DE2827912A1 - METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING ACTIVATED MIXTURE MINERAL COMPONENTS - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING ACTIVATED MIXTURE MINERAL COMPONENTS

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DE2827912A1
DE2827912A1 DE19782827912 DE2827912A DE2827912A1 DE 2827912 A1 DE2827912 A1 DE 2827912A1 DE 19782827912 DE19782827912 DE 19782827912 DE 2827912 A DE2827912 A DE 2827912A DE 2827912 A1 DE2827912 A1 DE 2827912A1
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Description

PatentanwaltPatent attorney DIpI. Ing. E. Günter OltensDIpI. Ing. E. Günter Oltens

θ München i+Oθ Munich i + O

-5--5-

Simmering-Graz-Pauker Aktiengesellschaft für Maschinen^· Kessel- und Waggonbau, 1071 Wien, Mariahilferstr. 32Simmering-Graz-Pauker Aktiengesellschaft for Machines ^ · Boiler and wagon construction, 1071 Vienna, Mariahilferstr. 32

(Österreich)(Austria)

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung aktivierter Gemische mineralischer Komponenten.Process and device for the production of activated mixtures of mineral components.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine zu dessen Durchführung dienende Vorrichtung zyr Herstellung aktivierter Gemische aus mineralischen Komponenten wie Tonmineralien, Diatomiten, feinem Juarzsand, Zement, Trass, Gips u.dgl., wie sie zur Abdichtung und bzw. oder Verfestigung von Böden, Gesteinsschichten, Bohrlochwan düngen u.dgl. verwendet werden.The present invention relates to a method and a device serving for its implementation zyr Production of activated mixtures from mineral components such as clay minerals, diatomites, fine Juarz sand, Cement, trass, gypsum and the like. How they are used for sealing and / or consolidating soils, rock layers, borehole walls fertilize and the like. Can be used.

In der Bohr- und Bautechnik treten bekanntlich immer wieder Probleme im Zusammenhang mit unerwünschter Porosität von Böden und Gesteinsschichten und damit verbundener' Festi keitsverminderungxauf. Im Interesse der Sicherheit und Stab lität der Bauwerke bzw. Bohrungen - handle es sich'.nun um Baugründe, Stollen-r oder Tunnel- bzw. Bohrlochwaridungen müssen derartige Erscheinungen ausgeschaltet werden.In drilling and construction technology, as is well known, problems arise again and again in connection with undesirable porosity of soils and rock layers and the associated 'strength reduction x . In the interest of the safety and stability of the structures or boreholes - if it were building grounds, tunnels or tunnel or borehole defenses, such phenomena must be eliminated.

Zahlreiche Verfahren bzw. Vorrichtungen zu deren Durchführung zur Erreichung des genannten Zweckes sind bereits bekannt, die sich u.a. auch mit der Abdichtung von Schuttdämmen befassen, bei denen das genannte Problem gleic falls auftritt. Bei derartigen Verfahren werden vorwiegend mineralische Komponenten, wie bestimmte Tonmineralien, z.B. Montmorillonite, Diatomite, feine und feinste Quarzsande, Zemente, Trasse und Puzzolane, aber auch synthetisch Zusätze wie Modifikationsmittel, Verflüssigungsmittel,Numerous methods and devices for their implementation in order to achieve the stated purpose are already in place known, which also deal with the sealing of rubble dams, where the problem mentioned is the same if occurs. In such processes, predominantly mineral components, such as certain clay minerals, E.g. montmorillonites, diatomites, fine and finest quartz sands, cements, trasse and pozzolans, but also synthetic Additives such as modifiers, liquefying agents,

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'rii- BADQF:' rii - BADQF:

Abbindeverzögerer, Porenbildner (Blähmittel), Hydrophobiermittel u.dgl. in geeigneten Mengenverhältnissen gemischt und homogenisiert sowie erforaerliciienfalls mit Wasser versetzt und angeteigt, wobei hiefür jeweils entsprechende Vorrichtungen gleichfalls beschrieben wurden. In weiterem Sinne zählen zu "Vorrichtungen" für den angegebenei)£weck natürlich auch solche für die Lagerung, den Transport und die Einbringung derartiger Zusammensetzungen bzw. ihrerSetting retardants, pore formers (blowing agents), water repellants and the like mixed in suitable proportions and homogenized and, if necessary, mixed with water and made into a paste, for which corresponding devices have also been described. In further Senses count as "devices" for the specified alarm naturally also those for the storage, transport and introduction of such compositions or their

Komponenten. Den Mischvorrichtungen zur Bereitung der erwähnten Zusammensetzungen ist gemeinsam, daß sie mit bekannten Mischaggregaten wie Zwangemischern, Mischtrommeln, Freifallmischern u.dgl. ausgestattet sind bzw. arbeiten, wobei die zu mischenden Materialien - abgesenen von einer allenfalls stattfindenden geringfügigen, mechanischen Zerkleinerung .-keinerlei chemischen oder physikalische Änderung erfahren, d.h. insbesondere nicht "aktiviert" werden.Components. The mixing devices for preparing the compositions mentioned have in common that they work with known ones Mixing units such as compulsory mixers, mixing drums, free-fall mixers and the like. Are equipped or work, with the materials to be mixed - removed by one if necessary minor mechanical comminution that takes place undergo chemical or physical change, i.e. in particular not be "activated".

