2 ~ ~ ~ LL 3 ~
L'invention concerne un procedé de réglage de l'injection d un liant bitumineux pendant la fabri-catlon en continu d'enrobé~ pour revêtement routier par mélange d'agrégats et de liant bitumineux.
Il est connu de fabriquer des enrobés bitu-mlneux pour revetement routier par mélange d'agrégats et de liant tel que du bitume liquide.
Prealablement a leur malaxage avec le bitume l~qulde, les agrégats sont séches et chauffés pour as-surer un bon enrobage par le bitume, Il est bien connu de réaliser le sécha0e, le chauffage et le malaxage des agrégats dans une même ln~tallation telle qu'un tambour-sécheur-enrobeur Constitue par une enveloppe cylindrique de grandes di-mensions tournant auour de son axe qui est légerement incliné par rapport au plan horizontal, Les agrégats froids et humides sont amenés a une extrémité du tambour puis déversés dans celui-ci par un dispositif de manutention continu, tel qu'un convoyeur, Un brûleur pénetre par l'une des e~trémités du tambour, de maniere que des gaz chauds circulent dans le tambour, dans sa direction axiale, Le bruleur peut être introduit par l'extrémité d'entrée du tam-2g bour dans laquelle pénetrent les agrégats froids ethumides ou encore par l'extrémité de sortie du tambour opposée a l'extrémité d'entree, Dans le premier cas, les gaz chauds et les agrégats circulent dans le même sens à l'intérieur du tambour, cette circulation étant désignée comme circu-lation a courants parallèles.
, " ", ;,,, Dans le second cas, les gaz chauds et les ~' ,"
agrégats circulent dans des sens différents, cette ,'~
circulation étant désignée comme circulation a contre- ~"
courant. ,', ,~
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2 ~ 3 ~
Le liant généralement constitué par du bitu-me liquide est introduit par une canne d'injection, a l'intérieur du tambour en un point d'injection inter-mediaire entre l'extrémité d'entrée et l'extrémité de ~ortie du tambour, Il est nécessaire de régler l'injection de bitume, de maniere que la proportion de bitume dans le mélange constituant les enrobés bitumineux re3te cons-tante et égale a une valeur déterminée, Pour cela, on mesure le débit pondéral des agr~gats introduits dans le tambour et on détermine le débit correspondant de bitume qui doit etre introduit par la lance d'injection, Le débit pondéral des agrégats introduits 1~ dan~ le tambour est déterminé par pesée en continu, sur un convoyeur peseur, des agrégats froids et humi-des, en un point qui peut être relativement éloigné de l'entrée du tambour, Pour déterminer le débit de bitume qu'il est n~cessaire d'ajouter aux agréyats a un instant donné, on doit calculer le débit pondéral d'agrégats secs correspondant au débit d'agrégats humides mesuré sur le convoyeur peseur. Pour cela, on détermine la pro-portion moyenne d'eau contenue dans les agrégats humi-2~ des et on effectue une correction sur la mesure du dé-bit pondéral, En outre, le point de pesée étant éloigné du point d'injection de bitume, il est nécessaire de tenir compte du temps de transfert des agrégats entre le point de pesée et le point d'injection, pour que le débit de bitume déterminé en fonction du débit d'agré-gats soit effectivement incorporé aux agrégats dont le débit ponderal a éte mesuré au point de pesée, j~:r,: . - . `
20~6438 Dans la technique actuelle, pour un fonc-tionnement de l'installation d'enrobage en régime per-manent, on prend en compte un temps de parcours moyen des agrégats entre la table de pesage du convoyeur S peseur et le point d'injection. L'injection du bitume avec un débit correspondant au débit déterminé a par-tir du débit pondéral des agrégats est différée dans le temps d une durée correspondant au temps de par-cours moyen des agrégats.
Cette technique est tout-a-fait satisfaisan-te dans le cas ou l'installation d'enrobage fonctionne en réglme permanent, de même que lors des changements d'allure de l'installation, dans le sens d'une augmen-tation ou d'une diminution du débit des agrégats ou 1S encore dans le cas de changements de la formule de compogition deg enrobég, 9i ces changements ont lieu ~an~ interrompre la circulation du flux d'agrégats a travers l'in~tallation.
En revanche, cette technique de réglage de 1 injection de bitume n'est plus satisfaisante, au cours des régimes transitoires et en particulier pen-dant les phases de démarrage et d'arret de l'instal-lation au début ou a l'issue desquelles le tambour est totalement vide d'agrégats ~.:
2S Pendant la phase de démarrage de l'installa~
tion, 9i le temps de parcours moyen T0 des agrégats ; `~
entre la table de pesage et le point d'injection de bitume est réglé a une valeur trop forte, on récupere, en sortie du tambour, au début du fonctionnement de ~
l'installation, une quantité importante d'agrégats non :::
revêtus de bitume, généralement désignés sous le nom de "matériaux blancs".
