METHOD AND DEVICE TO DETERMINE THE PARTICLE DISTRIBUTION IN PARTICLE MIXTURES

Abstract: 1. A method for determining the grain size distribution of granular aggregates (1), in which said granular aggregates are introduced into the flow stream of a liquid separating medium (3) in a separating chamber (4), carried in the flow stream through a field of force, whose lines of force form angles with the flow lines of the liquid separating medium (3), and segregated according to their rates of descent into a number of fractions that are collected, with a representative sample of the granular aggregate (1), thoroughly intermixed with a liquid carrier medium (2) - its direction and rate of flow corresponding at least largely to that of the liquid separating medium - being introduced into the liquid separating medium (3) near the point of entry into the separating chamber (4) of the liquid separating medium (3), wherein the segregation into the different grain fractions takes place under the effect of gravity in that section of the separating chamber (4) in which the liquid separating medium (3) moves in a uniformly laminar flow, and wherein the previously known introduction of the sample intermixed with the liquid carrier medium (2) and moving at the same rate of flow is effected without creation of turbulence in the upper part of a liquid separating medium (3) moving largely in a uniformly laminar flow.

Description: Verfahren und Einrichtung zur Ermittlung der Kornverteilung in Korngemischen, insbesondere Betonsanden, und Anwendung der Einrichtung zum erstellen von Beton, insbesondere für Fertigteile. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Ermittlung der Kornverteilung in Korngemischen, insbesondere Betonsanden, und auf die Anwendung der Einrichtung zum Herstellen von Beton, insbesondere für Fertigteile. In verschiedenen Bereichen der Technik, in welchen mit körnigem Gut, wie natürlichem oder gebrochenem Sand, oder gebrochenen Erzen, gearbeitet wird, ist die Kornverteilung des Korngutes oft von ebensolchem Einfluss wie die chemische oder andere physikalische Beschaffenheit des Kornes. Beispielsweise ist für die Festigkeit von Beton nicht nur die Festigkeit der Zuschlagstoffe, sondern auch ihre von der Kornverteilung abhängige Packungsdichte bzw. ihre von der Korngestalt mitbestimmte spezifische Oberfläche und die letztere auch für die Aufbereitung mancher Erze von Bedeus tung, d.h., dass in diesen und auch in anderen Fällen eine bestimmte Sollverteilung der Korndurchmesser notwendig und daher anzustreben ist. Die Istverteilung von aus natürlichen Lagerstellen entnommenen oder auch gebrochenen Sanden weicht oft von der Sollverteilung erheblich ab. Bei jeder Verwendung von Korngut, bei der es auf die Kornverteilung ankommt, namentlich bei der Herstellung von Fertigteilen aus Beton mit Sand von 0 bis etwa 4 mm Korndurchmesser als Zuschlag, ist daher die Sollverteilung mit ausreichender Annäherung herzustellen und deshalb zunächst die Istverteilung zu ermitteln. Zur Bestimmung der R'orngrössenverteilung ist die soge nannte Schlämmanalyse seit langem bekannt. Man unterscheidet bei dieser Analyse zwei prinzipiell verschiedene Methoden, und zwar die Sedimentationsmethoden und die Spülmethoden. Die Sedimentation kommt nur bei sehr feinen Sanden oder dgl. in Frage; wenn man bedenkt, dass bereits ein Quarzkorn mit einem Durchmesser von o,2 mm etwa 20 mm pro Sekunde fällt. Die Spülmethode wird für grobere Systeme angewandt, wobei die Teilchen zumindest eine Fallgeschwindigkeit von einigen mm pro Sekunde besitzen sollen. Die Vorgangsweise ist hiebei wie folgt. In einem senkrecht stehenden Zylinder, in dem sich Wasser und das aufzutrennende Schüttgut befinden, wird von unten Wasser mit einer konstanten Geschwindigkeit eingeleitet. Die Strömung ist parallel und entgegengesetzt der Schwerkraftsrichtung orientiert und wird über eine Zeitspanne konstant gehaT- ten. Es werden hiebei jene Korngrössen aus dem Zylinder ausgetragen, die eine kleinere Sinkgeschwindigkeit besitzen als die Geschwindigkeit der Strömung ist. Die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstroms wird stufenweise