Eine solche Aktivierung, die herbeizuführen, wie eingangs bereits gesagt, das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, bewirkt, daß die genannten Substanzen bzw. Substanzgemische für den in Aussicht genommenen Zweck der Verwendung als Abdichtmaterial u.dgl. wesentlich besser geeignet werden bzw. sich leichter anwenden lassen, so z.B. in zu dichtende Spalten und Ritzen leichter eingebracht werden können, um sich dann an Ort und Stelle schneller in einem höheren Ausmaß zu verfestigen. Diese Fähigkeit zur beschleunigten Abbindung unta: Erreichung erhöhter Festigkeit erfolgt ohne Einbuße an Elastizität und Biegezugsfestigkeit.To bring about such an activation, as already mentioned, the aim of the present invention is, causes the substances or substance mixtures mentioned to be used for the intended purpose as sealing material and the like are much more suitable or easier to use, e.g. in those to be sealed Crevices and cracks can be made more easily, in order then to be in place more quickly to a greater extent solidify. This ability to accelerate setting unta: Achievement of increased strength takes place without loss of elasticity and flexural strength.

Ohne in der Lage zu sein, eine theoretische Erklärung für die durch die Aktivierungsbehandlung herbeigeführten Änderungen zu geben, kann doch an Hand der weiter unten angeführten Beispiele illustriert werden, welcher Art die prak-Without being able to provide a theoretical explanation for those brought about by the activation treatment The examples given below can be used to illustrate the nature of the practical

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tisch feststellbaren bzw. verwertbaren Änderungen sind, die durch Vornahme einer Aktivierungsbehandlung erzielbar sind. Das erfindungsgemäße Verfahren wird derart durchgeführt, daß die Einzelkomponenten der herzustellenden Mischung, erforderlichenfalls, nach einer Vorzerkleinerung bzw. Abscheidung unerwünschter Bestandteile (z.B. von metallischen Anteilen durch Magnetscheidung) sowie gegebenenfalls Trocknung gemeinsam einer Ak^ivier-Homogenisiervorrichtung zugeführt werden. Die Aktivierung ist dadurch gekennzeichnet, daß jedes Teilchentable identifiable or usable changes are that can be achieved by performing an activation treatment. The inventive method is carried out in such a way that the individual components of the mixture to be produced, if necessary, after pre-shredding or separation of unwanted components (e.g. metallic parts by Magnetic separation) and optionally drying are fed together to an activation homogenizing device. the Activation is characterized in that each particle

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in einen Zeitraum von 10 bis 10 sek 3-8 Schlägen bzw. Schlagimpulsen ausgesetzt ist. Die solcherart aktivierte hnd homogenisierte Mischung wird mit Hilfe eines Windsichters bzw. Zyklons aus dem sie mitführenden Gas, d.i. Luft oder Schutzgas abgeschieden und anschließend bis zu ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung, die erforderlichenfalls nach Zusatz von Wasser erfolgen kann, gelagert.
Beispel 1; —2 —3
is exposed to 3-8 blows or impact pulses in a period of 10 to 10 seconds. The mixture activated and homogenized in this way is separated from the gas, ie air or protective gas, with the aid of an air classifier or cyclone and then stored until it is used as intended, which, if necessary, can be done after adding water.
Example 1;

Bei der Herstellung eines feinkörnigen Zementmörtels, unter Verwendung eines herkömmlichen Zwangsmischers, aus Zement der Sortenbezeichnung P 225 und einer Wassermenge entsprechend einen Wasser- Zement - Faktor von 0.6 sowie soviel Feinsand der Körnung 0.06 - 1.0 mm, daß der Zementverbfcauch 300 kg/nr beträgt, wird ein Mörtel erhalten, dessenWhen making a fine-grain cement mortar, using a conventional compulsory mixer, from cement of the type designation P 225 and an amount of water corresponding to a water cement factor of 0.6 and so much Fine sand with a grain size of 0.06 - 1.0 mm, that the cement consumption is 300 kg / nr, a mortar is obtained whose

Druckfestigkeit nach 28 Tagen 350 - 400 kg/cm beträgt, wobei nach 7 Tagen etwa 75 % und nach 3 Tagen etwa 40 % des genannten Endwertes erreicht werden. Wenn anstatt des Zwangsmischers ein Aggregat verwendet wird, in welchem die vorstehend angegebene aktivierende Schlagbehandlung der gleichen Ausgangsstoffe stattfindet, so liegen die erreichten Festigkeitswerte unter sonst völlig gleichen Bedingungen nachCompressive strength after 28 days is 350-400 kg / cm, whereby after 7 days about 75 % and after 3 days about 40% of the stated end value is reached. If, instead of the compulsory mixer, an aggregate is used in which the above-mentioned activating impact treatment of the same starting materials takes place, the strength values achieved are lower under otherwise completely identical conditions

28 Tagen bei 550 - 650 kg/cm , wobei überdies nach 7 Tagen be-28 days at 550 - 650 kg / cm, and after 7 days

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-ο --ο -

reits 90 - 95 % und nach 3 Tagen bereits über 80 % der genannten Endwerte erreicht werden.
Beispiel 2: 90 - 95 % and after 3 days more than 80 % of the stated end values are achieved.
Example 2:

Bei in üblicher V/eise bzw. mit üblichen Vorrichtungen vorgenommenem Vermischen von Montmorilloniten mit geeigneten Zusätzen wird ein für Dichtekerne in Schüttdämmen geeignete« Material erhalten, welches in einer Schichtdicke des eigentlichen Kernvorhanges von etwa 250 mm und einer übergangszone von etwa 1500 mm auf der Y/asserseite sowie einer Stützzone von ebensolcher Stärke auf der Luftseite die gewünschte Wasserdichtigkeit sicherstellt. Wird erfindungegemäß eine Aktivierungsbehandlung der angegebenen Art mit Hilfe der nachfolgend gleichfalls beschriebenen Vorrichtung vorgenommen, so wird der gleiche Dichtungseffekt mit Schichtdicken von nur 100 - 150 mm des Kernvorhanges und Dicken der Stützzone von nur 300 - 500 mm erreicht. Das eingepreßte Material neigt überdies nicht zum Auswaschen und behält auf Grund seiner tix6tropischen Eigenschaften seinen Platz im Schüttgefüge mit höherer Stabilität bei.In the usual way or with the usual devices Mixing of montmorillonites with suitable additives is one for density cores in embankments suitable «material obtained, which in a layer thickness of the actual core curtain of about 250 mm and a transition zone of about 1500 mm on the Y / ater side as well a support zone of the same thickness on the air side ensures the desired watertightness. Is according to the invention an activation treatment of the type indicated with the aid of the device also described below made, the same sealing effect is achieved with layer thicknesses of only 100 - 150 mm of the core curtain and thicknesses of the support zone of only 300 - 500 mm. The pressed in In addition, material does not tend to wash out and, due to its tropical properties, retains its place in the Bulk structure with higher stability.

