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Verfahren und Vorrichtung zum gleichzeitigen Herstellen und Aufbringen von
Emulsionen.
Wollte man bisher emulgierte Stoffe auf irgendwelche Oberflächen, z. B. auf Strassenoberflächen aufbringen, so stellte man die Emulsion vorher durch je nach dem zu emulgierende Stoff verschiedene Verfahren her ; darauf brachte man diese Emulsion auf die zu überziehende Oberfläche auf. Dieses Verfahren hatte zwei Nachteile : l. Man musste eine beständige Emulsion herstellen, die nicht nur ruhig stehenbleiben konnte, ohne sieh zu trennen, sondern selbst ohne Schaden einen mehr oder weniger langen Transport aushalten konnte. 2. Die Emulsion enthielt oft einen verhältnismässig teuren und einen gewöhnlichen, sehr billigen Stoff.
In diesem Falle musste man nicht nur die Transportkosten für den teueren, sondern auch für den billigen Stoff, in welchem der erstere emulgiert war, aufbringen, wodurch beträchtliche Transportkosten entstanden, die zu dem mittleren Wert der Emulsion in keinem Verhältnis standen.
Dies ist besonders der Fall bei Emulsionen von Kohlenwasserstoffen (Teer, Bitumen, Asphalt), die zum Überziehen von Strassen dienen und fast ebenso viel Wasser wie wertvolle Stoffe enthalten. Man muss dabei auch für das in der Emulsion enthaltene Wasser die teuren Transportkosten aufbringen, obgleich man dieses fast immer in nächster Nähe der Verbrauchsstelle beschaffen kann.
Dieser Nachteil wird durch das Verfahren nach der Erfindung vermieden. Nach diesem Verfahren erfolgt das Ausbreiten der Emulsion, der Suspension oder eines ähnlichen Verteilungssystems durch dieselbe Vorrichtung, welche auch zur Herstellung der Emulsion dient. Praktisch kann das Verfahren mit Hilfe irgendwelcher schon bekannter oder neuer Vorrichtungen ausgeführt werden, welche gleichzeitig die Herstellung und die Ausbreitung des Stoffes in Form einer Emulgierung, einer Suspension oder einer ähnlichen Stoffverteilungsart bewirken.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen zur praktischen Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung, bei welcher zum Zerstäuben des Stoffes ein Gas-oder Dampfstrahl benutzt wird, im Schnitt. Fig. 2 zeigt dieselbe Vorrichtung in Vorderansicht. Fig. 3 ist eine schematische Darstellung der Anwendungsweise der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 zur Bekleidung von Strassen. Fig. 4 stellt eine andere konstruktive Ausführungsform der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 dar. Fig. 5 veranschaulicht schematisch eine auf einem anderen Prinzip beruhende Vorrichtung. Fig. 6 zeigt eine Vorrichtung zur praktischen Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung.
Bei der in den Fig. 1, 2,3 und 4 dargestellten Vorrichtung sind angewandt : 1. ein Gas-oder Dampfstrahl zum Zerstäuben und 2. ein verseifender Stoff, um die Emulsion beständig zu machen, der entweder in den Dampf oder in den Stoff auf irgendeine andere Weise eingeführt wird, um den Verteilungszustand hervorzurufen und, wenn nötig, für eine bestimmte Zeit aufrechtzuerhalten. Da die Emulgierung dicht vor ihrer Anwendung entsteht und mit grosser Geschwindigkeit ausgeschleudert wird, hat sie keine Zeit, sich zu trennen, so dass man für gewöhnlich von der Anwendung besonderer verseifender Stoffe, welche die Emulsion beständig machen sollen, absehen kann.
Anderseits hat man, wenn die Emulgierung in Wasser stattfindet, wie es bei Kohlenwasserstoffen zum Beziehen von Strassen der Fall ist, nur den Stoff selbst zu transportieren und kann in beliebiger Form und in beliebigen Mengen das Wasser gebrauchen, welches man in der Nähe der Vcrwendungsstelle findet. Man kann z. B. Teer in an sich bekannter Weise
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durch einen starken Dampfstrahl zerstäuben, wobei der Teer sich mit dem Dampf so emulgiert, dass eine unbeständige Emulsion entsteht. Hat der Dampf sehr grosse Geschwindigkeit und ist die Vorrichtung sehr dicht über dem Boden angebracht, so ist es oft überflüssig, dem Dampf einen verseifenden Stoff zuzusetzen, weil die Emulgierung im Bruchteil der Sekunden bis zum Erreichen der Strassenoberflächen keine Zeit zum Zerfallen findet.
