Einrichtung zur Herstellung von Mischungen aus festen, körnigen bis staubformigen losen Materialien mit flüssigen, plastischen Bindemitteln
Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Einrichtung zur Herstellang von Mi- schungen aus festen, körnigen bis staubför- riiigen losen Materialien mit flüssigen oder verflüssigten plastischen Bindemitteln, insbesondere zur Herstellung bituminöser Mischun- gen für Bauzwecke, durch. Aufwirbeln der festen und Druckzerstäubung der plastischen Stoffe.
Es sind Vorrichtungen dieser Art bekannt, bei welchen die Feststoffe in einem Misch- gefä mit Hilfe von am Boden des Gefässes angeordneten, rotierenden Flilgeln in eine oberhalb der Flügel sich bildende Wirbelzonen- schicht aufgewirbelt werden, und während sie sich in dieser Wirbelschicht in Suspension befinden, wirddureh Druekzerstäubung der plastischen Stoffe mittels einer im obern Teil des Gefä#es angeordneten Anzahl Düsen, die von einem mit Heizorganen versehenen Bindemitteltank gespeist werden, der verflüssigte, plastische Stoff von oben auf die im. Schwebe- zustand befindliehen Feststoffteilchen auf. gesprüht.
Bei einem derartigen Mischverfahren wird d zum Untersehied gegenüber den früher verwendeten Enetverfahren zur Vermischung von Feststoffen und Bindemittel mit dem Flüssigkeitsgrad, das heisst der Viskosität des Bindemittels, gearbeitet. Damit durch das Aufsprühen des Bindemittels von oben auf die schwebenden Festoffteilchen eine einwandfreie Mischung und korrekte Dosierung des Bindemittels erzielt wird, ist es erforder lich, dass das zur Versprühu gelangende Bindemittel die vorbestimmte optimale Tem- peratur besitzt.
Durch die zwischen dem Bindemitteltank und den Zerstäuberdüsen in die Bindemittelleitung eingeschalteten Apparaturen, wie Filter, Flüssigkeitsmesser und Druckpumpe, erfolgte bei den bisherigen Anordnungen ein unkontrollierbarer Temperaturabfall, so da# die erforderliehe Zerstäubungstemperatur nicht genau eingehalten werden konnte, und auch der Flüssigkeitsmesser keine korrekte Dosierung der den Düsen zugeführten Binde mittelmenge ergab.
Diese Nachteile werden mit dem Gegenstand der Erfindung dadurch umgangen, dass zwischen einem Vorratsbehälter für das plastische Bindemittel und dem im genannten Mischgefä# vorgesehenen Düsensystem ein Apparatebehälter angeordnet ist, der ein Filter, einen diesem nachgesehalteten volume- trischen Flüssigkeitsmengenmesser und eine letzterem naehgesehaltete Druekpumpe mit Ventilen enthält, die in die Bindemittellei- tung zwischen Vorratsbehälter und Düsen- system eingeschaltet sind, und dass dieser Behälter mit einer diese Vorriehtungen umspülenden Heizflüssigkeit gefüllt ist,
um Tempe ratur und Viskosität des Bindemittels während seines Durchganges durch diese Vorrich- tlmgen konstant wu halten.
In den beiliegenden Zeiehnungen ist eine beispielsweise Ausführungsform der erfin- dungsgemä#en Einrichtung dargestellt.
Fig. 1 zeigt sehematisch eine Einrichtung zur Herstellung bituminöser Mischungen.
Fig. 2 ist ein Vertikalsehnitt durch die Mischvorrichtung der Einrichtung nach Fig. I.
Fig. 3 ist ein Horizontalschnitt durch die Mischvorriehtung, nach der Linie III-III in Fig. 2.
Zwecks besserer Klarheit ist die Einrichtung in den Figuren ziemlich schema. tiseh dargestellt,undverschiedene Einzelheiten, Steuerungen und andere zum Verständnis nicht unbedingt notwendige Elemente sind weggelassen.
Die mit 1 bezeichnete eigentliche Miseh- vorrichtung ist in Fig. 2 und 3 im Sehnitt dargestellt und erscheint auch schematisch ganz links in der Fig. 1. Sie wird durch ein geschlossenes Mischggefä# gebildet, das aus einem Mischtrog 3, Seitenwänden 2 und einem Deckel 4 besteht.
