Verfahren und Einrichtung zum portionsweisen Verpacken von heissilüssigem Bitumen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum portionsweisen Verpacken von heissflüssigem Bitumen.
Die bekannten Bitumenverpackungen bestehen im wesentlichen aus Metallblech oder Holzplattentonnen, in die das geschmolzene Bitumen ausgegossen wird. Das in den Tonnen erstarrte Bitumen kann bereits als ein einheitliches Stück Ware befördert werden. Die bekannten Verfahren sind aber einerseits kostspielig und anderseits bei der Verwendung umständlich. Sowohl die aus Metallblech wie auch die aus Holzplatten bestehenden Tonnen sind als Verpackungen kostspielig, weil sie einen verhältnismässig hohen Bedarf an Material und einen hohen Aufwand an Bearbeitung beanspruchen. Hierzu kommt, dass das Metallblech und die Holzplatte bei Verwendung vom Bitumenklotz abgeschält werden muss, was nicht nur schwierig ist, sondern eine Zerstörung der Verpackung nach einer einzigen Verwendung zur Folge hat.
Dabei sind die bekannten Verfahren auch gefährlich, weil das unter hohem Druck gelieferte heissflüssige Bitumen durch Spritzen Brandwunden verursachen kann.
Die Erfindung bezweckt die Behebung der erwähnten Nachteile und die Schaffung eines Verfahrens bzw. einer Einrichtung zum Verpacken von Bitumen, die ermöglichen, das Bitumen billig und betriebssicher befördern und zeitgemässe Verpackungsmaterialien, namentlich Kunststoffolien verwenden zu können. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das beim Abkühlen zähflüssig und plastisch gewordene Bitumen nicht nur einfach und gefahrlos gehandhabt werden kann, sondern auch einen Wärmezustand aufweist, bei welchem als Verpackungsmaterial weder Metall, noch ein Stoff höherer Entzündungstemperatur, z.B. Holz nötig ist.
Das Verfahren gemäss der Erfindung besteht nun darin, dass das heissflüssige Bitumen durch Oberflächenabkühlung in eine plastische Masse überführt und unterteilt verpackt wird, wobei das Verpackungsmaterial zweckmässig aus einer Kunststoffolie, z.B. aus Polyäthylen bestehen kann.
Polyäthylenfolien haben den grossen Vorteil, dass das Polyäthylen beim Schmelzen des darin verpackten Bitumens mit dem Bitumen verschmilzt, in ihm gleichsam verschwindet und die Güte des Bitumens fördert, ohne dass die Verpackung entfernt zu werden braucht.
Zwecks Oberflächenabkühlung zwischen einem Einlass für heissflüssiges Bitumen und einem Auslass für plastisches Bitumen kann das flüssige Bitumen dispergiert und das dispergierte Bitumen durch ein gasartiges Kühlmittel, zweckmässig durch Luft, unmittelbar gekühlt und dann vom Kühlmittel durch Ablagern getrennt werden. Es ist aber auch möglich, das flüssige Bitumen zwecks Oberflächenabkühlung auszubreiten und den aus dem ausgebreiteten Bitumen bestehenden Film in kontinuierlichem Betrieb mit dem Kühlmittel indirekt zu kühlen, wobei es dann zweckmässig in einer Strangpresse homogenisiert wird.
Weitere Einzelheiten werden aufgrund der Zeichnung erläutert, in der zwei beispielsweise Ausführungsformen der Einrichtung zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt sind.
Fig. 1 stellt einen senkrechten Schnitt des einen Ausführungsbeispiels dar,
Fig. 2 ist eine Seitenansicht des anderen Ausführungsbeispiels,
Fig. 3 ist eine Draufsicht zur Fig. 2,
Fig. 4 ist schliesslich ein Schnitt entlang der Linie IV IV der Fig. 3.