In gewissen Fällen ist man jedoch gezwungen, einen verseifenden Stoff in den Dampf einzuführen, um die Emulsion beständig zu machen, wobei man diesen Stoff entweder durch den Dampfstrahl ansaugen lässt oder ihn in den Dampfstrom einspritzt. Dieses letztere Verfahren kann beispielsweise mit Hilfe der in Fig. 4 dargestellten, weiter unten beschriebenen Vorrichtung ausgeführt werden.
Die Vorrichtung zur Herstellung und zum Ausspritzen der Emulsion mittels eines Dampfstrahles ist schematisch in Fig. 3 dargestellt. Darin ist 9 die Oberfläche der Strasse und 10 die auf Rädern 11 angeordnete Vorrichtung zum Zerstäuben. Diese Vorrichtung wird durch den Behälter 12 gespeist und ist mit einer Reihe von Düsen 13 versehen, die an einem Querstück M angeordnet sind und durch welche in einem gewissen Abstand von der Strassenoberfläche mittels des Dampfes mit grosser Geschwindigkeit die Kohlenwasserstoffverbindungen in Form emulgierten Staubes in Strahlen 15 aus geschleudert werden.
Durch Verschieben der Vorrichtung über die ganze Strassenoberfläche erhält man mit einfachsten Mitteln eine Bekleidung, welche meistens wirksamer ist als eine im voraus hergestellte und kalt aufgebrachte Emulsion, da man einerseits die Vorteile der Emulsion und anderseits die der heissen Aufbringung erzielt. Zur Erzeugung dieser Emulsionsstrahlen kann man verschiedene Vorrichtungen anwenden. Die Fig. 1 und 2 zeigen beispielsweise eine derartige Vorrichtung.
In diesen Figuren ist 1 das Rohr, durch welches der zu emulgierende Stoff zugeführt wird, z. B.
Teer, Bitumen oder Asphalt ; 2 sind die Rohre zur Zuführung des unter Druck stehenden Dampfes, der in einem geeigneten Kessel erzeugt wird. Der Dampf gelangt in das Rohr 3 im Innern des Behälters 4, in welchem sich der Teer befindet. Bei 5 tritt der Dampf aus dem Rohr 3 durch eine enge Öffnung unmittelbar bei der Austrittsöffnung 6 des Stoffes aus. Der Dampf zerstäubt den Teer in an sich bekannter Weise und bildet so die gewünschte Emulsion.
An Stelle der Düsen 13 kann auch ein sich über die ganze Länge des Rohres 14 erstreckender Spalt vorgesehen sein (Fig. 1).
Wenn man es für notwendig hält, die Emulgierung beständig zu machen, setzt man einen verseifenden Stoff (oder ein Dispersionsmittel) zu, welcher in einen Behälter 7 (Fig. 2) eingefüllt wird, der durch ein Verbindungsrohr 8 mit der Dampfleitung verbunden ist. Auf diese Weise wird die in dem Behälter 7 befindliche Flüssigkeit von dem Dampf angesaugt und mitgerissen. Der verseifende Stoff könnte auch mittels eines Injektors, wie sie bei Kesseln üblich sind, in die Dampfleitung eingespritzt werden, wobei der Stoff in einem unter atmosphärischem Druck stehenden Behälter untergebracht ist.
Man kann auch, wie in Fig. 4 dargestellt, eine andere Vorrichtung verwenden, um den verseifenden Stoff in den Dampf unter günstigeren Bedingungen und in einem bestimmten Mengenverhältnis einzuspritzen.
Der in einem unter dem Druck des Kesseldampfes stehenden Behälter enthaltene verseifende Stoff wird in den Dampf eingespritzt mit Hilfe der statischen Druckdifferenz zwischen Behälter und Dampfleitung. Der Stoff befindet sich in einem Behälter. ?, dessen oberer Teil durch ein Rohr 20 mit dem Kessel 16 in Verbindung steht und der im unteren Teil durch ein Rohr 25 mit der Dampfaustrittsleitung 2a verbunden ist. Auf diese Weise übt der Kesseldampf auf die Oberfläche des Stoffes dauernd einen Druck aus, welcher den verseifenden Stoff durch das Rohr 25 in die Dampfleitung einspritzt.
Bei einer andern Ausführungsform kann man den verseifenden Stoff in den Druckbehälter aus einem zweiten, unter atmosphärischem Druck stehenden Behälter 24 einführen, der an den unteren Teil des Behälters 19 durch ein Rohr 26 angeschlossen ist. Die Leitungen 25 und 26 sind mit Hähnen 23, 21 und 18 versehen.