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20643g sortie du tambour, en début de fonctionnement de l'installation mais des matériaux surdosés en bitume dont ia fluidité est anormalement élevée (phénomene désigné par les spécialistes sous le nom de "soupe") Lorsque le temps T0 correspond effectivement au temps de parcours moyen des agrégats, on peut se trouv0r, suivant les phases du demarrage en présence de l'un ou l'autre des défauts de fabrication décrlts cL-d-ssus, Dans tous les cas, l'utilisation de la technique antérieure se traduit par la production d'enrobss de qualité non satisfaisante pendant les pha~0s de démarrage de l'installation, Il en résulte d~s perteJ de matériaux et d'énergie et donc des per-1~ t-s financieres De meme, pendant la phase d'arrêt de l'ins-tallation, si 1- temps T0 est évalué a une valeur trop 40rt~, les enrobés produits présentent le phénomene de ~50upe~ t si le temps T0 est évalué a une valeur trop 4aible, on produit une quantité qui peut etre impor-tante de mat0riaux blancs, En outre, 9i le temps de parcours moyen T0 Jt réglé a une valeur inexacte, l'installation est ~usceptible de produire des enrobés de mauvaise quali-té au cours des changements d'allure ou des change-ments de 40rmule "a la volée" c'est-a-dire sans inter-rompre le débit des agrégats dans le tambour, Le but de l'invention est donc de proposer un procédé de réglage de l'injection d'un liant bitu-mineux pendant la fabrication en continu d'enrobés pour revetement routier par mélange d'agrégats et de liant bitumineux, les agrégats étant amenés en continu dans une installation de séchage et de malaxage en un point de laquelle on effectue 1 injection de liant et ,, :~ ' ' 2 ~ 3 ~
le procédé de reglage consistant a mesurer le débit pondéral d'agregats en un point de pesée extérieur à
l'installation de séchage et de malaxage. a determiner le débit de liant nécesqaire pour enrober le débit d'agrégats mesuré et le temps de transfert des agré-gats entre le point de pesée et le point d'injection et a réaliser l'injection en fonction du débit et du temps de transfert, ce procédé permettant d'obtenir un doJage correct du liant dans les enrobés, en régime permanent, lor~ des changements d'allure ou de formule alnsi que pendant les phases de démarrage et d'arret de l'in 9 tallation.
Dans ce but, pendant le~ phases de démarrage et d'arrêt de l'installation au moins, on réaliJe 1~ l'in~-ction du débit déterminé de liant bitumineux avec un décalage dans le temps supérieur au temps de tran~fert de~ agrégat~ et de manière progre3~ive, Afin de bien falre comprendre l'invention, on va maintenant décrire, a titre d'exemple non llml-tatif, en ~e référant aux flgures jointes en annexe, -`
la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, danQ
le ca~ d'un poste d'enrobage comportant un tambour-sécheur-enrobeur a circulation a courants paralleles, La figure 1 est une représentation schémati~
que et fonctionnelle du dispositif de réglage de l'in-jection de bitume dans un tambour-sécheur-enrobeur.
La figure 2 est un diagramme représentatif -~
des variations du débit d'agrégats et du débit de bi- ~ ;
tume introduits dans un tambour-sécheur-enrobeur, pen-dant le fonctionnement de ce tambour en régime perma- ~
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La figure 3 est un diagramme représentatif ;;
des variations du débit d agrégats et du débit de bi-tume introduits dans un tambour-sécheur-enrobeur, pen-dant le démarrage de ce tambour ;
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La figure 4 est un diagramme représentatif des variations du débit d'agrégats et du débit de bi-tume introduits dans un tambour-sécheur-enrobeur, pen-dant une phase d arrêt de ce tambour, Sur la figure 1, on voit un tambour-sécheur-enrobeur 1 représenté de maniere schématique et com-portant une premiere zone 2 dans laquelle est effectué
le séchage et le chauffage des agregats et une seconde zone 3 dans laquelle est effectué le malaxage des agrégats séchés et chauffés avec du bitume introduit par une lance 4.
La 41amme 5 d'un brûleur pénetre dans la premiere zone de séchage et de chauf4age par l'extré-mité d'entrée du tambour par laquelle sont introduits les agrégats 7, Le tambour, de 40rme générale cylindrique, est mis en rotation autour de son axe pendant le fonc-tlonnement de l'installation, Les agrégats 7 sont ou-levés a l'intérieur du tambour, par des auba~es soli-daires de la sur4ace intérieure de l'enveloppe cylin-drique de ce tambour, jusqu'a constituer un rideau oc-cupant toute la section du tambour et séparant la zone de séchage 2 de la zone d'enrobage 3, Les agrégats 7 sont ainsi exposés aux gaz chauds provenant du brûleur et circulant a 1 intérieur du tambour suivant sa di-rection axiale, entre son extrémité d'entrée et son extrémité de sortie qui pénetre a l'intérieur d'une trémie 8 de récupération des enrobés élaborés dans le tambour a laquelle est raccordée une cheminée d'éva-cuation des gaz ayant traversé le tambour, Les agrégats froids et humides sont amenés à
l'extrémité d entrée du tambour par des,convoyeurs 9 et 10 assurant un approvisionnement continu du tambour en agrégats.
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2 ~
Une table de pesage 11 est associée au convoyeur 9 afin de déterminer le poids d'agrégats porté~ par le convoyeur au niveau de la table de pesa-ge, Le convoyeur 9 comporte également un dispositif 12 d0 mesure de vitesse dont les indications combinées à
celles de la table de pesage permettent de déterminer le débit pondéral d'agrégats froids et humides trans-portés par le convoyeur 9.
La lance d injection de bitume 4 est reliee, par l'intermédiaire d'une vanne 13, à un circuit d'alimentation en bitume 14, Le circuit 14 comporte une branche principa-le sur laquolle sont disposés une pompe à bitume 1S et un compteur 16 ainsi qu'une branche en dérivation 19.
1~ Les doux branches du circuit de bitume 14 sont reliées a un réservoir non représenté dans lequel le bitumo est maintenu en température, La vanne 13 permet de mettre en communication la branche principale du cir~
cuit 14, solt avec la lance d'injection 4, soit avec la branche 19 en dérivation assurant le retour de bi-tume vers le réservoir.
La pompe a bitume 15 est entrainée par un moteur 16 à vitesse variable commandé par un variateur 1 ~, 2~ L'installation comporte de plus un ensemble calculateur régulateur Z0 constitué de plusieurs modu~
les de calcul et de comparaison, - Un premier module de calcul 21 reçoit sou~
forme de signaux les informations provenant de la table de pesage 11 et du dispositif de mesure de vi-tesse 12 et permet de determiner, a partir de ces in-formations le débit pondéral d'agrégats humides trans-portés par le convoyeur 9, , :
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Un second module de calcul 22 reçoit le si-gnal de sortie du premier module 21 ainsi qu'un signal provenant d'une sonde de mesure d'humidité 23 repré-sentatif de la teneur en eau des agrégats humides transportés par le convoyeur 9.
