DE3238647A1

DE3238647A1 - Mischer

Info

Publication number: DE3238647A1
Application number: DE19823238647
Authority: DE
Inventors: Klaus 6107 Reinheim Obermann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-10-19
Filing date: 1982-10-19
Publication date: 1984-05-03

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Mischer zum Herstellen und Abpumpen von wenigstens einen flüssigen Bestandteil enthaltenden Mischungen oder Suspensionen, z.B.
Wasser-Zement-Mischungen, Wasser-Bentonit-Suspensionen u.dgl., bestehend aus einem Mischbehälter zur Aufnahme der Mischungsbestandteile mit einem sich umgekehrt kegelstumpf- oder schalenförmig verjüngenden Bodenabschnitt in dessen unten liegender Bodenöffnung eine Kreiselpumpe mit sich in den Misohbehälter dffnendem Einlaß eingesetzt ist, deren Laufrad durch eine den Mischer senkrecht durchsetzende Welle antreibbar ist, deren unteres Ende stopfbuchsenlos durch den Einlaß geführt und am Laufrad befestigt ist, während ihr aus der oberen Stirnwand des Mischbehälters herausgeführtes Ende mit der Antriebswelle eines über der Stirnwand gehalterten Antriebsmotors gekoppelt ist, wobei auf der Welle ein oder mehrere Mischpropeller und im Mschbhälter ein verstellbares Leitblech zur Veränderung der Mischturbulenz vorgesehen sein können, und der Auslaß der Kreiselpumpe huber eine Leitung mit einem im oberen Bereich des Mischbehälters vorgesehenen Behältereinlaß verbunden ist.
Solche Mischer, die auch als Kolloid-Mischer bezeichnet werden, finden unter anderem im Baugewerbe, Bergbau, Tunnelbau und Stollenbau zum Herstellen von Mischungen oder Suspensionen von Wasser mit Zement und/oder Bentonit undßder anderen Zuschlagstoffen Verwendung, mit denen beispielsweise Gesteinsbohrungen abgedichtet oder in solchen Bohrungen eingesetzte Anker verpreßt werden. Auch Mischungen zum Abdichten von Fels-und Lockergestein sowie von Schachtrohren und Tübbings können in solchen Mischern hergestellt werden. Schließlich sind Mischer der hier in Frage stehenden Art aber auch für die Herstellung von Suspensionen oder Mischungen ganz allgemein, e.B.
in der chemischen Industrie, mit Vorteil einsetebar.
Durch das dauernde Umpumpen der Mischungsbestandteile Mischungsbestandteile mittels der Kreiselpumpe werden in relativ kurzen Aufbereitungszeiten Mischungen bzw0 Suspensionen von großer Gleichmäßigkeit erhalten, wozu noch der Vorteil kommt, daß die Kreiselpumpe gleichzeitig zum Abpumpen der fertigen Mischung verwendet werden kann, indem die das Mischgut normalerweise in den Misohbehälter zuriNckführende Leitung über entsprechende Absperrventile mit einer Förderleitung verbunden wird, welche zum gewünschten Sinsatsort geführt ist1 Beim Betrieb des Mischers hat sich nun gezeigt, daß bei der Herstelluag bestimmter Mischungen mit relativ hohem Anteil von festen Mischungsbestandteilen die Kreiselpumpe unter bestimmten Betriebsbedingungen in der Förderung aussetzt, weil das Mischgut im Mischbehälter in eine kreisende Strömung gerät und dann infolge der Zentrifugalwirkung nicht in hinreichender Menge zum Einlaß der Pumpe nachetrömt.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die bekannten Mischer so weiterzubilden, daß diese bisweilen beobachtete Unterbrechung der Förderung der Kreiselpumpe auch bei der Herstellung von kritischen Mischungen mit Sicherheit vermieden wird.
