Herstellung und Förderung eines Baustoffgemisches

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung und simultanen Förderung eines Wasser sowie hydraulisch bindungsfähigen Feststoff in homogener Mischung enthaltenden pumpfähigen Baustoffgemisches wie Putzmörtel, wobei Feststoff und Wasser unter kontinuierlicher Dosierung verhältnismäßiger Mischungsanteile einer Mischkammer etwa im mittleren Bereich ihres Mischraumes aufgegeben und dabei unter Verwendung einer Mischschnecke mit um eine Welle umlaufenden Schneckenwendeln in einer turnusförmigen Massenströmung unter Aufbau eines Staudrucks gefördert und dabei gemischt werden, und wobei anteilige Lufteinschlüsse in Gegenrichtung des Staudruckgradienten aus der entstehenden Mischung austreten und an einer der Förderrichtung entgegengesetzten Stelle des Mischraumes aus der Mischkammer ausgetragen werden. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

[0002] Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung eines pumpfähigen Mörtels beispielsweise zum Verputzen von Wänden bzw. Decken sind bekannt. Diese sind vielfach zur Durchführung einer diskontinuierlichen Betriebsweise ausgebildet, d.h. die Vorrichtung besitzt eine separate Mischeinrichtung, worin die Mischung bereitet und diese dann in einen von der Mischeinrichtung getrennten Lieferbehälter mit angeflanschter Dickstoffpumpe umgefüllt und daraus zur Baustelle gefördert wird.

[0003] Nachteile derartiger diskontinuierlich arbeitender Systeme bestehen u. a. darin, daß bei einer längeren Unterbrechung zwischen Bereitung der Mischung und deren Weiterverarbeitung eine schädliche Entmischung stattfinden kann. Darüberhinaus hat ein diskontinuierlicher Betrieb gegenüber einer kontinuierlichen Betriebsweise grundsätzliche Nachteile, weil zwichen den einzelnen Chargen Unterbrechungen bei der Verarbeitung auftreten, die zu Verlusten an Arbeitszeiten und Produktivität führen und somit die Baukosten unnötig belasten. Und schließlich ergeben sich Materialverluste z.B. dadurch, daß eine hergestellte Mischung nicht vollständig verbraucht wird, wobei neben dem Verlust auch noch Entsorgungsprobleme entstehen. Darüberhinaus beanspruchen die diskontinuierlich arbeitenden Geräte zur Herstellung und Förderung von Putzmitteln einen vergleichsweise großen maschinellen Aufwand mit relativ hohem Transportgewicht und entsprechend erhöhten Kosten.

[0004] Zur Abhilfe wurden bereits Geräte mit kontinuierlicher Arbeitsweise für Aufbereitung und Förderung in einem geschlossenen System entwickelt. Dabei ergab sich die Schwierigkeit, daß beim Mischprozeß mit dem Feststoff Luftanteile in die Mischung eingeschlossen werden, welche dann bei der Verarbeitung zu Schwierigkeiten führen und insbesondere die Gleichmäßigkeit des Auftrages von Putzmaterial auf Decken und Wände erheblich stören.

[0005] Um diesem Nachteil zu begegnen wird mit der DE-B-1 277 819 eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen von pulverförmigem bis feinkörnigem Schüttgut, inbesondere Baustoffen, und einer Flüssigkeit, mit einem das Schüttgut aufnehmenden, im wesentlichen lotrecht angeordneten Vorratsbehälter, einem diesem unmittelbar nachgeschalteten Mischbehälter, der eine Welle mit daran befestigten Mischwerkzeugen und mit in Längsrichtung der Welle sich erstreckenden durchgehenden Erhebungen zur Entlüftung des entstehenden Gemisches aufweist und ferner mit einer dem Mischbehälter nachgeschalteten Förderpumpe, vorgeschlagen, das der Mischbehälter an seinem höher gelegenen Ende eine Entlüftungsvorrichtung aufweist.