Gleiche Bezugszeichen weisen in den Zeichnungen auf ähnliche Einzelheiten hin.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 wird zweckmässig für weichere Sorten von Bitumen verwendet. Es besteht aus einer turmartigen Konstruktion, in welcher ein Abkühlraum 12 vorgesehen ist. Der Abkühlraum 12 ist nach unten durch einen Absetztrichter 10 abgeschlossen. Der Abkühlraum 12 ist oben mit dem Umgebungsraum verbunden, der mit 14 bezeichnet ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Abkühlraum vertikale Wände. Bei der Anschlussstelle von Absetztrichter 10 und Abkühlraum 12 sind regelbare Luftzuführöffnungen 16 vorgesehen. Oberhalb des Abkühlraums 12 ist eine Dispergiervorrichtung angeordnet, die aus einer Scheibe 20 an einer senkrechten Welle 18 besteht. Die Scheibe 20 ist in nichtgezeichneter Weise sowohl an ihrem Rand, wie an ihrer Fläche perforiert.
Die Welle 18 ist mit der Abtriebswelle eines Antriebes 22 verbunden, dessen Antriebswelle mit 24 bezeichnet und an einen Elektromotor 26 angeschlossen ist. Das heissflüssige Bitumen kommt in Richtung des Pfeiles 28 über eine Rohrleitung 30 an.
Der Absetztrichter 10 läuft in eine Beschickungsvorrichtung 32 aus, unterhalb deren ein Förderband 36 mit Behältern, z.B. Kisten 34, angeordnet ist, die den herzustellenden Bitumenklötzen entsprechen und mit Kunststoffolien z.B. mit Polyäthylenbeuteln ausgekleidet sind.
Der Absetztrichter 10 kann auch mit einer Heizung versehen werden, wodurch die Temperatur und somit der Aggregatzustand des sich ansammelnden plastischen Bitumens sehr genau eingestellt werden kann.
Die dargestellte beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung arbeitet wie folgt:
Das Bitumen wird in an sich bekannter Weise in heissflüssigem Zustand über eine Hochdruckrohrleitung zur Einrichtung geleitet und der Rohrleitung 30 zugeführt (Pfeil 28). Von hier fliesst das Bitumen auf die Dispergierscheibe 20, die über den Antrieb 22 durch den Elektromotor 26 in Drehung versetzt wird. Durch die Dispergierscheibe 20 wird das Bitumen gleichsam zerstäubt, wobei es in Form von Tropfen in den Absetztrichter 10 herabfällt, wie dies durch Pfeile 38a und 38b angedeutet ist. Den abwärtsfallenden Bitumentropfen strömt über die Öffnungen 16 in Richtung von Pfeilen 40a und 40b Luft entgegen.
Dadurch werden die Bitumentropfen soweit abgekühlt, dass sie sich im Absetztrichter 10 in plastischem Zustand ansammeln. Über die Beschickungsvorrichtung 32 fliesst das Bitumen in Richtung des Pfeiles 42 in die Kisten 34 am Förderband 36.
Erreicht das herausfliessende Bitumen in der Kiste 34 eine bestimmte Höhe, wird die Beschickungsvorrichtung 32 vorübergehend abgesperrt und das Förderband 36 in der Richtung des Pfeiles 44 solange bewegt, bis eine neue Kiste unter die Beschickungsvorrichtung 32 zu liegen kommt. In der mit Bitumen bereits gefüllten Kiste wird die Polyäthylenfolie oberhalb des Bitumens zusammengefaltet und in das Bitumen eingedrückt. Auf diese Weise wird erreicht, dass beim vollständigen Erstarren des Bitumens der Klotz aus der Kiste zusammen mit seiner Verpackung einfach herausgehoben werden kann.
Die Regelung des Einfüllniveaus, die Mitnahme des Förderbandes 36 sowie die Handhabung der Kisten 34 bzw. der in Kunststoffolien verpackten Bitumenklötze und die Regelung der Beschickungsvorrichtung 32 kann in an sich bekannter Weise einfach automatisiert werden, wodurch das Verfahren noch wirtschaftlicher gestaltet werden kann.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 bis 4 wird zweckmässig zum Verpacken von härterem Bitumen verwendet. Zwecks oberflächlicher Abkühlung des Bitumens wird dieses nicht dispergiert sondern ausgebreitet.
