PL247923B1

PL247923B1 - Quick-setting concrete mixer with dry ingredients and water dispensers and method of mixing concrete with water using a screw conveyor

Info

Publication number: PL247923B1
Application number: PL433204A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Więckowski
Original assignee: Akademia Gorniczo Hutnicza Im Stanislawa Staszica W Krakowie
Priority date: 2020-03-11
Filing date: 2020-03-11
Publication date: 2025-09-15
Also published as: PL433204A1

Abstract

Mieszarka do betonów szybkowiążących, wyposażona w przenośnik ślimakowy oraz w dozowniki składników suchych i wody która posiada podajnik ślimakowy dozujący (3) połączony z jednej strony koszem zasypowym (2), a z drugiej strony połączony z rurą zsypową (4) która łączy się z jednym końcem przenośnika ślimakowego mieszarki (6), przy czym przenośnik ślimakowy (6) posiada wspólny wał (7) oraz obudowę (5) z odcinkiem końcowym mieszarki (15) wyposażonym w mieszadła łopatkowe (9). Przenośnik ślimakowy (6) znajduje się pomiędzy ujściem rury zsypowej (4) a odcinkiem końcowym mieszarki (15), natomiast do obudowy (5) w miejscu pomiędzy przenośnikiem (6) a odcinkiem (15) doprowadzona jest, dysza wodna (10) wyposażona w elektrozawór (14). Przenośnik ślimakowy (6) połączony jest z komorą (11) nadmiaru materiału suchego, w którym umieszczona jest przesuwna płyta czujnika (12) połączona z czujnikiem napełnienia (13), który posiada elektryczne połączenie z podajnikiem ślimakowym dozującym (3). Sposób mieszania betonu z wodą wykorzystujący przenośnik ślimakowy polegający na tym, że mieszankę suchych składników (1) wprowadza się do kosza zasypowego (2) prowadzącego do pierwszego przenośnika dozującego (3), który następnie dostarcza mieszankę (1) za pomocą zsypu (4) do przenośnika ślimakowego (6). Przenośnik (6) transportuje mieszankę (1) w miejsce, gdzie za pomocą dyszy wodnej (10) dostarczana jest woda oraz gdzie mieszanka zarobiona wodą (8) transportowana jest dalej przy pomocą mieszadeł łopatkowych (9). Ilość mieszanki (1) dostarczanej do przenośnika ślimakowego (6) określa się mierząc wychylenie płyty (12) za pomocą czujnika napełnienia (13), pod wpływem mieszanki (1) przedostającej się do komory nadmiaru materiału suchego (11) z przenośnika ślimakowego (6), a następnie na podstawie dokonanego pomiaru steruje się pracą przenośnika dozującego (3).A quick-setting concrete mixer equipped with a screw conveyor and dry ingredient and water dispensers, which has a dosing screw feeder (3) connected on one side to a hopper (2) and on the other side to a discharge pipe (4) which connects to one end of the mixer's screw conveyor (6), wherein the screw conveyor (6) has a common shaft (7) and housing (5) with an end section of the mixer (15) equipped with paddle mixers (9). The screw conveyor (6) is located between the outlet of the discharge pipe (4) and the end section of the mixer (15), while a water nozzle (10) equipped with a solenoid valve (14) is connected to the housing (5) between the conveyor (6) and the end section (15). The screw conveyor (6) is connected to a chamber (11) for excess dry material, in which a sliding sensor plate (12) is placed, connected to a fill level sensor (13), which is electrically connected to a dosing screw feeder (3). A method of mixing concrete with water using a screw conveyor consists in that a mixture of dry ingredients (1) is introduced into a hopper (2) leading to a first dosing conveyor (3), which then delivers the mixture (1) via a chute (4) to a screw conveyor (6). The conveyor (6) transports the mixture (1) to a place where water is supplied by means of a water nozzle (10) and where the mixture mixed with water (8) is further transported by means of paddle mixers (9). The amount of the mixture (1) supplied to the screw conveyor (6) is determined by measuring the deflection of the plate (12) using a filling sensor (13), under the influence of the mixture (1) entering the excess dry material chamber (11) from the screw conveyor (6), and then, based on the measurement, the operation of the dosing conveyor (3) is controlled.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest mieszarka do betonów szybkowiążących wyposażona w przenośnik ślimakowy do stosowania w budownictwie, szczególnie przy automatycznym wykonywaniu płyt stropowych, drogowych i innych, m.in. według systemów Stroptronik i Roadtronik.The subject of the invention is a quick-setting concrete mixer equipped with a screw conveyor for use in construction, particularly in the automatic production of floor slabs, road slabs and other slabs, including those using the Stroptronik and Roadtronik systems.

