Mischer zum intensiven Aufbereiten von Bindemitteln und feinkörnigen Mischkomponenten mit Flüssigkeit Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mischer zum intensiven Aufbereiten von Bindemitteln und fein körnigen Mischkomponenten mit Flüssigkeit, bestehend aus einem Trog und einer darin gelagerten, rotierenden Schnecke.
Untersuchungen haben gezeigt, dass Zement, hy draulischer Kalk und ähnliche Bindemittel mit den Mischvorgängen in bis heute bekannten Mischern nicht bis in den Kern hinein mit Wasser versehen werden. Dadurch wird die volle Möglichkeit der erzielbaren Fe stigkeit mit diesen Bindemitteln nicht ausgenutzt.
Es sind in der allgemeinen Literatur bereits verschie dene Vorschläge gemacht worden, um diesem Übel ab zuhelfen, jedoch führten diese nur in den wenigsten Fäl len zu einigermassen gewünschten Ergebnissen.
Es ist auch schon bekannt, einen Vormischer im Aufzugskübel einer Betonmischmaschine unterzubrin gen. Auch dieser bekannte Vormischer kann keine we sentlich besseren Mischergebnisse hervorbringen.
Die Mischwerkzeuge müssen so arbeiten, dass sie einen hohen Druck und hohe Geschwindigkeit auf das Mischgut ausüben. Hierbei wird erreicht, dass das Ze mentkorn noch feiner zermahlen wird und ausserdem die Oberflächenspannung von Zement, dem Wasser und dem Feinkorn der Zuschlagstoffe genommen wird. Wenn dies geschieht, wird erstens die Gesamtoberfläche des Bindemittels grösser, und zweitens kann das Wasser bis in den Kern eindringen. Grenzschichtbildungen von artfremden Medien zwischen den einzelnen Stoffen wer den verhindert und die Stoffe wirklich äusserst innig miteinander verbunden. Es entsteht dabei ein Zement leim, der als neuer hochwertiger, sehr bindungsfähiger und härtfähiger Stoff zu betrachten ist.
Sogenannte Turbinenmischer, welche aus einem un ten geschlossenen Zylinder bestehen und nahe dem un teren Ende eine schnell rotierende Scheibe haben, erfül len bei richtiger Ausführung die Voraussetzungen für die hohe Erschliessung des Bindemittels. Diese Turbi nenmischer haben jedoch den Nachteil, dass sie sich schlecht beschicken und entleeren lassen. Bekannte Konstruktionen erreichen eine Aufberei tung von Wasser und Zement zu dem neuen Stoff Ze mentleim nicht.
Bei diesen bekannten Einrichtungen ist die Beschik- kungsstelle höher als die Entleerungsstelle, während es umgekehrt sein sollte.
Zur Beseitigung dieser Nachteile wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen, dass in geringem Abstand vom Förderende der Schnecke eine Prallwand und zwischen der Prallwand und der Schnecke auf der Schnecken welle eine Flügelscheibe mit schräg zur Rotationsebene stehenden Flügelflächen angeordnet sind und dass An triebsmittel zum Antrieb der Schnecke mit hoher Dreh zahl vorgesehen sind.
Durch diese Ausbildung wird eine intensive Durch mischung der einzelnen Mischkomponenten mit der Flüssigkeit gewährleistet.
Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen, die einige vorteilhafte Ausführungsbeispiele zeigen, näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 und Fig. 2 einen Mischer in einer Ansicht von oben und in einem Längsschnitt, eingebaut im Aufzugs kübel eines Baustoffmischers, Fig.3 einen Querschnitt durch den Mischtrog des Mischers, Fig. 4 eine Ausführungsform der Druckscheibe, Fig.5 eine andere Mischerausbildung in Seitenan sicht,
Fig. 6 einen Schnitt durch die Förderschnecke ge- mäss Fig. 5 und Fig. 7 eine schematische Seitenansicht des Mischers in anderer Ausführungsform.
