DE10196820T5

DE10196820T5 - Großvolumiger Doppelwellen-Zwangsmischer

Info

Publication number: DE10196820T5
Application number: DE10196820T
Authority: DE
Inventors: Gerald Lee Ripon Dahlinger; Roberto Salgarollo; Ronald M. Stockton Guntert jun.
Original assignee: Guntert and Zimmerman Construction Div Inc
Current assignee: Guntert and Zimmerman Construction Div Inc
Priority date: 2000-10-23
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2004-04-15
Also published as: US6450679B1; GB2384725A; GB0308997D0; US6588082B2; GB2384725B; AU2001296946A1; US20020181319A1; WO2002034377A1

Abstract

Zwangsmischer, umfassend:
eine statische Mischkammer mit einer offenen Oberseite und einem Boden, der durch zwei horizontal angeordnete, parallele und sich überlagernde, zylindrische Formen definiert ist, die Achsen aufweisen, die sich parallel zur und durch die statische Mischkammer hindurch erstrecken;
zwei mittig angeordnete, längliche, geradlinige Austragsöffnungen, wobei jede Öffnung parallel zu der Achse der horizontal angeordneten, parallelen und sich überlagernden, zylindrischen Formen liegt und von einem Ende bei dem Boden der statischen Mischkammer aus definiert ist, um bei der Mitte der statischen Mischkammer zu enden;
zwei Mischschaufelsysteme, wobei jedes System zur Drehung um die Achse montiert ist;
zwei exzentrisch montierte, längliche, geradlinige Tore zur Drehbewegung in und aus abdichtender Beziehung zu den mittig angeordneten, länglichen, geradlinigen Austragsöffnungen in der Mitte der statischen Mischkammer;
Lager an beiden Enden der exzentrisch montierten, länglichen, geradlinigen Tore, damit die Tore zur Drehung in und aus abdichtender Beziehung zu der statischen...

Description

Diese Erfindung betrifft so genannte Doppelwellen-Zwangsmischer. Insbesondere wird ein großvolumiger Doppelwellen-Zwangsmischer mit einer Kapazität, die 9,12 m³ (12 Kubikyard) übersteigt, in Kombination mit einem Schrägbetonförderer zum Mischen und Fördern von Beton von dem Fundament einer modularen, transportablen Betonanlage benutzt. Es werden Probleme, die mit einer Verbiegung des Austragstors und einer Verformung der Kammer des Zwangsmischers in Beziehung stehen, offenbart und gelöst.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Betonmischer sind in Nordamerika gewöhnlich von der Art mit kippender Drehtrommel. Bei derartigen Mischern wird ein rotierender Zylinder benutzt, der auf seiner Drehachse kippt. Zu Beginn befindet sich die Trommel in einer gekippten Orientierung, so dass ihr offenes Ende erhöht ist. Abhängig vom Hersteller wird die Trommel mit Bestandteilen von Beton gefüllt, die Zement, Zuschlag, Sand und Wasser umfassen, und zwar entweder durch ihre Austragsöffnung oder durch das entgegengesetzte Ende hindurch. Im Inneren der rotierenden Trommel sind Schaufeln befestigt. Bei der Drehung wirken die Bestandteile gegen die Schaufeln und die Schwerkraft, so dass sie in der rotierenden Trommel gerührt und bewegt werden. Zum Teil erfolgt etwas von der Mischwirkung dadurch, dass der Beton durch die Mischerschaufeln angehoben wird und dann auf den Boden der Trommel in den Rest des Betons hinein fällt. Das Mischen erfolgt sowohl durch die sich überlagernden Strömungen in der rotieren den Trommel als auch durch das Rühren der Schaufeln gegen die Schwerkraft.
Nach Abschluss des Mischens erfolgt ein Kippen der Trommel um die Drehachse, um das Austragsende der Trommel im Allgemeinen in Richtung nach unten anzuordnen. Um den Austrag des Betons zu verbessern, ist bei manchen Kipptrommel-Mischerkonstruktionen die Trommel mit einer umgekehrten Drehrichtung versehen. Während dieser umgekehrten Drehrichtung werden die nun gemischten Betonbestandteile durch die Schwerkraft unter Wechselwirkung mit den Schaufeln im Inneren der Trommel von dem geschlossenen Trommelende in Richtung des offenen Trommelendes bewegt. Der gemischte Beton wird aus dem offenen Ende der rotierenden und gekippten Trommel ausgetragen.
Drehtrommelmischer haben ihre Nachteile. Das Mischen unter Ausnutzung der Schwerkraft benötigt Zeit. Im Fall des Mischens von sich langsam ausbreitenden Materialien oder Materialien mit optimaler Feuchtigkeit ist ihre Mischeffizienz niedrig. Weiter müssen in den üblichen Fällen, um ein Austragen zuzulassen, die Drehtrommeln angehoben werden. Dies erfordert die erhöhte Unterstützung von beträchtlichem Gewicht. Da die Trommeln nach dem eingetretenen Mischen gekippt werden, muss weiter einem beträchtlichen Drehmoment Widerstand entgegengebracht werden. In dem üblichen Fall müssen sowohl Fundamentstrukturen als auch sich nach oben erstreckende Konstruktionsträger für derartige Drehtrommelmischer vorgesehen werden. Drehtrommeln sind zur Verwendung als Fundament für andere Teile einer Mischanlage ungeeignet.
So genannte Doppelwellen-"Zwangsmischer" für Beton sind alt und gut bekannt. Diese Mischer, die 1888 erfunden wurden, bewirken, dass die Bestandteile von Beton schnell längs sich überlagernder Wege ohne rotie rende Trommel gemischt werden. Zwangsmischer weisen gegenläufig rotierende Schaufelsysteme in einer ansonsten statischen Mischkammer auf, um ein gründliches Mischen mit großer Schnelligkeit zu ermöglichen. Nachstehend werden wir die moderne Konstruktion und Verwendung derartiger Mischer darlegen.
In ihrer modernen Konstruktion besitzen Zwangsmischer eine zu einer statischen Mischkammer offene Oberseite. Die statische Mischkammer weist einen Boden auf, der durch zwei horizontal angeordnete und sich überlagernde, zylindrische Formen definiert ist. Eine erste zylindrische Form, die längs einer ersten horizontalen Achse gebildet ist, definiert etwas mehr als eine Hälfte des Volumens und des Bodenprofils der statischen Mischkammer. Eine zweite zylindrische Form, die längs einer zweiten horizontalen und parallelen Achse gebildet ist, definiert etwas mehr als eine zweite Hälfte des Volumens und des restlichen Bodenprofils der statischen Mischkammer. Die Zylinder, die das Bodenprofil der Mischkammer definieren, überlappen oder überlagern sich bei jeweiligen Überlagerungsquerschnitten im Inneren des Volumens der Mischkammer. Dieses Überlagern erfolgt längs zylindrischer Segmente, die sich in der Mitte des Volumens der statischen Mischkammer erstrecken.
Gegenläufig rotierende Schaufelsysteme bewirken ein Mischen innerhalb derartiger Zwangsmischer. Jedes Mischschaufelsystem rotiert koaxial in und längs der Achse der sich überlagernden Zylinder, die den Boden der Kammer definieren. Ein erstes Schaufelsystem weist eine erste Drehachse auf, die koaxial zu der ersten horizontalen Achse des ersten Zylinders ist, der die Hälfte des Volumens der Mischkammer definiert. Ein zweites Schaufelsystem weist eine zweite Drehachse auf, die koaxial zu der zweiten horizontalen Achse des zweiten Zylinders ist, der die restliche Hälfte des Volumens der Mischkammer definiert. Jedes Schaufelsystem weist abgeschrägte Schaufeln auf, um Betonbestandteile in ihren jeweiligen Zylindern von den Seiten der Zylinder zu und in Richtung des überlagernden Abschnittes der Zylinder, die das Volumen der statischen Mischkammer definieren, zu schieben. Es treten doppelt spiralförmige Bewegungen auf, die zu einem Ende der statischen Mischkammer gerichtet sind. Während ihrer Drehung überlappen sich die Schaufelsysteme der sich überlagernden Abschnitte der Zylinder, die das Volumen der statischen Mischkammer definieren, bzw. greifen ineinander.
