden kan leiden tot verwerkingsproblemen, zoals de besturing van de juiste mengverhoudingen, het mengen, het transporteren, enz..

Met de uitvinding wordt beoogd, de verwerking van een mengsel van stoffen, welke zich in een verschillende fasetoestand bevinden, tijdens bijvoorbeeld de verwerking tot het eindprodukt, te verbeteren. Daartoe wordt voorgesteld, de stoffen aanvankelijk in dezelfde fasetoestand, bij voorkeur in de vaste fase, te verwerken. Ter verkrijging van bijvoorbeeld cement- of metselspecie worden daartoe aanvankelijk de droge mortelbestanddelen en bevroren water in korrelvorm bij elkaar gevoegd en dooreengemengd. Reeds tijdens het mengen, of daarna, zal het ijs smelten, zodat het ijs in de waterfase overgaat, zodat ten slotte de gewenste samenhangende, vochtige specie wordt verkregen. Het aanvankelijke doseren van de verschillende stoffen en het dooreenmengen wordt, doordat alle stoffen zich in de droge fase bevinden, echter aanzienlijk vergemakkelijkt in vergelijking met het bij elkaar voegen en dooreenmengen van vloeibare en vaste stoffen. Bijvoorbeeld wordt op deze wijze vermeden het algemeen bekende en tijdens het mengen tot grote problemen leidende "klonteren" van de vaste stoffen zodra deze in contact gebracht worden met de vloeibare stoffen. Door aanvankelijk overeenkomstig de onderhavige uitvinding de bij elkaar te voegen stoffen in dezelfde fasetoestand, bij voorkeur als vaste stoffen, te verwerken, kan tevens het transport van dat mengsel worden vergemakkelijkt door ervoor te zorgen dat ook tijdens dat transport de verschillende stoffen dezelfde fase bij voorkeur als vaste deeltjes, handhaven. Gebleken is immers dat het transport van droge, korrelige deeltjes aanzienlijk gemakkelijker is dan het transport van een mengsel van vaste en vloeibare deeltjes in bijvoorbeeld een gel, deeg, specie enz. Men kan daarbij het proces volgens de onderhavige uitvinding zo inrichten, dat op een bepaald moment tijdens het transport, of pas na afloop van het transport, een of meer van de stoffen uit het mengsel een fase-overgang vertonen, bijvoorbeeld van vaste stof naar vloeibare stof.

De fase-overgang kan worden bewerkstelligd onder invloed van warmtetoevoer, maar zou ook kunnen plaatsvinden d.m.v. een chemische reactie, of elk ander proces waarmee een fase-overgang is te bereiken.

Met de uitvinding wordt niet beoogd het verwerken van bijvoorbeeld polymere materialen, welke in het eindprodukt in vaste vorm aanwezig zijn maar tijdens de verwerking tot dat eindprodukt d.m.v. temperatuurverhoging worden gesmolten, zodat op dat moment de verschillende met elkaar gemengde stoffen dezelfde fasetoestand bezitten; als vloeistof. Met de onderhavige uitvinding wordt beoogd een mengsel van stoffen, waarvan tijdens de eindverwerking tot de eindvorm een gedeelte de vaste fasetoestand en een ander gedeelte de vloeibare fasetoestand inneemt.

In het hiernavolgende wordt de uitvinding nader toegelicht aan de hand van een niet-beperkend uitvoeringsvoorbeeld onder verwijzing naar de enkele bijgevoegde tekening. Daarin wordt schematisch een zijaanzicht, gedeeltelijk in doorsnede getoond van een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding.

Getoond is een inrichting 1 voor het bijeenvoegen, mengen en doseren van droge en natte stof met faseverschuiving met het oogmerk het effect te bereiken volgens de onderhavige uitvinding. Daartoe beschikt de inrichting 1 over twee toevoereenheden 2 respectievelijk 3. welke via een gemeenschappelijk doorvoerkanaal 4 uitmonden in een meng/doseereenheid 5. De toevoereenheden 2, 3 evenals de meng/doseereenheid 5 zijn voor het doel algemeen bekende schroeftransporteurs/mengers, welke bijvoorbeeld ook wel toepassing vinden in schroef extrudeerapparatuur. De toevoereenheden 2, 3 en de meng/doseereenheid 5 zijn elk door een afzonderlijke motor 6, 7 (zoals een elektromotor, hydromotor of pneumatisch aangedreven motor) respectievelijk 8 aangegeven. Die motoren 6, 7 en 8 zijn aangesloten op een centrale besturingseenheid 9· Die centrale besturingseenheid 9 regelt bijvoorbeeld de afzonderlijke toerentallen van de motoren 6, 7. 8, onafhankelijk stilzetten van een van die elektromotoren 6, 7» 8, alles in samenhang met het in de beoogde omvang toevoeren/mengen/doseren van de verschillende stoffen. Met die besturing is het bijvoorbeeld mogelijk de plaats van de fase-overgang voor de aanvankelijk droge, fase verschoven bijgemengde stof, in het proces te kiezen. Vanzelfsprekend is daarmee ook bijvoorbeeld de omvang van de dosering, de mengverhouding, enz. te besturen.