Le module de calcul 22 détermine le débit d'agrégats secs correspondant au débit pondéral d'agrégats humides mesuré sur le convoyeur 9, Un troisième module de calcul 2~ détermine à
partir du débit d'agrégats sec$ provenant du module de calcul 22 et d'un signal provenant d'un module d'en-trée 2S représentati4 de la proportion de bitume à in-troduire dans les agrégats, le débit pondéral de bitu-me qui doit etre injecté par la lance ~, 1~ Il est a remarquer que le point de pesée corre~pondant i la table de pesage 11 se trouve a une distance relativement importante du point d'injection corre~pondant à l'extrémité de la lance 4 débouchant i l'intérieur du tambour 1.
Les agrégats 7 parcourent cette distance en un temps T0 qui peut être évalué à partir de la vites-se moyenne des agrégats entre la table de pesage 11 et le point d'injection i l'intérieur du tambour, Un registre a décalage 28 reçoit un signal représentatif du temps de transfert T0, à partir d'un module d'entrée 26, Le registre 2~ reçoit également un signal représentatif du débit de bitume calculé par le module 24, Le registre 2~ fournit en sortie, a un com-parateur 30, une valeur du débit pondéral de bitume correspondant au débit pondéral des agrégats, en te-nant compte d'un décalage dans le temps égal a T0, Ce débit pondéral de bitume correspond théoriquement au débit pondéral d'agrégats parvenu au point d'injection dans le tambour, i . . . -: ' . . .
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2016~3~
Le compteur de bitume 18 permet de faire parvenir au module 31 de l'ensemble calculateur régu-lateur 20, un signal élaboré dans un module 32 et re-présentatif de la valeur instantanée du débit de bitu-S me injecté par la lance ~, Cette valeur du débit instantané de bitume est envoyée au comparateur 30 qui élabore un signal de sortie en fonction des deux signaux d'entrée représen-tati4s du débit pondéral de bitume qui doit être in-~ecté par la lance ~ et du débit réel mesuré respectl- -vement. - ~ -L- signal de sortie du comparateur 30 assure la commande du variateur 17 et du moteur 16 de maniere a ajuster la valeur du débit injecté par la lance ~ a 1~ la valeur élaborée par le module de calcul 2B.
Sur la figure 2, ont été représentées les variations au cours du temps du débit pondéral de bi-tume injecté dans le tambour, pendant le fonctionne-ment de l'installation et la variation pendant le meme temps du débit pondéral d'agrégats introduit dans le tambour.
A un instant t1, le débit pondéral d'agré-gats introduit dans le tambour et mesuré par la table de pesage 11 e~t accru d'une quantité ~ Q, ~;
2~ Le débit correspondant de bitume reste cons-tant jusqu'a un instant t2 ~ t1 ~ T0, pour tenir comp-te du temps de transfert des agrégats entre la table de pesage 11 et le point d'injection de bitume.
A l'instant t2, le débit pondéral de bitume est accru d'une quantité ~ Q correspondant a l'ac-croissement ~ Q du debit d a~régats a l'instant t1.
Dans le cas d un fonctionnement du tambour en régime permanent, 5i le temps de transfert T0 des agrégats entre le point de pesée et le point d'injec-.
2 0 1 ~ u , o tion est correctement déterminé, les variations du débit de bitume correspondant aux variations du débit d'agré3ats sont mises en oeuvre au moment voulu pour que la proportion de bitume dans les enrobés reste constante, Dans le cas d'un fonctionnement du tambour de maniere qu'il ne se produise que des changements d'allure se traduisant par une variation du débit d'a~régats pénétrant dans le tambour, la technique de l'art antérieur consistant a di4férer d'un temps T0 les variations du débit de bitume liquide corresp-ondant au~ varlations du débit d'agrégats conduit a do~ résultats tout-a-fait satisfaisants en ce qui concerne le maintien d'uno proportion constante de bitume dan~ les enrobés produits Sur les figures 3 et 4, on a représenté les variat~ons du débit pondéral des agrégats pénétrant dan~ le tambour et du débit pondéral correspondant du bitume in~ecté, pendant une phase de démarrage et pen-dant une phase d'arret du tambour-sécheur-enrobeur, en utilisant le procédé suivant l'invention Sur la figure 3, on voit que le débit des agrégats mesuré au niveau de la table de pesage 11 passe a l'instant t1, d'une valeur 0 a une valeur Qn correspondant au débit d'alimentation du tambour dans les condition4 normales de fonctionnement, L'instant t1 correspond a l'aFrivée du flux d'agrégats humides, sur le convoyeur 9, au niveau de la table de pesage 1 1 , Apres l'instant t1, le débit d'agrégats est maintenu a sa valeur Qn pendant toute la période de fonctionnement de l'installation, Selon l'invention, le débit Q' de bitume est maintenu a une valeur nulle jusqu'a un temps t3 z t2 Tg, le temps t2 étant lui-même égal a t1 ~ T0, _, .~.- .,, . - - ~
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Le temps t2 correspond théoriquement à l'ar-rivée des premier~ agrégats dan~ la zone d'injection, ces agrégats étant parvenus sur la table de pesage a l'instant t1, g En réalité, comme il est visible sur la fi-gure 1, la partie antérieure du tambour 1 a circula-tion a courants paralleles dans laquelle se trouve la zone de séchage 2 pré~ente un diametre accru par rap-port a la partie restante du tambour et son remplissa-ge par les agrégats retarde l'arrivée des agrégats au point d'injection d'une durée Tg, Le tempQ Tg corres-pond au temps de remplissage de la partie de tete a grand diametre du tambour-sécheur-enrobeur, Il est bien évident que le temps Tg dépend de la morphologie et des caractéri~tiques dimension-nelles du tambour utilisé.