Das Innere des Mischtroges 3 weist in seinem untern Teil eine mit 11 bezeichnete Verscbleisspanzerung auf. Die Entleerung der Vorrichtwng effolgt über einen Rundschieber 12, der sieh in Längsriehtung über die Mitte des Trogbodens erstreckt und in der in Fig. 2 dargestellten Stellung den Boden des Mischtroges 3 abschliesst, aber nach einer axialen Drehung um 180 das Ab flie#en des im Mischtrog enthaltenen Materials gestattet.
Zwei Wellen 5 und 6 sind drehbar in Wälzlagern 13 gela-gert und in entgegengesetzter Richtung durch einen nicht dargestell ten Motor, der auf eines der Zahnräder 9 und 10 wirkt, mit einer mittleren Umfangsge- schwindigkeit von 3 mlsee a. ngetrieben. Leieht auswechselbare Wellenabdichtungen7und 8 sind bei den der Wellen durch die Seiten- wände 2 des Mischtroges vorgesehen. Im Innern des Mischtroges siind die Wellen 5 mid, d 6 mit Armen 14 bzw. 15 versehen, wel che Arme sternförmig von der Welle aus gehen und a. n ihren Enden Wurfsehaufeln 16 bzw. 17 tragen.
Diese Wurfsehaufeln sind derart angeordnet, da# eine Schaufel auf einer Welle mit einer solchen auf der andern Welle alterniert. Die Form der Schaufeln ist derart, dass die Drehung der Wellen nicht nur eine Wirbelzone oberhalb der Schaufeln erzeugt, sondern gleichzeitig auch einen Quertransport der aufgewirbelten Feststoffe bewirkt, das heisst, dass durch die besondere An ordmmg der Schaufeln eine horizontal zirku- lierende Bewegung des Mischgutes in der Wirbelzone herbeigeführt wird,
die im Zy- klus dieses Mischeffektes immer neue Ober- flächen der Feststoffe den einschliessenden Bindemittelteilchen darbietet und damit den Mischvorgang intensiviert und gleichzeitig be schleunigt. Dies wird erreicht, indem der Winkel der Schaufeln bzw. der Achse zwi schen 30 und 600 variiert. Die Zahl der Wurf- schaufeln variiert je nach Inhalt des Misch- troges zwischen 8 bis 30 pro Welle und ihre Umfangsgesehwindigkeit beim Betrieb beträgt mindestens 2, 5 mlsec.
Das Misehgefäss l besitzt ein solches Volu men, da# die Glö#e des dem hochgesehleuder- ten Mischgut dargebotenen Sehweberaumes wenigstens annähernd das dreifache Volumen des vom ruhenden Gut benötigten Raumes beträgt.
Oberhalb der Mischblätter sind im Raume, welcher durch den Deckel 4 des Mischtroges gebildet wird, zwei Reihen Zerstäuberdüsen 18 8 angeordnet, die dazu bestimmt sind, das plastische Bindemittel unter Flüssigkeits- druckzuzerstäubenundinForm eines Nebels gegen die die E'eststoffteilchen in Suspension enthaltenden Wirbelzone zu richten. Die Zer stäuberdüsen erhalten das flüssige plastisehe Bindemittel durch eine Rohrleitung 19, welehe an ein in sich geschlossenes System angeschlossen ist, das unter anderem einen Filter, einen Flüssigkeitsmesser und eine Druckpumpe aufweist.
Diese eine Einheit bildenden Ellemente sind derart zusammengeschaltet, dass sie die Zufuhr des flüssigen Bindemittels automatisch volumetrisch dosieren und eben- falls automatisch die Zufuhr zu den Zer stäuberdüsen abstellt. Dieses System ist sche matiseh in Fig. 1 dargestellt. Es weist in einem Appa. ratebehälter 28 untergebracht einen Filter 21, einen Flüssigkeitsmesser 22, eine durch einen Elektromotor 24 angetrie- bene Hoehdruekpumpe 23 mit Regulierventil 25 auf. Der Behälter 28 ist mit einer Heizflüssigkeit gefüllt, zu deren Aufheizung ein aus Heizleitungen 27 bestehender Heizkörper vorgesehen ist.
Die Zufuhr zu den Zerstäuberdüsen 18 geschieht in vordosierten Chargen,deren Volumen vom Volumen der Feststoffe, die mit den Bindemitteln vermischt werden müssen, abhängt.
Die Arbeitsweise der Zufuhr der plasti schen Bindemittel zu den Zerstäuberdüsen ist folgende :
Das plastische Bindemittel wird vorerst in einem Ofen 31 aufgeheizt. Eine Pumpe 32 fördert über isolierte Leitungen 33 und 34 das flüssige Bindemittel in einen isolierten Behälter 35. Ein Überlaufrohr 36 fiihrt gegebenenfalls überflüssiges Bindemittel wieder in den Ofen zurück.