angehoben, wodurch eine Auftrennung des Schüttgutes erreicht werden kann. Die Gewichtsbestimmung der auf diese Weise getrennten Kornfraktionen erfolgt nach anschliessender Trocknung durch Wägung. Die Korngrössen, welche üblicherweise mit der Spülmethode bestimmt werden, liegen zwischen o,1 bis o,o1 mm. Der anschliessende Bereich von 1 bis o,1 mm wird üblicherweise durch mechanische Siebung und der Bereich zwischen 1 und 5 mm mit Handsiebung bestimmt.Ein derartiges Verfahren ist jedoch sehr zeitaufwendig und daher insbesondere für die Anwendung bei Prozesssteuerungen, wie z.B. bei der Herstellung von Beton für Fertigteile nicht anwendbar . Ein anderes Verfahren ist das zum Klassieren von Korngut oft benutzte Trennen im laminar fliessenden Horizontalstrom, wobei es sich um eine parallele oder eine divergierende Strömung handeln kann (DE-OS 1,945.611). Die Erfahrung aus der Horizontalschlämmtechnik, dass man durch Schlämmen von Korngut in einer horizontal strömenden Trägerflüssigkeit eine Auftrennung nach Kornparametern erhält, sagt nichts über die Anwendbarkeit dieses Verfahrens zur Ermittlung der Kornverteilung aus, da es in der Horizontalschlämmtechnik z.B. bei der Trennung von Schleifmitteln oder von Kaolin in der Papierindustrie im wesentlichen nur darauf ankommt, dass jede Kornfraktion von Uberkorn frei ist. Ein anderer in der Literatur bekannt gewordener Vorschlag (DE-OS 2,304.879) setzt einen kontinuierlich fliessenden Messstrom des Probengutes voraus. Dieser Messstrom wird in einem laminaren Gas- oder Flüssigkeitsstrom normal zu dessen Strömungsrichtung eingebracht, dort in den einzelnen Körnern als Folge ihrer Korngrösse zukommenden Bahnen aufgefächert und längs einer linienförmigen Bahn wiederholt mit einer Vorrichtung zur Bestimmung der jeweiligen Menge der verschiedenen Korngrössen abgetastet. Die Vorrichtung weist eine Strahlungsquelle, die eine eng gebündelte Strahlung aussendet, und einen Strahlungsempfänger auf. Die Strahlungsquelle steht auf einer, der Empfänger auf der anderen Seite eines von dem Strahlenbündel durchsetzten Troges, wobei der Empfänger, z.B. eine Photozelle, ein Signal abgibt, das verkehrtproportional der jeweils von den im Strahlengang befindlichen Menge der Körner ist. Diese Messmethodik stellt hohe Anforderungen an die Kontinuierlichkeit des Messstromes und ist deshalb in der Praxis und insbesondere, wenn nur fallweise entnommene Probenmengen zur Verfügung stehen, grundsätzlich nicht anwendbar. Abgesehen davon kann mit einer derartigen Vorrichtung zur Bestimmung der Kornverteilung jeweils nur ein enger Bereich, z.B. der Korngrössenbereich von o bis etwa o,2 mm erfasst werden, so dass für den ebenfalls erforderlichen Bereich von o,2 bis etwa 5 mm daher mindestens ein weiteres Gerät erforderlich ist. Die Verwendung von mindestens zwei Einrichtungen für die auantitative Ermittlung der Kornverteilung bedingt ne- doch eine vorherige quantitative Aufteilung des Probengutes in entsprechende Korngrössenfraktionen. Dies bedingt jedoch einen wesentlich erhöhten technischen Aufwand bei gleichzeitiger Verschlechterung der Analysenergebnisse. Ferner ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftrennen von Korngut nach einem Parameter, wie die Kornabmessungen, bekannt bei welchem auf die Oberfläche einer horizontalen und laminar strömenden Trennflüssigkeit in Nähe ihrer Eintrittsstelle ein das zu untersuchende Korngut - der Durchmesser des oberen Grenzkornes muss offensichtlich bei oder unter etwa o,o6 mm liegen - enthaltende Trägerflüssigkeit aufgegeben wird (Fr-Pat. Anm. 2,o19.687). An dem Austrittsende des mehrere, in Abständen von etwa 12 cm angeordnete, Netze durchsetzenden Stromes ist eine Anzahl von in verschiedenen Niveaus übereinander liegenden Fraktionsauslässen angebracht. Dieses Verfahren ist zum Trennen von Korngemischen, die neben dem Feinanteil auch gröbere Körner enthalten, wie dies z.B. bei den Zuschlagstoffen für die Herstellung von Beton der Fall ist, nicht geeignet. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, mit dem bzw. der die Kornverteilung von Korngut mit stark unterschiedlicher ,Zusammensetzung, insbesondere im Bereich von o bis 5 mm, verlässlich und rasch ermittelt werden kann, wobei der gesamte Bereich der in Betracht kommenden Korndurchmesser mit einem Messvorgang und mit einem Gerät zu erfassen ist. Das erfindungsgemässe Verfahren bzw. die erfindungsgemässe Vorrichtung ermöglicht eine derartig rasche Ermittlung der Korngrössenverteilungen, so dass bei Prozessen, wie z.B. der Herstellung von Beton für Fertigteile, für jede Charge aufgrund der ermittelten Istwerte noch während der Mischdauer der vorhergehenden Charge die Kornverteilung für die folgende Charge auf den Sollwert gebracht werden kann, wobei die einzelnen Mes- sungen der Kornverteilung unmittelbar aufeinander folgen. Das erfindungsgemässe Verfahren zur Bestimmung der Korngrössenverteilung von Schüttgut, insbesondere von Sanden, beruht auf der Auftrennung des innig mit einer Trägerflüssigkeit (2) gemischten Schüttgutes (1) unter Einwirkung einer, vorzugsweise horizontalen und laminaren Strömung einer Trennflüssigkeit und der hiezu in einem Winkel, zugweise einem senkrechten, wirkenden Schwerkraft, wobei die Strömung der Trennflüssigkeit und des Korn-Trägerflüssigkeitsgemisches sowohl der Richtung als auch der Grösse nach praktisch gleich sind. Die durch eine Laminarisierungseinrichtung (9) erzeugte laminare Strömung erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Höhe der Trennkammer (4). Das nach der Laminarisierungseinrichtung im oberen Bereich der laminaren Strömung in die Trennkammer eingebrachte Probengut, wird in dem von Einbauten freien Trennraum aufgrund der unterschiedlichen Fallgeschwindigkeit geometrisch aufgetrennt, wobei die grösseren Körner noch innerhalb der Trennkammer zu Boden sinken und dort in Auffangkammern (7), in denen die Trennflüssigkeit im wesentlichen ruht, gesammelt werden und gegebenenfalls die kleineren Körner mit der Trennflüssigkeit aus der Trennkammer ausgetragen und am Ende der Trennkammer in Sammelkammern (8) gesammelt werden. Ein für analytische Bedingungen ausreichende Trennschärfe wird dann erreicht, wenn das durch inniges Mischen aufbereitete Korn-Trägerflüssigkeitsemisch in den von den beiden Seitenwänden der Trennkammer, in welche Führungsleisten eingebaut sind, gebildeten, durch eine Zwischenschichte getrennten und von Einbauten freien, Trennraum eingebracht wird. Dies wird insbesondere dann gewährleistet, wenn der freie Querschnitt des Einströmrohres (18) für das Korn-Trägerflüssigkeit-Gemisch höchstens gleich dem von Einbauten freien Querschnitt der Trennkammer ist. Eine für die Bestimmung der Kornverteilung von Sanden geeignete Auftrennung wird dann erreicht, wenn Wasser sowohl als Trägerflüssigkeit als auch als Trennflüssigkeit verwendet wird. Die Mengen der gesammelten Kornfraktionen werden anschliessend quantitativ bestimmt. Die mit der Trennflüssigkeit über die Sammelkammern ausgetragenen Probenteile werden nach an sich bekannten Verfahren optisch, z.B. mittels Lichtabsorption oder Streuung in Kuvetten, im strömenden Medium bestimmt. Die in den Auffangkammern gesammelten Probenteile werden jeweils für jede Fraktion getrennt chargenweise über eine Schleuse durch Absinken in der ruhenden Trennflüssigkeit auf eine Wägevorrichtung aufgebracht. Durch Wägung in der ruhenden Flüssigkeit werden, insbesondere die groben Kornfraktionen, bestimmt. Anschliessend wird die jeweilige Charge durch Drehen der Wägerorrichtung in der ruhenden Flüssigkeit entleert und in einem Sammelgefäss aufgefangen sowie die Wägevorrichtung anschliessend wieder in die Wägestellung zurückgeschwenkt. Durch dieses erfindungsgemässe Verfahren zur Mengenbestimmung der groben Kornfraktionen verbleiben die Kornfraktionen in der Flüssigkeit und es erfolgt auch während der Mengenbestimmung keine störende Rückwirkung auf die laminare Strömung in der Trennkammer. Die Erfindung erstreckt sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Eine besonders günstige Ausführung der Probenaufbereitung,um eine analytische Auftrennung des Probengutes und einen möglichst hohen Probendurchsatz zu erzielen, wird durch die erfindungsgemässe Probenzulaufeinrichtung (1o) gewährleistet. Dies wird durch das Einwirken von,insbesondere,linearen, Schwingungen mit