Im ersten Ausführungsbeispiel befindet sich im un teren Teil eines geneigten Mischtroges 1, dessen Boden zylinderförmig ausgebildet ist, auf einer Welle 2 eine kontinuierliche Förderschnecke 3 oder unterbrochene Schneckenelemente 4. Die kontinuierliche Förder- schnecke wird von einem Schneckenband 5 gebildet, welches mit Streben 6 an der Welle 2 mit Abstand von der Welle 2 befestigt ist. Die Förderrichtung verläuft von unten nach oben. Am oberen Ende der Förderschnecke 3 befindet sich eine Flügelscheibe 7, welche mit den Kanten 8 und 9 schräg zur Rotationsebene stehende Flügelflächen bildet und bei hoher Drehzahl eine hohe Förder- und Druck leistung auf das Mischgut ausüben kann.
Die obere Stirnwand des Mischtroges 1 ist im Be reich der Schnecke 3 bzw. der Flügelscheibe 7 als schräg stehende Prallwand 10 ausgebildet. Im Schnitt bilden die Prallwand 10 und die Flügelscheibe 7 einen spitzen Winkel, und es ergibt sich dabei ein Zwischenraum, der sich nach oben erweitert. Oberhalb dieses Zwischen raumes befindet sich ein Umlenkblech 11. In Boden nähe ist die Prallwand 10 mit dieser Schräge in einer verschliessbaren Öffnung mit Schieber 12 versehen. An getrieben wird die Schnecke 3 von Motoren 15.
Die Arbeitsweise dieses Mischers ist folgende: Die Schnecke 3 mit der Flügelscheibe 7 wird mit einer hohen Drehzahl angetrieben (ca. 350 bis 2000 U. p. M.). Auf diese schnellrotierende Schnecke 3 wird zuerst Wasser und gleich darauf oder gleichzeitig Ze ment aufgegeben.
Wasser und Zement werden mittels dieser rotieren den Schnecke einerseits innig gemischt und anderseits nach oben auf die Prallwand 10 getrieben. Der Nei gungswinkel der Prallwand 10 gegenüber der Flügel scheibe 7 ist so gewählt, dass einerseits ein sehr hoher Druckaufprall beim Auftreffen des Materials auf der Prallwand entsteht und anderseits das Material von der Flügelscheibe 7 auch mit hohem Druck und hoher Ge schwindigkeit aus dem oben breiteren Teil des Zwi schenraumes herausgepresst wird.
Am Umlenkblech 11 wird das Mischgut umgelenkt und wieder in den unteren Teil des Mischtroges, d. h. zum Schneckenanfang, geführt. Dort tritt es an verschie denen Stellen wieder in den Bereich der schnellrotieren den Schnecke ein und wird wieder gemischt und ge- presst nach oben geführt.
So entsteht ein Kreislauf des sich sehr schnell be wegenden Mischgutes, durch den infolge hoher Ge schwindigkeit, Reibung und Druck die Bindemittelan teile feinst vermahlt werden und gleichzeitig das Wasser bis in den Kern des Bindemittels dringt.
Schon nach wenigen Sekunden sind Bindemittel und Wasser intensiv vermischt, und es wird zusätzlich fein körniger Sand oder andere feinkörnige Zuschlagstoffe zugegeben. Auch diese Zuschlagstoffe werden, wie vor her beschrieben, innig mit dem schon im Mischer be findlichen Material vermischt. Dabei wird gleichzeitig die Oberflächenspannung von allen Stoffen beseitigt und eine wirklich intensive Vermischung ohne Grenzschicht- bildung fremder Stoffe erreicht.
Da sich solche schnellrotierenden Mischer nicht für die Herstellung von Beton oder dgl. mit groben Zu schlagstoffen eignen, verbindet man diesen Mischer mit Bauelementen normaler Betonmischer oder Mischanla gen.
Fig. 1 und 2 zeigen den Einbau eines solchen Mi schers im Aufzugskübel 13 eines Betonmischers.