[0006] Aus der DE-U-91 05 027 ist eine Vorrichtung zum Mischen und Fördern von Mörtel oder dergleichen Materialien bekannt, bei der das Material einer Dosiervorrichtung zugeführt und mit Flüssigkeit versetzt, gemischt und gefördert wird. Die Vorrichtung weist eine Fließschikane auf, die als Stauscheibe oder als konisch geformter Teller ausgebildet ist.

[0007] Zwischen dieser Stauscheibe und einer Verdrängerpumpe zur Förderung des aufbereiteten Mörtelgemisches wird in einem separaten Mischraum durch Eintragen von Luft unter Druck ein Luftporenmörtelgemisch hergestellt.

[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, welches unter Vermeidung der vorgenannten Schwierigkeiten und technischen Grenzen die Herstellung eines homogenen, pump- und spritzfähigen Wasser/Feststoff-Mörtelgemisches von gleichmäßiger hoher Qualität und ohne Lufteinschlüsse bei möglichst geringem Bauvolumen und Gewicht der Vorrichtung ermöglicht.

[0009] Die Lösung der Aufgabe gelingt bei einem Verfahren der eingangs genannten Art mit den im Kennzeichnungsteil von Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritten.

[0010] Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist durch die im Kennzeichnungsteil von Anspruch 2 angegebenen Merkmale a) bis d) gekennzeichnet.

[0011] Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind entsprechend den Unteransprüchen vorgesehen.

[0012] Die Erfindung wird in einer rein schematischen Zeichnung in beispielhafter Ausführungsform gezeigt, wobei aus deren Beschreibung weitere Einzelheiten und Vorteile entnehmbar sind.

[0013] Die in der Figur gezeigte Vorrichtung weist ein im Querschnitt kreisförmiges Mischrohr (1) auf, in dessen Innern als Mischorgan eine um eine Antriebswelle (2) umlaufende Mischschnecke (3) mit Schneckenwendeln (4) angeordnet ist. Etwa in der halben Länge des Mischrohres (1) ist eine Aufgabeöffnung (5) und innerhalb derselben eine Dosiereinrichtung (6) zur dosierenden Aufgabe von Feststoffen angeordnet. Neben der Aufgabeöffung (5) befindet sich im Innern des Mischrohres (1) eine in peripherer Anordnung umlaufende konzentrische Wassereindüsungseinrichtung (7). Diese besteht aus einem ringförmigen, mit der Innenwand des Mischrohres (1) wasserdicht verschweißten Hohlprofil und weist entsprechend dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen winkelförmigen Querschnitt auf. Das Hohlprofil kann jedoch auch einen halbkreisförmigen bzw. U-förmigen oder ähnlichen Querschnitt aufweisen. Am Umfang des Hohlprofiles befinden sich verteilt angeordnete Düsenbohrungen (19), aus welchen das Anmachwasser zum Anmaischen des Feststoffes unter Druck in konzentrischen Strahlen in den Feststoff eingedüst wird. Die Wassereindüsungsvorrichtung (7) weist einen Wasseranschluß (24) auf, der über eine (nicht gezeigte) Leitung mit einer einstellbaren Dosiereinrichtung an eine Druckwasserquelle angeschlossen ist.
Am antriebsseitigen Ende (8) der Mischschnecke (3) ist im oberen Bereich des Mischrohres (1) ein Entlüfungsorgan (9) angeordnet. Weiterhin weist die Mischvorrichtung am abtriebsseitigen Ende (10) an der Mischschnecke (3) eine Stauscheibe (11) auf, die zwischen Innenwandung des Mischrohres 1 und ihrem Außenrand (12) einen peripheren Ringspalt (13) freigibt.