Ausgehend von eineiti 1sL der eillgangs erwähnten Art wird diese Aufgabe r1iidungsmäß dadurch gelöst, daß im verjüngteii Bodenbereich des Mischbehalters unmittelbar neben dem Kreiselpumpeneinlaß wenigstens ein Leitflügel angeordnet ist, welcher senkrecht in Richtung zur Oberseite des Mischbehälters ins Behälterinnere vorsteht. Der Leitflügel unterbricht im Bereich oberhalb des Einlasses der Kreiselpumpe die Strömung der zu mischenden Bestandteile in Umfangsrichtung, wodurch sich das Mischgut am Flügel staut.
Dabei wird das gestaute Gut in Riohtung zum Pumpeneinlaß verdrängt, wodurch der Tendenz zur Unterbrechung der Pumpwirkung des Laufrades entgegengewirkt wird.
Die Verdrängungswirkung und die daraus resultierende verbesserte Zufuhr des Mischguts zum Einlaß der Kreiselpumpe wird noch verbessert, wenn zwei sich in Bezug auf den Kreiselpumpeneinlaß diametral gegenüberliegende Leitflügel vorgesehen sind.
Der bzw. die Leitflügel können in der Draufsicht auf den Einlaß der Kreiselpumpe gesehen im wesentlichen radial verlaufend oder - bevorzugt - etwa tangential zum Einlaß der Kreiselpumpe verlaufend angeordnet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Leitflügel bzw. sind die Leitflügel an dem ins Behälterinnere weisenden, in der Bodenöffnung des Mischbehälters freiliegenden Abschnitt des Gehäuses der Kreiselpumpe angeordnet. Bei einem eventuell er, forderlichen Ausbau der Kreiselpumpe vom Mischbehilter werden die Flügel dann zugleich mit dem Gehäuse der Kreiselpumpe nach unten aus dem 3behälter herausgezogen und können dann leicht überprüft und von anhaftendem Mischgut befreit werden.
In vorteilhafter Weiterbildunt- der Erfindung ist zusätzlich auf der lmwnfläche des sich umgekehrt kegelstumpf- oder schalenförmig verjüngenden Bodenabschnitts des Michbehälters wenigstens ein langgestreckter, in der Draufsicht auf den Bodenabschnitt im wesentlichen radial verlaufender, rechtwinklig von der Innenfläche vortretender Leitflügel angeordnet, der die in Umfangsrichtung verlaufende Strömung des Mischguts im Behälter auch in dem oberhalb der in der Nähe des Pumpeneinlasses angeordneten Leitflügel liegenden Bereich stört und so eine zusätzliche Verdrängungswirkung erzielt.
Um zu verhindern, daß sich auf der in Umfangs-Strömungsrichtung rückwärtigen Seite des im Behälterinnern angeordneten Leitflügels bzw. dem anschließenden Innenflächenbereich des Mischbehälters Mischgut absetzt, kann der Leitflügel mit Abstand von der Innenfläche des sich umgekehrt kegelstumpf- oder schalenförmig verjüngenden Bodenabschnitts auf diesem Bodenabschnitt gehaltert werden, so daß zwischen der Innenfläche des Mischbehälters und der dieser zugewandten Begrenzungskante des Leitflügels ein Durchtrittsspalt für das Mischgut besteht.
Da durch diesen Spalt weiterhin eine - wenn auch verringerte - Strömung des Mischguts in Umfangsrichtung erfolgt, wird ein Absetzen und Anbacken von Mischgut wirksam verhindert.
Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines Ausfuhrungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigts Fig. 1 einen senkrechten Mittelschnitt durch einen erfindungsgemäßen Mischer; Fig. 2 eine Schnittansicht durch den Mischer, gesehen in Richtung der Pfeile 2-2 in Fig. 1; Fig. 3 eine in der Schnittführung der Fig. 1 entsprechende Schnittansicht durch ein zweites Atisfänrungsbeispiel eines erfindungsgem§ßen Mischers und Fig. 4 eine Schnittansicht, gesehen in Richtung der Pfeile 4-4 in Fig. 3.
Der in den Figuren 1 und 2 gezeigte, in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnete erfindungsgemäße Mischer weist einen von Stützen 12 getragenen Mischbehälter 14 aus Stahlblech auf, der aus einem oberen zylindrischen und einem umgekehrt kegelstumpf- oder trichterförmigen unteren Behälterabschnitt 16 bzw. 18 zusammengesetzt ist.