Die Vorrichtung zur Durchfürhung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert. Hiebei zeigt Fig. 1 in sehr vereinfachter Art die Zusammenstellung der einzelnen Geräte und die Fig. 2 und 3 sind Schnitt bzw. Ansicht einer Mischvorrichtung besonderer Art j die Fig. 4 und 5 zwei Ausführungsformen von Schwingmühlen. The device for performing the method according to the invention is described below with reference to the drawings explained. 1 shows, in a very simplified manner, the composition of the individual devices and FIGS. 2 and 3 4 and 5 show two embodiments of vibratory mills.

In der Fig. 1 bedeuten 1a, 1b, 1c und 1d Vorratsund Meßbehälter für verschiedene Komponenten der gewünschten Mischung. Ihre Anzahl richtet sich nach der Anzahl der Komponenten, welche aktivierend gemischt und homogenisiert werden sollen. 2a, 2b, 2c und 2d sind zugehörige Dosiervorrichtungen. In der Fig. nicht dargestellt, verfahrensgemäßIn Fig. 1, 1a, 1b, 1c and 1d denote storage and measuring containers for various components of the desired Mixture. Their number depends on the number of components, which are to be mixed and homogenized in an activating manner. 2a, 2b, 2c and 2d are associated metering devices. Not shown in the figure, according to the method

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aber nicht ausgeschlossen, ist die automatische Steuerung der Dosiervorrichtungen sowie die Anwendung von Füllstandsanzeigen in den Vorratsbehältern. Ebenso können letztere in eigentliche Vorratsbehälter und in Meßbehälter unterteilt werden, wie dies etwa in großen Betonfabriken der Fall ist.but not excluded is the automatic control the dosing devices and the use of level indicators in the storage containers. The latter can also be divided into actual storage containers and measuring containers, as is the case in large concrete factories.

Die einzeln dosierten Komponenten werden auf einer geeigneten Fördereinrichtung 3 zusammengefaßt und zur Vorrichtung 6 gebracht, in welcher sie einer aktivierenden Homogenisierung unterworfen werden.The individually dosed components are combined on a suitable conveyor 3 and form the device 6 brought, in which they are subjected to an activating homogenization.

Da die aktivierende Homogenisierung nicht notwendige!? weise naß zu erfolgen hat, sondern vielmehr in den meisten Fällen auf trockenem Wege bessere Ergebnisse erwarten läßt, sind für die Zugabe von Wasser (zur Erzielung einer pastösen bis schlaramartigen, pumpfähigen Konsistenz) und von löslichen Zusätzen (etwa Verflüssiger, Abbindeverzögerer, Luftporenbildner, pH-Wert beeinflussende Mittel usw.) weitere Vorratsund Meßbehälter 4a und 4b mit zugehörigen Dosiervorrichtungen 5a und 5b vorgesehen. Deren Anzahl richtet sich wiederum nach der Zahl der flüssig zuzugebenden Komponenten.Since the activating homogenization is not necessary !? wisely has to be done wet, but rather in most Better results can be expected from cases in the dry way, are for adding water (to achieve a paste-like to slurry-like, pumpable consistency) and soluble ones Additives (such as liquefiers, setting retarders, air entrainers, pH-influencing agents, etc.) further storage and measuring containers 4a and 4b with associated metering devices 5a and 5b provided. The number of these depends in turn on the number of components to be added in liquid form.

Zur Vermischung der aktivierend homogenisierten Substanzen mit den flüssigen Komponenten dient ein Mischer 7, vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, ein Zwangsmischer. A mixer is used to mix the activating, homogenized substances with the liquid components 7, preferably, but not necessarily, a compulsory mixer.

Das fertige Gemisch, welches die für die Förderung mittels Pumpen geeignete Konsistenz aufweist, wird in einem Behälter 8 gespeichert und mittels Rührwerk 10 vor dem Absetzen, Entmischen usw. bewahrt. Bei Bedarf wird über eine Abzugsvorrichtung 9 das Produkt entnommen, einem Pumpensumpf 11 zugeführt und mittels einer Pumpe (gepanzerte Kreiselpumpe, Membranpumpe, Kolbenpumpe mit mechanisch oder hydraulisch betätigtem Kolben, z.B. Betonpumpe, usw.) an den Yerwendungsplatz 13 gepumpt.The finished mixture, which is used for the promotion has a suitable consistency by means of pumping, is stored in a container 8 and by means of agitator 10 before settling, Segregation, etc. preserved. If necessary, the product is removed via an extraction device 9, a pump sump 11 and by means of a pump (armored centrifugal pump, Diaphragm pump, piston pump with mechanically or hydraulically operated piston, e.g. concrete pump, etc.) to the Use place 13 pumped.