A partir de l'instant t3 ~t3 ~ t2 ~ Tg~, le débit O' de bitume passe de la valeur O a la valeur Q'n qui représente le débit pondéral de bitume dan~
zo l'installation en fonctionnement normal, Ce débit O'n de bitume est calculé en fonction du débit Qn d'agré-gat~, de maniere que la proportion de bitume dans les enrobés produits par le tambour-sécheur-enrobeur soit fixée a une valeur prédéterminée, Comme il est visible sur la figure 3, de l'instant t3 a l'instant t4, le débit Q'n de bitume est établi par étape~ successives au cours de chacune desquelles le débit de bitume varie de façon linéairs en fonction du temps, Ce mode de variation linéaire par étapes qucce~sives permet de réaliser le réglage de bitume de maniere relativement simple, tout en per-mettant une augmentation progressive et modulée du dé-bit de bitume.
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Cette phase de fonctionnement du tambour d'une durée Tm : t~ - t3 correspond a une phase d,e montée en régime de l'injection de bitume, Cette montée en régime est effectuée en trois étapes successives se traduisant chacune par une variation linéaire du débit de bitume en fonction du temps, avec un facteur de proportionnalité dif~érent.
Cette augmentation progressive du débit de bitume lnjecté est nécessaire pour tenir compte de la constitution progressive de la veine de matériaux en circulation dans la zone d'in~ection, apres remplissa-ge complet de la partie de tete du tambour.
Cet établissement progressif du débit normal d'injection de bltume peut se traduire par un nombre 1~ quelconque de phases successives pendant lesquelles le débit de bitume varie de maniere linéaire en fonction du temps, En réalité, l'établissement progressif du débit de bitume dépend des caractéristiques du tam-bour-sécheur-enrobeur et la variation du débit de bi-tume injecté en fonction du temps peut etre représen-t~e par une courbe différente d'une succession de seg-ments de droite, comme représenté sur la figure 3.
Le procédé suivant l'invention permet d'ajouter aux agrégats, au moment voulu, la quantité
de bitume nécessaire pour obtenir des enrobés bitumi-neux présentant une proportion de bitume parfaitement constante et correspondant a la valeur souhaitée, Le temps de retard Tg du au remplissage de la partie de tete du tambour peut etre déterminé à
partir de la masse d'agrégats nécessaire pour assurer le remplissage de cette partie de tête et du débit de circulation des agregats dans l'installation, Le temps Tg est égal au rapport de ces deux parametres.
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Le temps Tm de montée en régime de l'instal-lation et l'allure des variations du débit d'agrégats au niveau de la zone d'injection, aprè~ remplissage de la partie de tête du tambour peuvent être déterminés S expérimentalement au moment de la mise en service du tambour-sécheur-enrobeur, Sur la figure ~, on a représenté les varia-tions du débit d'agrégats mesuré au niveau de la table de pesage t1 de l'installation et les variations cor-respondante~ du débit de bitume, au niveau du pointd'injoction, pendant une phase d'arrêt du tambour sui-vle d'une vidange complete de celui-ci, A l'instant t1, le débit d'agrégats mesuré
au niveau de la table de pesage 11 passe de la val-ur Qn corre~pondant au débit lors du fonctionnement nor-mal du tambour a la valeur 0, le convoyeur 9 n'étant plus alimenté en agrégats, Un arrêt de l'injection de bitume a l'ins-tant t1 se traduirait par la production d'une quantité
importante de matériaux blancs à la sortie du tambour.
c'est-a-dire d'agrégats non enrobés, Le débit pondéral O'n de bitume correspon-dant au débit On d'agrégats est donc maintenu jusqu à
l'inQtant t2 tel que t2 ~ t1 ~ T0, T0 représentant le temp~ moyen de transfert des agrégats entre la table do pesage et le point d'injection, Cependant, comme il est visible sur la figu-re ~, le débit O'n de bitume n'est amené a la valeur 0 que progre~sivement de l'instant t2 a l'instant t3, Cette phase d'une durée Td égale t3 - t2 correspond à
une descente en régime au cours de laquelle le débit d'agregats au niveau du point d injection décroit pro-gressivement, : . . : . . . ..
- 2 ~ 3 Cette phase de descente en régime de durée Td correspond a la vidange de la partie de tête à
grand diametre du tambour cette vidange se produisant de maniere progressive au cour~ du temps ce qui né-ce~site une diminution progre~ive du débit Q n de bi-tume.
Sur la figure ~ on voit que cette diminu-tion progressive peut etre representee par une courbe constituée par une succession de segments de droite de pente~ différentes. Cette courbe peut être déterminée expér~mentalement et comporter par exemple trois pha-ses successives a variation linéaire.
Il est a remarquer que le temps Td de vidan-go de 1- partie de tête a grand diametre du tambour est sensiblement supérieur au temps Tg de remplis~age de cette partie de tete Ceci résulte du fait que la vidange de la partie de tête à grand diametre n est pas influencée par la pous~ée d autres matériaux contrairement au remplissage Apres l arrêt de l installation par inter-ruption de l alimentation en agrégats les agrégats re~tant dans le tambour pré~entent apres un certain temps une granulométrie disparate et sont peu utili-sables pour fabriquer des enrobés ; d autre part leur temps de transit dans le tambour est extrêmement long.
Cette partie des matériaux dont l enrobage ne présente pas un grand intérêt peut servir a réali-ser un nettoyage du tambour.
Il n est cependant pas souhaitable d arrêter trop brutalement l injection de bitume apres l arrêt de l approvisionnement du tambour en agrégats pour éviter de produire une quantite trop importante de ma-teriaux blancs.