Przedmiotem wynalazku jest również sposób mieszania betonu z wodą wykorzystujący mieszarkę do betonów szybkowiążących wyposażoną w przenośnik ślimakowy.The subject of the invention is also a method of mixing concrete with water using a quick-setting concrete mixer equipped with a screw conveyor.

Do wymieszania suchych składników z wodą, tj. zapraw, betonów i kompozytów na spoiwach cementowych, wapiennych, klejowych i innych, stosuje się mieszarki o działaniu przymusowym ręczne lub mieszarki misowe bądź wałowe (korytowe). Do większych zarobów są stosowane urządzenia wielomieszadłowe łopatkowe, z mieszadłami wprowadzanymi bądź stale znajdującymi się w misie i mieszające odmierzone ilości poszczególnych składników, na ogół o objętościach do 1 m³. Przy większych objętościach, do kilku m³ stosuje się mieszarki z wałami poziomymi i zamocowanymi do nich łopatkowymi mieszadłami. Wszystkie te mieszarki mieszają materiał w całej jego objętości urabianych porcji oraz pracują cyklicznie (załadunek, mieszanie, rozładunek).To mix dry ingredients with water, such as mortars, concretes, and composites with cement, lime, adhesive, and other binders, forced-action mixers are used, either hand-held or with a mixing bowl or shaft (trough) mixers. For larger batches, multi-blade mixers are used, with agitators inserted or permanently located in the bowl, mixing measured quantities of individual ingredients, typically with volumes up to 1 ^m3 . For larger volumes, up to several ^m3, mixers with horizontal shafts and attached paddle agitators are used. All of these mixers mix the material throughout its entire volume and operate cyclically (loading, mixing, unloading).

Znana jest z polskiego opisu patentowego PL125706 mieszarka, posiadająca zamocowane mieszadło, utworzone z ramion zamocowanych w jednakowej odległości kątowej względem siebie, wykonanych z metalowych płaskowników w kształcie sferycznych ewolwent przechodzących w górnej poziomej płaszczyźnie mieszadła w łuki kołowe.A mixer is known from the Polish patent description PL125706, having a mounted agitator made of arms mounted at the same angular distance from each other, made of metal flat bars in the shape of spherical involutes passing into circular arcs in the upper horizontal plane of the agitator.

Znana jest z opisu patentowego PL124986, mieszarka, w której istotą jest uproszczenie technologii wykonania ułożyskowania wahliwego wału biernego w wyżej opisanych mieszarkach.It is known from the patent description PL124986, a mixer, the essence of which is to simplify the technology of making the swinging bearing of the passive shaft in the above-described mixers.

Istotą mieszarki do betonów szybkowiążących, wyposażonej w przenośnik ślimakowy, posiadający wspólny wał z odcinkiem końcowym mieszarki, oraz w dozowniki składników suchych i wody, jest to, że posiada podajnik ślimakowy dozujący połączony z jednej strony z koszem zasypowym, a z drugiej strony połączony z rurą zsypową, która łączy się z jednym końcem przenośnika ślimakowego mieszarki. Przenośnik ślimakowy znajduje się pomiędzy ujściem rury zsypowej a odcinkiem końcowym mieszarki. Do obudowy przenośnika ślimakowego i odcinka końcowego mieszarki, w miejscu pomiędzy przenośnikiem a odcinkiem końcowym mieszarki doprowadzona jest dysza wodna wyposażona w elektrozawór. Przenośnik ślimakowy połączony jest z komorą nadmiaru materiału suchego, w której umieszczona jest przesuwna płyta czujnika połączona z czujnikiem napełnienia, który posiada elektryczne połączenie z podajnikiem ślimakowym dozującym. Korzystnie, w urządzeniu według wynalazku unoszona płyta czujnika ma średnicę mniejszą niż średnica komory nadmiaru materiału suchego, o co najmniej trzykrotną wielkość maksymalnej frakcji zastosowanego kruszywa, stanowiącego mieszankę suchych składników.The essence of a quick-setting concrete mixer, equipped with a screw conveyor sharing a shaft with the mixer's tail section, and with dry ingredient and water feeders, is that it has a dosing screw feeder connected to a hopper on one end and a discharge pipe on the other, which connects to one end of the mixer's screw conveyor. The screw conveyor is located between the discharge pipe outlet and the mixer's tail section. A water nozzle equipped with a solenoid valve is connected to the screw conveyor housing and the mixer's tail section, between the conveyor and the mixer's tail section. The screw conveyor is connected to a dry material overflow chamber, which houses a sliding sensor plate connected to a fill level sensor, which is electrically connected to the dosing screw feeder. Preferably, in the device according to the invention, the lifted sensor plate has a diameter smaller than the diameter of the excess dry material chamber by at least three times the size of the maximum fraction of the aggregate used constituting the mixture of dry ingredients.