An seiner Oberseite ist der Behälter 14 durch eine aufgeschweißte Stirnwand 20 verschlossen. ?Ur Kontroll-und Wartungszwecke ist das Behälterinnere erforderlichenfalls durch eine mittels eines aufgeschraubten Deckels 22 verschlossene Öffnung 24 in der Stirnwand 20 zugänglich. In die offene untere Stirnfläche des kegelstumpfförmigen Behälterabschnitts 18 ist eine S.rsiselpumpe 26 eingesetzt, deren mehrteiliges Gehäuse 28 mit einem ringförmigen Befestigungsflansch 30 verschraubt ist, der im Bereich der unteren Stirnöffnung mit der Mantelwandung des Behälterabschnitts 18 verschweißt ist.
Der Einlaß 32 der Kreiselpumpe mündet mittig in die Behälterunterseite, und das untere Ende einer den Mischbehälter 14 über seine gesamte HUhe durchsetzenden Welle 34 tritt mittig ins Pumpen-Gehäuse 28 ein und trägt fliegend das Laufrad 36 der Kreiselpumpe. Die Lagerung der Welle erfolgt in einem auf der Stirnwand 20 aufgeschraubten rohrförmigen Aufsatz 38, der an seinem oberen Ende einen aufgeflanschten Elektromotor 40 trägt, von dem in Fig. 1 nur der Flansch-Anschlußbereich gezeigt ist. Die Antriebswelle 42 des Motors 40 ist innerhalb des rohrförmigen Aufsatzes 38 mit der Welle 34 drehfest gekuppelt. Bei laufendem Motor dreht sich also die Welle 34 und somit auch das Laufrad 36 im Gehäuse 38 der Kreiselpumpe 26, wodurch das über den Einlaß 32 der ?LtllIpe zui'ließende Mischgut unter Druck gesetzt und iiber den (nicht gezeigten) Pumpenauslaß in eine (ebenfalls nicht gezeigte) äußere Leitung gefördert wird, die im oberen Endbereich des zylindrischen Behälterabschnitts lb wieder in den Mischbehälter 14 mündet, wofür die erwähnte Leitung beispielsweise an einen von mehreren dort vorgesehenen, in Behälteröffnungen eingeschweißten Schraubstutzn 44 angeschlossen werden kann0 Übej die weiteren Schraubatutsen 44 kann das Miachgut, z.», Wasser, aus einer Wasserleitung und Zement aus einem Silo, in abgemessener Menge in den Behälter eingefüllt werden. Nicht benötigte Stutzen 44 sind durch eingeschraubte Stopfen 46 verschlossen.
Ein oder mehrere höhenversetzt auf der Welle 34 angeordnete(r) Mischpropeller 48 kann bzw0 können den durch das Umpumpen der zu mischenden Bestandteile mittels der Kreiselpumpe 26 bewirkten Mischeffekt verstärken.
Durch ein um eine senkrechte Achse 30 verdrehbar im Mischbehälter 14 angeordnetes Leitblech 52 ist die Mischturbulenz außerdem unterschiedlichen Mischgütern bzw. Mischungsverhältnissen entsprechend regulierbar.
Auf der im Bodenbereich des Behälterabschnitts 18 freiliegenden Außenseite des Gehäuses 28 der Kreiselpumpe 26 sind zwei senkrecht zur Stirnwand 20 des Behälters 14 vortretende Leitflügel 54 angeordnet, die sich in horizontaler Richtung von diametral gegenüberliegenden Stellen des Einlasses 32 der Kreiselpumpe 26 aus radial (Fig. 1) oder tangential (Fig. 2) nach außen erstrecken. Da die Leittlügel 54 in horizontaler Richtung die Bodenöffnung im Behälterabschnitt 18 nicht überragen, können sie erforderlichenfalls zusammen mit der Kreiselpumpe 26 nach unten aus dem Mischbehälter 14 ausgebaut werden. Die Leitflügel 54 bewirken eine Stauung des im Zuflußbereich zum Einlaß 32 befindlichen und von der Welle 34 und dem Mischpropeller 38 in ringförmig im Behälter umlaufende Strömung versetzten Mischguts, d.h. die nehmen im Einströmbereich zur Kreiselpumpe den Drall aus dem Mischgut und verbessern dadurch den Durchtritt zum Laufrad.