Die Anordnung und Drehung jedes Satzes von Mischschaufeln verleiht den Betonbestandteilen ein spiralförmiges Muster in jeder Hälfte des Volumens der statischen Mischkammer. Die sich überlagernden Abschnitte der zylindrischen Volumina, die die statische Mischkammer definieren, führen zur Überlagerung der beiden spiralförmigen Muster. Diese überlagerten und unterbrochenen spiralförmigen Muster erzeugen eine zwangsweise und sich überlagernde Betonbestandteilströmung, die zu einem dreidimensionalen Überlagerungsströmungsweg in der statischen Mischkammer führt. Es wird ein hoher Grad an Turbulenz gefördert. Das Mischen an den sich überlagernden Abschnitten der Zylinder ist am intensivsten, was zu einer schnellen Homogenität und Zementverteilung oder zu einem gründlichem Mischen der Betonbestandteile führt.
Anders als bei dem Drehtrommelmischer verwendet oder erfordert das Austragen der gemischten Betonbestandteile aus einem Zwangsmischer keine Mischkammerbewegung. Es ist stattdessen notwendig, den Boden der statischen Mischkammer mit einer Öffnung zu versehen.
Um gemischten Beton aus der statischen Mischkammer auszutragen, ist eine längliche, geradlinige Öffnung parallel zu der axialen Länge der beiden Zylinder, die das Volumen und das Bodenprofil der statischen Misch kammer definieren, vorgesehen. Insbesondere am Übergang der sich überlagernden Zylinder längs des Bodens der Mischkammer ist eine längliche, geradlinige Öffnung platziert. Diese längliche, geradlinige Öffnung wird durch ein Drehtor geöffnet und verschlossen.
Das Drehtor ist mit einer Dichtfläche versehen, die entsprechend länglich und geradlinig in Bezug auf die längliche, geradlinige Öffnung ist. In einer ersten Stellung dichtet das Drehtor an der länglichen, geradlinigen, exzentrischen Fläche die längliche, geradlinige Öffnung dicht ab. Wenn das Mischen erfolgt, können Betonbestandteile, insbesondere Wasser, Zement und Sand, nicht leicht aus dem Boden der Zwangsmischerkammer entweichen.
Wenn das Mischen abgeschlossen ist und ein Betonaustrag erwünscht ist, wird das Tor gedreht. Die Drehung erfolgt aus einer Stellung, die den Boden der Kammer abdichtet, in eine Stellung, die den Boden der Kammer öffnet. Es erfolgt das Austragen der gemischten Betonbestandteile aus dem Inneren der statischen Mischkammer.
Es ist erkannt worden, dass ein schnelles Entleeren des gemischten Betons erforderlich ist, um die Mischzykluszeiten zu verringern. Aus diesem Grund muss die Öffnung des geradlinigen Schlitzes am Boden der Mischkammer maximiert werden. Um diese Öffnung zu maximieren, ist der längliche, geradlinige Abschnitt des Tores exzentrisch in Bezug auf die Drehachse des Tores montiert. Insbesondere definiert das Tor eine Sehne, die ungefähr ein Drittel des Bogens einnimmt, der durch den Rotationszylinder des Tores erzeugt wird.
Mit einem derartigen exzentrischen Tor ist eine Drehung des Tores über einen Bogen von ungefähr 120° erforderlich. Die Oberseite des exzentrisch montierten, länglichen, geradlinigen Abschnittes des Tores bewegt sich aus der abdichtenden Beziehung zu dem geradlinigen Schlitz in der Mitte der statischen Mischkammer heraus. Wenn die Drehung fortfährt, ist die abdichtende Seite des exzentrisch montierten, länglichen, geradlinigen Abschnittes des Tores nicht länger an dem gemischten Beton angeordnet. Stattdessen bildet die Rückseite des exzentrisch montierten, länglichen, geradlinigen Abschnittes des Tores eine Austragsrutsche für gemischten Beton. Diese Austragsrutsche bildet einen Strömungsweg, der sich gut über eine Hälfte des Rotationszylinders öffnet, der durch das Drehtor definiert ist. Es kann ein schnelles Austragen erfolgt.
Während dieses beschriebenen Öffnens des exzentrisch montierten, länglichen, geradlinigen Tores behalten die gegenläufig rotierenden Schaufelsysteme ihre Rotation bei. Infolgedessen werden gemischte Betonbestandteile auf das offene Austragstor geschoben. Ein schnelles Entleeren des Zwangsmischers erfolgt nicht nur in Ansprechen auf die Schwerkraft sondern zusätzlich mit Bezug auf die Schubwirkung der sich überlagernden Schaufelsysteme.
Moderne Betonmischanlagen, insbesondere jene Mischanlagen, die für Straßen und Rollbahnen verwendet werden, erfordern Mobilität und Produktionskapazität. Zusätzlich dazu, muss der ausgewählte Mischer den Beton gleichmäßig mischen, ohne die Mischzeit zu erhöhen, da sonst die Produktionskapazität verringert wird. Wegen dieser Mängel verliert der Kipptrommelmischer seine Brauchbarkeit. Der Kipptrommelmischer ist schwierig in seiner erforderlichen erhöhten und drehmomentverstärkten Anordnung zu montieren. Eine derartige Montage erfordert zumindest halbpermanente Fundamente. Außerdem dauert das Mischen zu lange. Schließlich können derartige Mischer nicht als Fundamente für die transportablen Anlagen verwendet werden, an denen sie angebracht sind.
Einfach festgestellt ist eine Drehtrommel ein zu allem ungeeignetes Fundament.
Die Verwendung von Zwangsmischern ist – wegen ihrer kurzen Mischzyklen und ihrer Fähigkeit, sich langsam ausbreitende Materialien gleichmäßig zu mischen – insbesondere auf dem europäischen Markt beliebt geworden. Sie sind auf dem nordamerikanischen Tiefbaumarkt nicht im großen Maße angenommen worden, da die Chargen-Kapazität derartiger Mischer beschränkt gewesen ist. Insbesondere sind die größten Zwangsmischer, die derzeit in Europa hergestellt werden, auf Chargen-Größen von ungefähr 4,5 bis 6 m³ oder 6 bis 8 Kubikyards gerüttelten und verdichteten Betons begrenzt. Der größte Zwangsmischer, der jemals gebaut wurde, liegt in der Größenordnung von 7,5 m³ (9,9 cyd) gerüttelten und verdichteten Betons. Im Allgemeinen ist es Praxis in Europa, die Charge zu verdoppeln oder zwei Chargen in jeden Lkw zu laden. Dies ist in Europa durchführbar, da die zu erwartenden und üblichen Produktionsraten je Arbeitsplatz annähernd die Hälfte der zu erwartenden und üblichen Produktionsraten in Nordamerika betragen. Nordamerikanische Vertragsnehmer benötigen eine hohe Produktivität, um wettbewerbsfähig zu sein. Die erforderlichen nordamerikanischen Betonproduktionsraten pro Stunde könnten niemals realisiert werden, indem der akzeptierten europäischen Praxis der doppelten Chargenbildung oder Zuteilung gefolgt würde. Somit müssen derartige Mischerchargengrößen zu der vollen Förderfähigkeit ihrer Lkw passen, die zwischen 5,7 bis 9,12 m3 (7,5 bis 12 cyd) (manchmal 9,9 m³ (13 cyd)) variiert, abhängig davon, ob sie auf oder abseits der Straße transportieren.
Vor dieser Veröffentlichung waren Zwangsmischer auf einer Höhe montiert, auf der sie im Allgemeinen über ihrer erforderlichen Austragsstelle lagen. Wenn beispielsweise der Austrag auf einen Lkw erfolgt, ist der Zwangsmischer auf einer Höhe montiert, die über dem Lkw liegt.