[0014] Eine Ausgestaltung sieht vor, daß das Mischrohr (1) in Austragsrichtung im Abstand der Stauscheibe (11) eine konzentrische Austragsöffnung (14) mit zur Stauscheibe (11) vergleichsweise kleinerem Durchmesser aufweist, an die sich das Gehäuse (15) einer Dickstoff-Knetpumpe (16) anschließt. Die Antriebswelle (2) der Mischschnecke (3) ist über eine Kupplung (17) mit dem Rotor (18) der Pumpe (16) drehfest verbunden.

[0015] Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird Feststoff und Wasser unter kontinuierlicher Dosierung ihrer verhältnismäßigen Mischungsanteile dem Mischrohr (1) aufgegeben. Dabei erfolgt die volumetrische Dosierung der Feststoffe durch eine Zellenradschleuse (6) und die volumetrische Dosierung des Anmaischwassers mit Hilfe einer an sich bekannten, nicht gezeigten Flüssigkeitsdosiereinrichtung. Beide Dosiereinrichtungen können nach Programm von einem vollautomatischen Leitstand aus angesteuert werden. Durch intensive Drehbewegung der Mischschnecke (3) und ihrer an der Antriebswelle (2) angeordneten Schneckenwendel (4) wird im Mischrohr (1) eine torusförmige Massenströmung erzeugt, wobei Wasser und Feststoff innig homogen gemischt werden. Durch die Massenströmung und die Steigung der Schneckenwende (4) wird in der Materialsäule ein Staudruck aufgebaut, wobei anteilige Lufteinschlüsse in Gegenrichtung des Staudruckgradienten aus der entstehenden Mischung austreten und an einer der Förderrichtung entgegengesetzten Stelle des Mischraumes in dessen Trockenbereich (23) aus dem Mischrohr (1) ausgetragen werden.
Mit großem Vorteil wird dabei der Massenstrom der Mischung am Ende der Mischstrecke um die konzentrische (11) Stauscheibe herum durch den Ringspalt (13) zwischen der Innenwand des Mischrohres (1) und dem Außenrand (12) der Stauscheibe (11) hindurchgefördert. Dadurch wird sichergestellt, daß ausschließlich peripheres Mischgut ohne Lufteinschlüsse gefördert und in die aufgabenseitige Öffnung (25) des Pumpengehäuses (15) eingetragen wird.
Sehr vorteilhaft weist die Feststoff-Aufgabeöffnung (5) einen Kragen (20) mit einem Flansch (21) zum Unterbau an einen Feststoff-Silobehälter unter Zwichenanordnung der Feststoff-Dosiereinrichtung (6) auf. Diese ist vorteilhaft als Zellenradschleuse ausgebildet.
Mit Vorteil ist vorgesehen, daß die Kupplung (17) zwischen Antriebswelle (2) und Pumpenrotor (18) als elastische Kupplung mit aus elastischem Material wie Gummi oder Plastik ausgebildeten Kupplungs-Zwischengliedern ausgebildet ist.
Weiterhin kann die Kupplung (17) mit einer Überlastsicherung, beispielsweise mit einer Scherbolzensicherung (22) ausgerüstet sein. Auch kann die Mischschnecke (3) anstelle eines Teils oder aller ihrer Schneckenwenden (4) wenigstens teilweise mit Misch-Paddeln ausgerüstet sein. Weitere alternative Ausgestaltungen betreffen die Lage des Mischrohres (1). Dieses kann entweder mit vertikaler Achse (y-y), wie gezeigt, oder auch mit horizontaler Achse angeordnet sein.