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Die in der Fig. dargestellte Vorrichtung stellt ein Beispiel dar und kann je nach verfahrensgemäßem Bedarf abgewandelt, vermindert oder erweitert werden. So etwa können statt einer aktivierenden Vorrichtung 6 deren zwei oder mehrere parallel betrieben werden, damit jede Komponente mit der für sie optimalen Aktivierungsenergie beaufschlagt werden kann. Weiterhin können zwei oder mehrere parallel arbeitende aktivierende Vorrichtungen zwecks vollständigerer Homogenisierung der einzeln aktivierten Komponenten von einer gemeinsamen aktivierenden Vorrichtung gefolgt sein, derart, daß die Austräge der aktivierenden Vorrichtungen der ersten Stufe nicht direkt in den Mischer 7 gelangen, sondern zuerst noch eine aktivierende Vorrichtung der zweiten Stufe passieren. Die aktivierende Vorrichtung der zweiten Stufe wird vorteilhafter Weise mit geringerer Aktivierungsleistung arbeiten als die in dieser Hinsicht schwächste Vorrichtung der ersten Stufe, da sie ja vorzugsweise homogenisieren statt weiter aktivieren soll. Ebenso ist es nicht zwingend notwendig, flüssige Zusätze durchwegs in den Mischer 7 aufzugeben; dies kann teilweise auch in den Rührbehälter 8 oder den Pumpensumpf 11 erfolgen.The device shown in the figure represents an example and can be modified depending on the needs of the process, be reduced or expanded. For example, instead of one activating device 6, two or several can be operated in parallel so that each component receives the activation energy that is optimal for it can be. Furthermore, two or more activating devices working in parallel can be used for more complete Homogenization of the individually activated components must be followed by a common activating device, in such a way that the discharges from the activating devices of the first stage do not reach the mixer 7 directly, but first pass an activating device of the second stage. The activating device of the second Stage will advantageously work with a lower activation power than the weakest in this respect Device of the first stage, since it should preferably homogenize instead of further activate. It is the same it is not absolutely necessary to give up liquid additives throughout the mixer 7; this can partly also be done in the Stirred container 8 or the pump sump 11 take place.

Wesentlichstes Merkmal dieser Vorrichtung ist die Anordnung einer Mischvorrichtung 6 besonderer Art. Diese besondere Mischvorrichtung ist vor allem dadurch ausgezeichnet, daß damit dem aufgegebenen Material auf mechanischem Wege eine vergleichsweise hohe Energie zugeführt werden kann, durch welche einerseits ein Zerkleinerungsvorgang in an sich bekannter Weise ausgelöst und bewirkt wird, andererseits aber eine Energiezufuhr auf mechanischem Wege erfolgt, derart, daß durch Zusammentreffen geeigneter resonanzartiger Erscheinungen Veränderungen zeitstabiler Natur im submikroskopischen Gefüge der so behandelten Substanz eintreten, welcheThe most important feature of this device is the arrangement of a mixing device 6 of a special type. This particular one The main feature of the mixing device is that it mechanically removes the material being fed a comparatively high amount of energy can be supplied, through which, on the one hand, a comminution process in on is triggered and brought about in a known manner, but on the other hand energy is supplied by mechanical means, in such a way that when suitable resonance-like phenomena coincide, changes of a time-stable nature in the submicroscopic Structure of the substance treated in this way, which

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ein verändertes Verhalten eben dieser Substanz bei nachfolgenden Reaktionen zur Folge hat. Verfahrensgemäß ist die Energiezufuhr, bzw. die dadurch bewirkte Aktivierung, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Teilchen in einem Zeit-changes the behavior of this substance in subsequent reactions. Is in accordance with the procedure the energy supply, or the activation brought about by it, characterized in that each particle in a time

raum von 10 bis 10 J Sekunden 3-8 Schlagen, bzw. Schlagimpulsen ausgesetzt ist. Solche Vorgänge und Erscheinungen sind bereits verschiedentlich festgestellt und untersucht worden und haben unter den Bezeichnungen "mechanochemische Aktivierung", "Energie-Infusion" uhw. Eingang in die Fachliteratur gefunden.between 10 and 10 J seconds is exposed to 3-8 impacts or impact pulses. Such processes and phenomena have already been determined and investigated variously and have come under the names "mechanochemical activation", "energy infusion" and so on. Has found its way into the specialist literature.

Als geeignete Vorrichtungen für derartige mechanochemischen Aktivierungen haben sich Schwingmühlen hoher Frequenz und modifizierte Stiftmühlen, vorzugsweise mit gegenläufig angetriebenen Rotoren, erwiesen. Letztere Geräte, bekannt unter der Bezeichnung "Desintegratoren", haben gegenüber den Schwingmühlen den Vorteil der regelbaren Drehzahl und damit Stoßgeschwindigkeit, sodaß eine Anpassung der Stoßenergien und Stoßzeiten an die spezifischen Charakteristiken des zu behandelnden Materials möglich gemacht sind. Schwingmühlen, auch geringe Stundenleistung, dagegen bleiben wegen des engen, energetisch hochwirksamen Resonanzbereiches unelastischer gegenüber wechselnden Anforderungen des Rohmaterials und haben demgemäß einen engeren, materialspezifischeren Einsatzbereich, allerdings bei verschleißgemäß günstigerem Verhalten im Falle hoher Eigenhärter des Aufgabegutes und dadurch bedingter hoher Abrasivität. Den prinzipiellen Aufbau eines Desintegrators zeigen die Fig. und 3.Vibrating mills of high frequency have proven to be suitable devices for such mechanochemical activations and modified pin mills, preferably with rotors driven in opposite directions. The latter devices, Known as "disintegrators", they have the advantage over vibratory mills that the speed can be regulated and thus impact velocity, so that the impact energies and impact times can be adapted to the specific characteristics of the material to be treated are made possible. Vibrating mills, even low hourly output, on the other hand remain more inelastic against changing requirements because of the narrow, energetically highly effective resonance range of the raw material and accordingly have a narrower, more material-specific area of application, but with wear and tear more favorable behavior in the case of high inherent hardeners of the feed material and the resulting high abrasiveness. The The basic structure of a disintegrator is shown in Fig. and 3.

