LU82500A1 - SUITABLE DEVICE FOR PRODUCING COLLOIDAL MIXTURES - Google Patents
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Description
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de 82.500 LUXEMBOURG N .........................................de 82.500 LUXEMBOURG N .........................................
Ministère de l’Economie Nationale L’an mil neuf cent.Quatre-vingt-un |e 12 MA11981 le sieur............... .........................................................................Ministère de l'Economie Nationale L'an mil neuf cent.Quatre-vingt-un | e 12 MA11981 le sieur ............... ........... .................................................. ............
ingénieur s’est présenté au Ministère de l'Economie Nationale, Service de la Propriété Industrielle et y a déposé: 1) un acte daté de. LuxembourS................. le 0LmaiJ981........................................Ingénieur s’est présenté au Ministère de l'Economie Nationale, Service de la Propriété Industrielle et y a déposé: 1) un acte daté de. LuxembourS ................. le 0LmaiJ981 .............................. ..........
constatant que.la demande.de...bre.vet d'inventiondont le dépôt a été effectué le---------04.06.1980..................................et enregistré sous le N*.........82.500.............constatant que.la demande.de ... bre.vet d'inventiondont le dépôt a été effectué le --------- 04.06.1980 ................ .................. et enregistré sous le N * ......... 82,500 .............
par la société ARBED S.A. avenue de la Liberté, LUXEMBOURGpar la société ARBED S.A. avenue de la Liberté, LUXEMBOURG
a été transféré(e) en toute propriété,........a. ,.^a. soc^^.......a été transféré (e) en toute propriété, ........ a. ,. ^ a. soc ^^ .......
MecanARBED s. à r.l., avenue de la Liberté, LUXEMBOURGMecanARBED s. à r.l., avenue de la Liberté, LUXEMBOURG
2) une déclaration du dit cessionnaire de désigner comme son représentant le sieur ...René ..Neyen....................................................................................................................déjà nommé.2) a declaration of the cessionnaire de désigner comme son représentant le sieur ... René ..Neyen ............................. .................................................. ..................................... déjà nommé.
Ce dernier fait élection de domicile pour lui et pour son nouveau mandant àThe dernier fait élection de domicile pour lui et pour son nouveau mandant à
Administration Centrale de 1'ARBED, C.P. 1802, LUXEMBOURG^ gg demeure 3) La quittance constatant le payement des taxes prévues au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg.Administration Centrale de 1'ARBED, C.P. 1802, LUXEMBOURG ^ gg demeure 3) La quittance constatant le payement des taxes prévues au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg.
De tout quoi il a été dressé le présent procès-verbal, fait et signé en double à Luxembourg, date qu’en tête.The tout quoi il a été dressé le présent procès-verbal, fait et signé en double à Luxembourg, date qu’en tête.
Le UéRKSïtx mandataire Pr. Le Ministre de l’Economie Nationale ^ ^ *"β ^onse'^er Gouvernement A 613 Ί vLe UéRKSïtx mandataire Pr. Le Ministre de l’Economie Nationale ^ ^ * "β ^ onse '^ er Gouvernement A 613 Ί v
PatentanmeldungPatent application
Anmelder : ARBED S.A.Applicant: ARBED S.A.
Avenue de la Liberté LuxembourgAvenue de la Liberté Luxembourg
Zur Herstellung kolloidaler Gemische geeignete EinrichtungEquipment suitable for the production of colloidal mixtures
Zur Herstellung kolloidaler Gemische geeignete EinrichtungEquipment suitable for the preparation of colloidal mixtures
Die vorliegende Erfindung betrifft eine zur Herstellung kolloidaler Gemische, insbesondere Wasser-Zement-Gemische mit und 5 ohne Zuschläge geeignete Einrichtung.The present invention relates to a device suitable for producing colloidal mixtures, in particular water-cement mixtures with and 5 without additives.
Kolloidale Wasser-Zement-Gemische, mit oder ohne Zuschläge, dienen insbesondere zum Beschichten von Formteilen aus Stahl, wie Leitungsrohren, Kesseln, Behältern u.dgl. Sie können auch v 10 dazu herangezogen werden, die teuren zum Schutz gegen Korrosion verwendeten Anstriche, Farben, Lacke oder KunststoffÜberzüge bspw. auf der Basis organischer Polymerer, preisgünstig zu ersetzen. Hierbei besteht einer der Hauptvorteile dieser Gemische darin, dass die zu beschichteten Formteile aus Stahl keiner 15 Oberflächenbehandlung, z.B. durch Sandstrahlen, bedürfen, die einen hohen Faktor bei der Berechnung der Gestehungskosten für den konventionellen Korrosionsschutz darstellt.Colloidal water-cement mixtures, with or without additives, are used in particular to coat steel parts, such as conduits, boilers, containers and the like. You can also use v 10 to replace the expensive paints, paints, varnishes or plastic coatings used for protection against corrosion, e.g. based on organic polymers, at low cost. One of the main advantages of these mixtures here is that the steel molded parts to be coated do not have any surface treatment, e.g. by sandblasting, which is a high factor in the calculation of the cost of conventional corrosion protection.
