-
Mischbehälter zum selbsttätigen Mischen von hydraulisch erhärtenden
Bindemitteln Die Erfindung betrifft die Weiterbildung eines Mischbehälters zum selbsttätigen
Mischen von hydraulisch erhärtenden Bindemitteln wie Zement mit Wasser, in dem ein
von außen angetriebenes Rührwerk angeordnet ist, in den über eine druckdicht zu
verschließende Einfüllöffnung das von einem Vorratsbehälter abgezogene Bindemittel
eingefüllt wird, in-den Zuführungsleitungen für Wasser und Druckluft einmünden,
aus dem das Bindemittel/Wassergemisch durch Druckluft über einen am Boden des Mischbehälters
angebrachten verschließbaren Auslauf und eine Verbindungsleitung zu einer Hauptmischtrommel
geführt wird und an dessen Boden ein mit einem variablen Antrieb ausgestattetes
Rührwerk wirkt (Patentanmeldung K 34 366 V/80a).
-
Bei einer bekannten Vorrichtung ist am Boden des chbehälters ein Getriebemotor
angebracht, dessen Welle direkt mit einem im Mischbehälter zentral angeordneten
Rührwerk in Verbindung steht. Dieses Rührwerk weist propellerähnliche Mischflügel
auf, die dazu bestimmt sind, das Mischgut in eine umlaufende Bewegung zu versetzen.
-
Die Mischerflügel nehmen nahezu den gesamten Durchmesser des Mischbehälters
ein, sind also für hohe Umdrehungszahlen nicht eingerichtet. Der Motor kann das
Rührwerk außerdem nur mit einer einzigen Drehzahl antreiben. Nachteilig wirkt sich
bei derartigen Konstruktionen deshalb aus, daß der in das Iischwasser eingebrachte
Zement nicht ausreichend verteilt wird, sondern innerhalb des Mischgutes Nester
bildet, die durch die langsame Drehzahl des Rührwerk es nicht zerstört werden. Dadurch
wird das Gemisch nicht genügend suspendiert bzw. es bildet sich keine kolloidale
Wasser/Zementmischung, wodurch die anschließende Erhärtung des Gemisches zu Zementstein
nur unvollständig und unter Verbleib von die Festigkeit sehr stark beeinträchtigenden
nicht abgebauten Zementteilchen vor sich geht. Um diesem Ubelætand abzuhelfen, wurde
auch bereits bei der gleichen bekannten Vorrichtung vorgeschlagen, ein Rührwerk
so auszubilden, daß #### an senkrechten Achsen oeiinaiicne
dem Mischgut drehen und dadurch, daß sich der Rührbereich der einzelnen Schaufeln
überschneidet,
die sich bildenden Zementnester zerkleinert werden. Da sich jedoch bei einem derartigen
Rührwerk keine genügend starke, die erforderliche Aufprallgeschwindig keit erzeugende
Strömung ausbilden kann, bleiben auch hier so viele Zementnester bestehen, daß bei
dieser Konstruktion die Nachteile nicht geringer sind, als bei dem Rührwerk mit
propellerähnlichen Mischflügeln. Außerdem ist bei dieser Vorrichtung als Antrieb
ein horizontal angeordneter Motor vorgesehen, der über ein Winkelgetriebe die senkrechtstehenden
Achsen der Ruhrwerksschaufeln antreibt. Durch das komplizierte Winkelgetriebe, das
infolge seiner Anordnung in dem Mischbehälter nur selten gewartet werden kann, ist
jedoch die Mischvorrichtung störanfällig und teuer.
-
Die Neigung zur Nesterbildung ergibt sich daraus, daß der mit Wasser
in Berührung kommende Zement durch chemische Reaktion an seiner Oberfläche eine
gel-artige Masse bildet (Hydratation), die wie eine Haut eine Vielzahl von Zementteilchen
einkapseln und deren Benetzung verhindern kann.
-
Bei der Gel-Bildung bindet der Zement etwa 25 seines Gewichtes an
Wasser, so daß die vollkommene Durchfeuchtung eines solchen Zementnestes nur dann
stattfinden kann, wenn im weiteren Verlauf der Steinwerdung dauernd Wasser zugeführt
wird. Da dies jedoch aus wirtschaftlichen Gründen selten genügend lange Zeit möglich
ist, nimmt der in einem solchen Nest eingeschlossene Zement nicht an der Gel-Bildung
teil und beteiligt sich auch nicht an der die Bestigkeit des Betons wesentlich bestimmenden
Steinwerdung des Zementleimes. Kann diese Nesterbildung jedoch
verhindert
werden, so nimmt jedes Zementteilchen von vornherein die für seinen Abbau (Hydratation)
erforderliche Wassermenge auf und die Gel-Bildung findet in idealer Weise statt,
Die Nesterbildung bereits beim Zugeben des Zementes in das im Mischbehälter vorhandene
Wasser zu vermeiden, ist bei wirtschaftlicher Arbeitsweise mit den bekannten Einrichtungen
nicht möglich, da sich dem die Oberflächenspannung des Wassers und gegebenenfalls
auch gleichpolige elektrische Aufladungen der zu vermischenden Elemente entgegenstellen.