Da die Seilrolle 14 für den Aufzugskübel in der Mitte liegt, sind bei dieser Ausführung die Antriebs motoren 15 rechts und links daneben gesetzt. Aus räumlichen Gründen ist es auch vorteilhafter, zwei klei nere Motoren zu verwenden als einen grossen.
Während in den Mischtrog 1 im Aufzugskübel bei schnellrotierender Schnecke nur Wasser, Zement und Feinkies eingegeben werden, werden die Grobmateria- lien in den Raum 16 und 17 rechts und links des Misch troges gegeben.
Da der Mischer im Aufzugskübel 13 mit einer Nei gung eingesetzt ist, haben die Räume 16 und 17 unter halb des Mischtroges 1 im Aufzugskübel eine Verbin dung, was für die bessere Vermischung der verschiede nen groben Zuschlagstoffe schon beim Einfüllen von Vorteil ist.
Nachdem alle Stoffe eingefüllt sind, wird der Auf zugskübel nach oben gezogen. Zement, Wasser und Feinkorn ist unterdessen innig durchmischt unter gleich zeitiger voller Aufschliessung des Bindemittels.
In dem Moment, in welchem der Aufzugskübel 13 zum Entleeren gekippt wird, wird gleichzeitig durch einen nicht dargestellten Mechanismus der Schieber 12 so betätigt, dass er die Öffnung freigibt. Mit dem Aus- fliessen der groben Zuschlagstoffe fliesst gleichzeitig das intensiv gemischte Feingut, bestehend aus Wasser, Bin demittel und Feinkorn, in die Betonmischtrommel ge meinsam hinein. Dort wird dann in kürzester Zeit eine gute Umhüllung und Benetzung des Grobmaterials mit dem vorgemischten Leim aus Feingut und Bindemittel vorgenommen.
Der Mischer für die Feinstoffe kann auch an der Dosierwand einer Mischanlage befestigt sein. Er wird vorzugsweise längs dieser Dosierwand aufgebracht, und zwar so, dass die Auslauföffnung eines Sandbehälters direkt oberhalb der Einfüllöffnung des Mischtroges 1 steht.
In diesem Falle wird die Auslauföffnung des Sand behälters in der Dosierwand etwas höher liegen als die der anderen Zuschlagstoffe. Der Mischer kann auch so ausgebildet sein, dass er an dieser Dosierwand waage recht, also ohne Neigung, angebracht ist und an beiden Enden eine Flügelscheibe 7 und eine schräge Prallwand 10 aufweist.
Die Förderschnecke ist dann so ausgebildet, dass sie von ihrer Mitte aus nach beiden Enden hin fördert. Die Entleerung eines solchen so angebrachten Mischtroges kann ebenfalls durch Öffnungen 12 in den Prallwänden vorgenommen werden oder durch Drehung des Misch troges 1, so dass der obere offene Teil nach unten ge schwenkt wird.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ist aus der Fig. 5 ersichtlich.
Der Mischer besteht auch hier aus einem Mischtrog 1, in welchem die Welle 23 mit der Schnecke 30 läuft, wobei die Welle 23 in Lagern 28 und 29 geführt ist.
Der Antrieb der Welle 23 erfolgt über einen Motor 25 und Riemenscheiben 26 und 27.
Das Mischgut wird durch eine Einfüllöffnung 24 zu geführt.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist die Schnecke in dem Bereich der Einfüllöffnung 24, wie bei 31 angedeutet, mit einer etwa doppelt steilen Steigung versehen. Dadurch wird vermieden, dass das durch die Einfüllöffnung eingebrachte Material wieder zurückge schleudert wird.
Das Material selber wird am Ende der Schnecke ge gen eine Prallwand 22 gepresst, die wiederum zur Schneckenachse schräg angeordnet ist, von dort nach oben gedrückt und dann durch ein Umlenkblech 19, in dessen dargestellter Stellung, wieder zum Anfang 31 der Schnecke 30 zurückgeführt.
Das Umlenkblech 19 ist schwenkbar auf einer hori zontalen Welle 18 gelagert.