Bei einem Versuch, die Kapazität von Zwangsmischeranlagen zu erhöhen und eine Charge zu speichern, wenn kein Lkw verfügbar ist, ist ein Austragen von Beton zu einem Zuteilungssilo benutzt worden. In diesem Fall muss der Zwangsmischer noch weiter angehoben werden. Zunächst erfolgt ein Anheben des Zwangsmischers auf eine ausreichende Höhe, um zu dem Zuteilungssilo auszutragen. Danach muss der Zuteilungssilo angehoben werden, um zu einem darunter liegenden Lkw auszutragen und diesen fertig zu machen. Somit muss der Zwangsmischer auf einer Höhe liegen, die sowohl über dem Zuteilungssilo als auch über dem Lkw liegt.
Selbst wenn ein Zuteilungssilo benutzt wird, ist die Mischzeit in dem Zwangsmischer nahezu verdoppelt. Es dauert also beinahe doppelt so lange, um zwei Chargen in einem Zwangsmischer zu mischen, wie es dauert, eine große (kombinierte) Charge in einem Zwangsmischer zu mischen. Wir haben erkannt, dass die Zunahme der Größe für einen Zwangsmischer für diese Art von Mischer äußerst wünschenswert wäre, um Akzeptanz auf dem nordamerikanischen Markt zu gewinnen.
PROBLEMFESTSTELLUNG
In der U.S.-Patentanmeldung 09/255 745, die am 23. Februar 1999 eingereicht wurde, mit dem Titel "Portable and Modular Batching and Mixing Plant for Concrete" ist ein Zwangsmischer offenbart. Bis zur Einreichung dieser Anmeldung ist die Veröffentlichung jener Anmeldung und jenes Musters noch nicht erfolgt.
In dieser Schrift ist eine so genannte auf zwei Aufliegern/Aufliegern transportable und modulare Chargen- oder Zuteilungsanlage offenbart. Zunächst umfasst ein Mischerauflieger einen Zwangsmischer-, Zementsilo- und Generatorsatz. Ein zweiter Auflieger ist ein Zuschlagauflieger, eine Steuerkabine und ein Wassertank.
Der Zwangsmischer ist bei dieser Schrift auf dem Boden zusammen mit dem Aufliegeraufbau platziert, um das Fundament für die Anlage zu bilden. Der erforderliche Zementsilo richtet sich derart auf, dass er über dem Zwangsmischer liegt. Der Zwangsmischer wird an seinem geradlinigen Schlitz, der in der Mitte und unterhalb der statischen Mischkammer angeordnet ist, durch einen darunter liegenden Förderer entladen. Der darunter liegende Förderer nimmt den Beton auf, hebt ihn an und trägt ihn zu einem Zuteilungssilo oder einem wartenden Lkw aus.
Der Zwangsmischer in dieser Schrift besitzt eine begrenzte Kapazität. Er mischt ungefähr 4,6 m³ (6 Kubikyard) gerüttelten und verdichteten Beton pro Charge. Folglich ist die Kapazität der Anlage auf unter 228 m³ pro Stunde (300 Kubikyard pro Stunde) begrenzt. Wenn die Lkw eine Kapazität von 9,12 m³ (12 cyd) aufweisen, muss dann der Lkw auf zwei Chargen warten, die gemischt und ausgetragen werden, bevor er diese wegfahren kann.
Abgesehen von dieser Schrift haben wir keine Kenntnis von Zwangsmischern, die zu einem darunter liegenden Förderer entladen. Gemäß dieser Schrift beanspruchen wir Neuheit, die auf einen Zwangsmischer gerichtet ist, der auf einen darunter liegenden Förderer entlädt. Ein derartiges Entladen durch einen darunter liegenden Förderer ermöglicht es, dass ein Zwangsmischer als Fundament für eine transportable, modulare Betonzuteilungs- und Mischanlage dienen kann.
Weiter stellen die Erfinder in der U.S. Patentanmeldung 09/665 891, die am 20. September 2000 eingereicht wurde, mit dem Titel "High Volume Portable Concrete Batching and Mixing Plant" eine modulare und transportable Betonzuteilungsanlage mit vier Aufliegern vor. Der Zwangsmischer und der Silo sind also auf getrennten Aufliegern montiert. Der Zuschlagauflieger und der Steuerauflieger bleiben im Wesentlichen unverändert.
Bei dieser Schrift führen wir die Notwendigkeit an, dass ein Zwangsmischer eine Kapazität im Bereich von über 9,12 m³ (12 cyd) gerüttelten und verdichteten Beton haben muss. Wir haben die Konstruktion eines derartigen Zwangsmischers durchgeführt.
Bei dieser Konstruktion haben wir Probleme entdeckt, die mit dem Austrag eines derartigen großen Zwangsmischers in Beziehung stehen. Bekanntlich kann die Entdeckung eines Problems Grundlage einer Erfindung bilden, wobei die Erfinder eine Erfindung sowohl in der Entdeckung des zu lösenden Problems als auch in der Lösung des entdeckten Problems beanspruchen.
Der Leser wird zunächst feststellen, dass ein Zwangsmischer mit einer Kapazität von über 9,12 m³ (12 cyd) groß ist und hoher Beanspruchung ausgesetzt ist. Wenn die Länge, Tiefe und Breite der Mischkammer zunimmt, bringt außerdem das in der statischen Mischkammer enthaltene Betonvolumen eine beträchtliche Belastung auf die Kammer auf. Aus empirischer Erfahrung gibt es ein optimales Verhältnis von Breite zu Länge, sowie eine optimale Tiefe, wenn ein Zwangsmischer konstruiert wird, um das effizienteste Mischen sicherzustellen. Idealerweise sollten die Breite und Länge des Mischers annähernd die gleiche Ausdehnung auf weisen. Die Höhe des Betons in dem Mischer sollte nicht über die Oberseite der Mischwellen hinaus reichen. Dies wurden Hauptrandbedingungen bei der Konstruktion, als die Größe eines Mischers erhöht wurde. Um einen Transport des offenbarten Zwangsmischers zu ermöglichen, ist man außerdem auch durch eine maximal praktikable und zulässige Transportbreite von weniger als 12' in Nordamerika und 3,5 m in Europa eingeschränkt. 9,12 m³ (12 cyd) Beton wiegen über 25.000 kg (50.000 Pfund). Wir haben entdeckt, dass eine solche Belastung auf das exzentrisch montierte, längliche, geradlinige Austragstor bei einer traditionellen Ein-Tor-Konstruktion eine Verbiegung bewirkt. Insbesondere ist es erforderlich, dass diese Tore eine hohe Dichtigkeit aufrechterhalten, so dass Wasser, Zement und Sand nicht aus der statischen Mischkammer entweichen können. Wenn die Längenabmessung des Tors zunimmt, nimmt leider auch die Tendenz des Austragstores, sich zu verbiegen, zu. Eine Abdichtung wäre eine unmögliche Aufgabe und es würde eine nicht annehmbare Leckage resultieren.
Es ist wichtig, dass die vertikale Torbiegung, die aus dem Gewicht des Tores und des Betons resultiert, auf einem Minimum gehalten wird, damit die Torabdichtung effektiv arbeitet. Dies ist besonders wichtig, wenn betrachtet wird, wie kritisch der richtige Wassergehalt in einer Betonmischung ist. Bei unserer Erwägung dieser Konstruktion wurde es deutlich, dass, wenn nur ein einziges Tor für diesen großen (langen) Mischer verwendet werden würde, der Querschnitt des Tores wesentlich vergrößert werden müsste, um diese Biegung auf einem Minimum zu halten. Wenn der Torquerschnitt erhöht wird, wird leider die effektive Toröffnung verkleinert. Eine große Toröffnung ist wesentlich, um ein schnelles Austragen für die kurzen Chargenzykluszeiten zu erzielen, die für Chargen- oder Zuteilungsanlagen mit hoher Produktivität erforderlich sind.