Istotą sposobu mieszania betonu z wodą wykorzystującego mieszarkę do betonów szybkowiążących wyposażoną w przenośnik ślimakowy jest to, że mieszankę suchych składników wprowadza się do kosza zasypowego prowadzącego do podajnika ślimakowego dozującego. Podajnik ten dostarcza mieszankę suchych składników za pomocą rury zsypowej do przenośnika ślimakowego, który transportuje mieszankę suchych składników w miejsce, gdzie za pomocą dyszy wodnej dostarczana jest woda oraz gdzie mieszanka zarobiona wodą transportowana jest dalej przy pomocy mieszadeł łopatkowych. Ilość mieszanki suchych składników dostarczanej do przenośnika ślimakowego określa się mierząc wychylenie płyty czujnika za pomocą czujnika napełnienia, pod wpływem mieszanki suchych składników przedostającej się do komory nadmiaru materiału suchego z przenośnika ślimakowego, a następnie na podstawie dokonanego pomiaru steruje się pracą podajnika ślimakowego dozującego.The essence of the concrete-water mixing method using a quick-setting concrete mixer equipped with a screw conveyor is that the dry ingredient mixture is introduced into a hopper leading to a dosing screw conveyor. This feeder delivers the dry ingredient mixture via a discharge pipe to the screw conveyor, which transports the dry ingredient mixture to a location where water is supplied via a water nozzle, and where the water-mixed mixture is further conveyed by paddle mixers. The amount of dry ingredient mixture delivered to the screw conveyor is determined by measuring the deflection of the sensor plate using a fill level sensor, influenced by the dry ingredient mixture entering the dry material overflow chamber from the screw conveyor. The measurement then controls the operation of the dosing screw conveyor.

W zaproponowanej mieszarce z dozownikami, osobne dozowanie składników suchych - z uwagi na bieżącą kontrolę ilości ekstruzyjnie przetłoczonej mieszanki suchych składników oraz dopiero w dalszej części urządzenia dozowanie wody i mieszanie wszystkich składników umożliwia pracę mieszarki bez przerw na czyszczenie. Dzięki takiemu układowi pracy urządzenia i kontroli ilości dozowanych składników jeszcze nie zarobionych wodą - w strefie suchej oraz ciągłemu przemieszczaniu się mieszadeł po całej powierzchni styku urabianego betonu z obudową zostają zapewnione, ciągła kontrola dozowania i permanentne stałe czyszczenie mechaniczne powierzchni z betonu o szybkim narastaniu wytrzymałości.In the proposed mixer with dosing units, separate dosing of dry ingredients—due to ongoing monitoring of the amount of extruded dry ingredient mixture—and dosing of water and mixing of all ingredients downstream of the unit allows the mixer to operate without interruptions for cleaning. This system of operation, along with monitoring the amount of dosed ingredients not yet mixed with water in the dry zone, and the continuous movement of the mixers across the entire contact surface of the mixed concrete with the housing, ensures continuous dosing control and permanent mechanical cleaning of the concrete surface, which is rapidly developing in strength.

W rozwiązaniu zapewnione jest systematyczne dostosowywanie ilości dozowanych składników suchych i wody na podstawie ciągłego automatycznego badania ilości ekstruzyjnie podanej mieszanki betonowej - pośrednio poprzez sprawdzanie objętości zadozowanej ilości składników suchych znajdujących się jeszcze w strefie suchej. Umożliwia to ciągłą pracę urządzenia - bez konieczności czyszczenia powierzchni (z zarobionego wodą szybkowiążącego betonu oklejającego stykające się powierzchnie).The solution systematically adjusts the amount of dry ingredients and water dispensed based on continuous automatic monitoring of the amount of extruded concrete mix – indirectly by checking the volume of dispensed dry ingredients still in the dry zone. This enables continuous operation of the device – without the need to clean the surfaces (of water-mixed, quick-setting concrete that adheres to the contact surfaces).