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- 20~6~3 L'arret programmé et progressif tel que re-présenté sur la figure ~ permet d'éviter cet inconvé-nlent De maniére générale le procédé ~uivant l'invention permet d'obtenir un dosage de liant bitu-mineux satisfaisant aussi bien en régime permanent que lors de changements d'allure ou de changements de formule a la volée" pendant le fonctionnement de l'installation d'enrobage. Ce dosage est obtenu en utllisant le temps de parcours moyen des agrégats T0 entre la table de pesage et le polnt d' in~ection de liant comme base pour la détermination du temps de retard d'in~ectlon du bitume.
Oe plu~ le procédé suivant l'invention 1~ permet d'effectuer les phases de démarrage et d'arrêt de l'ln~tallation d'enrobage sans perte de matériaux et en con~ervant un dosage correct en bltume dan~ les enrobés produits a tout ln~tant.
Enfin le procédé suivant l'inventlon permet de prendre en compte la morphologie du tambour-sécheur-enrobeur Par exemple dans le cas d'un tam-bour-~écheur-enrobeur a courants paralleles ayant une partie de tête a grand diametre dans laquelle sont réali~és le séchage et le chauffage des agrégat~ on 2~ tient compte de cette forme en établissant le débit de bitume requis au démarrage de l'installation avec un temp~ de retard supplémentaire dû au remplissage de la tête a grand diametre L'invention ne se limite pas au mode de réa-lisation qui a été décrit.
C'est ainsi qu'on peut envisager des varia-tions du débit de bitume au cours du temps lors des phases de démarrage et d'arret de l'installation d'une forme différente de celles qui ont été décrite~ et re-:", ' ' ':
201~ i7 38 pré~entées, Ces variations dépendent en particulier dela morphologie du tambour-sécheur-enrobeur, de ses conditions d'exploitation et de la nature des agré-gat~, Il est pos~ible d'appliquer le procédé de réglage suivant l'invention au cas d'un tambour sé-cheur et enrobeur a circulation a contre-courant, Dans ce caJ, le brûleur pénetre par la sortie du tambour et comporte éventuellement un corpQ de forme allongée dont l'extrémité a partir de laquelle se développe la flamme est éloignée des extrémités du tambour. Un tel tambour ne comporte généralement pas une zone d'entree deJ agrégats a grand diametre et la zone terminale du tambour dans laquelle a lieu le malaxage de~ agrégats 1~ et du bitume peut présenter au contraire un dlam~tre élargi.
Dans ce cas, au démarrage de l'installation, le débit de bitume e~t établi de maniere progressive sans que l'in~ection soit dif4érée d'une durée corres-pondant a un temps de remplissage de la partle d'en-trée du tambour, L'établissement progressif du débit de bitu~e tient compte de la constitution progressive d'un flux de matériaux a débit constant, dan~ la zone de malaxage, r.
2~ L'établissement du débit de bitume peut etre réalisé suivant une loi de variation quelconque en fonction du temp~, L'invention s'applique à toute in~tallation de production en continu d'enrobés bitumineux par mé-lange d'agrégat~ et de liant, ;, " ' '' ., - .
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The invention relates to an adjustment method injection of a bituminous binder during manufacture continuous asphalt mix ~ for road surface by mixing aggregates and bituminous binder.
It is known to manufacture bituminous mixes removers for road surfaces by mixing aggregates and a binder such as liquid bitumen.
Prior to their mixing with bitumen l ~ qulde, the aggregates are dried and heated to as-ensure a good coating with bitumen, It is well known to carry out the drying, the heating and mixing of aggregates in the same ln ~ tallation such as a drum-dryer-coating Constituted by a cylindrical envelope of large di-mensions rotating around its axis which is slightly inclined to the horizontal plane, Cold and wet aggregates are brought to one end of the drum and then dumped into it by a continuous handling device, such as a conveyor, A burner enters through one of the hoppers of the drum, so that hot gases circulate in the drum, in its axial direction, The burner can be inserted through the inlet end of the drum 2g bour in which penetrate cold wet aggregates or by the outlet end of the drum opposite the entry end, In the first case, hot gases and aggregates flow in the same direction inside the drum, this circulation being designated as lation with parallel currents.
, "",; ,,, In the second case, the hot gases and ~ ', "
aggregates flow in different directions, this, '~
circulation being designated as counter circulation ~ "
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The binder generally consisting of bitu-liquid is introduced through an injection tube, a the interior of the drum at an interjection point between the entry end and the end of ~ nettle of the drum, It is necessary to adjust the injection of bitumen, so that the proportion of bitumen in the mixture constituting the asphalt mix re3te cons-aunt and equal to a determined value, For this, we measure the weight flow of aggregates introduced into the drum and the corresponding bitumen flow to be introduced by the injection lance, The weight flow of the aggregates introduced 1 ~ dan ~ the drum is determined by continuous weighing, on a weighing conveyor, cold and humid aggregates des, at a point which can be relatively far from the drum entrance, To determine the bitumen flow it is necessary to add to the approvals at a given time, we need to calculate the flow rate of dry aggregates corresponding to the flow of wet aggregates measured on the weighing conveyor. For this, we determine the pro-average portion of water contained in humus aggregates 2 ~ des and a correction is made on the measurement of the weight bit, In addition, the weighing point being far from the bitumen injection point, it is necessary to take into account the transfer time of the aggregates between the weighing point and the injection point, so that the bitumen flow rate determined as a function of the flow rate of gats is effectively incorporated into aggregates whose weight flow has been measured at the weighing point, j ~: r ,:. -. ``
20 ~ 6438 In the current technique, for a function-operation of the coating plant in permanent manent, we take into account an average journey time aggregates between the weighing table of the conveyor S gravity and injection point. Bitumen injection with a flow corresponding to the flow determined a-shot of the aggregate weight flow is deferred in the time of a duration corresponding to the time of average price of aggregates.