Bei dieser Mischvorrichtung sind auf zwei Wellen und 28 mit fluchtenden Achsen je eine Mahlscheibe 29 und 30 e endständig befestigt.In this mixing device, a grinding disc 29 and 30 e each are on two shafts and 28 with aligned axes attached at the end.

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30*816/062)30 * 816/062)

Eine dieser Manischeicen ist nahe der Scheibenmitte mit Durchtrittsöffnungen 34 für das zu behandelnde Material versehen. Den Durchtrittsöffnungen ist eine Prall- und Leitplatte 39 vorgesetzt. Vor den Durchtrittsöffnungen 34 befindet sich der Raum 35, durch den das zu behandelnde Material aufgegeben wird. Dichtringe 36 verhindern, daß dieses Material an der Außenseite der Mahlscheibe 29 unter Umgehung der Mahl- und Schlagstifte in den Reihen 31, 32 und 33 in den Austragsraum 38 durch die Austragsöffnung 37 gelangt.One of these manicures is near the center of the target with passage openings 34 for the material to be treated Mistake. A baffle and guide plate 39 is placed in front of the passage openings. Located in front of the passage openings 34 the space 35 through which the material to be treated is abandoned. Sealing rings 36 prevent this Material on the outside of the grinding disk 29, bypassing the grinding and striking pins in rows 31, 32 and 33 in the Discharge space 38 passes through discharge opening 37.

Die Mahlscheiben sind von einem Gehäuse 40 umgehen, welches entlang dem Flansch 40' geöffnet werden kann.The grinding disks are bypassed by a housing 40 which can be opened along the flange 40 '.

In der Zeichnung ist erkennbar gemacht, daß die Schlagstifte abwechselnd gegenläufig bewegt werden. Dadurch ergeben sich sehr hohe Schlaggeschwindigkeiten.In the drawing it can be seen that the striker pins are alternately moved in opposite directions. Through this very high impact speeds result.

Vorrichtungen der beschriebenen Art sind seit langem bekannt. Es ist Ihnen meist gemeinsam, daß die Schlagstifte zylinäischen uuerschnitt aufweisen, wodurch sich in Bezug auf die damit beschleunigten Teilchen eine starke Richtungsstreuung ergibt. Für den erfindungsgemäßen Zweck eignet sich dagegen vorzugsweise eine Vorrichtung mit nicht zylindrischen Schlagelementen, welche den Teilchen eine gerichtete Beschleunigung zu erteilen in der Lage ist.Devices of the type described have long been known. Most of them have in common that the striker pins have a cylindrical cross-section, which means that they are related there is a strong directional scattering on the particles accelerated in this way. Is suitable for the purpose of the invention on the other hand, preferably a device with non-cylindrical impact elements, which give the particles a directional acceleration is able to issue.

Das Aufgabegut wird zentral-axial zugegeben und vom Sog der durchströmenden Luft bzw. des Schutzgases und der Zentrifugalkraft erfaßt und nach außen allenfalls unter Zuhilfenahme von Ventilatorschaufeln geschleudert. Der nach außen ziehende Luft-, bzw. Schutzgasstrom kann verstärkt werden durch Ventilatorschaufeln an den Mahlscheiben. Hiebei gerät es in den Schlagbereich der innersten Stiftreihe und erfährt eine nahezu tangentiale Beschleunigung, die von der nächstäußeren, gegenläufigen Stiftreihe in eine entgegengesetzte, ebenfalls nahezu tangentiale Beschleunigung umgewan-The feed material is added centrally and axially and from the suction of the air flowing through or the protective gas and the Centrifugal force detected and thrown outwards if necessary with the aid of fan blades. The after Outside air or protective gas flow can be increased by fan blades on the grinding disks. At that it gets into the impact area of the innermost row of pins and experiences an almost tangential acceleration that is caused by the next outer, opposing row of pins converted into an opposite, also almost tangential acceleration

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delt wird. Dies wiederholt sich von Stiftreihe zu Stiftreihe, bis die Teilchen den Bereich der Rotoren verlassen. Durch die Drehzahl der Scheiben und die Radien der ->tiftreihen bedingt werden Stoßgeschwindigkeiten von 50 bis über 300 m/sek. erreicht. Die Stoßenergien der Teilchen richten sich hierbei nacii deren Masse und nach dem Widerstand, den das umgebende Gas ihrer Bewegung entgegensetzt. Durch Variation der Drehzahlen kann : uf den Effekt der Zerkleinerung ebenso wie auf den der mechanochemischen Aktivierung und der von den Teilchen zu speichernden Energie Einfluß genommen werden. In Bezug auf äußerlich wahrnehmbare Auswirkungen so gespeicherter Energien können gewünschte Eigenschaften verfahrensgemäß so optimiert werden, daß ein gewünschter Parameter laufend kontrolliert und das Kontrollergebnis zur Steuerung der Drehzahl und damit der Teilchenbeschleunigung bzw. deren Endgeschwindigkeit herangezogen wird.is delt. This is repeated from row to row of pens, until the particles leave the area of the rotors. Due to the speed of the discs and the radii of the -> rows of pins conditional impact speeds of 50 to over 300 m / sec. achieved. The collision energies of the particles depend on their mass and the resistance, which the surrounding gas opposes their movement. By varying the number of revolutions: uf the effect of the comminution as well as the influence of the mechanochemical activation and the energy to be stored by the particles be taken. In terms of externally perceptible effects of energies stored in this way, desired properties can be optimized in accordance with the process so that a desired Parameters are continuously checked and the control result for controlling the speed and thus the particle acceleration or whose final speed is used.