Frequenzen bis zu 1kHz, vorzugsweise 50 Hz, die entweder direkt der Trägerflüssigkeit aufgeprägt werden oder auf das Einstrmrohr (20) wirken, auf die durch mechanisches Mischen, insbesondere durch Rühren, bereits vorgemischte Probe-Trägerflüssigkeitsmischung erreicht. Eine besonder günstige rasche und innige Durchmischung wird dann erzielt, wenn mehrere Schwingungen auf das aufzubringende Probengut einwirken, wobei die Schwingungen zueinander entweder phasenverschoben, richtungsverschieden oder unterschiedlich in ihrer Frequenz sind. Durch die erfindungsgemässe Anordnung wird überraschenderweise keine störende Einwirkung der Schwingungen in der Trägerflüssigkeit auf die laminar strömende Trennflüssigkeit bewirkt. Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Bestimmung der Korngrössenverteilung von Schüttgut, insbesondere im Bereich von o bis 5 mm Korngrösse, wird in einer seitlich von zwei parallelen oder in Strömungsrichtung divergierenden an den Enden begrenzten, vorzugsweise trogförmigen Trennkammern durchgeführt. Der Trennflüssigkeitseinlauf und der Ablauf der Trennflüssigkeit befinden sich an den beiden einander gegenüberliegenden Enden der Trennkammer. Die Trennflüssigkeit strömt laminar von einem Ende zum anderen Ende der Kammer und im wesentlichen horizontal über die gesamte Höhe der Trennkammern.Die Trennflüssigkeit strömt über eine Einlaufkammer (5) durch eine spezielle Laminarisierungseinrichtung (9) in die Trennkammer. Die Laminarisierungseinrichtung besteht aus mehreren unmittelbar hintereinander angeordneten gegeneinander versetzten Sieben mit unterschiedlicher Maschenweite. Eine andere Ausführungsform ist durch vertikale,dicht untereinander angeordnete Einlaufdüsen mit unmittelbar nachgeschalteten Gitter(n) gegeben. In der erfindungsgemässen Vorrichtung wird die Aufrechterhaltung der für die Auftrennung günstigen weitgehenden laminaren Strömung in der Trennkammer auf einfache Weise im wesent- 1 lichen auch dadurch erreicht, dass die über die gesamte Höhe der Trennkammer einströmende Trennflüssigkeit auch an der senkrecht oder schräg ausgebildeten Auslaufseite über die gesamte Höhe der Trennkammer ausströmt und dass an die Seitenwände der Trennkammer Führungsleisten angebracht sind. Diese Führungsleisten besitzen eine glatte schräg nach unten weisende Oberfläche, so dass störende Ablagerungen auf den Führungsleisten vermieden sind. Dies ist insbesondere bei mehreren, unmittelbar hintereinander folgenden Messungen unbedingt erforderlich. Als Führungsleisten sind sowohl Lamellen als auch Leisten mit verschiedenen Profilformen geeignet. Die Führungsleisten sind entweder einseitig oder beidseitig angeordnet, wobei sie jeweils zwischen 5 und 30 % der Breite der Trennkammer einnehmen. Durch die spezielle Ausführung des Ablaufes der Trennflüssigkeit mit senkrecht zur Laminarströmung gerichteten Lamellen (27) wird auch am Ausgang der Trennkammer weitgehend die Ausbildung von die Auftrennung störenden Turbulenzen verhindert. Das Einbringen des Probengutes in die Trennkammer mit gleich grosser und gleichgerichteter Strömungsgeschwindigkeit wie die Trennflüssigkeit erfolgt nach der Laminarisierungseinrichtung durch das Einströmrohr (18). In einer Vormischeinrichtung (24) wird, vorteilhafterweise durch mechanisches Rühren, ein grobes Mischen des Probengutes (1) mit der Trägerflüssigkeit (2) er zielt. Das so vorbereitet Probe-Trägerflüssigkeitsgemisch wird anschliessend im Einströmrohr (18) durch die Einwirkung von Schwingungen so innig gemischt, dass eine für analytische Zwecke geeignete Auftrennung nach Korngrössen in der Trennkammer gewährleistet wird und eine Verfälschung durch aneinander haftende oder miteinander verbundene Körner weitgehend verhindert wird. Eine günstige Durchmischung im Einlauf rohr wird durch die Aufbringung von Schwingungen auf das Einlaufrohr bewirkt. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht darin mehrere in verschiedene Richtungen wirkende Schwingungen unter Umständen phasenverschoben und/ oder mit verschiedenen Frequenzen, auf das Einlaufrohr wirken zu lassen. Eine besonders einfache und günstige Ausführungsform besteht darin, dass die Schwingungen direkt auf die Trägerflüssigkeit,z.B. in einen Pulsations gefäss (21) übertragen werden. Als Schwingungsüberträger (22) finden z.B. Membranen, Kolben oder Ähnliches Verwendung. Diese Ubertragungseinrichtungen werden vorzugsweise durch Induktionssysteme (19) angeregt. Die Anzahl der Kornfraktionen kann besonders höch und die Dimension der Trennkammer in Richtung des Flüssigkeitsstromes besonders gering gehalten werden, wenn einerseits am Boden der Trennkammer zwei oder mehrere Auffangkammern (7) für das innerhalb der Trennkammer zu Boden sinkende Gut angeordnet werden anderseits für das innerhalb der Trennkammer nicht zu Boden sinkende Gut an der Ausströmseite zwei oder mehrere Sammelkammern (8) angeordnet werden. Mit dieser Anordnung ist es möglich, sowohl grobe Kornfraktionen als auch feine Kornfraktionen in einem einzigen Trennvorgang aufzutrennen. Am Boden der Trennkammer sind mindestens zwei durch Trennkanten (11) voneinander getrennte Aufgangkammern angeordnet. In der erfindungsgemässen Vor richtung ruht die Trennflüssigkeit in den am Boden befindlichen und durch Trennkanten voneinander getrennten Auffangkammern weitgehend. Das in der Auffangkammer gesammelte Probengut sinkt zu Boden und über eine ausgebildete Schleuse (12) mit Absperreinrichtung (15) chargenweise auf je eine Wägeeinrichtung (13). In der Wägeeinrichtung wird die Kornfraktion in der ruhenden Trennflüssigkeit mengenmässig durch Wägung bestimmt. Eine besonders vorteilhafte Ausführung einer derartigen Wägeeinrichtung besteht aus einem becherförmigen Wägegefäss (25) auf einer Flachfeder (26), die am anderen Ende in eine spezielle Halterung (29) eingespannt ist. Diese Halterung ist um eine zu der Feder parallele Achse (28) drehbar, so dass nach Durchführung der Wägung das Probengut durch Schwenken ausgeleert werden kann und nach Zurückschwenken in die Wägeposition wieder die Wägebereitschaft hergestellt ist. Die Wägeeinrichtungen für sämtliche Auffangkammern können sowohl in einem gemeinsamen als auch in getrennten mit Trennflüssigkeit gefüllten Wägekammern(16) untergebracht werden. Auf zum Beispiel induktiven Wege (17) kann die Auslenkung der Blattfeder und damit das Gewicht der entsprechenden Kornfraktion gemessen werden. Diese Wägevorrichtung bietet neben der überraschenden prinzipiellen Einfachheit der Methode den Vorteil die bei optischen Bestimmungsmethoden bei grossen Korngrössen auftretenden Fehler zu vermeiden. Diese Fehler werden insbesondere dadurch verursacht, dass auch innerhalb der einzelnen Fraktionen bei grossen Korngrössen die Sinkgeschwindigkeiten stark unterschiedlich sind und da3 Körner während der Messungen sich gegenseitig optisch überlagern. Die in der Trennkammer nicht zu Boden sinkenden und in den Sammelkammern (8) gesammelten Fraktionen mit kleiner Korngrösse werden nach an sich bekannten Methoden auf optischem Weg bestimmt. Um die für Mischvorgäng bei der Herstellung von Beton, insbesondere für die Fertigung von Fertigteilen,erforderliche hohe Analysengeschwindigkeit zu erzielen, verfügt eine besonders günstige Ausführung der erfindunsgemässen Vorrichtung über eine weitgehende Vollautomatisierung sowohl der Probenaufbringung, der Auftrennung, der Fraktionen, der Mengenbestimmung und der Berechnung der Unterschiede zwischen Ist- und Sollwerte der Kornverteilung. Dies wird durch eine elektronische Steuerung mittels eines oder mehrerer Mikroprozessoren realisiert. Auf diese Weise wird eine so rasche Durchführung der Analyse ermöglicht, dass während der Zeit in der eine Betoncharge gemischt wird, die Korngrössenverteilungen für die Zuschlagstoffe der nächsten Charge ermittelt werden, so dass durch eine Berechnung der erforderlichen Mengen der einzelnen Betonkomponenten eine gleichbleibende Einhaltung der Betonspezifikation gewährleistet werden kann. Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig.1 eine schematische Darstellung der Trennkammer, Fig. 2 einen Schnitt durch die Trennkammer, Fig. 3a und 3b zwei unterschiedliche Ausführungsformen der Probenzulaufeinrichtung und Fig.4 den schematischen Aufbau der Wägeeinrichtung. Die in Fig. 1 dargestellte Trennkammer ist ca. 30 cm lang und 25 cm hoch, bei einer Breite von ca, 2 cm. Die Wasserzufuhr (3) erfolgt über die vorgeschaltete, zylindri sche Einlaufkammer (5), welche mit der Trennkammer (4) über eine Laminarisiereinrichtung (9),durch mehrere hintereinander geschaltete Gitter gebildet, verbunden ist. Die Laminarisiereinrichtung wirkt als Drossel und gewährleistet eine gleichgeschwindige Verteilung der einströmenden Wassermenge über die gesamte Höhe der Trennkammer. Das für laminare Strömungen charakteristische Strömungsgeschwindigkeitsprofil, bei einer durch zwei parallele Platten gebildeten Kammer eine Dreiecksverteilung, stellt sich erst in sehr langen Gefässen allmählich ein. Bei den vorliegenden Dimensionen und Strömungsgeschwindigkeiten kommt es nicht zur Ausbildung dieses Strömungsprofiles. Der Ausgang der Trennkammern wird durch fächermässig senkrecht zur Strömung entlang einer Schrägen angeordneten Lamellen (27), die ebenso wie die Führungsleisten (14). zur Aufrechterhaltung der gleichgeschwindigen, weitgehend laminaren Strömung dienen, gebildet. Die Trennflüssigkeit strömt über die Sammelkammern (8) ab. Das Probegut (1) wird mit Wasser (2) in einem Vormischer (24) durch Rühren vermischt. Das so vorgemischte Probe-Trägerflüssigkeit-Gemisch wird mittels direkt auf die Flüssigkeit aufgeprägter Schwingungen im Einströmrohr (18) innig vermischt. Die detaillierte Anordnung der Probenaufbereitungsvorrichtung ist in Fig. 3a bzw. Fig. 3b ersichtlich. In Fig. 3a wird das durch Rühren in einer Vormischeinrichtung vorgemischte Probe Flüssigkeit-Gemisch durch die im Einströmrohr (20) schwingende Trägerflüssigkeit zusätzlich vermengt. Die direkte Aufprägung der Schwingung auf die Trägerflüssigkeit erfolgt indem eine auf induktiven Weg (19) erzeugte mechanische, lineare Schwingung über die Membran (22) im Pulsationsgefäss (21) auf die Trägerflüssigkeit übertragen wird. Diese wirkt auf das in das Einströmrohr herabsinkende vorgemischte Probe-Trägerflüssigkeit-Gemisch. In Fig. 3b wird eine andere Ausführungsform gezeigt, bei welcher die auf induktivem Weg (19) erzeugte mechanische lineare Schwingungen über eine starre mechanische Verbindung (20) auf das Einströmrohr (18), welches gummielastisch, dicht mit der Wandung der Trennkammern verbunden ist, aufgebracht. Die in der Vormischvorrichtung (24), die elastisch mit dem Einströmrohr strömrohr (18) verbunden ist, vorgemischte Probe-Trägerflüssigkeitsmischung, sinkt in das Einströmrohr, wird dort durch die Einwirkung der Schwingungen innigst vermischt und anschliessend über das Einströmrohr gleichgeschwindig in die laminar strömende Trennflüssigkeit eingebracht. Die Schwingungen können in Richtung und Amplitude verändert werden, um die optimale Schwingungsart herzustellen, bei der keine störenden Turbulenzen im Aufgabebereich auftreten und keine Ablagerungen von Sanden im Einströmrohr auftreten. Der Boden der Trennkammern wird durch keilförmige Vertiefungen, Auffangkammern (7), gebildet, deren Ableitungsrohre als Schleusen (12) jeweils in einer mit der Trennwand über eine Absperreinrichtung (15) fix verbundenen weiteren Kammer münden. Diese Kammer ist mit ruhender Trennflüssigkeit gefüllt. Wie Fig. 4 zeigt, befindet sich in diesen mit Trennflüssigkeit gefüllten Kammern, den Wägekammern (16) ein auf eine Federwaage (26) montierter Wägebehälter (25). Mittels eines speziellen Halterung (29) kann die gesamte Wägeeinrichtung um die Achse (28) zum Entleeren nach der Wägung gedreht werden. Die durch das Gewicht der jeweiligen Fraktion bedingte Auslenkung der Federwaage wird mittels eines induktiven Sensors (17) bestimmt. An der Ausströmseite sind 3 Sammelkammern angeordnet, die ebenso wie die Auffangkammern durch Lamellen (27) abgeschirmt sind. Uber diese Sammelkammern läuft die Trennflüssigkeit in die für die optische Mengenbestimmung vorgesehenen Messeinrichtungen. In Fig.2, die einen Schnitt durch die Trennkammern zeigt, sind deutlich die Führungsleisten (14) ebenso wie die Lamellen (27) und eine Sammelkammer (8) zu erkennen. In Fig. 5 ist beispielsweise die geometrische Auftrennung von Betons anden in der erfindungsgemässen Trennkammer für eine Strömungsgeschwindigkeit von 4,3 cm/ sec gezeigt.