Zastosowany przenośnik ślimakowy, umieszczony między komorą nadmiaru materiału suchego i dyszą wodną uniemożliwia „cofanie” mieszanki zarobionej wodą do strefy suchej S. W zaproponowanym rozwiązaniu dozowanie składników suchych osobnym przenośnikiem oraz zastosowanie w początkowej części mieszarki strefy suchej S i komory nadmiaru materiału suchego z unoszoną płytą czujnika umożliwiają ciągłe działanie czujnika napełnienia (nadmiaru materiału), gdyż materiał jest sypki (jeszcze nie została dodana woda) i nie następuje zaklejanie betonem powierzchni komory nadmiaru materiału suchego. Unoszona płyta czujnika ma średnicę mniejszą niż średnica komory nadmiaru materiału suchego o co najmniej 3-krotną wielkość maksymalnej frakcji zastosowanego kruszywa w postaci mieszanki suchych składników; umożliwia to łatwe unoszenie i opadanie płyty czujnika bez klinowania się kruszywa.The screw conveyor, located between the excess dry material chamber and the water nozzle, prevents the water-mixed mixture from "reversing" into the dry zone S. In the proposed solution, dosing the dry ingredients with a separate conveyor and the use of a dry zone S and excess dry material chamber with a floating sensor plate at the beginning of the mixer enable continuous operation of the fill (excess material) sensor, as the material is loose (water has not yet been added) and prevents concrete from clogging the surface of the excess dry material chamber. The floating sensor plate has a diameter smaller than the diameter of the excess dry material chamber by at least three times the maximum fraction of the aggregate used in the dry ingredient mixture; this allows the sensor plate to easily rise and fall without the aggregate getting stuck.

Na rysunku przedstawiono mieszarkę do betonów szybkowiążących z dozownikami składników suchych i wody, według wynalazku.The drawing shows a mixer for quick-setting concrete with dispensers for dry ingredients and water, according to the invention.

Mieszarka do betonów szybkowiążących, wyposażona w przenośnik ślimakowy posiadający wspólny wał z odcinkiem końcowym mieszarki, oraz w dozowniki składników suchych i wody posiada podajnik ślimakowy dozujący 3 połączony z jednej strony z koszem zasypowym 2, a z drugiej strony połączony z rurą zsypową 4, która łączy się z jednym końcem przenośnika ślimakowego 6 mieszarki. Przenośnik ślimakowy 6 posiada wspólny wał 7 oraz obudowę 5 z odcinkiem końcowym mieszarki 15 wyposażonym w mieszadła łopatkowe 9. Przenośnik ślimakowy 6 znajduje się pomiędzy ujściem rury zsypowej 4 a odcinkiem końcowym mieszarki 15. Do obudowy 5 w miejscu pomiędzy przenośnikiem ślimakowym 6 a odcinkiem końcowym mieszarki 15 doprowadzona jest dysza wodna 10 wyposażona w elektrozawór 14. Przenośnik ślimakowy 6 połączony jest z komorą 11 nadmiaru materiału suchego, w której umieszczona jest przesuwna płyta czujnika 12 połączona z czujnikiem napełnienia 13. Płyta czujnika 12 ma średnicę mniejszą niż średnica komory 11 nadmiaru materiału suchego o co najmniej trzykrotną wielkość maksymalnej frakcji zastosowanego kruszywa, stanowiącego mieszankę suchych składników 1. Czujnik napełnienia 13 posiada elektryczne połączenie z podajnikiem ślimakowym dozującym 3.A mixer for quick-setting concrete, equipped with a screw conveyor having a common shaft with the end section of the mixer, and with dosers for dry ingredients and water, has a dosing screw feeder 3 connected on one side to a charging hopper 2, and on the other side connected to a discharge pipe 4, which is connected to one end of the screw conveyor 6 of the mixer. The screw conveyor 6 has a common shaft 7 and housing 5 with the end section of the mixer 15 equipped with paddle mixers 9. The screw conveyor 6 is located between the outlet of the discharge pipe 4 and the end section of the mixer 15. A water nozzle 10 equipped with a solenoid valve 14 is supplied to the housing 5 at the point between the screw conveyor 6 and the end section of the mixer 15. The screw conveyor 6 is connected to the chamber 11 for excess dry material, in which a slidable sensor plate 12 connected to a fill level sensor 13 is placed. The sensor plate 12 has a diameter smaller than the diameter of the chamber 11 for excess dry material by at least three times the size of the maximum fraction of the aggregate used, constituting the mixture of dry ingredients 1. The fill level sensor 13 has an electrical connection with the dosing screw feeder 3.