Für den Sonferfall der Behandlung von Spülschlämmen wurde dies im ÖP 334 848 bereits beschrieben. Auch Schwingmühlen können verwendet werden u.zw. vorzugsweise Resonanzschwingmühlen mit doppeltem Mahlraum, welcher mit Mahlkörpern geeigneter Form, Größe, Dichte, Härte und Elastizität gefüllt ist.For the special case of the treatment of drilling fluid this has already been described in ÖP 334 848. Also vibrating mills can be used u.zw. preferably resonance mills with double grinding chamber, which is with grinding media appropriate shape, size, density, hardness and elasticity is filled.

Eine Schwingmühle ist in Fig. 4 gezeigt. Sie besteht aus zwei Kammern (Mahlräumen) 41, 42, die über insgesamt vier Hebel 43 gehalten und miteinander auf gegenläufige Bewegung gekuppelt sind. Bei 44 sind diese Hebel um horizontale, ortsfeste Achsen.schwenkbar gelagert. Mittels Balgen 45 sind die beiden Kammern untereinander verbunden. Zwischen den beiden Kammern erstreckt sich eine Feder 46, die auf Zug und auf Druck beansprtlehbar ist. Eine Antriebsvorrichtung '47 - meist ein Unwuchtantrieb - vermag die beiden KammernA vibrating mill is shown in FIG. It consists of two chambers (grinding chambers) 41, 42, which have a total of four levers 43 are held and coupled to one another to move in opposite directions. At 44 these levers are around horizontal, Fixed axles, pivoted. The two chambers are connected to one another by means of bellows 45. Between A spring 46 extends between the two chambers and can be tensioned and compressed. A drive device '47 - mostly an imbalance drive - is capable of both chambers

■■-,.. 7 - 13 -■■ -, .. 7 - 13 -

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-Jv-Jv

in gegenläufig - schwingende Bewegung zu versetzen, wobei die Drehzahl der Antriebsvorrichtung der Resonanzfrequenz des Systems entspricht, welches von den Massen der beiden Kammern samt Inhalt sowie von der Rückstellkraft der Feder 46 gebildet ist.to set in opposite - oscillating motion, whereby the speed of the drive device corresponds to the resonance frequency of the system, which of the masses of the two Chambers and their contents as well as the restoring force of the spring 46 is formed.

Das zu zerkleinernde Gut wird durch den Balgen 48 in die obere Kammer 41 eingebracht, durch die in dieser Kammer enthaltenen Mahlkörper bei der Hin- und Herbewegung der Kammer zerkleinert und durch die Balgen 45 in die untere Kammer 42 gebracht, wo es durch die dort vorhandenen Mahlkörper weiter zerkleinert wird. Jas zerkleinerte Gut wird mittels druckluft durch Balgen 49 entnommen.The material to be shredded is introduced through the bellows 48 into the upper chamber 41, through the one in this chamber The grinding media contained therein is crushed during the reciprocating movement of the chamber and through the bellows 45 into the lower chamber 42, where it is further crushed by the grinding media present there. Jas's crushed good is means compressed air taken through bellows 49.

Bei einer andern Form solcher Schwingmühlen kann z.B. die untere Kammer 42 durch eine Masse (Gegengewicht) ersetzt sein.In another form of such vibrating mills can e.g. the lower chamber 42 may be replaced by a mass (counterweight).

Fig. 5 zeigt eine einfachere Schwingmühlenart. Die die Mahlkörper enthaltende Kammer 41 ist mittels Federn 50 in Böcken 51 allseitig bewegbar gehalten. Zwei gleichlaufende Unwuchtantriebe 52 vermögen die Kammer 41 in Resonanzschwingung zu versetzen. Das Gut wird, wie zuvor beschrieben, durch den Balgen 48 eingegeben und nach Zerkleinerung mittels Druckluft durch den Balgen 49 entnommen.Fig. 5 shows a simpler type of vibratory mill. The chamber 41 containing the grinding media is held movably on all sides by means of springs 50 in brackets 51. Two synchronous unbalance drives 52 are able to set the chamber 41 in resonance oscillation. As described above, the material is introduced through the bellows 48 and, after being comminuted, is removed through the bellows 49 by means of compressed air.

Da das Gerät seinen höchsten, mechanischen .v'irKungsgrad im engen Resonanzbereich entfaltet, ist eine Anpassung im vorstehenden beschriebenen Sinne schwer möglich. Sie kann durch Wahl der Chargierung erfolgen und durch Wahl der Federkennlinien der Aufhängung und gegenseitigen Abstützung sowie durch Anbringen von Ballast an den beiden Mahlkammern. Eine kontinuierliche Anpassung ist aber nicht möglich. Für Zwecke des Einsatzes unter langzeitig konstanten Betriebsverhältnissen aber können sich Vorteile ergeben. Für die gegenständliche Erfindung jedenfalls ist es, abgesehen vonSince the device is at its highest level of mechanical efficiency unfolded in the narrow resonance range, an adaptation in the sense described above is difficult. she can by choosing the charge and by choosing the spring characteristics the suspension and mutual support as well as by attaching ballast to the two grinding chambers. However, continuous adjustment is not possible. However, there may be advantages for use under constant operating conditions over a long period of time. For the it is an objective invention, apart from

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dem Grad der Regelbarkeit und den Regelzeiten ohne Bedeutung, welche Art Aktivierungsvorrichtung Anwendung findet.the degree of controllability and the control times regardless of the type of activation device used.

Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ist es somit möglich, unter Verwendung gleicher Mengen an Einzelkomponenten geeignete Mischungen mit gegenüber auf konventionellem Weg erzeugten verbesserten Eigenschaften hinsichtlich Festigkeit, Stabilität, Auswaschbarkeit, Verlagerungsfestigkeit im umgebenden Gefüge, VerarbeitbarKeit usw. auf 3>konomische Art zu erzeugen, wodurch sich für die in Betracht kommenden Verwendungszwecke wesentliche Vorteile technologischer sowohl wie auch wirtschaftlicher Art ergeben.With the aid of the present invention it is thus possible using the same amounts of individual components suitable mixtures with properties which are improved compared with those produced by conventional means Strength, stability, washability, resistance to displacement in the surrounding structure, processability, etc. to 3> economic Kind to produce, whereby there are essential technological advantages for the purposes in question as well as economic.