Wird das Umlenkblech 19 um den Drehpunkt 18 in die strichliert dargestellte Stellung geschwenkt, so wird das von der Schnecke geförderte Material dem Auslauf trichter 20 zugeführt und kann von dort entnommen und zur weiteren Verwendung, z. B. der Mischtrommel eines Betonmischers, zugeführt werden.
Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, können zum Druck ausgleich innerhalb des Bereiches der Schnecke die Schneckengänge mit Schlitzen 32 und auch mit Durch brechungen in Form von Bohrungen 33 versehen sein, um eine zu grosse Spannung innerhalb der Schnecke zu vermeiden. Die Grösse der Schlitze 32 und auch der Ausnehmungen 33 kann dabei entsprechend den zu ver wendenden Materialien beliebig gross gewählt werden.
Der Drehpunkt 18 des Umlenkbleches 19 ist dabei so angeordnet, dass das Umlenkblech 19 innerhalb des Auslauftrichters 20 einen festen Anschluss findet. Da durch ist eine gute Führung des auszuführenden Misch gutes gewährleistet.
Mit 21 ist ein Zwischensteg bezeichnet, der die Prallwand 22 mit dem Auslauftrichter 20 verbindet.
Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, kann das Umlenkblech auch, wie mit 42 angedeutet, von der Prallwand sphä risch gebogen in Form einer halben Eischale ausgebildet sein und dadurch das Mischgut bei geschlossenem Mischtrog 8 wieder bis zum Schneckenanfang zurück führen. Es handelt sich hierbei praktisch um eine soge nannte Rückkopplung, da das Mischgut durch die Schnecke in Richtung des Pfeiles 36 gefördert und dann, wie durch die Pfeile 37, 38, 39, 40 und 41 angedeutet ist, wieder zum Schneckenanfang zurückgeführt wird.
Die Einfüllöffnung ist bei dieser Ausführungsform mit 24 bezeichnet und die Einwurfrichtung des Misch gutes durch einen Pfeil 35 angedeutet.
Die Entnahme des fertigen Mischgutes erfolgt in diesem Falle an der Unterseite des Mischtroges 8 durch eine verschliessbare Auslassöffnung 34, die gleichzeitig unterhalb der Welle 23 und am Rande der Prallwand 22 liegt.
Im übrigen entspricht die Vorrichtung genau der Ausbildung, wie in den anderen Zeichnungsfiguren dar gestellt und beschrieben, d. h. z. B. die Schnecke ist auch mit einer Flügelscheibe ausgerüstet.
Wie insbesondere aus den Fig. 4, 5 und 7 hervor geht, ist in den gezeichneten und beschriebenen Aus führungsbeispielen die Prallwand 10 bzw. 22 jeweils so angeordnet, dass sie schräg zur Achse der Schnecke steht und mit der Rotationsebene der Flügelscheibe 7 einen spitzen Winkel bildet, dessen Scheitel unterhalb der Schnecke liegt, so dass sich zwischen der Flügel scheibe 7 und der Prallwand 10 bzw. 22 jeweils ein sich nach oben erweiternder Zwischenraum bildet. Es ist selbstverständlich auch möglich, die Prallwand in einer Ebene anzuordnen, die im rechten Winkel zur Achse der Schnecke steht.
Bei einer solchen Anordnung der Prallwand 10 oder 22 ergibt sich, dass der durch die Prallwand auftreffende Materialstrom gleichmässig nach oben und unten abgedrängt wird, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn, wie beispielsweise in Fig. 7, die Auslassöffnung 34 im Boden des Troges 8 unter halb des Förderendes der Schnecke vorgesehen ist, weil dann dieser Öffnung mehr Mischgut zugeführt wird als bei einer schräg stehenden Prallwand, wie sie z. B. in Fig. 7 gezeigt ist.
Selbstverständlich ist es auch möglich, noch andere Abwandlungen in der Ausführungsform vorzusehen, ohne jedoch den Gedanken der vorliegenden Erfindung zu verlassen.