[0016] Die Vorrichtung nach der Erfindung ist mit großem Vorteil zum vollautomatischen, kontinuierlichen Betrieb für die Herstellung und simultane Förderung eines Wasser sowie hydraulisch bindungsfähigen Feststoff in homogener Mischung enthaltenden pumpfähigen Baustoffgemisches wie Putzmörtel geignet. Durch ihre besondere Ausgestaltung und Betriebsweise nach der Erfindung ist sichergestellt, daß bei diesem kontinuierlichen Betrieb keine Lufteinschlüsse mitgefördert werden, wodurch unter Überwindung der bisher bestehenden Schwierigkeiten ein völlig ungestörtes, gleichmäßiges Auftragen des Putzmaterials an der Baustelle ermöglicht wird. Darüberhinaus ist die Vorrichtung unkompliziert, beansprucht nur vergleichsweise geringes Bauvolumen und geringes Gewicht und zeichnet sich durch einen hohen Grad an Zuverlässigkeit aus. Insofern erfüllt die Erfindung in optimaler Weise die eingangs gestellte Aufgabe.

Ansprüche

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung und simultanen Förderung eines Wasser sowie hydraulisch bindungsfähigen Feststoff in homogener Mischung enthaltenden pumpfähigen Baustoffgemisches wie Putzmörtel, wobei Feststoff und Wasser unter kontinuierlicher Dosierung verhältnismäßiger Mischungssanteile einer Mischkammer etwa im mittleren Bereich ihres Mischraumes aufgegeben und dabei unter Verwendung einer Mischschnecke mit um eine Welle umlaufenden Schneckenwendeln in einer torusförmigen Massenströmung unter Aufbau eines Staudruckes gefördert und dabei gemischt werden, und wobei anteilige Lufteinschlüsse in Gegenrichtung des Staudruckgradienten aus der entstehenden Mischung austreten und an einer der Förderrichtung entgegengesetzten Stelle des Mischraumes aus der Mischkammer ausgetragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß Feststoff in volumetrischer Dosierung unter Verwendung einer Zellenradschleuse und Wasser in volumetrischer Dosierung sowie mit einer Vielzahl peripherer, konzentrischer Düsenstrahlen unter Druck in die Mischkammer eingetragen werden, und
   daß der Massenstrom der Mischung am Ende der Mischstrecke um eine konzentrische Stauscheibe herumgefördert, aus peripheren Bereichen des Mischraumes in die Aufgabeseite einer Dickstoff-Pumpe eingetragen und darin unter Aufbau eines Pumpdruckes weitergefördert wird.

2. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung und simultanen Förderung eines Wasser sowie hydraulisch bindungsfähigen Feststoff in homogener Mischung enthaltenden pumpfähigen Bauststoffgemisches wie Putzmörtel, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 umfassend

ein Mischrohr (1), in dessen Innerem als Mischorgan eine um eine Antriebswelle (2) umlaufende Mischschnecke (3) mit Schneckenwendeln (4) und

am antriebsseitigen Ende (8) der Mischschnecke (3) im oberen Bereich des Mischrohres (1) ein Entlüftungsorgan (9) angeordnet und

die Antriebswelle (2) der Mischschnecke (3) über eine Kupplung (17) mit dem Rotor (18) der Dickstoff-Pumpe (16) drehfest verbunden ist, gekennzeichnet durch die Merkmale:

a) etwa in der halben Länge des Mischrohres (1) ist eine Aufgabeöffnung (5) und innerhalb derselben eine Dosiereinrichtung (6) für Feststoff mit einer Zellenradschleuse angeordnet,

b) neben der Aufgabeöffnung (5) befindet sich im Inneren des Mischrohres (1) eine in peripherer Anordnung umlaufend angeordnete Wassereindüsungseinrichtung (7), welche ein ringförmiges, mit der Innenwand des Mischrohres (1) wasserdicht verschweißtes, eine Vielzahl am Umfang verteilt angeordnete Düsenbohrungen (19) aufweisendes Hohlprofil ist und beispielsweise einen winkelförmigen bzw. U-förmigen bzw. halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.

