DD250328A5 - Verfahren und vorrichtung zum schaeumen von bitumen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Schaeumen von Bitumen. Fluessiges Bitumen mit einer Temperatur von 120 bis 160C wird mit 1 bis 3 Ma.-% Wasser in einer Mischvorrichtung bei einem Druck vermischt, der hoeher als der Saettigungsdruck von Wasserdampf bei der Temperatur des heissen Bitums ist. Aus der Mischvorrichtung kann sich die Mischung durch ein Ventil, wie ein Drosselventil, ausdehnen, wobei durch die resultierende Verdampfung des Wassers in der Mischung das erwuenschte Schaeumen des Bitumens hervorgerufen wird. Figur
Description
Hierzu 1 Seite Zeichnung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schäumen von heißem flüssigem Bitumen, das als Belag oder Schicht auf Straßenbaustoffen wie Kies, Schotter und dergleichen verwendet werden soll und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Zu diesem Zweck wird das Bitumen auf eine Temperatur erhitzt, bei der es im flüssigen Zustand vorliegt. Ein Schäumen vergrößert das Volumen des Bitumens und das Bitumenmaterial ist besser ausgenutzt als ohne Schäumen.
Es ist bekannt, daß Schäumen und Bitumen so auszuführen, daß das heiße flüssige Bitumen, das eine Temperatur von 12O0C bis 1600C aufweist, durch ein Rohr geleitet wird und mit einem Wasserstrahl unmittelbar vor dem Rohrauslaß in Berührung kommen kann, wobei die auftretende sofortige Verdampfung des Wassers zum Schäumen des Bitumens führt, wenn es aus dem Rohr ausfließt und mit dem zu beschichtenden Straßenmaterial vermischt wird.
Im allgemeinen enthält das Bitumen einen gewissen Zusatz von Amin, um seine Haftfähigkeit zu erhöhen. Amine sind bei den Temperaturen, auf die das Bitumen erhitzt wird, unbeständig, und daher können die Amine dem Bitumen erst unmittelbar vor dem Ausfließen des Bitumens zugesetzt werden, um eine starke Verringerung der Haftfähigkeitsbewirkung auszuschließen. Aus dem gleichen Grund können auch nur verhältnismäßig begrenzte Mengen von Bitumen auf einmal mit den Aminen vermischt werden.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Schäumen von heißem, flüssigem Bitumen zur Anwendung zu bringen, das ein kostengünstiges Verschäumen eines qualitätsverbesserten Bitumens erlaubt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Schäumen von heißem flüssigem Bitumen, bei dem das Schäumen durch Verdampfen von mit dem heißen flüssigen Bitumen in Berührung stehendem Wasser erfolgt, zu schaffen, das eine hohe Durchsatzleistung in der Einrichtung gewährleistet sowie die Haftfähigkeit des Bitumens verbessert.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Wasser mit dem heißem Bitumen bei einem Druck, der höher als der Sättigungsdruck von Wasserdampf bei der Temperatur des Bitumens liegt, vermischt wird und die Mischung die Möglichkeit bekommt, sich bei einem Druck, der niedriger als der Sättigungsdruck ist, auszudehnen.
Es ist im Sinne der Erfindung, daß das Bitumen und Wasser bei einem Druck von etwa lOkp/cm2 vermischt werden.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Amine dem Wasser zugesetzt, bevor dieses mit dem Bitumen vermischt
Die erfindungsgemäße Einrichtung besteht aus einem Behälterfür heißes flüssiges Bitumen und einem Behälterfür das mit dem flüssigen Bitumen zu vermischende Wasser sowie einer Mischvorrichtung, mit der das Bitumen und Wasser bei einem Druck vermischt werden können, der höher als der Sättigungsdruck von Wasserdampf bei der Temperatur des Bitumens liegt, einer Dosierpumpe, mit deren Hilfe der Druck des Bitumens und Wassers auf den verlangten Wert erhöht werden kann, und einem Ventil, durch das sich das Bitumen/Wasser-Gemisch unter reduziertem Druck und Entwicklung von Wasserdampf ausdehnen kann, wobei es sich bei dem Ventil vorteilhaft um ein Drosselventil handelt.
Es ist im weiteren Sinne der Erfindung, daß die Mischvorrichtung ein Ultraschall-Homogenisier- oder Emulgiergerät ist.
Ein Detail der erfindungsgemäßen Lösung ist es, daß eine Schaumspritzvorrichtung mit der Auslaß-(Niederdruck)-Seite des Ventils verbunden ist.
Eine Ausübungsform ist es, wenn es sich bei dem Schaumspritzgerät um eine hohle Spritzschiene handelt, die mit einer Vielzahl von Auslaßdüsen versehen ist und die Auslaßdüsen mit einer verstellbaren Schlitzöffnung versehen sind.
Die Erfindung ist ausgebildet, wenn ein Behälter für Amin, das für die Zugabe zu dem zu schäumenden Bitumen vorhanden ist und eine Dosierpumpe für die Zugabe des Amins zu dem Wasser vor der Wasserpumpe vorhanden ist.
Das Amin wird eine Beschaffenheit aufweisen, wie sie herkömmlich für solche Zwecke verwendet wird, zum Beispiel Diamin, und in Mengen von beispielsweise 0,2 bis 1,5 Ma.-% der Bitumenmenge verwendet werden.
Die Erfindung solI anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt eine Einrichtung zum Schäumen von Bitumen.