This technique is completely satisfactory.
te in case the coating plant works as a permanent rule, as well as during changes of the installation, in the direction of an increase tation or a decrease in the flow of aggregates or 1S again in the case of changes in the formula of compogition deg coated, 9i these changes take place ~ an ~ interrupt the circulation of the aggregate flow a through the installation.
However, this technique of adjusting 1 injection of bitumen is no longer satisfactory, at during transitional regimes and in particular during during the start-up and shutdown phases of the installation lation at the beginning or at the end of which the drum is totally empty of aggregates ~ .:
2S During the start-up phase of the installation ~
tion, 9i the average travel time T0 of the aggregates; `~
between the weighing table and the injection point of bitumen is set too high, we recover, at the outlet of the drum, at the start of the operation of ~
the installation, a significant quantity of aggregates not :::
coated with bitumen, generally referred to as of "white materials".
If the time T0 is set too high.:
weak, we do not collect material ~ white a la.: ~:
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20643g out of the drum, at the start of operation installation but materials overdosed in bitumen whose fluidity is abnormally high (phenomenon designated by specialists as "soup") When the time T0 actually corresponds at the average journey time of the aggregates, we can find, depending on the start-up phases involved any of the manufacturing defects claimed cL-d-ssus, In all cases, the use of the prior art results in production unsatisfactory quality during the pha ~ 0s of starting the installation, This results d ~ s lossJ of materials and energy and therefore of the-1 ~ financial ts Similarly, during the shutdown phase of the ins-tallation, if 1- time T0 is evaluated at a value too 40rt ~, the mixes produced have the phenomenon of ~ 50upe ~ t if the time T0 is evaluated at a value too 4 low, a quantity that can be produced is produced aunt of white materials, In addition, 9i the average journey time T0 Jt set to an incorrect value, installation is ~ likely to produce poor quality asphalt during changes in gait or changes 40rmule elements "on the fly" that is to say without inter-break the flow of aggregates in the drum, The object of the invention is therefore to propose a method of adjusting the injection of a bitu-miners during continuous asphalt manufacturing for road surfaces by mixing aggregates and bituminous binder, the aggregates being fed continuously in a drying and mixing plant in one point from which 1 binder injection is carried out and ,, : ~ '' 2 ~ 3 ~
the adjustment process consisting in measuring the flow rate weight of aggregates at a weighing point outside the drying and kneading installation. to be determined the flow rate of binder necessary to coat the flow rate of aggregates measured and the transfer time of approvals gats between the weighing point and the injection point and carry out the injection as a function of the flow rate and transfer time, this process making it possible to obtain a correct binder dosing in asphalt, in regime permanent, when changes in form or formula also during the start and stop phases from the facility.
For this purpose, during the ~ start-up phases and stop the installation at least, we realize 1 ~ in ~ -ction of the determined bituminous binder flow with a time shift greater than the time of tran ~ fert de ~ aggregate ~ and progressively3 ~ ive, In order to fully understand the invention, we will now describe, by way of example not llml-tative, in ~ e referring to the attached flgures, -`
the implementation of the process according to the invention, danQ
the ca ~ of a coating station comprising a drum-parallel flow circulator dryer Figure 1 is a schematic representation ~
and functional of the information adjustment device bitumen junction in a drum-dryer-wrapper.
Figure 2 is a representative diagram - ~
variations in the aggregate flow rate and the bi- flow rate;
tume introduced into a drum-drier-wrapper, during during the operation of this drum in perma- ~
nent -;
Figure 3 is a representative diagram;
variations in aggregate flow and bi-flow tume introduced into a drum-drier-wrapper, during during the start of this drum;
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Figure 4 is a representative diagram variations in aggregate flow and bi-flow tume introduced into a drum-drier-wrapper, during during a stop phase of this drum, In Figure 1, we see a drum-dryer wrapper 1 shown schematically and com-bearing a first zone 2 in which is carried out drying and heating of aggregates and a second zone 3 in which the mixing of the dried and heated aggregates with introduced bitumen with a lance 4.
The 41th 5 of a burner enters the first drying and heating area from the outside drum inlet unit through which are introduced aggregates 7, The drum, of general cylindrical shape, is rotated around its axis during operation installation layout, Aggregates 7 are or raised inside the drum, by auba ~ es soli-of the inner surface of the cylindrical envelope drique of this drum, until constituting an oc-cutting the entire drum section and separating the area 2 of the coating area 3, Aggregates 7 are thus exposed to hot gases from the burner and circulating inside the drum according to its di-axial rection, between its inlet end and its outlet end which penetrates inside a hopper 8 for the recovery of mixes produced in the drum to which an exhaust chimney is connected cuation of gases having passed through the drum, Cold and wet aggregates are brought to the inlet end of the drum by, conveyors 9 and 10 ensuring a continuous supply of the drum in aggregates.
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A weighing table 11 is associated with the conveyor 9 to determine the weight of aggregates carried by the conveyor at the weighing table The conveyor 9 also includes a device 12 d0 speed measurement, the indications combined with those on the weighing table allow you to determine the flow of cold and wet aggregates by weight carried by the conveyor 9.
The bitumen injection lance 4 is connected, via a valve 13, to a circuit bitumen supply 14, Circuit 14 includes a main branch on the console there is a 1S bitumen pump and a counter 16 and a branch branch 19.
1 ~ The soft branches of the bitumen circuit 14 are connected has a tank not shown in which the bitumo is maintained at temperature, valve 13 allows to put in communication the main branch of the cir ~
cooked 14, solt with the injection lance 4, or with branch 19 in derivation ensuring the return of bi-tumes towards the tank.