Wenn die Hähne 23 und 21 geöffnet sind, übt der Kesseldampf auf die Oberfläche des in dem Behälter 19 befindlichen verseifenden Stoffes einen dauernden Druck aus, wodurch der Stoff durch das Rohr 25 in die Leitung 2 eingespritzt wird, wo er sich mit dem austretenden Dampf mischt.
Um von Zeit zu Zeit den Behälter 19 füllen zu können, werden die Hähne 23 und 21 geschlossen (s. Fig. 4). Der in dem Behälter 19 befindliche Dampf kondensiert und erzeugt über der Oberfläche des verseifenden Stoffes ein Vakuum. Wird darauf der Hahn 18 geöffnet, so hat das Vakuum eine zum Füllen des Behälters 19 ausreichende Saugkraft, selbst dann, wenn die Oberfläche der Flüssigkeit in dem Behälter 19 tiefer liegt als in dem Behälter 24.
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verstellen.
Zur Erzielung einer guten Zerstäubung des verseifenden Stoffes in den Dampf ist am Ende der Leitung 25 ein Zerstäuber 22 vorgesehen.
Will man die Beständigkeit der Emulsion noch vergrössern, beispielsweise wenn das Querstück 14 (Fig. 3) aus irgendeinem Grunde mehr von der Oberfläche 9 entfernt werden muss oder wenn man sehr leicht zerfallende Stoffe anzuwenden hat, so kann man durch die seitlichen Zuführungen 9a. (Fig. 1) ein
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(beispielsweise dem Teer) und dem die Emulsion erzeugenden Dampf (beispielsweise Wasserdampf) mischt.
In den Fig. 5 und 6 ist schematisch eine Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt, bei welcher zwei Turbinen an sich bekannter Art verwandt sind, die zum Zerstäuben der zu behandelnden Stoffe dienen, indem sie die Stoffe zwischen zwei sehr nahe beieinander angeordneten glatten oder rauhen Oberflächen passieren lassen, die eine dieser Oberfläche wird dabei in eine sehr schnelle Drehbewegung versetzt.
Will man die Emulsion, Suspension oder ähnliche Verteilung durch Anwendung eines verseifenden
Stoffes begünstigen, so kann dieser durch dieselbe Mündung wie der zu zerstäubende Stoff in die Turbinen eingeführt werden.
In Fig. 5 ist schematisch eine Vorrichtung mit zwei lotrechten Turbinen dargestellt. Der Behälter 31 ist mit warmen Bitumen und der Behälter 30 mit einem ebenfalls warmen, verdünnten oder unverdünnten verseifenden Stoff gefüllt. Diese beiden Behälter sind irgendwie auf den Rädern 32 angebracht, mittels welcher die ganze Vorrichtung über die zu bedeckende Oberfläche bewegt werden kann. Die beiden Turbinen 27 sind unter den Behältern angebracht und mit diesen durch Rohre 28 zur Einführung des zu emulgierenden Stoffes und durch Rohre 29 zur Einführung des verseifenden Stoffes in die Turbinen verbunden. Die beiden Turbinen können durch eine geeignete Vorrichtung angetrieben werden, deren Antrieb beispielsweise von den Laufrädern der Vorrichtung abgeleitet werden kann.
Der Antrieb könnte jedoch auch auf irgendeine andere Weise erfolgen ; beispielsweise könnte ein unabhängiger Antriebsmotor vorgesehen sein.
In Fig. 6 ist ebenfalls 31 ein Behälter für warmes Bitumen und 30 ein Behälter für den verdünnten oder unverdünnten verseifenden Stoff. Diese beiden Behälter sind, wie bei den Beispielen nach Fig. 5, auf Rädern 32 angebracht. Unter diesen Behältern sind zwei waagrechte Turbinen 35, bestehend aus einem Stator 34 und einem Rotor 36, vorgesehen. Eine geeignete Antriebsvorrichtung 33 ermöglicht eine Regelung des Turbinenantriebes. Das warme Bitumen gelangt durch Rohre 28, der verseifende Stoff durch Rohre 29 in die Turbinen.
Bei den Beispielen nach den Fig. 5 und 6 wird der zu emulgierende Stoff, wenn er zwischen die beiden wirksamen Oberflächen der Turbinen gelangt, in Berührung mit der die Emulsion erzeugenden Flüssigkeit zerstäubt und in Form einer Emulsion mit grosser Geschwindigkeit auf die zu bedeckende Oberfläche aufgespritzt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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