Als zweites funktionieren normale Maßnahmen zur Verringerung der Biegung des Tores nicht. Im üblichen Fall, in dem sich ein Balken unter Belastung biegt, verringert ein Erhöhen der Tiefe des Balkens senkrecht zur belasteten Fläche des Balkens die Biegung. Dieses Mittel wird im Fall des exzentrisch montierten, länglichen, geradlinigen Austragstores nicht funktionieren. Im Besonderen dann, wenn die Tiefe des exzentrisch montierten, länglichen, geradlinigen Austragstores erhöht wird, wird die Fläche, die für das Austragen verfügbar ist, entsprechend verringert. Mit anderen Worten stört eine erhöhte Tortiefe den Austrag, wodurch längere Intervalle für den Austrag erforderlich sind. Wir haben entdeckt, dass zum Verhindern einer ungünstigen Austragsverzögerung die Konstruktion des Tores verändert werden muss, um eine ungünstige Biegung zu verhindern.
Als drittes verbiegt das Gewicht des Betons nicht nur das exzentrisch montierte, längliche, geradlinige Austragstor, sondern es verbiegt auch die statische Mischkammer an der entsprechenden länglichen, geradlinigen Austragsöffnung. Insbesondere ändert sich die Abmessung der statischen Mischkammer relativ zu dem Tor. Diese geradlinige Austragsöffnung hat die Tendenz, dass sie sich in der Mitte relativ zu den Enden aufweiten möchte (ein Wölbungseffekt). Wieder tritt eine nicht annehmbare Leckage auf.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Zwangsmischer mit einer Kapazität von über 9,12 m³ (12 cyd) weist eine statische Mischkammer mit einem Boden auf, der durch zwei horizontal angeordnete und sich überlagernde, zylindrische Formen definiert ist. Eine erste zylindrische Form, die längs einer ersten horizontalen Achse gebildet ist, definiert etwas mehr als eine Hälfte des Volumens und des Profils des Bodens der statischen Mischkammer. Eine zweite zylindrische Form, die längs einer zweiten horizontalen und parallelen Achse gebildet ist, definiert etwas mehr als eine zweite Hälfte des Volumens und des restlichen Profils des Bodens der statischen Mischkammer. Die Zylinder, die den Boden der Mischkammer definieren, überlappen oder überlagern sich an jeweiligen Überlagerungsquerschnitten im Inneren des Volumens der Mischkammer. Diese Überlagerung erfolgt längs zylindrischer Segmente, die sich in der Mitte des Volumens der statischen Mischkammer erstrecken. Zwei mittig angeordnete, längliche, geradlinige Austragungstore sind jeweils von einem Ende in dem Boden der statischen Mischkammer aus definiert, so dass sie in der Mitte der statischen Mischkammer enden. In der Mitte des Bodens der statischen Mischkammer ist ein Zugstab platziert, der sich normal über die angrenzenden Enden der beiden geradlinigen Schlitze hinweg erstreckt. Zwei exzentrisch montierte, längliche, geradlinige Tore sind zur Bewegung in und aus einer abdichtenden Beziehung zu dem geradlinigen Schlitz in der Mitte der statischen Mischkammer montiert. Diese Tore sind in der Mitte der Mischkammer an einer Stehlager- und Kugellageranordnung montiert und werden an den jeweiligen Enden der statischen Mischkammer durch herkömmliche Kolbenantriebe betätigt. Eine Verringerung der Länge der Tore verringert deren Biegung. Ferner gleicht der Zugstab eine Kammerbiegung aus. Schließlich können die exzentrisch montierten, länglichen, geradlinigen Tore in entgegengesetzte Richtungen gedreht werden, um Beton auf entgegengesetzten Seiten eines Betonentlade- und Schrägförderers abzulagern. Das Austragen von gemischtem Beton mit maximal gesteuerten Raten kann auf eine ausgeglichene Weise auf einen darunter liegenden Förderer zum Anheben und Austragen von dem Zwangsmischer mit großer Kapazität erfolgen.
Der resultierende Zwangsmischer kann als das Niederprofil-Fundament einer modularen, transportablen Mischanlage platziert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A ist eine Perspektivansicht einer aufgerichteten und arbeitenden transportablen Betonzuteilungs- und Mischanlage gemäß dieser Schrift, die den aufgerichteten Silo veranschaulicht, der über dem Zwangsmischer liegt, mit einer angeschlossenen Zuschlagszuteilung, die von Ladeeinrichtungen begleitet ist, mit einem nahe gelegenen Steuerauflieger mit Steuerungs-, Energie- und Beimischungsversorgung mit sechs Zementspeicherguppy, die pneumatisch Zement und Zementsubstitute entladen, die schematisch gezeigt ist;
1B ist eine Perspektivansicht des Zuschlagaufliegers und des Mischeraufliegers in Position gemäß dieser Schrift, die den Siloauflieger veranschaulicht, der aufgerichtet und in die Position des oberen Totpunktes bewegt ist;
2 veranschaulicht den Mischerauflieger beim Transport;
3 ist eine Perspektivansicht des Zwangsmischers dieser Erfindung, der über dem angehobenen Austragsförderer liegend montiert ist;
4 ist eine Perspektivansicht von unten des Zwangsmischers dieser Erfindung, die zwei Tore zum Austragen gemischten Betons in der offenen Stellung veranschaulicht, wobei die Figur die Platzierung des Betons auf entgegengesetzten Seiten des darunter liegenden Förderers (nicht gezeigt) veranschaulicht;
5 ist eine Explosionsansicht eines Tores mit den Platten, die über dem Tor liegend gezeigt sind;
6 ist ein Schnitt im Seitenaufriss, der zwei Tore zeigt, die ähnlich wie jene von 5 sind und die an ihren Platz von einem Absetzer in die statische Mischkammer abgesenkt werden;
7 ist eine Zeichnung des Aufbaus des Tores alleine;
8 ist ein Schnitt im Seitenaufriss, genommen über die Achse der parallelen, sich überlagernden Zylinder, die den Boden der Mischkammer definieren; und
9A und 9B sind Darstellungen der Betätigung von einem Tor für das Abladen von Beton.
BESCHREIBUNG DER BESONDEREN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In 1A ist eine Perspektivansicht einer zusammengesetzten Betonanlage P gezeigt. In der Mitte von 1A befindet sich ein Mischerauflieger M mit einem Wassertank T, einem Zwangsmischer C und einem Schrägband für gemischten Beton B. Zwei Muldenkipper R mit 9,12 m³ (12 Yard) sind für ein anschließendes Laden bereit gezeigt. Dieser Zwangsmischer kann Chargen von bis zu 9,9 m³ (13 cyd) handhaben und gleichmäßig mischen. Natürlich können jederzeit kleinere Chargen als 9,12 m³ (12 cyd) zugeteilt und gemischt werden.
Ein Siloauflieger S ist an frei tragenden Balken 14 mit einem hinten gelenkten Siloauflieger-Radsatz W verbunden gezeigt. Wie es in 1B zu beobachten ist, wird der Siloauflieger S in Bezug auf den hinten gelenkten Siloauflieger-Radsatz W angehoben; wobei der Prozess, durch den dieses Anheben erfolgt, anhand von 1B deutlicher werden wird.
Zwischen dem Siloauflieger S und dem Zwangsmischer C ist eine Staubabdeckung H vorgesehen. Die Staubabdeckung H ist ein Teil der Silohubstruktur. Staub innerhalb der Abdeckung H wird durch einen vertikalen Schacht zu einem Staubsammler abgesaugt. Die Abdeckung H definiert eine Zuschlagöffnung 18, die offen ist, um Zuschlag von dem Zuschlagauflieger A so aufzunehmen, wie dieser von einem Zuschlagtransportförderer 20 gefördert wird. Diese Öffnung für die geförderten Zuschläge befindet sich in der Staubabdeckung auf der Seite, die der frei tragenden Hubstruktur entgegengesetzt ist.