Eine weitere Beeinflussung der Kreisströmung im Mischbehälter 14 erfolgt durch einen auf der Innenfläche des kegelstumpfförmig verjüngen Bodenabschnitts 18 des Behälters 14 entlang einer Mantellinie verlaufend angeordneten Leitflügel 56 in Form einer relativ niedrigen langgestreckten Leiste aus Metallblech, die von an ihren Enden vorgesehenen kurzen Stützen 58 in parallelem Abstand zur Innenfläche des Behälters gehalten ist, so daß also zwischen der Innenfläche des Behälterabschnitts 18 und der dieser zugewandten Begrenzungskante des Leitflügels 56 ein Durchtrittsspalt 60 für das Mischgut besteht, welcher verhindert, daß sich - bezogen auf die im Behälter kreisförmig umlaufende Strömung komponente des Mischguts - hinter dem Leitflügel 56 eine tote Zone bildet, in welcher sich Mischgut absetzt und anbackt.
In den Figuren 3 und 4 ist ein abgewandelter Mischer 110 gezeigt, der praktisch die Kombination von zwei der beschriebenen Mischer 10 zu einem Doppelmischer mit erhöhtem Fassungsvermögen und damit entsprechend vergrößerter Mischleistung darstellt. Da der grundsätzliche Aufbau und die BMnktion des Mischers 110 dem Mischer 10 weitgehend gleicht und in den Figuren 3 und 4 für gleiche Bauteile beider Mischer auch gleiche Bezugszeichen mit vorangestellter llift verwendet sind, werden zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nachstehend nur die gegenüber dem Mischer 10 getroffenen Änderungen beschrieben.
Der Mischbehälter 114 des Doppelmischers 110 weist einen Bodenabschnitt auf, der aus zwei in diesem Falle nicht kegelstumpf- sondern schalenförmigen entlang einer gemeinsamen Durchdringungslinie verschweißten Bodenabschnitten 118 zusammengesetzt zu denken ist.
Der beim Mischer 10 zylindrische Behälterabschnitt 16 erhält dann die in Fig. 4 erkennbare Form eines aus zwei halbzylindrischen Wandabschnitten 116a mit dazwischenliegenden geraden Wandabschnitten 11 6b zusammengesetzten Behälterabschnitts 116.
Jedem der schalenförmigen Bodenabschnitte 118 ist eine gesonderte Kreiselpumpe 126 zugeordnet, die über jeweils eine eigene Welle 134 durch einen (in der Zeichnung nicht gezeigten) eigenen Motor angetrieben werden.
Dem geänderten Bodenprofil entsprechend sind die Leitflügel 136 der Wölbung der Bodenfläche entsprechend geformt, wobei zwischen der Boden-Innenfläche und den Leitflügeln 156 auch in diesem Falle wieder ein Durchtrittsspalt 160 vorgesehen ist.
Es ist ersichtlich, daß im Rahmen des Erfindungsgedankens Abwandlungen und Weiterbildungen der beschriebenen Ausführungsbeispiele verwirklichbar sind, die sich zum Beispiel auf die Anzahl und Anordnung der Leitflügel 54 und 56 bzw. 154 und 156 beziehen. So können anstelle der beiden Leitflügel 5h, 154 auch drei oder mehr Leitflügel in gleichmäßiger Verteilung auf dem Gehäuse 2, 128 der Kreiselpumpe 26, 126 vorgesehen werden, und auch dem Leitflügel 56, 156 entsprechende weitere Leitflügel können zusätzlich auf der Innenfläche des Bodenabschnitts 18, 118 des Mischbehälters 14, 114 vorgesehen werden. Den in den Zeichnungsfiguren als ebene Platten oder als Leiste dargestellten Leitflügeln 54 und 56 kann auch eine gewölbte Form erteilt werden, wenn der zusätzliche herstellungstechnische Aufwand in Kauf genommen wird. Anstelle des kegelstumpfförmigen Bodenabschnitts 18 des Mischers 10 kann auch ein schalenförmiger Bodenabschnitt entsprechend einem der Bodenabschnitte 118 des Mischers 110 vorgesehen werden, wodurch das Füllvolumen des Mischers 10 erhöht wird.