Zu diesem Zweck ist eine ringförmige Schüssel 60 vorgesehen, in welcher eine insbesondere aus Fig. 4 ersichtliche ebenfalls ringförmige Abkühlplatte 62 mitgenommen wird. Zwecks Mitnahme ist an der Abtriebswelle 18 des Antriebes 22 anstatt der Dispergierscheibe 20 ein Zahnrad 64 befestigt, das in eine nicht dargestellte Verzahnung am Rand der Abkühlplatte 62 eingreift.
In der Schüssel 60 befindet sich ein Wasserbad 66, das über einen Zuflussstutzen 68 und einen Ausflussstutzen 70 ständig gewechselt wird. Hier wird demnach das Bitumen über die Abkühlplatte, d.h. mittelbar abgekühlt, was im Gegensatz zur bekannten unmittelbaren Abkühlung durch Wasser gestattet, das Bitumen in zähflüssigen oder plastischen Zustand bringen zu können.
Unterhalb der Ausflussöffnung der Rohrleitung 30 zum Zuführen des heissen Bitumens ist ein Beschickungsbrett 72 angebracht. Wie aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, arbeitet mit der Abkühlplatte 62 ein als Abhebeband 74 dienender Förderer zusammen, durch den das Bitumen von der Abkühlplatte 62 abgehoben und einer Strangpresse (Extruder) 76 zugeführt wird. Mit 78 ist der Antriebsmotor der Strangpresse 76 bezeichnet.
Diese zweite Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung arbeitet wie folgt:
Das heissflüssige Bitumen wird in Richtung des Pfeiles 28 über die Rohrleitung 30 dem Beschickungs- brett 72 zugeführt, von wo es auf die Abkühlplatte 62 gelangt, die durch den Elektromotor 26 in Richtung des Pfeiles 80 gedreht wird. Auf der Abkühlplatte 62 bildet das Bitumen einen Film, der unter der Wirkung eines unterhalb des Filmes zirkulierenden flüssigen Kühlmittels, z.B. Wasser, immer mehr abgekühlt wird. Die Drehzahl der Abkühlplatte 62 wird in Anbetracht ihres Durchmessers derart bestimmt, dass der Bitumenfilm auf der Abkühlplatte 62 bei einer gewünschten Schichtdicke gerade auf eine gewünschte Temperatur abgekühlt wird und in plastischen oder zähflüssigen Zustand übergeht, bis das Abhebeband 74 erreicht wird.
Wenn demnach die Stirnseite des Filmes hier ankommt, wird der Filmanfang einfach auf das Abhebeband 74 herübergehoben und dadurch die kontinuierliche Entfernung bzw. Abhebung bereits gewährleistet.
Vom Abhebeband 74 wird der plastische Bitumenfilm der Strangpresse 76 zugeführt, von wo er in Richtung des Pfeiles 42 in Kunststoffolien gelangt und erstarrt. Dies erfolgt im Prinzip in der Weise wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1.
Wie ersichtlich, liegt das Wesen der Einrichtung gemäss Fig. 2 bis 4 darin, dass eine Abkühlplatte 62 mit einer Leitung 30 zum Zuführen von flüssigem Bitumen, eine Fördereinrichtung 74 zum kontinuierlichen Entfernen des auf der Abkühlplatte 62 entstandenen Bitumenfilmes sowie ein an die Fördereinrichtung angeschlossener Homogenisator vorgesehen sind.
Anstelle des Abhebebandes 74 können selbstverständlich alle Arten von Fördereinrichtungen verwendet werden, die geeignet sind, den Bitumenfilm von der Abkühlplatte 62 herauszuheben und der Strangpresse 76 zuzuführen. Aber auch die Strangpresse kann durch beliebige Homogenisatoren ersetzt werden, die geeignet sind, das im plastischen Zustand zugeführte Bitumen durchzukneten und in regelbarer Weise portionsmässig auszuliefern.
Es ist sogar möglich, mehr als eine Abkühlplatte zu verwenden, die übereinander angeordnet sind und von denen die Bitumenfilme gemeinsam auf das Abhebeband 74 geführt werden.
Oberhalb des Bitumenfilmes kann ein gasförmiges Kühlmittel, z.B. Luft zugeführt werden, wodurch die Wasserkühlung mit Luftkühlung kombiniert wird. Dabei wird natürlich ungewälzte Kühlluft verwendet, da der Bitumenfilm bzw. die Abkühlplatte 62 dem Umgebungsraum ausgesetzt sind.