Es muß daher dafür gesorgt werden, daß im weiteren Verlauf des Mischens die Nester
vollkommen zerschlagen und jedes einzelne Zementteilchen von Wasser umgeben wird.
Dies ist nach einem noch nicht zum Stande der Technik gehörenden Vorschlag dadurch
möglich, daß ein am Boden eines Mischbehälters angeordnetes Rührwerk mit einer variablen
Drehzahl umläuft, die im Anmachwasser niedriger als im Wasser/Zementgemisch ist.
-
Weiter ist es bekannt, die Mischerflügel eines Rührwerkes als Propeller
auszubilden. Bei diesen"Propellermischern" ist jedoch die Drehzahl durch die beginnende
Kavitation an den Propellerflügeln begrenzt. Die Kavitation beeinträchtigt das Ausbilden
einer für Propellermischer unbedingt notwendigen
genügend starken
Strömung des Anmachwassers und verhindert so, daß der einzufüllende Zement mit den
Mischerflügeln in Berührung kommt. Dadurch werden die sich bildenden Zementnester
wieder nicht zerschlagen, so daß die Festig keit eines derart zu Zementstein erhärtenden
Wasser/Zementgemisches ebenfalls nicht befriedigt.
-
Eine kolloidale Wasser/Zementmiscü-ng, ei der jedes "Zementteilchen"
so von Wasser umgeben ist, daß sich eine nesterfreie Suspension ergibt, wird bei
einem Mischbehälter zum selbsttätigen Mischen von hydraulisch erhärtenden Bindemitteln
wie Zement mit abwasser, in dem ein von außen angetriebenes Rührwerk angeordnet
ist, in den über eine druckdicht zu verschließende Einfüllöffnung das von einem
Vorratsbehälter abgezogene Bindemittel eingefüllt wird, in den Zuführungsleitungen
für Wasser und Druckluft einmünden und aus dem das Bindemittel/Wassergemisch durch
Druckluft über einen am Boden des Mischbehälters angebrachten verschließbaren Auslauf
und eine Verbindungsleitung zu einer Hauptmischtrommel gefördert wird, der mit einem
am Boden des Mischbehälters angeordneten, einen variablen Antrieb aufweisenden Rührwerk
ausgestattet ist (Patentanmeldung K 34 366 V/80a), dadurch erzielt, daß die Rührwerksflügel
in an sich bekannter Weise propellerförmig ausgebildet und so geformt sind, daß
bei der niedrigsten
Drehzahl gerade keine Kavitation auftritt.
-
Durch diese Ausbildung der Rührwerksflügel wird erreicht, daß bei
der niedrigsten Drehzahl, bei der in erfindungsgemäßer Weise noch keine Kavitation
auftritt, das Nasser so bewegt wird, daß sich eine Strömung ausbildet, die bei Einbringen
des Zementes in den rischbehälter diesen Zement sofort zu den Rührwerksflügeln fördert,
der dort innig mit dem Änmachwasser vermengt wird. Bei dieser Vermengung können
sich keine Nester ausbilden, da die Rührwerksflügel mechanisch solche Nester zerschlagen
und mit dem Anmachwasser verwirbeln. Dieses Zerschlagen und Verwirbeln des Zementes
im Änmachwasser wird dadurch unterstützt, daß die Drehzahl des Antriebes nach Einbringen
des Zementes erhöht werd## ####. Es wird durch dies Maßnahme erreicht, daß sich
eine einwandfreie Suspension bildet, in der jedes"Zementteilchen" so von Wasser
umgeben ist, daß eine einwandfreie Hydratation ohne Verbleiben von Zementnestern
stattfindet.
-
Vorteilhafterweise ragt das Rührwerk in an sich bekannter Weise von
oben in den Mischbehälter hinein und weist nach sinem weiteren Merkmal der Erfindung
auf der das Rührwerk antreibenden Welle eine großflächige, im Betriebs-Drehsinn
das Mischgut zum Rührwerk fördernde Schnecke auf. Bei der
niedrigen
Drehzahl des Rührwerks unterstützt die Schnecke die Strömungswirkung und fördert
ebenfalls den eingebrachten Zement zu den propellerförmig ausgebildeten Rührwerksflügeln.
Bei erhöhter Drehzahl bildet sich ein das Mischgut erfassender Wirbel aus, dessen
trichterförmige Spitze über den propellerförmigen Rührwerksflügeln endet und in
dessen Achse sich die auf der Antriebswelle angeordnete Schnecke außerhalb des Mischgutes
befindet. Bei der erhöhten Drehzahl bewirkt also die Schnecke trotz ihrer großflächigen
Ausbildung keine den Wirkungsgrad eines solchen Mischgerätes beeinflussende Steigerung
der Antriebsleistung.