Vom Behälter 35 flirt die Flüssigkeit über eine isolierte oder mit einem Mantel für Heizflüssigkeit versehene Leitung 37 in den ex Filter 21 im Innern des Behälters 28. Um sämtlich im Behälter 28 enthaltenen Instru- mente und Apparate auf gleichmässiger Tem peratur zu halten, ist dieser Behälter mit einem wärmeleitenden Spezialöl gefüllt, welehes durch die Heizschlangen 27 beheizt wird.
Infolgedessen behält das Bindemittel bei seinem Durchgang durch die versehiedenen Apparate eine gleichmä#ige Temperatur bei, wodurch auch seine Viskosität konstant bleibt und später eine gleiehmässige und optimale Zerstä. ubung des Bindemittels gestattet.
Vom Filter 21 fliesst das Bindemittel über ein Rohr 29 durch den Flüssigkeitsmesser 22 und gelangt zur Pumpe 23, welche das Bindemittel unter hohem Druck von beispielsweise 20 atm zu den Düsen 18 fordert. Die Forerleitung zu den Düsen ist ebenfalls mit einer Isolation oder einem Flüssigkeitsmantel zur Zirkulation von Heizflüssigkeit versehen, damit das Bindemittel unter gleiehbleibender Temperatur zudenDüsengelangt. Der Flüs sigkeitsmesser 22 ist über eine Übertragung 38 mit einem optischen Indikator 39 ver bunden, der eine Skala 40, einen Messzeiger 41 und einen Einstellzeiger 42 aufweist.
Letzterer dien zum Voreinstellen des spater in der Mischvorrichtung benotigten Binde- mittelvolumens Die elektrische Kontaktschal tungdesE.instellzeigers 42 ist derart, da# letzterer über eine magnetische Kupplung 44 die Zufuhr von Bindemittel zu den Zerstäu- berdüsen 18 abstellt, sobald die beiden Zeiger 41 und 42 naeh Durehgang der dosierten Bindemittelmenge sich decken. Hierauf kehrt der Messzeiger sofort in seine in Fig. 1 dargestel. lte Nullstellung zuriiek.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass die beschriebene Einrichtung das Vermischen von festen, kornigen bis staubförmigen, losen Materialien mit einer vorbestimmten Menge flüssigen oder verflüssigten, elastischen oder klebenden Bindemitteln gestattet, wobei drei Arbeitsgänge, nämlich die Abmessung des Bindemittels" die Zufuhr desselben unter Druck in die Zerstäuberdüsen und die Vermischung dieser Komponenten durch Versprühen des Bindemittels auf das aufgewir- belte Festmaterial in einem Arbeitsgang koordiniert durchgeführt werden können.
Die Zu fuhr von Bindemittel zu den Zerstäuberdüsen wird automatisich, unterbro : ehen, sobald die vorbestimmte Bindemittelmenge zerstäubt worden und damit die Vermischung beendet ist. Die erhaltene Mischung darf nicht, wie dies bei den bisher bekannten Verfahren und Einrichtungen notwendig war, nach Zufuhr des Bindemittels noch geknetet werden.
Es ist natürlich moglieh, im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch noch andere a. Is die beschriebenen und dargestellten Mittel zur Steuerung der Bindemittelzufuhr zu den Zerstäuberdüsen zu benützen. Beispielsweise könate der Pumpenmotor über eine e schaltbare, elektromagnetische Kupplung mit der Bindemittelpumpe gekuppelt werden, so dass der Motor r während des Betriebes der Anlage ständig läuft und nur die Pumpe an-uns abgestellt wird.
Die beschriebene Einrichtung gestattet die Herstellung von Mischungen, in denen die Feststoffteilchen die Teilchen des zerstäwbten Bindemittels umhüllen. Diese Mischung, bei der die Klebrigkeit nicht in Erscheinung g tritt, wird dann erhalten, wenn die Anlage bei Temperaturen unter dem Verflüssigungsb pmkt des Bindemittels (Asphalt) arbeitet und die Tröpfehenform deszerstäubtenpla- stisehen Bestandteils erhalten bleibt ; dieser Zustand wird die inaktive Phase genannt.
Wenn die Mischvorrichtung warm, das heisst oberhalb der Schmelztemperatur des Bindemittels arbeitet, so verflüssigen sich die zerstäubten Partikel ; es tritt die aktive Phase des Bindemittels ein, in welcher die Feststoff- teilchen von Bindemittelteilchen umhüllt wer- den.