Process and device for the portion-wise packaging of hot-liquid bitumen
The invention relates to a method and a device for the portion-wise packaging of hot liquid bitumen.
The known bitumen packaging consists essentially of sheet metal or wooden plate barrels into which the molten bitumen is poured. The bitumen solidified in the barrels can already be transported as a single piece of goods. The known methods are on the one hand expensive and on the other hand cumbersome to use. Both the barrels made of sheet metal as well as those made of wooden panels are expensive as packaging because they require a relatively high level of material and a high level of processing. In addition, the metal sheet and the wooden plate have to be peeled off from the bitumen block when used, which is not only difficult, but also results in the packaging being destroyed after a single use.
The known methods are also dangerous because the hot liquid bitumen delivered under high pressure can cause burns through spraying.
The invention aims to remedy the disadvantages mentioned and to create a method and a device for packaging bitumen which enable the bitumen to be transported cheaply and reliably and to be able to use contemporary packaging materials, namely plastic films. The invention is based on the knowledge that the bitumen, which has become viscous and plastic during cooling, can not only be handled easily and safely, but also has a warm state in which neither metal nor a substance with a higher ignition temperature, e.g. Wood is needed.
The method according to the invention consists in that the hot liquid bitumen is converted into a plastic mass by surface cooling and packaged in sections, the packaging material suitably consisting of a plastic film, e.g. may consist of polyethylene.
Polyethylene foils have the great advantage that when the bitumen packaged in them melts, the polyethylene fuses with the bitumen, disappears into it and promotes the quality of the bitumen without the need to remove the packaging.
For the purpose of surface cooling between an inlet for hot liquid bitumen and an outlet for plastic bitumen, the liquid bitumen can be dispersed and the dispersed bitumen directly cooled by a gaseous coolant, expediently air, and then separated from the coolant by deposition. However, it is also possible to spread the liquid bitumen for the purpose of surface cooling and to cool the film consisting of the spread bitumen indirectly in continuous operation with the coolant, in which case it is expediently homogenized in an extruder.
Further details are explained on the basis of the drawing, in which two exemplary embodiments of the device for carrying out the method according to the invention are shown.
Fig. 1 shows a vertical section of one embodiment,
Fig. 2 is a side view of the other embodiment,
Fig. 3 is a plan view of Fig. 2,
Finally, FIG. 4 is a section along the line IV IV in FIG. 3.
The same reference symbols in the drawings indicate similar details.
The embodiment according to FIG. 1 is expediently used for softer types of bitumen. It consists of a tower-like construction in which a cooling space 12 is provided. The cooling space 12 is closed at the bottom by a settling funnel 10. The cooling space 12 is connected at the top to the surrounding space, which is designated by 14. In the illustrated embodiment, the cooling space has vertical walls. Adjustable air supply openings 16 are provided at the connection point between the settling funnel 10 and the cooling chamber 12. A dispersing device, which consists of a disk 20 on a vertical shaft 18, is arranged above the cooling space 12. The disk 20 is perforated in a manner not shown both on its edge and on its surface.
The shaft 18 is connected to the output shaft of a drive 22, the drive shaft of which is denoted by 24 and is connected to an electric motor 26. The hot liquid bitumen arrives in the direction of arrow 28 via a pipe 30.
The settling hopper 10 runs out into a loading device 32, below which a conveyor belt 36 with containers, e.g. Boxes 34, which correspond to the bitumen blocks to be produced and are covered with plastic films e.g. are lined with polyethylene bags.
The sedimentation funnel 10 can also be provided with a heater, whereby the temperature and thus the aggregate state of the plastic bitumen that collects can be set very precisely.
The illustrated embodiment example of the device according to the invention operates as follows:
The bitumen is passed in a known manner in a hot liquid state via a high-pressure pipeline to the device and fed to the pipeline 30 (arrow 28). From here the bitumen flows onto the dispersion disk 20, which is set in rotation by the electric motor 26 via the drive 22. The bitumen is, as it were, atomized by the dispersing disk 20, falling in the form of drops into the settling funnel 10, as indicated by arrows 38a and 38b. The downwardly falling bitumen droplets flows through the openings 16 in the direction of arrows 40a and 40b, air.