Claims: Patentansprüche: 1. Verfahren zum Bestimmen der Kornverteilung in Korn gemischen, insbesondere Betonsand oder - kies, bei welchem diese in einer Trennkammer in eine laminare Strömung einer Trennflüssigkeit, z.B. Wasser, einge- bracht, mit dieser durch ein Kraftfeld, dessen Kraftlinien mit den Stromlinien der Trennflüssigkeit Winkel einschliessen, transportiert und nach ihren Fallgeschwindigkeiten in eine Anzahl von Fraktionen aufgeteilt und diese aufgefangen werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine repräsentative Probe des Korngutes mit einer Trägerflüssigkeit innig vermischt wird und das Gemisch in Nähe der Eintrittsstelle der Trennflüssigkeit in der Trennkammer (4) in die laminar strömende Trenn flüssigkeit mit einer solchen Geschwindigkeit einge tragen wird, die mit der Strömungsgeschwindigkeit der Trennflüssigkeit nach Richtung und Grösse zumindestens weitgehend übereinstimmt, und dass die Menge jeder inner halb der Trennkammer abgesunkenen Kornfraktion, vor zugsweise durch Wägen in der Trennflüssigkeit, und die Mengen von den aus der Trennkammer mit der Trennflüssig keit abgezogenen Kornfraktionen, vorzugsweise optisch, ermittelt werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Korn-Trägerflüssigkeits-Gemisch in eine mittlere, von den die Flüssigkeitsströmung begrenzenden Wänden der Trennkammer (4) beiderseits entfernte Strömungszone eingebracht wird 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das einzutragende Gemisch aus Trägerflüssigkeit und Probe, durch dem Gemisch, vorzugsweise unmittelbar, aufgeprägte Schwingungen innig, insbesondere homogen, vermischt wird. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gemisch mindestens eine, insbesonders lineare Schwingung, vorzugsweise jedoch zwei oder mehrere, ins besonders lineare,Schwingungen mit untereinander einen Winkel einschliessenden Schwingungsrichtungen und/ oder mit unterschiedlicher Phase, und/ oder Frequenz aufge prägt wird bzw. werden. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennflüssigkeit und die Trägerflüssigkeit iden tisch sind. 6. Verfahren nach Anspruch 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zu- und Abfuhr des Wägegutes in das Wägegefäss (25) sowie die Wägung selbst in der ruhenden, die jeweilige Auffangkammer (7) und die Wägekammer(n) (16) füllenden Trennflüssigkeit vorgenommen wird. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einer seitlich von zwei parallelen oder in Strömungsrichtung divergierenden Wänden begrenzten, vorzugsweise trogförmigen, Trennkammer mit einem Flüssig keitseinlauf und einem Trennflüssigkeitsauslauf die an einander gegenüberliegenden Enden angeordnet sind, mit wenigstens einer Auffangkammer (7) an der Unterseite sowie mit einer Anzahl von auslaufseitig angeordneten Sammelkammern(n) (8), mit an die Auffangkammer(n) und Sammelkammern angeschlossene Einrichtungen zum Ermitteln der Menge der Fraktionen und mit einer Einrich tung zum Einbringen des Probengutes am einlaufseitigen Ende der Trennkammer, dadurch gekennzeichnet, dass an der einlaufseitigen Schmalseite der Trennkammer eine von deren Boden ausgehende, dem Trennflüssigkeits einlauf (3) zugehörige Einlaufkammer (5), die mit der Trennkammer (4) über eine Laminarisierungseinrichtung (9) kommuniziert und dass im oberen Bereich dieser Ein laufkammer eine Probenzulaufeinrichtung (1o) für das in einer Trägerflüssigkeit gemischte Probengut angeordnet ist mit der eine mit der Trennflüssigkeit zumindestens weitgehend übereinstimmende Strömung des Gemisches fest gelegt wird und dass am Boden der Trennkammer wenigstens eine Auffangkammer (7) für eine innerhalb der Trennkammer abgesunkene Kornfraktion und an an der Auslaufseite der Trennkammer mindestens eine Trennkante (11) zum Unter teilen der austretenden Flüssigkeit in mindestens zwei Schichten ausgebildet ist. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Auffangkammer (7) des Bodens über eine Schleuse (12) mit je einer das Wägen der Fraktion in der'Trenn flüssigkeit ermöglichende Einrichtung (13) verbunden ist und an der Auslaufseite der Trennkammern mindestens zwei, je an einer Trennkante aneinander grenzende Sammelkammern (8) vorgesehen sind, an deren Auslauf (6) je eine Leitung mit einer eingebauten Kuvette für die optische Mengenbe- stimmung angeschlossen ist. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass an den Seitenwänden der Trennkammer horizontale, von einander distanzierte, im wesentlichen über die gesamte Länge der Trennkammer reichende , vorzugsweise jeweils 5 bis 30 gO der Breite der Trennkammer in diese hineinra gende Führungsleisten (14) angeordnet sind. 10. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsleisten (14) zumindestens an ihrer Oberseite, vorzugsweise jedoch auch an ihrer Unter seite, von einer Schrägfläche begrenzt sind, insbe sondere als ebene Lamellen ausgebildet sind, und dass deren obere Fläche mit der Seitenwand der Trennkam mer einen stumpfen Winkel einschliesst. 11. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite der Trennkammer eine Anzahl von Auffangkammer (7) angeordnet ist, die im wesent lichen durch in einer horizontalen Ebene liegenden Trennkanten (11) voneinander getrennt sind und von denen jede über ein Absperreinrichtung (15) mit einer mit Trennflüssigkeit gefüllten Wägekammer (16) verbunden ist, in der mindestens eine Wägevorrichtung, insbesondere eine Federwaage (26), untergebracht ist. 12. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wägeeinrichtung, ein, vorzugsweise becherför miges, Wägegefäss (25) aufweist, welches an dem einen Ende einer Flachfeder (26) angebracht ist, deren an deres Ende in einen in der Gefässwand (23) um eine zu der Feder parallele Achse (23) drehbar gelagerten Halter (29) eingespannt ist. 13. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Federwaage (26) mit einer, insbesondere be wegbaren,Spule (17) als Sensor versehen ist, welcher mit einer an sich bekannten elektrischen Iless- und Re gistriereinrichtung verbunden ist. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Einbringung des Korn-Trägerflüs sigkeits-Gemisches aus einem beweglich gelagerten und gegen die Trennkammer abgedichteten in Richtung der Laminarströmung orientierten Einströmrohr (18) gebildet ist, welches mit mindestens einer Einrich tung zur Erzeugung von, insbesondere linearen, Schwingungen, insbesondere einer Induktionsspule, verbunden ist. 15. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Einbringung des Korn-Trcigerflüs- sigkeits-Gemisches aus einem in Richtung der Lami narströmung orietierten Einströmrohr (18) gebildet ist, welches mit mindestens einer Einrichtung zur Erzeugung von, insbesondere linearen, Schwin gungen (19), insbesondere einer Induktionsspule, verbun den ist. 16. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Einbringung des Korn-Trägerflüs sigkeits-Gemisches aus einem in Richtung der Laminarströmung orientierten Einströmrohr (18) ge bildet ist, welches mit mindestens einer Pulsations einrichtung verbunden ist, welche aus einem Pulsationsgefäss (21) einem Schwingungsüberträger (22) und einer Einrichtung zur Erzeugung von, ins besondere linearen, Schwingungen (19), insbesondere einer Induktionsspule, besteht. 17. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Einströmrohr (18) mit einer Vormischein einrichtung (24), vorzugsweise Rühreinrichtung, in welche das Probengut und die Trägerflüssigkeit eingebracht werden, gegebenenfalls flexibel, verbunden ist. 18. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der freie Querschnitt des Einströmrohres (18) höchstens gleich dem, von Einbauten freien Quer schnitt der Trennkammer ist. 19. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in den Auffangkammern (7) und in den Sammel kammern (8) Lamellen (27), im wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung orientiert, angeordnet sind. 20. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenzuführung, die Zufuhr und Abfuhr des Wägegutes in die Wägeeinrichtung, der Wägevorgang, die optische Mengenbestimmung, sämtliche Kalibrie rungsvorgänge sowie die Aufgabe der Messdaten durch eine automatische Steuereinrichtung, vorzugsweise durch mindestens einen Mikroprozessor, gesteuert werden. 21. Anwendung der Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 20 bei der Herstellung von Beton, insbesondere für Fertigteile, bei welcher in aufeinanderfolgenden Chargen aus vorbestimmten Mengen von Betonsand oder -kies, mit Körnern bis zu etwa 5 mm, Zement und Was ser miteinander vermengt werden, für jede Charge je doch vorher aus der repräsentativen Probe die Korn verteilungen der Sandfraktionen ermittelt werden, um im Herstellungsprozess aufgrund der Abweichung der Istwerte von den Sollwerten der Kornzusammensetzung durch laufende Änderung der Mengen der einzelnen Betonkomponenten die spezifizierte Betongüte einzuhalten.

Inventors: DONHOFFER, DIETER, DR., EDER, THEODOR, DIPL.-ING., ROTZER, HARALD, DR., Rötzer, Harald, Dr.
Applicants: OSTERREICHISCHES FORSCHUNGSZENTRUM SEIBERSDORF GESELLSCHAFT M.B.H.
Application year: 1979
Main classification: B03B5
IPC codes: G01N15, B03B5