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Claims (17)

Patentanwalt Z# Dipl. Ing. E. Günter Ottens 13 F 28 27 9I2.I Simmering-Graz-Pauker Aktiengesellschaft für Maschinen·*, Kessel- und Waggonbau, 1071 'Wien, Mariahilferstr. 32 ( Österreich ) Patentansprüche:Patent attorney Z # Dipl. Ing. E. Günter Ottens 13 F 28 27 9I2.I Simmering-Graz-Pauker Aktiengesellschaft für Maschinen · *, boiler and wagon construction, 1071 'Vienna, Mariahilferstr. 32 (Austria) claims: 1. Verfahren zur Herstellung aktivierter Gemische aus mineralischen Komponenten, wie Tonmineralien, Diatomiten, feinem Quarzsand, Zement, Trass, Puzzolanen, Flugaschen, Gips, Kalk u.dgl., welche Gemische zur Abdichtung und Verfestigung von porösen Böden, Gesteinsschichten, Bohrloch-, Schacht-, Stollenwandungen usw. geeignet sind, wobei die Bestandteile des Gemisches entsprechend dosiert, gegebenenfalls vorzerkleinert und getrocknet, vermischt und homogenisiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermischung und Homogenisierung der Teilchen der Komponenten unter gleichzeitiger mechanochemischer Aktivierung der Teilchen derge-1. Process for the production of activated mixtures of mineral components, such as clay minerals, diatomites, fine quartz sand, cement, trass, pozzolans, fly ash, gypsum, lime and the like. Which mixtures for sealing and solidifying of porous soils, rock layers, borehole, shaft, tunnel walls, etc. are suitable, with the Components of the mixture dosed accordingly, if necessary pre-crushed and dried, mixed and homogenized are, characterized in that the mixing and homogenization of the particles of the components with simultaneous mechanochemical activation of the particles —2 stalt erfolgt, daß diese in Zeitintervallen von 10 bis—2 stalt takes place that this takes place in time intervals from 10 to „·*
10 ^ Sekunden 3 bis 8 Schlägen bzw. Schlagimpulsen ausgesetzt"· *
10 ^ seconds exposed to 3 to 8 impacts or impact pulses werden.will. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermischung und Homogenisierung unter Schutzgas erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the mixing and homogenization under protective gas he follows. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vermischen und Homogenisieren bei erhöhtem oder vermindertem Druck erfolgt«3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the mixing and homogenizing at increased or reduced pressure « 4. Verfahren nach einem der vorangehenden Annprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dsr dem Vermischen und Homogenisieren unterworfenen Zusammensetzung zusätzliche Substanzen, die bei späterer Waseerzugabe als Treibraittel wirken, beigefügt werden, wie beispielsweise Metallstaub von amphoteren4. Method according to one of the preceding claims, thereby characterized in that dsr mixing and homogenizing Subject to the composition, additional substances that act as propellants when water is added later such as metal dust from amphoteric „ 1 _" 1 _ 9816/0623
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COPY Metallen sowie Basen wie z.B. gebrannter oder hydratisierter gepulverter Kalk.Metals and bases such as quick or hydrated powdered lime. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusammensetzung zusätzlich polymerisierbare oder kondensierbare Komponenten, erforderlichenfalls zusammen mit Polymerisations- bzw. Kondensationskatalysatoren zugesetzt werden.5. The method according to claims 1-4, characterized in that the composition is additionally polymerizable or condensable components, if necessary together with polymerization or condensation catalysts can be added. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 5 , dadurch gekennzeichnet, daß der Zusammenhang zusätzlich noch Substanzen, welche die Abbindewirkung hydraulischer Bindemittel beeinflussen, und bzw. oder Modifikationsmittel und bzw. oder die Wasserdichtheit des Gemisches erhöhende Zusätze und bzw. oder die Frost- oder Hitzebeständigkeit des Gemisches bzw. seines Abbindeproduktes mit Wasser verbessernd· Zusätze, zugesetzt werden.6. The method according to claims 1-5, characterized in that that the connection also has substances that influence the setting effect of hydraulic binders, and / or modifiers and / or additives increasing the water tightness of the mixture and / or or improving the frost or heat resistance of the mixture or its setting product with water can be added. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6, bestehend aus wenigstens zwei Vorratsbehältern mit angeschlossenen Dosiereinrichtungen für Grundkomponenten, wenigstens einer Vorrichtung zum Verbringen dieser Komponenten, in die Misch- und Homogenisiervorrichtung, ebendiese Misch- und Homogenisiervorrichtung, einer Vorrichtung zur Übernahme der homogenisierten Mischung, einer Vorrichtung zum Lagern derselben, sowie einer Vorrichtung zur Entnahme der Mischung aus der Lagerungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Mischen und Homogenisieren eine zur Erzielung einer mechanochemischen Aktivierung des gemischten Produktes geeignete modifizierte Stiftmühle, vorzugsweise mit gegenläufigen, mit konzentrischen Stiftreihen besetzten Mahlscheiben vorzugsweise in der unter der Bezeichnung "Desintegrator" bekannten Ausführung, bzw. eine zu dem gleichen Zwecke geeignete Schwingmühle,7. Device for performing the method according to claims 1 to 6, consisting of at least two storage containers with connected metering devices for basic components, at least one device for dispensing them Components, in the mixing and homogenizing device, precisely this mixing and homogenizing device, a device for taking over the homogenized mixture, a device for storing the same, as well as a device for removing the mixture from the storage device, characterized in that the device for mixing and homogenizing one to achieve a mechanochemical Activation of the mixed product suitable modified pin mill, preferably with counter-rotating, with concentric Grinding disks occupied by rows of pins, preferably in the version known as the "disintegrator", or a vibrating mill suitable for the same purpose, - 2 909816/0623 - 2 909816/0623 282791?282791? vorzugsweise in Ausführung als Resonanzschwingmühle mit Gegenmasse, vershen mit einer Füllung von vorzugsweise kugel-, würfel- oder zylinderförmigen Mahlkörpern, welche vorzugsweise aus Stahl bestehen, ist.preferably in the form of a resonance vibrating mill with counter mass, provided with a filling of preferably spherical, cube-shaped or cylindrical grinding media, which are preferably made of steel. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Stiftmühle regelbar ist.8. Apparatus according to claim 7, characterized in that that the speed of the pin mill can be regulated. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkennlinien der Federn, welche das Mahlgehäuse und d.as Gegengewicht der Schwingmühle gegeneinander abstütze^ in ihrer Hgrte variabel einstellbar sind.9. Apparatus according to claim 7, characterized in that that the spring characteristics of the springs which support the grinding housing and the counterweight of the vibrating mill against each other ^ are variably adjustable in their size. 10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Masse des Mahlgehäuses der Schwingmühle oder die des Gegengewichtes durch fix an jenen anbringbare Ballastgewichte veränderbar ist*10. Device according to claims 7 and 9 »characterized in that that the mass of the grinding housing of the vibrating mill or that of the counterweight can be fixed to that Ballast weights can be changed * 11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Misch- und Homogenisiervorrichtung mit einem Schutzgas füllbar ist.11. Device according to claims 7 to 10, characterized in that the mixing and homogenizing device can be filled with a protective gas. 12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der im Inneren der Misch- und Homogenisierungsvorrichtung herrschende Druck vom Umgebungsluftdruck abweicht.12. Device according to claims 7 to 11, characterized in that the inside of the mixing and homogenizing device The prevailing pressure differs from the ambient air pressure. 13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß für wenigstens eine der Grundkomponenten •ine Trocknungsvorrichtung vorgesehen ist.13. Device according to claims 7 to 12, characterized in that for at least one of the basic components • A drying device is provided. 14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß vor die Misch- und Homogenisierungsvorrichtung eine Vorrichtung zum Anzeigen bzw. zum Entfernen yon Metallteilen, vorzugsweise von Eisenteilen, vorgesehen ist.14. Device according to claims 7 to 13 »characterized in that in front of the mixing and homogenizing device a device for displaying or removing metal parts, preferably iron parts, is provided is. 15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Misch- und Homogenisierungsvor-15. Device according to claims 7 to 14, characterized in that after the mixing and homogenization - 3 909816/0623 - 3 909816/0623 richtung eine zusätzliche Mischvorrichtung anderer Bauart vorgesehen ist, mit welcher wenigstens eine weitere, nach ihrer Korngröße, Viskosität und dergleichen für die Zumischun^ in der vorhandenen Misch- und Homogenisiervorrichtung· ungeeignete Komponente zugemischt werden kann, sowie daß wenigstens eine für diese zusätzliche Komponente bestimmte Vorrichtung zu ihrer Lagerung und individuellen Zudosierung vorgesehen ist.Direction an additional mixing device of a different type is provided, with which at least one more, according to their grain size, viscosity and the like for admixing in the existing mixing and homogenizing device unsuitable component can be mixed in, as well as that at least one determined for this additional component Device for their storage and individual metering is provided. 16. Vorrichtung nach Ansprüchen 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dai3 eine zweite Misch- und Homogenisiervorrichtung gemäß Anspruch 7 beschrieben vorgeaöien ist, welche wenigstens eine der Komponenten getrennt vorbehandlet bzw. einen Teilstrom der Mischung oder die ganze Mischung nachbehandelt, vorzugsweise mit anderen Betriebscharakteristika als die der ersten Misch- und Homogenisiervorrichtung.16. Device according to claims 7 to 15, characterized in that a second mixing and homogenizing device dai3 according to claim 7 described vorgeaöien which at least one of the components separately pretreated or a partial flow the mixture or the whole mixture is post-treated, preferably with operating characteristics other than that the first mixing and homogenizing device. 17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein ausgewählter Parameter des Mischproduktes, z.B. seine Blainezahl, seine Viskosität nach Anteigen mit einer vorbestimmten Wassermenge, oder ein sonst geeigneter und ohne größere Zeitverzögerung bestimmbarer Viert, zur Steuerung der Rotationsgeschwindigkeit der Mahlscheiben der Misch- und Homogenisierungsvorrichtung "Desintegrator" bzw. der Federvorspannungen und/oder der FederJustierungen der Misch- und Homogenisiervorrichtung "Schwingmühle" herangezogen werden, derart, daß zwischen der Drehzahl der Rotoren bzw. der durch die Federhärte bzw. Federjustierung ausgelösten Vibrationsfrequenz einerseits und dem gemessenen Wert des ausgewählten Parameters ein Zusammenhang gegeben ist, der über längere Betriebsdauer hinweg möglichst stark angenähert aufrechterhalten wird.17. Device according to claims 7 to 16, characterized characterized in that a selected parameter of the mixed product, e.g. its Blaine number, its viscosity after pasting with a predetermined amount of water, or another suitable one and fourth, which can be determined without a major time delay, for controlling the speed of rotation of the grinding disks of the Mixing and homogenizing device "disintegrator" or the spring preloads and / or the spring adjustments of the Mixing and homogenizing device "vibratory mill" are used in such a way that between the speed of the rotors or the one triggered by the spring stiffness or spring adjustment Vibration frequency on the one hand and the measured value of the selected parameter is given a relationship that is maintained as closely as possible over a longer period of operation. Ö09816/0623Ö09816 / 0623 COPYCOPY
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