Transportbehälter 1,2,3 oder Gefäße sind für Bitumen, Wasser bzw. Amin angeordnet. Das in Behälter 1 befindliche Bitumen wird auf eine Temperatur zwischen 120 bis 160°C erhitzt und weist daher einen verhältnismäßig fließfähigen flüssigen Zustand auf. Bitumen und Wasser werden mit Hilfe der Dosierpumpen 4; 5 und der Rückschlagventile B; 7 in eine geschlossene Kammer einer mit Rührwerk ausgestatteten Mischvorrichtung 8 bei einem Druck gepumpt, der stets höher als der Sättigungsdruck von Wasserdampf bei der oben genannten Temperatur des Bitumens ist.
Infolge des in der Mischvorrichtung 8 herrschenden hohen Druckes kann das Wasser während des kräftigen Vermischens mit dem Bitumen nicht sieden. Die dem Bitumen zugesetzte Wassermenge wird normalerweise 1 bis 3 Ma.-% wie üblich betragen, wird aber von dem verlangten Schäumungsgrad abhängen. Der Wassergehalt kann auf Wunsch natürlich höher sein, wobei günstige Ergebnisse mit einem Wassergehalt von sogar 30% erzielt worden sind. Nach einem bevorzugten erfindungsgemäßen Aspekt wird Amin dem Wasser vor der Wasserpumpe 5 über eine Dosierpumpe 9 zugeführt.
Von der Mischvorrichtung 8 gelangt die Mischung aus Bitumen, Wasser und Amin zu einem Ventil 10, vorzugsweise einem Drosselventil, durch das sich die Mischung bei einem niedrigeren Druck, als dem oben erläuterten Sättigungsdruck, in eine Ausdehnungskammer in Form eines Schaumgerätes 11 mit einer Vielzahl von Auslaßdüsen 12 ausdehnt. Unter dem Druckabfall auf der Niederdruckseite des Ventils 10 wird das in der heißen Bitumenmischung vorhandene Wasser sofort zu sieden beginnen und dadurch das Schäumen des Bitumens herbeiführen, wenn es in die Ausdehnungskammer fließt und durch die Auslaßdüsen 12 austritt.
Als Mischvorrichtung 8 kann jede zweckmäßige herkömmliche Anlage verwendet werden. Eine Anlage, die sich für diesen Zweck als besonders geeignet erwiesen hat, ist ein Ultraschall-Homogenisier- oder Emulgiergerät.
Der Druck wird in der Mischvorrichtung 8 mit Hilfe des Ventils 10 je nach der Temperatur des Bitumens so eingestellt, daß der Druck jederzeit so hoch ist, daß das Sieden des Wassers auf der Hochdruckseite des Ventils 10 verhindert wird. Normalerweise wird ein Druck von etwa 980 KPa/m angewandt, dereinem Siedepunkt des Wassers von etwa 1800C entspricht.
Der Druck in der Niederd.ruckseite des Ventils 10 wird98bis295kPa/m über dem atmosphärischen Druck liegen und reicht aus, um den Bitumenschaum mit der verlangten Geschwindigkeit durch die Düsen 12 zu pressen. Die Düsen 12 können gewöhnliche Spritzdüsen sein, wenn die erfindungsgemäße Anlage ein mittleres Fassungsvermögen hat, zum Beispiel bis zu 10 Liter Bitumen pro Minute, während sie bei größeren Fassungsvermögen besser Schlitzdüsen mit verstellbaren Düsenöffnungen sein sollten.
Claims (10)
1. Verfahren zum Schäumen von heißem flüssigem Bitumen, bei dem das Schäumen durch Verdampfen des mit dem heißen flüssigen Bitumen in Berührung stehende Wasser erfolgt, gekennzeichnet dadurch, daß das Wasser mit dem heißen flüssigen Bitumen bei einem Druck vermischt wird, der höher als der Sättigungsdruck des Wasserdampfes bei der Temperatur des Bitumens ist, und die Mischung sich anschließend bei einem Druck, der geringer als dieser Sättigungsdruck ist, ausdehnen kann.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Bitumen eine Temperatur von 120 bis 16O0C aufweist, gekennzeichnet dadurch, daß das Bitumen und Wasser bei einem Druck von etwa 10 kp/cm2 vermischt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß Amin dem Wasser zugesetzt wird, bevor dieses mit dem Bitumen vermischt wird.
4. Einrichtung zum Schäumen von flüssigen Bitumen, bestehend aus einem Behälter für Bitumen und einem Transportbehälterfür das mit dem heißen flüssigen Bitumen zu vermischende Wasser, gekennzeichnet dadurch, daß eine Mischvorrichtung (8) angeordnet ist, mit der Bitumen und Wasser bei einem Druck vermischt werden, der höher ist, als der Sättigungsdruck des Wasserdampfes gegenüber der Temperatur des heißen Bitumens, wobei Dosierpumpen (4; 5) mit deren Hilfe der Druck von Bitumen und Wasser auf den verlangten Wert erhöht werden kann, und ein Ventil (10), durch das sich die Mischung von Bitumen/Wasser bei einem reduzierten Druck unter Entwicklung von Wasserdampf ausdehnen kann, angeordnet sind,
5. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß das Ventil (10) ein Drosselventil ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Mischvorrichtung (8) ein Ultraschall-Homogenisier- oder Emulgiergerät ist.
7. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß eine Spritzvorrichtung mit der Auslaß-(Niederdruck)-Seite des Ventils (10) verbunden ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, daß das Schaumspritzgerät (11) eine hohle Spritzschiene ist, mit einer Vielzahl von Auslaßdüsen (12) versehene Spritzschiene ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet dadurch, daß Auslaßdüsen (12) mit einer verstellbaren Schlitzöffnung versehen sind.
10. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 8, die einen Behälter für Amin, das für die Zugabe zu dem zu schäumenden Bitumen vorgesehen ist, aufweist, gekennzeichnet dadurch, daß eine Dosierpumpe (9) für die Zugabe des Amins zu dem Wasser vor der Dosierpumpe (5) vorhanden ist.
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