Der Zuschlagauflieger A umfasst einen Sandbunker 22, einen Feinzuschlagbunker 24 und einen Grobzuschlagbunker 26. Unter jedem dieser Bunker liegend befinden sich jeweilige Wägeförderer 23, 25 und 27. Diese Wägeförderer 23, 25 und 27 nehmen von jedem Bunker in Bezug auf das Gewicht abgemessene Chargen von Zuschlag auf, tragen diese zu dem Zuschlagsammelförderer 20 aus, und der Zuschlagsammelförderer 20 trägt sie auf einen Zuschlagschrägförderer aus. Dieser Zuschlagschrägförderer hebt die Zuschläge an und bewirkt, dass diese dem Zwangsmischer C geeignet zugeteilt werden. Wegen des hohen Betondurchsatzvolumens bedienen bis zu zwei Lader L die jeweiligen Bunker mit dem erforderlichen Zuschlag, wie es zu sehen ist. Es sind Rampen zu beiden Seiten des Zuschlagaufliegers erforderlich, so dass die Lader L die Mitte der Bunker erreichen können. Auf beiden Seiten des Zuschlagaufliegers sind Rampenstützwände 11 vorgesehen, um ein schnelles Aufbauen einer Laderrampe zu erleichtern.
Die zusammengebaute Betonanlage P wird durch den Steuerauflieger 30 abgeschlossen, der eine Steuerkabine 32 und einen Betonflüssigadditivspeicher 34 mit einer Energieversorgungsanlage 36 aufweist. (Siehe 4B). Des Weiteren, und wie es bei Zementsilo-Betonanlagen üblich ist, wird eine Reihe von Zement- und Zementadditiv-Förderguppyaufliegern G verwendet. Wie es in der Technik gut bekannt ist, sind Leitungen erforderlich, den Silo mit den Zement- und Zementadditiv-Förderguppyaufliegern G verbinden. Diese Verbindungen sind im Interesse der Vereinfachung der wichtigen Elemente dieser Schrift nicht gezeigt. Außerdem besitzt die Energieversorgungsanlage 36 eine geeignete Größe, so dass sie die erforderliche Energie zuführen kann, um die Förderguppys G zu betreiben. Der Steuerauflieger 30 ist mit herkömmlichen Trennkästen (die ebenfalls nicht gezeigt sind) eingerichtet, an denen die Stromkabel von den Förderguppys mit der Stromverteilungstafel des Steueraufliegers verbunden werden können.
Es wird davon ausgegangen, dass der Anlagenbetrieb für Fachleute klar sein wird. Im Besonderen weist der Zwangsmischer C eine Kapazität von 9,12 m³ (12 cyd) auf (gerüttelter und verdichteter Beton). Wie es angemerkt worden ist, kann der Zwangsmischer C auch die Kapazität besitzen, gleichmäßig bis zu einem Maximum von 9,9 m³ (13 cyd) zu mischen, mit einem tatsächlichen eingeschlossenen Volumen, das ausreicht, um ein loses Volumen von 13,8 m³ (18 Yard) aufzunehmen. Das Zuteilen von Zement, Zementadditiven, Wasser und Zuschlag in den Mischer kann in weniger als 30 Sekunden erfolgen. Danach erfolgt der tatsächliche Mischbetrieb des Zwangsmischers C für eine Zeitdauer von 30 bis 60 Sekunden, ausgehend davon, wenn der letzte Stein in den Mischer eintritt und der erste gemischte Beton den Mischer verlässt. Der Boden des Zwangsmischers C lässt gemischten Beton auf das Betonschrägband B ab, das wiederum Beton zu aufnehmenden Muldenkippern R mit 9,12 m³ (12 Yard) (mehr oder weniger) in weniger als 21 Sekunden anhebt und austrägt. Bei einer gegebenen Kapazität des Siloaufliegers C für Zement und Zementadditive von 115 m3 (964 Barrel), der Größe des Zuschlagwägebandes und dem Wirkungsgrad des Mischers kann die Gesamtkapazität der Anlage bis zu 456 m³ (600 cyd) pro Stunde abhängig von der Mischzeit erzielt werden, die durch die Spezifikation erforderlich ist, oder um eine annehmbare Gleichmäßigkeit zu erreichen. Abhängig von den Auftragsspezifikationen, den anwendbaren Vorschriften, den Auftragsanforderungen, die die Zuteilungsgrößen umfassen, können langsamere Ausgangsraten erforderlich sein.
Nachdem der Gesamtbetrieb der zusammengebauten Betonanlage P dargelegt worden ist, wird als nächstes die Transportanordnung des Zwangsmischers vorgestellt. 2 veranschaulicht den Mischerauflieger M beim Transport durch eine Zugmaschine 40 bei einem fünften Rad 42. Wegen des Gewichts des Zwangsmischers C und der anderen Gegenstände auf dem Auflieger, verteilt Jeep J die Last des Zwangsmischers C zwischen dem fünften Rad 42 und hinteren Jeep/Tandemachsen 44. In den Haupttransportelementen des Mischeraufliegers M sind vier Tandemachsen 46 enthalten.
Beim Aufbau der Anlage P ist der Mischerauflieger M die erste Einheit am Ort. Als solche wird sie auf dem Flächenstück 50 direkt auf (gewöhnlich vorbereiteten) festen Boden abgesenkt. Beispielsweise kann ein derartiger vorbereiteter fester Boden eine verdichtete Zuschlagbasis über gut entwässerter Erde umfassen. Das Absenken des Aufliegers erfolgt durch Entleeren herkömmlicher Aufliegerluftsäcke (nicht gezeigt) zwischen den jeweiligen hinteren Jeepachsen 44 und vier Tandemachsen 46. Ohne idealen Bedingungen bei Erde, Seismik oder Wind kann der Mischerauflieger wahlweise mit ausfahrbaren Hilfsstützen 51 versehen werden, um die seitliche Stabilität des Mischeraufliegers mit dem aufgerichteten Silo zu verbessern.
Die 1A, 1B und 2 sind alle von der U.S. Patentanmeldung 09/665,891, die am 20. September 2000 eingereicht wurde, mit dem Titel "High Volume Portable Concrete Batching and Mixing Plant" entnommen. In dieser ist eine modulare und transportable Betonzuteilungsanlage mit vier Aufliegern dargelegt, die dem Anmelder dieser Anmeldung übertragen wurde. Dementsprechend ist diese Patentanmeldung hierin durch Bezugnahme in ihrem gesamten Offenbarungsgehalt mit eingeschlossen, als ob sie hierin vollständig aufgeführt wäre.
Bei Überprüfung dieser Anmeldung wird festzustellen sein, dass der Zwangsmischer C zusammen mit der Aufliegerstruktur als das Fundament für eine transportable und modulare Mischanlage verwendet wird. Ferner wird zu sehen sein, dass das Austragen des gemischten Betons von unter dem Zwangsmischer auf ein Förderband B geschieht. Es gibt zwingende Gründe für diese Konstruktion.
Zunächst wiegt der offenbarte Zwangsmischer C in der Größenordnung von 37 Tonnen. Wenn er mit gemischtem Beton beschickt ist, sind ferner weitere 25 Tonnen vorhanden, was ein Gesamtgewicht in der Größenordnung von mindestens 62 Tonnen ergibt.
Als zweites, und wegen des damit einhergehenden Gewichtes, kann eine effiziente transportable modulare Anlage den Zwangsmischer C nicht in einer erhöhten Stellung platziert haben. Infolgedessen ist der darunter liegende und anhebende Förderer erforderlich. Die Bedienung des Zwangsmischers C erfordert es, dass die Wartung durch die obere Öffnung des Zwangsmischers C erfolgt. Aus diesem Grund wird eine deutliche Betonung auf die Platzierung und Entfernung der abdichtenden Tore 91, 92 gelegt, die in 3 gezeigt sind und von der Oberseite des Zwangsmischers her beginnt.
In den 1A, 1B und 2 ist zu sehen, dass der Zwangsmischer C und das Förderband B eine dazwischen und darunter liegende ebene Fläche aufweisen. Die dazwischen und darunter liegende ebene Fläche ist für einen direkten Kontakt mit dem Boden an dem Ort der transportablen modularen Betonanlage vorgesehen. Beispielsweise kann durch Auffinden eines festen trockenen Bodens, der mit Stein vermengt ist, ein geeignetes temporäres Fundament gefunden werden, das für den Zwangsmischer C ideal ist. Das schwerste Element der Anlage – der Zwangsmischer – der resultierenden Struktur ist im Wesentlichen auf Bodenniveau auf nur der Höhe platziert, auf der das Austragen zu dem darunter liegenden Förderband B erforderlich ist.
