DE2063119C3 - Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Blöcken aus flüssigem Bitumen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Blöcken aus flüssigem Bitumen und auf eine der Durchführung des Verfahrens dienende Vorrichtung.

Bei allen bekannten Verfahren zur Herstellung von Blockbitumen wird das flüssige Bitumen unmittelbar in Behälter eingefüllt, in denen es bis zur Erstarrung abkühlen muß. Da das Bitumen einen sehr geringen Wärmeleitwert besitzt beträgt die zur Abkühlung in den Behältern erforderliche Zeit in aller Regel 24 Stunden. Diese erforderliche Abkühlzeit macht ein kontinuierliches Herstellungsverfahren unmöglich. Außerdem muß für die abzukühlenden Behälter ein erheblicher Raum zur Verfügung stehen, und mit der Handhabung der abzukühlenden Behälter ist außerdem ein erheblicher Arbeitsaufwand erforderlich

Bei einer bekannten Methode wird das flüssige Bitumen in Papiersäcke abgefüllt die nach dem Füllen durch Vernähen geschlossen werden. Die gefüllten Papiersäcke müssen zum Zweck der Erhärtung des Bitumens liegend ausgelegt werden, wodurch sich ein großer Bedarf an Auslegefläche ergibt Das in den Papiersäcken erstarrte Bitumen besitzt keine kubische Blockform, sondern lediglich eine einzige, durch die Auflage auf dem Boden bedingte ebene Begrenzungsfläche, während die restliche Fläche oval ist. Hierdurch ist eine einwandfreie und sichere Stapelung nur unter besonderem Aufwand und mit besonderen Schwierigkeiten erreichbar. Hinzu kommt die Notwendigkeit, die mit heißem Bitumen gefüllten Papiersäcke von der Füllstation zu dem Ablageplatz zu transportieren und dort liegend auszulegen und sie nach erfolgter Erstarrung wieder auszunehmen und der Stapelung zuzuführen. Hierzu ist zusätzliches Bedienungspersonal erforderlich.

Bei einer weiteren bekannten Methods wird das heiße Bitumen in Folienbeutel abgefüllt, wobei die Beutel während der Abfüllung allmählich in ein Wasserbad abgesenkt werden. Nach erfolgter Schlie-Bung des Folienbeutels werden die gefüllten Beutel im Wasserbad schwimmend abgekühlt, wobei sie nach erfolgter Erstarrung zufolge ihres bei der Erstarrung sich erhöhenden spezifischen Gewichtes auf den Boden des Wasserbades absinken. Auch hier beträgt die Abkühlzeit etwa 24 Stunden, und es ist ebenfalls ein zusätzlicher Bedienungsaufwand bei der Handhabung der gefüllten Beutel erforderlich. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß sich bei dieser Methode keine stapelfähigen Blöcke ergeben, da die gefüllten Bitumenbeutel im Wasserbade eine ovale Querschnittsform annehmen, die eine Stapelung überhaupt ausschließt Ebenfalls ist ein kontinuierliches Verfahren hier wegen der erforderlichen Abkühlzeit ausgeschlossen.

Ein noch anderes bekanntes Verfahren besteht darin, daß Metallbehälter verwendet werden, in die Foliensäkke eingelegt werden, in die wiederum das flüssige Bitumen abgefüllt wird. Hierbei läßt sich zwar eine Blockform erzielen, es ist jedoch ebenfalls die

24stündige Abkühlzeit notwendig; außerdem ist eine Vielzahl von Behältern zur Verfugung zu halten, die während der erforderlichen Abkühlzeit für die weitere Verwendung gesperrt sind. Auch hier ist ein erforderlicher Abstellraum für die Behälter zur Verfügung zu haken. Aus den vorerwähnten Gründen ist auch hier eine kontinuierliche Herstellung niciit möglich. Als Behälter werden einmal konisch sich verjüngende Kästen mit feststehenden Wänden verwendet, aus denen der erstarrte, mit der Folie umkleidete Bitumenblock durch Stürzen entfernt werden muß, wodurch ein zusätzlicher Aufwand sich zwangsweise ergibt Diese Blöcke besitzen keine kubische Form, und daher macht ihre Stapelung gewisse Schwierigkeiten. Es sind auch Kästen bekannt, die eine abklappbare Seitenwand besitzen. Bei Verwendung dieser Kästen ist die Herstellung kubischer Blöcke zwar möglich, die Kästen sind jedoch sehr aufwendig und müssen ebenfalls in Vielzahl zur Verfügung gehalten werden, d.° die Blöcke auch hier in den Kästen auskühlen müssen. Die Möglichkeit einer kontinuierlichen Herstellung ist hier ebenfalls nicht gegeben. Bei der Verwendung von Plastikfolien ergibt sich außerdem das Problem, daß die Schmelztemperatur des Plastikmaterials höher liegen muß als die Einfülltemperatur des Bitumens. Aus diesem Grunde werden Beutel aus Polypropylen verwendet, das bei einer Temperatur von 160 bis 165° C schmilzt Wenn das einzufüllende Bitumen auf Grund seiner Beschaffenheit eine höhere Einfülltemperatur verlangt, verbietet sich die Verwendung von Plastikfolien überhaupt Hinzu kommt, daß das Polypropylen verhältnismäßig teuer ist so daß sich bei Verwendung dieses Materials eine nicht unerhebliche Kostensteigerung ergibt Weiter ist es auch bekannt die kastenförmigen Behälter in den Innenflächen mit einer Trennschicht zu bestreichen, die eine Haftung des Bitumens an der Innenwand verhindert. Auch hierbei ist, abgesehen von der erforderlichen Abkühlzeit und dem hierdurch bedingten Platzbedarf, zusätzlicher, kostensteigernder Arbeitsaufwand erforderlich.