Andererseits kann der Bodenabschnitt des Mischers 110 auch aus zwei halben Kegelstumpf-Mantelflächen mit dazwischenliegenden ebenflächigen Wandabschnitten zusammengesetzt werden.
Leerseite

Claims

Mischer Anspriiche 1. Mischer zum Herstellen und Abpumpen von wenigstens einen flüssigen Bestandteil enthaltenden Mischungen oder Suspensionen, z.B. Wasser-Zement-Mischungen, Wasser-Bentonit-Suspen3ion u.dgl., bestehend aus einem Mischbehälter zur Aufnahme der Mischungsbestandteile mit einem sich umgekehrt kegelstumpf- oder schalenförmig verjüngenden Bodenabschnitt, in dessen untenliegender Bodenöffnung eine Kreiselpumpe mit sich in den Mischbehälter öffnendem Einlaß eingesetzt ist, deren Laufrad durch eine den Mischer senkrecht durchsetzende Welle antreibbar ist, deren unteres Ende stopfbuchsenlos durch den Einlaß geführt und am Laufrad befestigt ist, während ihr aus der oberen Stirnwand des Mischbehälters herausgeführtes Ende mit der Antriebswelle eines über der Stirnwand gehalterten Antriebsmotors gekoppelt ist, wobei auf der Welle ein oder mehrere Mischpropeller und im Mischbehälter ein verstellbares Leitblech zur Veränderung der b cllturbulenz vorgesehen sein können, und der Auslaß der Kreiselpumpe ber eine Leitung mit einem im oberen Bereich des Mischbehälters vorgesehenen Behjältereinlaß verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß im verjüngten Bodenbereich des Mischbehälters (14; 114) unmittelbar neben dem Kreiselpumpen-Einlab (32; 132) wenigstens ein Leitflügel (54; 154) angeordnet ist, welcher senkrecht in Richtung zur Oberseite des Mischbehälters (14; 114)ins Behälterinnere vorsteht.
2. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daF zwei sich in bezug auf den Kreiselpumpen-Einlaß (32; 132) diametral gegenüberliegende LeitflUg.el (54; 154) vorgesehen sind.
3. Mischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Leitflügel (54; 154) in der Draufsicht auf den Einlaß (32; 132) der Kreiselpumpe (26 126) gesehen im wesentlichen radial verlaufen.
4. Mischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Leitflügel (54; 154) in der Draufsicht auf den Einlaß (32; 132) der Kreiselpumpe (26; 126) gesehen etwa tangential zum Pumpeneinlaß verlaufen.
5. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Leitflügel (54; 154) an dem ins Behälterinnere weisenden, in der Bodenöffnung des Mischbehälters (14; 114) freiliegende Abschnitt des Gehäuses (28; 128) der Kreiselpumpe (26; 126) angeordnet ist bzw. sind.
6. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenfläche des sich umgekehrt kegelstumpf- oder schalenförmig ver-Jüngenden Bodenabschnitts (18; 118) des Mischbehälters (14; 114) wenigstens ein langgestreckter, in der:Draufeicht auf den Bodenabschnitt (18; 118) im wesentlichen radial verlaufender, rechtwinklig von der Innenfläche vortretender Leitflügel (56; 156) angeordnet ist.
7. Mischer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeiqhnet, daß der Leitflügel (56; 156) mit Abstand von der Iimenfläche des sich umgekehrt kegelstumpf- oder schalenförmig verjüngenden Bodenabschnitts (18; 118) auf diesem Bodenabschnitt gehaltert ist, so daß zwischen der Innenfläche und der dieserzugewandten Begrenzungskante des Leitflügels (56; 156) ein Uurchtrittsspalt (60; 160) für das Mischgut besteht.