In 3 ist der Zwangsmischer C mit einer offenen Oberseite 72 gezeigt, wobei rotierende Schaufelsysteme 73, 74 von einem Motor 70 über ein Getriebe 71 angetrieben werden. Wie es nachstehend deutlicher wird, erfolgt der Austrag auf ein Förderband B, das von einer vorderen Antriebsriemenscheibe 76 angetrieben wird und auf eine endlos umlaufende Weise um eine hintere Riemenscheibe 74 herumgeschleift ist. Stützwalzen 78 unterstützen das nicht unbeträchtliche Gewicht des Betons.
Kurz 8 zugewandt, ist anhand derselben der Aufbau der statischen Mischkammer 80 zu verstehen.
Die statische Mischkammer 80 weist einen Boden und ein Hauptvolumen auf, das durch zwei sich überlagernde Zylinder definiert ist. Ein erster Zylinder 82 ist um eine Achse 83 herum gebildet. Ein zweiter Zylinder 84 ist um eine Achse 85 herum gebildet. Die Achsen 83 und 85 liegen parallel zu einander und weisen voneinander weg.
Weiterhin nach 8 umfasst jedes Schaufelsystem 73, 74 mehrere sich radial erstreckende Arme 86 und Schaufeln 87, und zwar alle entfernt von ihren jeweiligen Drehachsen 83, 85. Diese jeweiligen Schaufelsysteme rotieren in einer Richtung 90, die im Gegenuhrzeigersinn im Fall des Schaufelsystems 73 und im Uhrzeigersinn im Fall des Schaufelsystems 74 ist. Es ist zu sehen, dass die beschriebenen Zylinder 82, 84 sich im Inneren der statischen Mischkammer 80 überlagern. Die jeweiligen Schaufeln 87 folgen dem zylindrischen Umriss und überlappen einander ohne Überschneidung. Wie es in Bezug auf 6 deutlich gemacht wird, ist es möglich, die Tore auf den Boden der statischen Mischkammer 80 abzusenken und von diesem anzuheben, indem der jeweilige Schaufelsatz 73, 74 langsam entgegengedreht wird, wenn ein Absenken erfolgt, und der jeweilige Schaufelsatz 73, 74 langsam gedreht wird, wenn ein Anheben erfolgt.
In 4 ist eine Perspektivansicht von unten des Zwangsmischers C gezeigt, die die statische Mischkammer 80 mit zwei sich überlagernden zylindrischen Böden 82, 84 darstellt. Es ist in Bezug auf 4 zu sehen, dass ein erstes Tor 91 und ein zweites Tor 92 jeweils in der offenen Stellung zum Entleeren der gemischten Betonbestandteile im Inneren des Zwangsmischers auf das darunter liegende Förderband B gezeigt sind (siehe 3). Es ist weiterhin zu beobachten, dass das Tor 91 in der offenen Stellung zu einer Seite des Bandes B austrägt. Das Tor 92, das in der offenen Stellung gezeigt ist, trägt zur entgegengesetzten Seite des Bandes B aus.
Es ist anzumerken, dass die Erfinder anstreben, die Austragsrate von der statischen Mischkammer 80 auf den Förderer zu steuern.
Bei einer üblichen Installation dieser Art von Mischer trägt der Mischer seine gesamte Charge oder Zuteilung in einen Zwischenbunker aus. Dieser Bunker wäre mit einem Tor ausgestattet, das so geöffnet wird, wie es erforderlich ist, um Lkw zu beladen. Bei dieser Anordnung könnte das Mischertor in einem Schritt vollständig geöffnet werden, ohne die Sorge, den Zwischenbunker zu überladen. Dies ist auch der Fall, wenn der Mischer derart angeordnet ist, dass er direkt in Lkw austrägt.
Wenn ein Mischer direkt auf ein Förderband entladen wird, ist es entscheidend, dass die Toröffnung gesteuert wird, um ein Überladen des Bandes zu verhindern. Wenn nur ein einziges Austragstor verwendet wird, kann der Grad der Toröffnung gesteuert werden. Diese Steuerung kann vorgenommen werden, indem Endschalter verwendet werden, um das Tor in einer dazwischen liegenden "teilweise offenen" Stellung zu stoppen. Bei Verwendung von zwei Austragstoren, von denen jedes mit einem dazwischen liegenden Endschalter ausgerüstet ist, wird zu einer besseren Steuerung des Betonaustrags führen.
Diese Art von "drehendem" Austragstor trägt aufgrund der ihm eigenen Konstruktion das Material nicht gerade nach unten aus, sondern zu einer Seite der Mittellinie des Mischers. Wenn das Tor sich in der maximal offenen Stellung befindet, wirkt der flache Abschnitt des Tores als "Rutsche" mit einer Gleitfläche, die unter annähernd 65° zur Horizontalen liegt. Wenn zu einem Zwischenbunker oder Lkw ausgetragen wird, ist dieses exzentrische Austragen kein Problem. Wenn jedoch das Austragen auf ein Förderband erfolgt, das mittig unter dem Mischer und parallel zur Torlänge angeordnet ist, kann der außermittige Austrag ein Verschütten und eine Fehlausrichtung des Bandes auf seinen Tragwalzen (oder Gleitbett) bewirken.
Mit der hier offenbarten doppelten Torkonstruktion haben wir die Gelegenheit, jedes Tor zu jeder Seite der Mittellinie des Förderers auszutragen, um eine gleichmäßigere Belastung von Seite zu Seite des Bandes zu erzielen. Dies wird zu einer Maximierung der Tragfähigkeit des Bandes führen, während gleichzeitig die Möglichkeit eines Überladens und einer Fehlausrichtung des Bandes minimiert wird.
Der Leser wird sich daran erinnern, dass, wenn Beton im Inneren eines Zwangsmischers C gemischt wird, ein beträchtliches Gewicht – in der Größenordnung von 25 Tonnen oder mehr – darin miteinbezogen ist. Nachdem dies der Fall ist, haben wir festgestellt, dass eine "Welle" aus Beton auf dem Band B ein bedeutendes Problem darstellen kann. Wir finden, dass unsere Installation von zwei Toren zur Vermeidung dieses Problems eine wesentliche Entlastung bietet. Durch teilweises Öffnen der Tore kann ferner die anfängliche Welle gesteuert werden. Schließlich bildet die Verteilung des Betons auf entgegengesetzte Seiten des Bandes B durch die Tore 91, 92 einen weiteren ausgleichenden Faktor gegen Wellen oder Stöße. Sie vermeidet auch das Beladen des Bandes insgesamt auf einer einzigen Seite, was ein Bandantriebsproblem erzeugen kann.
Nachdem die Anordnung von zwei Toren 91, 92 dargelegt worden ist, können nun der Aufbau und die Montage der Tore vorgestellt werden.
In 5 ist ein einzelnes Tor 91 dargestellt. Das Tor 91 weist Verschleißplatten 102 auf, die in explodierter Beziehung über dem Tor 91 liegend gezeigt sind. Das Tor 91 umfasst einen ersten kreisförmigen Flansch 102 und einen zweiten kreisförmigen Flansch 104. Unter Benutzung dieser kreisförmigen Flansche kann das Tor gedreht werden. Die Dichtfläche von Tor 91 umfasst die Plattenaufnahmefläche 106 und die Abladefläche 108.
In Hinblick auf den Aufbau der Tore 91, 92 kann bewiesen werden, dass, obwohl einige Mischerhersteller Stahlschweißkonstruktionen für den Aufbau kleinerer Mischeraustragstore verwendet haben, ein Tor, das aus einem Stahlguss hergestellt ist, zu dem besten Kompromiss zwischen Torsteifigkeit (minimale Biegung) und maximal möglicher Toröffnung führen wird. Es wurde herausgefunden, dass der Guss eines einzigen langen Austragstores sehr schwierig wäre. Ferner sind Toleranzen "im Gusszustand", damit das Tordichtungssystem richtig funktioniert, schwierig aufrechtzuerhalten. Obwohl die zylindrische Fläche des Tores spanend bearbeitet worden ist, um die erforderlichen Toleranzen zu erzielen, ist diese Konstruktion außerordentlich teuer. Aus diesem Grund wird diese Konstruktion herkömmlich geschweißt. Durch Benutzung zweier Tore ist eine derartige Konstruktion tolerierbar.