As a result, the bitumen droplets are cooled down to such an extent that they collect in the settling funnel 10 in a plastic state. The bitumen flows via the charging device 32 in the direction of the arrow 42 into the boxes 34 on the conveyor belt 36.
If the bitumen flowing out reaches a certain height in the box 34, the loading device 32 is temporarily blocked and the conveyor belt 36 is moved in the direction of the arrow 44 until a new box comes to lie under the loading device 32. In the crate already filled with bitumen, the polyethylene film is folded up above the bitumen and pressed into the bitumen. In this way it is achieved that when the bitumen solidifies completely, the block can simply be lifted out of the box together with its packaging.
The regulation of the filling level, the entrainment of the conveyor belt 36 as well as the handling of the boxes 34 or the bitumen blocks packed in plastic films and the regulation of the charging device 32 can be easily automated in a manner known per se, whereby the method can be made even more economical.
The embodiment according to FIGS. 2 to 4 is expediently used for packaging harder bitumen. For the purpose of superficial cooling of the bitumen, it is not dispersed but spread out.
For this purpose, an annular bowl 60 is provided in which a likewise annular cooling plate 62, which can be seen in particular from FIG. 4, is carried along. For the purpose of entrainment, a gearwheel 64 is attached to the output shaft 18 of the drive 22 instead of the dispersing disk 20 and engages in a toothing (not shown) on the edge of the cooling plate 62.
In the bowl 60 there is a water bath 66, which is constantly changed via an inlet connection 68 and an outflow connection 70. Here, the bitumen is accordingly over the cooling plate, i.e. indirectly cooled, which, in contrast to the known direct cooling by water, allows the bitumen to be brought into a viscous or plastic state.
A loading board 72 is attached below the outflow opening of the pipeline 30 for supplying the hot bitumen. As can be seen from FIGS. 2 and 3, a conveyor serving as a lifting belt 74 cooperates with the cooling plate 62, by means of which the bitumen is lifted from the cooling plate 62 and fed to an extruder 76. The drive motor of the extruder 76 is designated by 78.
This second embodiment of the device according to the invention works as follows:
The hot liquid bitumen is fed in the direction of the arrow 28 via the pipeline 30 to the loading board 72, from where it reaches the cooling plate 62, which is rotated in the direction of the arrow 80 by the electric motor 26. On the cooling plate 62, the bitumen forms a film which, under the action of a liquid coolant circulating beneath the film, e.g. Water, is cooled more and more. The speed of the cooling plate 62 is determined in view of its diameter in such a way that the bitumen film on the cooling plate 62 is just cooled to a desired temperature at a desired layer thickness and changes to a plastic or viscous state until the lifting belt 74 is reached.
Accordingly, when the end face of the film arrives here, the beginning of the film is simply lifted over onto the lifting belt 74 and thereby the continuous removal or lifting is already guaranteed.
The plastic bitumen film is fed from the lifting belt 74 to the extruder 76, from where it passes in the direction of the arrow 42 into plastic films and solidifies. In principle, this takes place in the same way as in the exemplary embodiment according to FIG. 1.
As can be seen, the essence of the device according to FIGS. 2 to 4 is that a cooling plate 62 with a line 30 for supplying liquid bitumen, a conveying device 74 for continuously removing the bitumen film formed on the cooling plate 62 and a homogenizer connected to the conveying device are provided.
Instead of the lifting belt 74, all types of conveyor devices can of course be used which are suitable for lifting the bitumen film out of the cooling plate 62 and feeding it to the extruder 76. But the extruder can also be replaced by any homogenizers that are suitable for kneading the bitumen supplied in the plastic state and delivering it in portions in a controllable manner.
It is even possible to use more than one cooling plate, which are arranged one above the other and from which the bitumen films are guided together onto the lifting belt 74.
Above the bitumen film, a gaseous coolant, e.g. Air can be supplied, whereby the water cooling is combined with air cooling. In this case, naturally unraveled cooling air is used, since the bitumen film or the cooling plate 62 are exposed to the surrounding space.