Sposób mieszania betonu z wodą wykorzystujący mieszarkę do betonów szybkowiążących wyposażoną w przenośnik ślimakowy polega na tym, że mieszankę suchych składników 1 wprowadza się do kosza zasypowego 2 prowadzącego do podajnika ślimakowego dozującego 3. Przenośnik ten następnie dostarcza mieszankę suchych składników 1 za pomocą rury zsypowej 4 do przenośnika ślimakowego 6. Przenośnik ślimakowy 6 transportuje mieszankę suchych składników 1 w miejsce, gdzie za pomocą dyszy wodnej 10 dostarczana jest woda oraz gdzie mieszanka zarobiona wodą 8 transportowana jest dalej przy pomocy mieszadeł łopatkowych 9. Ilość mieszanki suchych składników 1 dostarczanej do przenośnika ślimakowego 6 określa się mierząc wychylenie płyty czujnika 12 za pomocą czujnika napełnienia 13, pod wpływem mieszanki suchych składników 1 przedostającej się do komory 11 nadmiaru materiału suchego z przenośnika ślimakowego 6, po czym, na podstawie dokonanego pomiaru, steruje się pracą podajnika ślimakowego dozującego 3.The method of mixing concrete with water using a quick-setting concrete mixer equipped with a screw conveyor consists in introducing the dry ingredient mixture 1 into the hopper 2 leading to the dosing screw conveyor 3. This conveyor then supplies the dry ingredient mixture 1 via a discharge pipe 4 to the screw conveyor 6. The screw conveyor 6 transports the dry ingredient mixture 1 to a place where water is supplied by means of a water nozzle 10 and where the water-mixed mixture 8 is transported further by means of paddle mixers 9. The amount of the dry ingredient mixture 1 supplied to the screw conveyor 6 is determined by measuring the deflection of the sensor plate 12 using a filling sensor 13 under the influence of the dry ingredient mixture 1 entering the chamber 11 of excess dry material from the screw conveyor 6, and then, based on the measurement, the operation of the dosing screw conveyor 3 is controlled.

Claims

1. A mixer for quick-setting concrete, equipped with a screw conveyor having a common shaft with the end section of the mixer, and with feeders for dry ingredients and water, characterized in that it has a dosing screw feeder (3) connected on one side to a charging hopper (2) and on the other side connected to a discharge pipe (4), which is connected to one end of the screw conveyor (6) of the mixer, wherein the screw conveyor (6) is located between the mouth of the discharge pipe (4) and the end section of the mixer (15), while a water nozzle (10) equipped with a solenoid valve (14) is supplied to the housing (5) in the place between the screw conveyor (6) and the end section of the mixer (15), at the same time the screw conveyor (6) is connected to a chamber (11) for excess dry material, in which a sliding sensor plate (12) connected to a filling sensor (13) is placed, which is electrically connected to the screw feeder dispensing (3).

2. A quick-setting concrete mixer according to claim 1, characterized in that the lifting sensor plate (12) has a diameter smaller than the diameter of the chamber (11) of excess dry material by at least three times the size of the maximum fraction of the aggregate used, constituting the mixture of dry ingredients (1).

3. A method of mixing concrete with water using a quick-setting concrete mixer equipped with a screw conveyor, characterized in that the dry ingredient mixture (1) is introduced into a hopper (2) leading to a dosing screw feeder (3), which then supplies the dry ingredient mixture (1) via a discharge pipe (4) to a screw conveyor (6), which transports the dry ingredient mixture (1) to a place where water is supplied by means of a water nozzle (10) and where the water-mixed mixture (8) is further transported by means of paddle mixers (9), while the amount of the dry ingredient mixture (1) supplied to the screw conveyor (6) is determined by measuring the deflection of the sensor plate (12) using a filling sensor (13), under the influence of the dry ingredient mixture (1) entering the chamber (11) of excess dry material from the screw conveyor (6), and then, based on the measurement, the operation of the dosing screw feeder (3) is controlled.