Um zu verstehen, wie die Plattenaufnahmefläche 106 und die Abladefläche 108 exzentrisch in Bezug auf die Drehachse 110 montiert sind, wird nun auf die 9A und 9B verwiesen.
In 9A sind gepaarte Zylinder 112, 114 gezeigt, die über einen Hebelarm 116 wirken, um eine Fläche 106 in dichtender Beziehung zwischen Abdichtplatten 112 und 114 zu halten. Die jeweiligen Abdichtplatten 112 und 114 befinden sich auf entgegengesetzten Seiten einer Öffnung 118, die in der Mitte von 8 definiert ist. Wenn die jeweiligen Zylinder 112, 114 die Fläche 106 in Bezug auf die Abdichtplatten 113, 115 gedreht halten, resultiert eine Abdichtung der Kammer 80.
In 9B ist eine Drehung der Plattenfläche 106 in die offene Stellung gezeigt. In dieser offenen Stellung bildet die Austragsseite 108 des Tores zwischen der Abdichtplatte 113 und dem Äußeren der Kammer 80 (siehe 8) eine relativ große Öffnung. Es ist anzumerken, dass diese Öffnung alles bis auf eine kleine Sehne des Rotationsbogens der Plattenfläche 106 einnimmt. Dies ist der Fall, weil das Tor exzentrisch in Bezug auf seine Drehachse 110 montiert ist.
Es ist festgestellt worden, dass die größten bis heute gebauten Zwangsmischer C eine Kapazität in der Größenordnung von 7,6 m³ (9,9 cyd) lagen. Es sei ferner daran erinnert, dass der Zwangsmischer C dieser Veröffentlichung eine Kapazität von ungefähr 9,9 m³ (13 cyd) umfasst. Des Weiteren und wie in 2 betrachtet, ist zu sehen, dass der Zwangsmischer C über Straßen – typischerweise als eine Last mit Überbreite – transportiert werden muss. Sowohl wegen der erhöhten Kapazität als auch wegen der Notwendigkeit für den Straßentransport war es für uns erforderlich, die Länge des Zwangsmischers C zu erhöhen.
Wir möchten nun die Aufmerksamkeit auf die 9A und 9B lenken. Unter der Voraussetzung, dass die statische Mischkammer 80 mit einem einzelnen Tor für das Austragen von gemischtem Beton versehen ist, könnte eine Biegung des Tores erwartet werden. Es stellt sich dann die Frage, warum nicht eine einfache Balkenverstärkung für das Tor vorsehen? Die Antwort dieser Frage ist, dass die erhöhte Dicke, die für das Tor erforderlich ist, den Betonaustrag stören würde. Berechnungen zeigen, dass eine derartige Verstärkung eine Behinderung der Strömung des Betonaustrags bewirken würde, die zu zusätzlicher Zeit für den erforderlichen Betonaustrag führt, was wiederum die Anzahl von Chargen pro Stunde verringert, die die Anlage produzieren kann.
Dies kann leicht verstanden werden. Es ist zu beobachten, dass, sollte eine Biegung der Plattenaufnahmefläche 106 eintreten, es erforderlich wäre, dass die Fläche 108 entweder weiter von der Plattenaufnahmefläche 106 weg entfernt werden müsste oder die Fläche 108 durch die Balkenverstärkung unterbrochen werden müsste. Dies würde dem Tor 108 eine viel größere Dicke verleihen. Diese Dicke würde die Öffnung des Schlitzes 118 überlagern (siehe 8, 9A und 9B).
Anhand von 6 ist der Einbau und/oder der Ausbau der Torstruktur 120 in Bezug auf die statische Mischkammer 80 zu verstehen. Es ist ein Absetzer 122 gezeigt, der ein erstes Tor 124 und ein zweites Tor 126 an ihre Stelle absenkt. Die Idee ist, dass die Tore 124, 126 durch die Kammer 80 hindurch zu ihrer Öffnung 128 gelangen werden. Wenn dieses Absenken erfolgt, werden die jeweiligen Schaufelsysteme 73, 74 entgegengedreht, so dass die jeweiligen Tore ohne Störung die einzelnen Arme 86 und Schaufeln 87 passieren können (siehe 8).
Sobald die Tore 91, 92 auf den Boden der statischen Mischkammer 80 abgesenkt worden sind, müssen sie zur Drehung gelagert werden. Dementsprechend muss ein System von diesbezüglichen Präzisionslager-Befestigungseinrichtungen vorgesehen sein.
Weiterhin ist anhand von 6 zu sehen, dass gepaarte Kugellager 130 ein Stehlager 132 und eine gemeinsame Welle 134 aufweisen, die sich zwischen den jeweiligen Toren erstreckt. Das Stehlager 132 und die Welle 134 erlauben es, dass jedes der jeweiligen Tore 124, 126 in Bezug auf das Stehlager 132 relativ gedreht werden kann. Das Stehlager 132 ist wiederum in einer zentralen Unterstützung 136 im mittleren Abschnitt der statischen Mischkammer 80 aufgenommen.
Sobald sich die beiden Tore 124, 126 zusammen mit ihren Wellen 134, ihrem Stehlager 132 und den jeweiligen Kugellagern an ihrer Stelle beenden, ist es notwendig, die jeweiligen Tore 91, 92 mit Betätigungsmechanismen zu verbinden. Insbesondere erstreckt sich eine Flanschwelle 140 in jedes Tor hinein von einem Torendlager 142 und Betätigungsarmen 144. Die Flanschwelle 140 ist mit einem konischen Keil 145 verkeilt, um das Tor 91 in Bezug auf die Welle 140 zu verriegeln. Die Konstruktion ist an beiden Enden der Kammer 80 identisch. Die Kammer 80 ist in 7 nicht gezeigt.
In 6 und gleichzeitig 8 ist ein Zugstab 150 zu sehen, der sich über den Boden der statischen Kammer 80 hinweg erstreckt. Es sei daran erinnert, dass die statische Kammer 80 ein Betonvolumen bis zu 9,9 m³ (13 cyd) enthält, das weit über 50.000 Pfund oder 25 Tonnen wiegt. Deswegen können die zylindrischen Seitenwände 82, 84 der statischen Mischkammer 80 dazu neigen, sich an ihren länglichen Öffnungen 118 auseinanderzuspreizen. Um dieses Spreizen zu verhindern, wird ein Zugstab 150 über die Öffnung 118 hinweg platziert, so dass ihre Breite während der Dynamik der Kammerbeladung geeignet eingestellt werden kann.
Zu den 1A und 1B zurückgekehrt ist zu sehen, dass der Zwangsmischer C das Fundament und Herz einer modularen, transportablen Betonanlage bildet. Der Leser sei eingeladen, dass diese Konstruktion Anlagen, die Drehtrommeln umfassen, gegenüberzustellen. Einfach festgestellt, hat der Anmelder den Zwangsmischer hier wie gezeigt angepasst, so dass er das Fundament einer modularen Betonzuteilungs- und Mischanlage ist, die zumindest zum Teil gemäß dem Aspekt der Erfindung, der in 2 dargelegt ist, transportiert werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG
Doppelwellen-"Zwangsmischer" (C) mit einem Boden (80, 82, 84) in einer statischen Mischkammer. Zwei mittig angeordnete Austragstore (91, 92) sind jeweils von einem Ende aus bis zu ungefähr der Mitte der Mischkammer (80) definiert. Am mittleren Boden der Mischkammer ist ein Zugstab (150) normal über die angrenzenden Enden der beiden geradlinigen Schlitze (118) hinweg platziert. Die beiden Tore (91, 92) sind an einer Stehlager- (132) und Kugellageranordnung (130) montiert und werden an den jeweiligen Mischkammerenden durch herkömmliche Kolbenantriebe (112, 114) betätigt. Das Verringern der Länge der Tore verringert die Biegung, was ein Abdichten der Kammer möglich macht. Weiter gleicht der Zugstab (150) eine Kammerbiegung aus. Schließlich können die exzentrisch montierten, länglichen, geradlinigen Tore (91, 92) in entgegengesetzte Richtungen gedreht werden, um Beton auf entgegengesetzten Seiten einer Betonentlade- und Schrägfördereinrichtung (B) abzulagern. Das Austragen gemischten Betons mit maximal gesteuerten Raten kann auf eine ausgeglichene Weise zu einer darunter liegenden Fördereinrichtung zum Anheben und Austragen von dem Zwangsmischer mit großer Kapazität erfolgen, der das Fundament der transportablen, modularen Anlage bildet.