Via een trechter 11 geplaatst op de toevoereenheid 2 wordt de droge stof zonder fase verschuiving, bijvoorbeeld stof(fen) betonmortelmengsel, toegevoerd aan de schroef van de toevoereenheid 2. Via een trechter 12 wordt de aanvankelijk droge, faseverschoven stof(fen), in verband met bijmenging aan betonmortel bijvoorbeeld korrels bevroren water (droog ijs), toegevoerd aan de schroef van de toevoereenheid 3· Door het selecteren van de juiste toerentallen van de motoren 6 respectievelijk 7 * zowel in onderlinge verhouding als in absolute snelheid, komen de stoffen vanuit de trechters 11 en 12 in de juiste mengverhouding terecht in de meng/doseereenheid 5 in de gewenste faseverhouding. In de meng/doseereenheid 5 vindt verdere menging plaats van de bij elkaar gevoegde stoffen. Afhankelijk van de snelheden van de toevoereenheden 2, 3 en van de meng/doseereenheid 5 zal ergens in de meng/doseereenheid 5 dan wel buiten de monding daarvan de fase-overeengang plaatsvinden van de bijgemengde stof(fen) met de tijdelijke faseverschuiving. In de situatie dat betonmortel gemengd wordt met droog ijs kan na goed dooreenmengen in de meng/doseereenheid 5 bijvoorbeeld in het allerlaatste traject van laatstgenoemde de omzetting van ijs naar water plaatsvinden in het mengsel, bewerkstelligd door warmte-opname vanuit de omgeving, dan wel ten gevolge van de door de werking van de schroef veroorzaakte wrijvingswarmte of t.g.v. een exotherme reactie met bijvoorbeeld cementdelen. Uit de meng/doseereenheid 5 wordt dan een pasta-achtige, samenhangende betonspecie gedreven, waarvan de verschillende mengcomponenten voorafgaande daaraan onder aanzienlijk drogere omstandigheden bij elkaar zijn gevoegd en in voldoende mate dooreen zijn gemengd.

Claims (8)

1. Werkwijze voor het met elkaar vermengen van verschillende stoffen, waarbij een of meer van de te mengen stoffen, maar niet alle bij elkaar te mengen stoffen, voorafgaande aan en/of tijdens het mengen zich in een fasetoestand bevinden welke afwijkt van de fasetoestand van die stof op een later tijdstip na het mengen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij tijdens het mengen de verschillende stoffen aanvankelijk een in hoofdzaak droog en vast karakter bezit, en op een later tijdstip één of meer van die stoffen in dat mengsel door een fase-overgang een vloeibaar en eventueel vochtig karakter aannemen.

3. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij een of meer van de stoffen t.o.v. de uiteindelijke gebruikstemperatuur tijdens ten minste een beginfase van het mengen onderkoeld zijn.

4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij een droge stof, zoals zand, grind, cement, meel, suiker, zout, bij kamertemperatuur vaste harsen, polymeren, en mengsels daarvan, in een omgeving met een temperatuur van niet meer dan 50*C, gemengd worden met onderkoelde fasevaste natte stoffen, zoals korrels van waterijs, onderkoelde bitumen, wassen, vetten, oliën, emulsies en mengsels daarvan.

5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies waarbij er zorg voor wordt gedragen dat gedurende het mengen en tenminste een gedeelte van het daaropvolgende of gelijktijdige transport naar de plaats van verdere verwerking een of meer van de stoffen een ten opzichte van de eindtoepassing zich in een faseverschoven toestand bevindt.

6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies waarbij het mengen uitgevoerd wordt in een onderkoelde omgeving.

7· Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies waarbij het mengen afgewisseld wordt met rustfasen voor het tussentijds koelen van de bij elkaar gevoegde stoffen.

8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies waarbij de faseverandering van een of meer van de bijeengevoegde stoffen plaatsvindt d.m.v. een chemische reactie, exotherme reactie, of warmtetoevoer van buitenaf.