The bitumen pump 15 is driven by a variable speed motor 16 controlled by a variator 1 ~, 2 ~ The installation also includes a set Z0 regulator computer made up of several modu ~
calculation and comparison, - A first calculation module 21 receives sou ~
form of signals the information from the weighing table 11 and the vi measuring device size 12 and makes it possible to determine, from these information formations the flow of wet aggregates by weight carried by the conveyor 9, ,::
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A second calculation module 22 receives the si-output of the first module 21 and a signal from a humidity measurement probe 23 shown sensitive to the water content of wet aggregates transported by the conveyor 9.
The calculation module 22 determines the flow dry aggregates corresponding to the weight flow of wet aggregates measured on the conveyor 9, A third calculation module 2 ~ determines at from the dry aggregate flow $ from the module calculation 22 and a signal from an input module very 2S representation of the proportion of bitumen to in-troduire in the aggregates, the weight flow of bitu-me which must be injected by the lance ~, 1 ~ Note that the weighing point corresponding to the weighing table 11 is at a relatively large distance from the injection site corre ~ laying at the end of the lance 4 opening i inside the drum 1.
Aggregates 7 travel this distance in a time T0 which can be evaluated from the speed average of the aggregates between the weighing table 11 and the injection point inside the drum, A shift register 28 receives a signal representative of the transfer time T0, from a input module 26, register 2 ~ also receives a signal representative of the bitumen flow calculated by the module 24, The register 2 ~ provides at output a parateur 30, a value of the bitumen weight flow corresponding to the weight flow of the aggregates, in te-taking into account a time offset equal to T0, Ce bitumen weight flow theoretically corresponds to weight flow of aggregates arriving at the injection point in the drum, i. . . -: ' . . .
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2016 ~ 3 ~
The bitumen counter 18 makes it possible to make reach module 31 of the regular computer unit lator 20, a signal developed in a module 32 and re-presentation of the instantaneous value of bit rate S injected me with the lance ~, This value of the instant bitumen flow is sent to comparator 30 which generates a signal output according to the two input signals represented tati4s of the bitumen weight flow which must be in-~ ected by the lance ~ and the actual measured flow rate respectl- -vement. - ~ -L- comparator 30 output signal provides controlling the variator 17 and the motor 16 in a manner to adjust the value of the flow injected by the lance ~ a 1 ~ the value developed by the 2B calculation module.
In Figure 2, the variations over time in the bi-weight flow tume injected into the drum, during operation ment of the installation and the variation during the same time of the weight flow of aggregates introduced into the drum.
At an instant t1, the weight flow rate of gats introduced into the drum and measured by the table weighing 11 e ~ t increased by an amount ~ Q, ~;
2 ~ The corresponding bitumen flow remains constant both until an instant t2 ~ t1 ~ T0, to take into account te of the transfer time of the aggregates between the table weighing 11 and the bitumen injection point.
At time t2, the bitumen weight flow is increased by a quantity ~ Q corresponding to the ac-growth ~ Q of the flow of ~ regats at time t1.
In the case of drum operation in steady state, 5i the transfer time T0 of aggregates between the weighing point and the injection point .
2 0 1 ~ u , o tion is correctly determined, variations in bitumen flow corresponding to variations in flow aggregates are implemented when needed to that the proportion of bitumen in asphalt remains constant, In the case of drum operation so that only changes occur of pace resulting in a variation of the flow a ~ regattas entering the drum, the technique of the prior art consisting of differing from a time T0 variations in the flow rate of corresponding liquid bitumen undulating at ~ variations in the flow of aggregates leads to do ~ completely satisfactory results in concerns the maintenance of a constant proportion of bitumen dan ~ mixes produced In Figures 3 and 4, the variat ~ ons of the weight flow of aggregates entering dan ~ the drum and the corresponding weight flow of bitumen in ~ ecté, during a start-up phase and during during a shutdown phase of the drum-drier-wrapper, using the process according to the invention In Figure 3, we see that the flow of aggregates measured at the weighing table 11 passes at time t1, from a value 0 to a value Qn corresponding to the feed rate of the drum in the normal operating condition4, The instant t1 corresponds to the arrival of the flow of wet aggregates, on the conveyor 9, at the weighing table 1 1, After time t1, the aggregate flow is maintained at its Qn value during the entire period of operation of the installation, According to the invention, the bitumen flow rate Q 'is maintained at zero value until time t3 z t2 Tg, the time t2 being itself equal to t1 ~ T0, _,. ~ .-. ,,. - - ~
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2 ~ 16 L ~
The time t2 theoretically corresponds to the ar-bank of the first ~ aggregates in the injection zone, these aggregates having reached the weighing table a time t1, g In reality, as can be seen in the figure gure 1, the front part of the drum 1 has circulated tion with parallel currents in which the drying zone 2 pre ~ ente an increased diameter compared to port to the remaining part of the drum and its filling age by aggregates delays the arrival of aggregates at injection point with a duration Tg, The tempQ Tg corresponds to pond the filling time of the head part at large diameter of the drum-dryer-wrapper, It is obvious that the time Tg depends of the morphology and characteristics dimension the drum used.
From time t3 ~ t3 ~ t2 ~ Tg ~, the bitumen flow rate O 'goes from value O to value Q'n which represents the bit rate flow of bitumen dan ~
zo the installation in normal operation, This flow O'n bitumen is calculated according to the flow rate Qn of gat ~, so that the proportion of bitumen in the mixes produced by the drum-drier-coating machine fixed at a predetermined value, As can be seen in Figure 3, from time t3 at time t4, the bitumen flow Q'n is established in successive stages ~ during each of which the bitumen flow varies linearly as a function of time, This linear variation mode by stages qucce ~ sives makes it possible to carry out the adjustment bitumen in a relatively simple way, while putting a progressive and modulated increase in the bitumen bit.