Ein hochkolloidales Zement-Wasser-Gemisch kann bspw. nach dem 20 in der deutschen Patentanmeldung P 27 18 236.1 beschriebenen Verfahren hergestellt werden, das vorsieht in einem Mischer Zement und Wasser in einem Verhältnis von 0,25-0,6 während eines Zeitraumes von etwa 2 Minuten mit einer Rührer-Umfangsgeschwindigkeit von etwa 300 m/Minute vorzumischen und dann min-. 25 destens 8 Minuten lang einer Massenbeschleunigung von minde stens 2g (g = 9,81 m/sec2) auszusetzen.A highly colloidal cement-water mixture can be produced, for example, by the method described in German patent application P 27 18 236.1, which provides cement and water in a mixer in a ratio of 0.25-0.6 for a period of approximately Pre-mix for 2 minutes with a stirrer peripheral speed of about 300 m / minute and then min. 25 to be subjected to a mass acceleration of at least 2 g (g = 9.81 m / sec2) for at least 8 minutes.
Auf diese Weise kann man Beschichtungsgemische herstellen die unter anderen Eigenschaften eine hohe Adhäsionsfähigkeit an 30 nicht vorbehandelten Stahloberflächen aufweisen. Beim Beschichten können dem Gemisch zur Erhöhung der Schichtkohäsion feinge-häckselte anorganische oder organische Fasern zugesetzt werden. Die auf solcherArt behandelten Produkten gemessenen mittleren Druck- und Biegezugfestigkeiten betragen 850 bzw. 250 kp/cm^ 35 (Schichtdicke 6 mm, Aushärtungszeit 28 Tage).In this way it is possible to produce coating mixtures which, among other properties, have a high adhesiveness to 30 non-pretreated steel surfaces. During coating, finely chopped inorganic or organic fibers can be added to the mixture to increase the layer cohesion. The mean compressive and bending tensile strengths measured in this way are 850 and 250 kp / cm ^ 35 (layer thickness 6 mm, curing time 28 days).
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Es ist auch bekannt, herkömmliche Zement-Sand-Wasser-Gemische mit Glasfaserzusätzen für die Aussenbeschichtung von Rohren zu verwenden.It is also known to use conventional cement-sand-water mixtures with glass fiber additives for the external coating of pipes.
5 So hat die Anmelderin in ihrer LU 81.524 ein Verfahren beschrieben, dessen Merkmale darin bestehen, dass man in einem Mischer einen auf die Zementmenge bezogenen Anteil von 25-60% 4 Wasser mittels eines Rührers in eine Drehbewegung solcher Art versetzt, dass die Umfangsgeschwindigkeit am Aussendurchmesser 10 des Rührers min. 1500 m/Minute beträgt, dass man den Mischer mit Zement beschickt, dass man die Drehbewegung des Rührers beibehält oder auf höchstens die Hälfte der Umfangsgeschwindigkeit drosselt und dem Gemisch einen Anteil von 1-2 Teilen Sand pro Zementmenge mit einem Feuchtigkeitsgrad von 5-15% so 15 zuführt, dass der feuchte Sand in das Zentrum des durch das Rühren gebildeten trichterförmigen Profils des Mischgutes gelangt.5 For example, the applicant in her LU 81.524 described a process whose characteristics consist in that a mixer mixes a proportion of 25-60% 4 water based on the amount of cement with a stirrer in such a way that the peripheral speed at Outside diameter 10 of the stirrer min. 1500 m / minute is that the mixer is filled with cement, that the rotational movement of the stirrer is maintained or reduced to a maximum of half the circumferential speed, and the mixture contains 1-2 parts of sand per cement quantity with a moisture level of 5-15% 15 so that the moist sand reaches the center of the funnel-shaped profile of the mixture formed by the stirring.
Es wurde festgestellt, dass die Zugabe von Sand überraschender-20 weise bewirkt, dass weniger hochwertige Zemente, diö sich wohl gut kolloidieren lassen aber des Öfteren Gemische ohne ausreichendes Haftvermögen ergeben, unter den erfindungsgemässen . Bedingungen verwendet werden können, was unbestreitbare Vor teile sowohl in Punkto Gestehungskosten als auch hinsichtlich 25 der Versorgung an Rohstoffen mit sich bringt.It was found that the addition of sand surprisingly has the effect that less high-quality cements, which may well colloid but often give mixtures without sufficient adhesion, among those according to the invention. Conditions can be used, which brings undeniable advantages both in terms of production costs and with regard to the supply of raw materials.