c) am abtriebsseitigen Ende (10) weist die Mischschnecke (3) eine Stauscheibe (11) auf, die zwischen Innenwandung des Mischrohres (1) und dem Außenrand (12) der Stauscheibe (11) einen peripheren Ringspalt (13) freigibt;

d) die Mischschnecke (3) ist anstelle wenigstens eines Teiles ihrer Schneckenwendeln (4) mit Misch-Paddeln ausgerüstet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (17) zwischen Antriebswelle (2) und Pumpenrotor (18) der Dickstoff-Pumpe (16) als elastische Kupplung mit aus elastischem Material wie Gummi oder Plastik bestehenden Kupplungs-Zwischengliedern ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (17) mit einer Überlastsicherung, beispielsweise mit einer Scherbolzensicherung (22) ausgerüstet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsorgan (9) am Mischrohr (1) in dessen Trockenbereich (23) eingeordnet ist.

Claims

1. A process for the continuous production and simultaneous conveyance of a pumpable building material mixture, such as plaster, containing water as well as hydraulically settable solid material in homogeneous mixture, said solid material and said water being fed to a mixing chamber approximately at the middle region of the mixing space thereof, under continuous dosage of proportional portions of the mixture, and at the same time being conveyed, utilizing a screw mixer with screw flights rotating about a shaft, in a torus-shaped mass flow under formation of a back pressure, and being mixed in the course of this, and proportional air inclusions escaping from the nascent mixture in a direction opposite to the back pressure gradient and being discharged from the mixing chamber at a point of the mixing space opposite to the direction of conveyance, characterized in that solid material is fed under pressure to the mixing chamber in volumetric dosage and utilizing a cellular wheel sluice, and water is fed under pressure into said mixing chamber in volumetric dosage and utilizing a plurality of peripheral concentric nozzle jets, and that the mass flow of the mixture is at the end of the mixing line conveyed around a concentric baffle plate, fed to the feed side of a viscous-matter pump from peripheral regions of the mixing space, and is conveyed farther therein under formation of a pump pressure.

2. A device for the continuous production and simultaneous conveyance of a pumpable building material mixture, such as plaster, containing water and hydraulically settable solid material in homogenous mixture, for carrying out the process according to claim 1, comprising

a mixing tube (1), in the interior of which there is arranged as a mixing element a screw mixer (3) rotating on a drive shaft (2) and having screw flights (4), and

at the drive end (8) of the screw mixer (3), in the upper region of the mixing tube (1), there is arranged a venting element (9), and

the drive shaft (2) of the screw mixer (3) is connected at torsional strength via a coupling (17) with the rotor (18) of the viscous-matter pump (16), characterized by the features:

a) at approximately half-length of the mixing tube (1) there is arranged a feed opening (5) and within the same a metering device (6) for solid matter, which metering device (6) has a cellular wheel sluice,

b) next to the feed opening (5), in the interior of the mixing tube (1) there is a device (7) for water supply via nozzles, which device (7) is arranged to rotate in peripheral arrangement and is a hollow profile which is welded watertight to the interior wall of the mixing tube (1) and is provided with a plurality of nozzle bores (19) distributed along the periphery thereof and has a cross section which is, for example, angular or U-shaped or semicircular,

c) at the power take-off end (10) the screw mixer (3) is provided with a baffle plate (11) which leaves a peripheral annular gap (13) between the interior wall of the mixing tube (1) and the outer edge (12) of the baffle plate (11),

d) the mixing screw (3) is provided with mixing paddles instead of at least part of its screw flights (4).

3. The device according to claim 2, characterized in that the coupling (17) is arranged between the drive shaft (2) and the pump rotor (18) of the viscous matter pump (16) as an elastic coupling, and is formed with coupling links of elastic material such as rubber or plastic.

4. The device according to claim 2 or 3, characterized in that the coupling (17) is provided with an overload protection device, for example with a shearing pin safety device (22).

5. The device according to claim 2, characterized in that the venting element (9) is located at the mixing tube (1) in the dry section (23) thereof.