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This drum operating phase with a duration Tm: t ~ - t3 corresponds to a phase d, e ramp up of bitumen injection, This ramp-up is carried out in three successive stages, each resulting in a linear variation of bitumen flow as a function of time, with a different proportionality factor.
This gradual increase in the flow of injected bitumen is necessary to take into account the progressive constitution of the vein of materials in circulation in the area of ~ ection, after filling complete age of the head part of the drum.
This gradual establishment of normal flow bltume injection can result in a number 1 ~ any of successive phases during which the bitumen flow varies linearly depending time, In reality, the gradual establishment of the bitumen flow depends on the characteristics of the drum bour-dryer-coating and the variation of the flow of bi-tume injected as a function of time can be represented t ~ e by a different curve of a succession of seg-right, as shown in Figure 3.
The process according to the invention allows add to the aggregates, at the desired time, the quantity of bitumen necessary to obtain bituminous mixes neux presenting a proportion of bitumen perfectly constant and corresponding to the desired value, The delay time Tg due to the filling of the head part of the drum can be determined at from the mass of aggregates necessary to ensure filling this head portion and the flow of circulation of aggregates in the installation, Time Tg is equal to the ratio of these two parameters.
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The time Tm of ramp-up of the installation lation and pattern of variations in aggregate flow at the injection area, after ~ filling of the drum head part can be determined S experimentally at the time of commissioning the drum-dryer-wrapper, In Figure ~, the varia-the aggregate flow measured at the table weighing system t1 and the corresponding variations corresponding to the bitumen flow, at the injection point, during a stop phase of the drum vle of a complete emptying of it, At time t1, the aggregate flow measured at the weighing table 11 pass of the val-ur Qn corre ~ corresponding to the flow during normal operation drum ailment has the value 0, the conveyor 9 not being more supplied with aggregates, A stop of the injection of bitumen at the ins as long as t1 would result in the production of a quantity large amount of white material at the exit of the drum.
that is to say uncoated aggregates, The bitumen flow rate O'n corresponds to dant at the aggregate flow On is therefore maintained until the instant t2 such that t2 ~ t1 ~ T0, T0 representing the temp ~ means of transfer of aggregates between the table weighing and injection point, However, as can be seen in the fig-re ~, the bitumen flow O'n is only brought to the value 0 that progressively increases from time t2 to time t3, This phase of duration Td equal t3 - t2 corresponds to a descent in regime during which the flow of aggregates at the injection point decreases pro-gressively, :. . :. . . ..
- 2 ~ 3 This phase of descent into duration regime Td corresponds to the emptying of the head part at large drum diameter this emptying occurring gradually over time what does ce ~ site a progressive decrease ~ ive of the flow Q n of bi-you ... me.
In the figure ~ we see that this decrease progressive tion can be represented by a curve constituted by a succession of line segments of slope ~ different. This curve can be determined mentally experiment and include for example three pha-its successors with linear variation.
It should be noted that the time Td of emptying go from 1- part of head to large diameter of the drum is significantly greater than the time Tg of filling ~ age of this part of the head This results from the fact that the emptying the large diameter head part n is not influenced by the push of other materials unlike filling After stopping the installation by inter-break in the supply of aggregates aggregates re ~ both in the drum pre ~ entent after a certain time a disparate particle size and are little used sands for making asphalt; on the other hand their transit time in the drum is extremely long.
This part of the materials including the coating not of great interest can be used to cleaning the drum.
However, it is not advisable to stop too much bitumen injection after stopping of the drum supply of aggregates for avoid producing too much ma-white terials.
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- 20 ~ 6 ~ 3 The scheduled and progressive stop as re-presented in Figure ~ avoids this inconvenience nlent In general, the following process the invention makes it possible to obtain a bitu-miners satisfying as well in steady state than during changes of gait or changes of formula on the fly "during the operation of the coating plant. This dosage is obtained in using the average travel time of the T0 aggregates between the weighing table and the in ~ ection polnt binder as a basis for determining the time of bitumen in ~ ectlon delay.
Oe plus ~ the process according to the invention 1 ~ allows to start and stop phases of the coating plant without loss of materials and by con ~ erving a correct dosage in bltume dan ~ les coated products at all ln ~ so.
Finally the process according to the inventlon allows to take into account the morphology of the drum-dryer-wrapper For example in the case of a drum-bour- ~ chipper-wrapper with parallel currents having a large diameter head portion in which are real ~ és the drying and heating of the aggregate ~ on 2 ~ takes this form into account when establishing the flow of bitumen required at the start of the installation with a temp ~ additional delay due to filling the large diameter head The invention is not limited to the mode of realization which has been described.
This is how we can consider varia-bitumen flow over time during start-up and shutdown phases of the installation of a different form from those which have been described ~ and re-: ", ''':
201 ~ i7 38 pre ~ entées, These variations depend in particular dela morphology of the drum-dryer-coating, its operating conditions and the nature of the approvals gat ~, It is pos ~ ible to apply the process of adjustment according to the invention in the case of a dry drum cheur and enrobeur with circulation against the current, In this caJ, the burner penetrates by the exit of the drum and possibly includes an elongated corpQ
whose end from which the flame is away from the ends of the drum. Such drum usually does not have an entry area of large diameter aggregates and the terminal area of drum in which the mixing of ~ aggregates takes place 1 ~ and bitumen can present a dlam ~ tre expanded.
In this case, when the installation starts, the bitumen flow rate is established progressively without the in ~ ection being dif4éré of a corresponding duration-laying a filling time on the part of trée du tambour, The progressive establishment of the flow de bitu ~ e takes into account the progressive constitution of a constant-flow material flow in the area kneading, r.
2 ~ The establishment of bitumen flow can be realized according to any law of variation in function of temp ~, The invention applies to any in ~ tallation continuous production of bituminous mixes per methane lange of aggregate ~ and binder, ;, "'''., -.
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