Allerdings zeigte es sich, dass bereits geringfügige Abweichungen von den einzelnen Verfahrensbedingungen, wie z.B. eine zu hohe oder zu niedrige Sandfeuchtigkeit, oder eine nicht 30 verfahrensgerechte Zuführung des Sandes zum Scheitern des Herstellungsprozesses führen.However, it was found that even slight deviations from the individual process conditions, e.g. too high or too low sand moisture, or an improper supply of sand will lead to the failure of the manufacturing process.
So kann im Fall einer nicht verfahrensgerechten Zugabe des Sandanteils das Mischgut an der Wandung des Mischers hochstei-35 gen und abbinden, während sich um die Rührerflügel ein Hohlraum bildet in welchem diese wirkungslos rotieren.In the event that the proportion of sand is not added in accordance with the process, the material to be mixed can rise and set on the wall of the mixer, while a cavity forms around the impeller blades, in which they rotate ineffectively.
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Weiter darf man, um ein frühzeitiges Abbinden des Mischgutes zu vermeiden, die Mischzeit nicht überschreiten; gleichzeitig ist es notwendig, das Mischen und Rühren möglichst lange und intensiv zu betreiben, da dies die unabdingbare Voraussetzung 5 zur Kolloidierung selbst darstellt.Furthermore, in order to avoid premature setting of the mix, the mix time must not be exceeded; at the same time, it is necessary to operate the mixing and stirring as long and intensively as possible, since this is the essential prerequisite 5 for colloiding itself.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Einrichtung vorzuschlagen, die die Herstellung kolloidaler Gemische gemäss den gewonnenen Erkenntnissen in der Verfahrensweise erlaubt und die , 10 zum Teil widersprüchlichen Bedingungen zu erfüllen gestattet.The aim of the invention is to propose a device which allows the production of colloidal mixtures according to the knowledge gained in the procedure and which allows to fulfill 10 partly contradicting conditions.
Dieses Ziel wird voll erreicht durch die erfindungsgemässe Einrichtung, die in der Hauptsache einen Mischbehälter, eine Materialzufuhr-Vorrichtung und einen Rührer begreift und die dadurch 15 gekennzeichnet ist, dass der Rührer zumindest zwei in zur Rührachse senkrechten Ebenen und mit einem Abstand zueinander angeordnete Serien von Flügeln gleicher Abmessungen aufweist, wobei die zu einer Serie gehörenden Flügel gegenüber den Flügeln der benachbarten Serie um ein Winkelmass von annähernd 60° versetzt 20 sind, jeder Flügel zur besagten Ebene und entgegen der Rührer-Drehrichtung eine Neigung von annähernd 12° aufweist und der Höhenabstand zwischen zu benachbarten Serien gehörenden Flügeln zumindest dem Dickenmass eines Flügels entspricht.This goal is fully achieved by the device according to the invention, which mainly understands a mixing container, a material feed device and a stirrer and which is characterized in that the stirrer is arranged in at least two series of at right angles to the stirring axis and at a distance from one another Has blades of the same dimensions, the blades belonging to a series being offset by an angle of approximately 60 ° from the blades of the neighboring series, each blade having an inclination of approximately 12 ° to the plane in question and counter to the direction of rotation of the stirrer, and the height difference between wings belonging to adjacent series corresponds at least to the thickness of a wing.
, 25 Die der Erfindung zugrundeliegende Idee stützt sich auf die, 25 The idea on which the invention is based is based on the
Beobachtung, dass die besten Resultate hinsichtlich der Qualität des hergestellten Kolloidgemisches dann zu erzielen sind, wenn das Mischgut im Verlauf des Misch- und Rührvorganges im Behälter die Form einer stehenden Welle annimmt, deren Profil an eine 30 Lemniskate erinnert. Innerhalb dieser Form erfahren die Materialteilchen eine Beschleunigung, die zu einer weitgehenden Desintegration führt; letztere ist dafür verantwortlich, dass es überhaupt zu einer Kolloidierung kommt.Observation that the best results with regard to the quality of the colloid mixture produced can be achieved if the mix takes the form of a standing wave in the course of the mixing and stirring process in the container, the profile of which reminds one of a lemniscate. Within this form, the material particles experience an acceleration that leads to extensive disintegration; the latter is responsible for colloidation at all.