Revendications

1. Procédé pour la préparation en continu et le transport simultané d'un mélange homogène d'un matériau de construction apte à être pompé, contenant de l'eau ainsi qu'un solide apte à assurer un lien hydraulique, tel que du mortier pour enduit, le solide et l'eau étant fournis dans une chambre de mélange, sensiblement dans la région centrale de son espace de mélange, avec dosage en continu des proportions mutuelles du mélange, et étant ensuite transportés sous la forme d'un écoulement massique en forme de tore, avec établissement d'une pression d'accumulation, pour être ainsi mélangés, au moyen d'une vis de mélange comportant des volutes hélicoïdales entourant un arbre, les inclusions d'air sortant du mélange ainsi obtenu, à contre-courant du gradient d'accumulation de pression et étant extraites hors de la chambre de mélange en un emplacement de l'espace de mélange qui est opposé à la direction du transport, caractérisé en ce que les solides sont introduits dans la chambre de mélange avec dosage volumétrique au moyen d'une écluse à roue cellulaire, et que l'eau est introduite dans la chambre de mélange sous pression, avec dosage volumétrique et par un grand nombre de jets de projection périphériques et concentriques, et en ce que,
   à l'extrémité du parcours de mélange, l'écoulement massique du mélange s'effectue autour d'une plaque de retenue concentrique, est introduit du côté introduction d'une pompe à matières denses à partir des régions périphériques de la chambre de mélange, et y est réalisé plus loin avec l'établissement d'une pression de pompage.

2. Dispositif pour la préparation en continu et le transport simultané d'un mélange homogène d'un matériau de construction apte à être pompé, contenant de l'eau ainsi qu'un solide apte à assurer un lien hydraulique, tel que du mortier pour enduit, en vue de la réalisation du procédé selon la revendication 1, comprenant:

un tube de mélange (1) à l'intérieur duquel sont disposés une vis de mélange (3) présentant des volutes hélicoïdales (4) entourant un arbre d'entraînement (2), comme organe de mélange, et

à l'extrémité (8), située du côté de l'entraînement, de la vis de mélange (3), un organe de désaération (9) situé dans la région supérieure du tube de mélange (1), et

l'arbre d'entraînement (2) de la vis de mélange (3) étant relié à rotation solidaire au rotor (18) de la pompe (16) à matières denses par l'intermédiaire d'un accouplement (17), caractérisé par les particularités:

a) sensiblement à la moitié de la longueur du tube de mélange (1), est disposée une ouverture d'alimentation (5), avec à l'intérieur de celle-ci un dispositif de dosage (6) des matières solides qui comporte une écluse à roue cellulaire,

b) à côté de l'ouverture d'alimentation (5), à l'intérieur du tube de mélange (1), on trouve un dispositif périphérique d'injection d'eau (7), lequel est un profité creux de forme annulaire, soudé de manière étanche à la paroi interne du tube de mélange (1) et présentant un grand nombre d'alésages d'injection (19) disséminés à la périphérie, présentant par exemple une section transversale en forme d'angle ou en forme de U ou en forme de demi-cercle,

c) à l'extrémité (10) située du côté de la sortie, la vis de mélange (3) présente une plaque de retenue (11) qui laisse libre un interstice annulaire périphérique (13) entre la paroi interne du tube de mélange (1) et le bord externe (12) de la plaque de retenue (11);

d) en remplacement d'au moins une partie de ses volutes hélicoïdales (4), la vis de mélange (3) est équipée d'aubes de mélange.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'accouplement (17) entre l'arbre d'entraînement (2) et le rotor de la pompe (18) de la pompe (16) à matières denses est configuré comme accouplement élastique qui présente des organes intermédiaires d'accouplement réalisés en un matériau élastique tel que caoutchouc ou plastique.

4. Dispositif selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'accouplement (17) est équipé d'une protection contre les surcharges, par exemple une protection (22) à boulon d'arrachement.

5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de désaération (9) est disposé sur le tube de mélange (11), dans la région sèche (23) de celui-ci.

Zeichnung