-
Um das störanfällige bekannte Winkelgetriebe zu vermeiden, wird nach
der Erfindung die das Rührwerk antreibende Welle über den 9 chbehälter hinausgeführt
und dort mit dem parallel zur Welle angeordneten Antriebsmotor verbunden.
-
Zweckmäßigerweise wird hierbei die Antriebswelle schräg in dem Mischbehälter
angeordnet, so daß sie von dem etwa .zentral liegenden Rührwerk ausgehend in der
Nähe des oberen Umfanges des Iischbehälters herausragt. Ist der Behälter nach einem
weiteren Erfindungsmerkmal in der Form eines auf der kleineren Fläche stehenden
Kegelstumpfes ausgebildet, so verläuft zweckmäßigerweise die das Rührwerk antreibende
Welle zur Erzielung einwandfreier Strömungsverhältnisse etwa parallel zu der Wandung
des Gefäßes.
-
Zu einer einwandfrei zirkulierenden Strömung trägt es auch bei, daß
an der Innenwand des Mischbehälters von oben nach unten führende Strömungsleitbleche
angeordnet sind, die konkav ausgebildet und mit ihrer inneren Kante zur Mitte des
Mischbehälters oder gegen die Strömung des Mischgutes weisen. Dadurch wird das Mischgut
immer wieder zu dem Rührwerk hingeleitet; außerdem wird durch derartige Strömungsleitbleche
vermieden, daß das Mischgut in schnelle rotierende Bewegung kommt, wodurch die Relativbewegung
zwischen Rührwerk und mischgut zu klein würde.
-
;'er einwandfreien Jormi schung des gesamten @ischgutes dienlich ist,
daß der Verschluß des Auslaufs durch eine an der Auslaufeinmündung angeordnete Drosselklappe
gebildet ist. Dadurch kann sich kein nicht vermengtes Mischgut in dem Auslaufstutzen
ansammeln; das gesamte Mischgut bleibt im Wirbelbereich des Rührwerkes. Um einen
dichten Verschluß zu erreichen, empfiehlt es sich, daß die Drosselklappe exzentrisch
gelagert ist, wobei die größere Drosselklappenfläche durch den Druck des Mischgutes
gegen ihren Sitz gepreßt wird.
-
Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt.
-
In einem Mischbehälter 4, der die Form eines auf der kleineren Fläche
stehenden Kegelstumpfes aufweist, ist ein von oben in den Mischbehälter 4 hineinragendes
Rührwerk so angeordnet, daß die Antriebswelle 70 etwa parallel zur Wand des Iischbehälters
4 verläuft. Die Antriebswelle 70 ist einerseits in der Abdeckung 42 des Mischbehälters,
hin in der Nähe des oberen Randes durchstoßend und andererseits in einem in der
Nähe des eigentlichen Rührwerkes angeordneten Stehlager 72 gelagert. Das am Boden
angeordnete Rührwerk 71 weist Propeller-Elügel 73 auf, die nach einem Merkmal der
Erfindung so geformt sind, daß bei der niedrigsten einzustellenden Drehzahl gerade
keine Kavitation auftritt. Auf der Antrittswelle 70, oberhalb des Rührwerks 71 bzw.
des Lagers 72, ist eine Schnecke 74 angebracht, die im Betriebsdrehsinn 75 das in
dem ltischbehälter 4 befindlichd Mischgut zum Rührwerk 71 fördert.
-
An der Innenwand des f}ischbehälters 4 von oben nach unten führend
sind Strömungsleitbleche 76 angebracht, die so ausgebildet sind, daß sie das Mischgut
immer wieder in die Mitte des Mischbehälters 4 zurückleiten. Außerdem verhindern
diese Strömungsleitbleche 76, daß das im Mischbehälter 4 enthaltene ischgut in zu
schnelle Rotation gerät. Der Boden 53 ist etwa im rechten Winkel zu der Antriebswelle
70
des Rührwerkes 7-1 geneigt. In Fortsetzung dieser Bodenneigung
ist ein Auslaufstutzen 5 vorgesehen, der durch eine Drosselklappe 79 verschlossen
ist. Die Drosselklappe ist so gelagert (77), daß die größere Drosselklappenfläche
78 durch den Druck des im Mischbehälter T enthaltenen Mischgutes gegen ihren itz
gepreßt wird. Dadurch, daß die Drosselklappe 79 direkt an der Einmündung des @uslaufstutzens
5 angebracht ist, kann sich kein nicht vermengtes llischgut in dem Auslaufstutzen
ansammeln ; das gesamte @ischgut bleibt im Wirbelbereich des Rührwerkes 71.