35 Diese Beschleunigung der Teilchen kann man durch eine entsprechen hohe Rührgeschwindigkeit herbeiführen, wobei jedoch zu beachten ist, dass das Überschreiten einer gewissen Geschwindigkeitsgrenze die vom jeweiligen Zustand des Materials, von der Konfiguration - 4 - des Mischbehälters und von der Ausbildung des Rührers abhängt, dazu führt, dass das Mischgut an der Behälterwand hochsteigt und abbindet, während sich um die Rührerflügel ein Hohlraum35 This acceleration of the particles can be brought about by a correspondingly high stirring speed, although it should be noted that exceeding a certain speed limit depends on the particular condition of the material, the configuration of the mixing container and the design of the stirrer causes the mix to rise and set on the container wall, while a cavity surrounds the agitator blades
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bildet, in welchem diese wirkungslos rotieren.forms in which they rotate ineffectively.
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Geht man davon aus, dass konventionelle Rührer mit geneigten Flügeln eine bestimmte Beschleunigung der Teilchen bewirken, so ist es erfindungsgemäss sinnvoll, sich nicht durch das oben erwähnte Geschwindigkeitsmaximum eingrenzen zu lassen, sondern , 10 ein Mehr an Beschleunigung dadurch herbeizuführen, dass man mehrere Beschleuniger vorsieht, deren Einzelwirkungen kumulativ sind.If it is assumed that conventional stirrers with inclined blades cause a certain acceleration of the particles, then it makes sense according to the invention not to be limited by the above-mentioned speed maximum, but to bring about more acceleration by providing several accelerators whose individual effects are cumulative.
Während bei Verwendung eines einstöckigen Rührers, also eines 15 Rührers, der eine gewisse Anzahl Flügel aufweist die alle in einer Ebene liegen, der Beschleunigungseffekt lediglich Funktion der Drehzahl und des Flügel-Neigungswinkels ist, bietet ein mehrstöckiger Rührer den Vorteil, dass der Beschleunigung von Null auf einen ersten Wert eine weitere Beschleunigung nachgeschaltet 20 ist, die von einem bereits relativ hohen Wert ausgeht.While using a single-level stirrer, i.e. a 15 stirrer, which has a certain number of blades that are all in one plane, the acceleration effect is only a function of the speed and the blade angle of inclination, a multi-level mixer offers the advantage of zero acceleration a further acceleration 20 is connected to a first value, which assumes an already relatively high value.
Zur Veranschaulichung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der die Fig. 1 in nicht einschränkender Weise eine v bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemässen Rührwerkes . 25 zeigt.To illustrate the invention, reference is made to the drawing, in which FIG. 1 shows, in a non-limiting manner, a preferred embodiment of an agitator according to the invention. 25 shows.
Hier handelts es sich um ein zweistöckiges Rührwerk, das je 3 Flügel pro Ebene aufweist. In jeder Ebene sind die Flügel um 120° gegeneinander versetzt; die beiden Flügelserien sind wie-30 derum um 60° gegeneinander versetzt.This is a two-tier agitator that has 3 blades on each level. The wings are offset by 120 ° in each plane; the two wing series are again offset by 60 °.
Die erfindungsgemässe Einrichtung bietet gegenüber bekannten Einrichtungen Vorteile, die sich in 2 Weisen äussern können: Erstens ist es möglich kolloidale Gemische herzustellen indem 35 man die für konventionelle Vorrichtungen notwendigen und oft kritischen Rührgeschwindigkeiten bequem und risikolos herabsetze: kann. Dies ergibt auch Ersparnisse, was die apparative Ausrüstun* - 5 - insbesondere die Nennleistung des Motors anbelangt, der das Rührwerk antreibt. Zweitens ist es möglich, die üblichen Rührgeschwindigkeiten um einen sicheren Betrag ( r* 10%) unter die kritische Geschwindigkeit zu senken und gleichzeitig die Dauer 5 des Kolloidierprozesses drastisch herabzusetzen. Dies bewirkt, dass bei optimaler Qualität des Endproduktes jedes Risiko eines vorzeitigen Abbindens des Materials ausgeschaltet wird.The device according to the invention offers advantages over known devices, which can be expressed in two ways: First, it is possible to produce colloidal mixtures by reducing the stirring speeds, which are necessary and often critical for conventional devices, in a convenient and risk-free manner. This also results in savings in terms of equipment, in particular the nominal power of the motor that drives the agitator. Secondly, it is possible to reduce the usual stirring speeds by a safe amount (r * 10%) below the critical speed and at the same time drastically reduce the duration 5 of the colloiding process. This means that with the optimal quality of the end product, any risk of premature setting of the material is eliminated.
Was die Masse des Rührers anbelangt, so hat es sich heraus-* 10 gestellt, dass optimale Resultate zu erzielen sind, wenn dasAs far as the mass of the stirrer is concerned, it has been found that optimum results can be achieved if that
Verhältnis zwischen dem Gesamtdurchmesser des Rührers in Arbeitsstellung und dem des Mischbehälters 1/1.3 - 1/1.4 beträgt.Ratio between the total diameter of the stirrer in the working position and that of the mixing container is 1 / 1.3 - 1 / 1.4.
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