Claims

Zwangsmischer, umfassend: eine statische Mischkammer mit einer offenen Oberseite und einem Boden, der durch zwei horizontal angeordnete, parallele und sich überlagernde, zylindrische Formen definiert ist, die Achsen aufweisen, die sich parallel zur und durch die statische Mischkammer hindurch erstrecken; zwei mittig angeordnete, längliche, geradlinige Austragsöffnungen, wobei jede Öffnung parallel zu der Achse der horizontal angeordneten, parallelen und sich überlagernden, zylindrischen Formen liegt und von einem Ende bei dem Boden der statischen Mischkammer aus definiert ist, um bei der Mitte der statischen Mischkammer zu enden; zwei Mischschaufelsysteme, wobei jedes System zur Drehung um die Achse montiert ist; zwei exzentrisch montierte, längliche, geradlinige Tore zur Drehbewegung in und aus abdichtender Beziehung zu den mittig angeordneten, länglichen, geradlinigen Austragsöffnungen in der Mitte der statischen Mischkammer; Lager an beiden Enden der exzentrisch montierten, länglichen, geradlinigen Tore, damit die Tore zur Drehung in und aus abdichtender Beziehung zu der statischen Mischkammer montiert sein können; und ein Tordrehmittel an den jeweiligen Enden der statischen Mischerkammer zum Bewegen der jeweiligen Tore zwischen Abdichtungs- und Abladestellungen mit Bezug auf den Boden der statischen Mischkammer.
Zwangsmischer nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Zugstab, der normal über die Enden der mittig angeordneten, länglichen, geradlinigen Austragsöffnungen hinweg angeordnet ist.
Zwangsmischer nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Förderer, der unter den Enden der mittig angeordneten, länglichen, geradlinigen Austragsöffnungen zur Aufnahme und zum Anheben gemischten Betons zu einer Entladevorrichtung angeordnet ist.
Zwangsmischer nach Anspruch 1, ferner umfassend: dass die beiden exzentrisch montierten, länglichen, geradlinigen Tore zur Drehbewegung in und aus abdichtender Beziehung zu den mittig angeordneten, länglichen, geradlinigen Austragsöffnungen in der Mitte der statischen Mischkammer sich in entgegengesetzten Richtungen drehen.
Zwangsmischer, umfassend: eine statische Mischkammer mit einer offenen Oberseite und einem Boden, der durch zwei horizontal angeordnete, parallele und sich überlagernde, zylindrische Formen definiert ist, die Achsen aufweisen, die sich parallel zur und durch die statische Mischkammer hindurch erstrecken; mindestens eine mittig angeordnete, längliche, geradlinige Austragsöffnung, wobei jede Öffnung parallel zu der Achse der horizontal angeordneten, parallelen und sich überlagernden, zylindrischen Formen liegt und von zwischen den Enden in dem Boden der statischen Mischkammer aus definiert ist; zwei Mischschaufelsysteme, wobei jedes System zur Drehung um die Achse montiert ist; mindestens ein exzentrisch montiertes, längliches, geradliniges Tor zur Drehbewegung in und aus abdichtender Beziehung zu den mittig angeordneten, länglichen, geradlinigen Austragsöffnungen in der Mitte der statischen Mischkammer; Lager an beiden Enden des exzentrisch montierten, länglichen, geradlinigen Tores, damit die Tore zur Drehung relativ in und aus abdichtender Beziehung zu der statischen Mischkammer montiert sein können; ein Tordrehmittel an den jeweiligen Enden der statischen Mischerkammer zum Bewegen der jeweiligen Tore zwischen Abdichtungs- und Abladestellungen mit Bezug auf den Boden der statischen Mischkammer; und einen Förderer, der unter den Enden der mittig angeordneten, länglichen, geradlinigen Austragsöffnung zur Aufnahme und zum Anheben gemischten Betons zu einer Entladevorrichtung angeordnet ist; und eine flache Konstruktionstragfläche, die unter dem Förderer angeordnet und mit der statischen Mischkammer zur Bereitstellung eines Fundaments für zumindest den Zwangsmischer und den Förderer verbunden ist, um es zu ermöglichen, dass der Zwangsmischer eine direkte Unterstützung durch den Boden hat.
Zwangsmischer nach Anspruch 5, umfassend: einen Zementsilo, der auf dem Zwangsmischer getragen ist und über diesem liegt.
Zwangsmischer nach Anspruch 5, umfassend: zwei mittig angeordnete, längliche, geradlinige Austragsöffnungen, wobei jede Öffnung parallel zu der Achse der horizontal angeordneten, parallelen und sich überlagernden, zylindrischen Formen liegt und von zwischen den Enden in dem Boden der statischen Mischkammer aus definiert ist, und zwei exzentrisch montierte, längliche, geradlinige Tore zur Drehbewegung in und aus abdichtender Beziehung zu den mittig angeordneten, länglichen, geradlinigen Austragsöffnungen in der Mitte der statischen Mischkammer.
Zwangsmischer nach Anspruch 7, umfassend: dass die beiden exzentrisch montierten, länglichen, geradlinigen Tore zur Drehbewegung in und aus abdichtender Beziehung zu den mittig angeordneten, länglichen, geradlinigen Austragsöffnungen in der Mitte der statischen Mischkammer sich in entgegengesetzten Richtungen drehen.
Verfahren zum Austausch von Toren in einem Zwangsmischer, umfassend: Vorsehen einer statischen Mischkammer mit einer offenen Oberseite und einem Boden, der durch zwei horizontal angeordnete, parallele und sich überlagernde, zylindrische Formen definiert ist, die Achsen aufweisen, die sich parallel zur und durch die statische Mischkammer hindurch erstrecken; Vorsehen zweier mittig angeordneter, länglicher, geradliniger Austragsöffnungen, wobei jede Öffnung parallel zur Achse der horizontal angeordneten, parallelen und sich überlagernden, zylindrischen Formen liegt und von einem Ende in dem Boden der statischen Mischkammer aus definiert ist, um in der Mitte der statischen Mischkammer zu enden; Vorsehen zweier Mischschaufelsysteme, wobei jedes System zur Drehung um die Achse montiert ist; Vorsehen zweier exzentrisch montierter, länglicher, geradliniger Tore zur Drehbewegung in und aus abdichtender Beziehung zu den mittig angeordneten, länglichen, geradlinigen Austragsöffnungen in der Mitte der statischen Mischkammer; Vorsehen von Lagern an beiden Enden der exzentrisch montierten, länglichen, geradlinigen Tore, damit die Tore zur Drehung in und aus abdichtender Beziehung zu der statischen Mischkammer montiert werden können; und Verbinden der Tore an einem benachbarten Ende der Tore mit einem zentralen Lager; Absenken der verbundenen Tore in die Mischkammer, während die Mischschaufelsysteme gedreht werden, um einen Eintritt der Tore ohne Störung durch die Mischschaufeln zuzulassen; und Platzieren von Lagern zwischen den Kammerenden und den an ihrer Stelle befindlichen Toren, um eine Tordrehung relativ zu den mittig angeordneten, länglichen, geradlinigen Austragsöffnungen zuzulassen.
Verfahren zum Austausch von Toren in einem Zwangsmischer nach Anspruch 9, umfassend: Platzieren einer Platte benachbart zu den an ihrer Stelle befindlichen Toren, damit ein Abdichten der statischen Mischkammer erfolgen kann.