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Überführen von geschmolzenem Pech, natürlichen und künstlichen Harzen odrr Wachs aus dem flüssigen in den festen Zustand ist es bekannt (DE-PS 9 76 913), aus dem geschmolzenen Matearial bestehende massive Stränge durch eine oder mehrere parallelgeschaltete erwärmte Düsen gleichsinnig in einen durch ein Rohr fließenden Kühlrnittelstrom zu leiten und die sich im Kühlmittel ausbildenden, von diesem umgebenen und fortbewegten Stränge in dem Kühlmittelstrom bis zur hinreichenden Formbeständigkeit zu halten und anschließend abzutrennen, wobei die im Kühlmittel hinreichend formbeständig erstarrten Stränge gemeinsam mit dem Kühlmittel oder getrennt von diesem zur weiteren Kühlung durch ein ruhendes Kühlmittel und die vom Kühlmittel getrennten Stränge anschließend zur endgültigen Erstarrung durch Luft geleitet werden. Die auf diese Weise in den festen Zustand überführten Stränge werden durch geeignete Ablenkung in Ringen abgelegt und auf eine Fördervorrichtung gegeben, oder es werden mehrere Stränge zusammengeführt und auf einer gemeinsamen Fördervorrichtung abgelegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses bekannte Verfahren so auszubilden, daß unter Ausnutzung der durch die Wasserkühlung gegebenen kurzen Abkühlzeit des Bitumens eine kontinuierliche ununterbrochene Herstellung von kubischen, eine einwandfreie Stapelung gestattenden Blöcken gewährleistet ist Bei der Herstellung von kubischen Blöcken gleichbleibenden Gewichtes aus den Strängen stellt sich das Problem, die große, durch die Strangform gegebene, dem Kühlmedium darzubietende Oberfläche auf einfache Weise wieder auf das durch die Blockform gegebene Maß zurückzuführen. Um dies zu erreichen, müssen die Stränge in klebrigem Zustand in kleine Abschnitte zerteilt und von dem Kühlmedium getrennt werden, ohne daß schützende Zwischenschichten für das klebrige Bitumen angewendet werden können, da diese eine Blockbildung ausschließen. Hinzu kommt, daß an der Zerteilungsstelle der Stränge keine Aufblähung und damit keine Wassereinschlüsse in dem Bitumen entstehen können, durch die ebenfalls eine Blockbildung ausgeschlossen wird.

Die vorstehend erwähnte Aufgabe wird unter Überwindung der angegebenen Probleme bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches dadurch gelöst, daß die von Wasser umgebenen, in den plastischen Zustand überführten Stränge unter gleichzeitiger Streckung mittels einer Zerkleinerungseinrichtung in eine Vielzahl von kleinen Abschnitten zerteilt und das Wasser und die Abschnitte unter Verwirbelung weitergefördert werden, und darauf das Wasser von den Abschnitten getrennt wird und die Abschnitte getrocknet werden, und anschließend aus dem Strom der Abschnitte einander gleiche Mengen entnommen und in Aufeinanderfolge in Blockform gepreßt und anschließend mit einer Schutzfolie umkleidet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt die folgenden Vorteile.

Durch die Maßnahme, daß an der Austrittsstelle des Stranges eine Erhöhung der Fördergeschwsndigkeit des Wassermantels vorgenommen wird, unterliegt der Strang an dieser Stelle einer Streckung, und es wird dadurch ein Aufblähen des Bitumenstranges und damit die Bildung von Wassereinschlüssen zwangsläufig vermieden. Durch die Erhöhung der Fördergeschwindigkeit des Wassermantels erhält nämlich dieser eine höhere Geschwindigkeit als die konstante fördergeschwindigkeit des Bitumenstranges; hierdurch wird auf den Bitumenstrang ein gleichzeitiger Zug und Druck ausgeübt, der zu einer Verringerung des Strangdurchmessers führt und die Bildung von Wassereinschlüssen ausschließt Durch die nach Erreichung des plastischen Zustandes in Gegenwart von Wasser erfolgende Zerteilung des Stranges in kleine Abschnitte wird während der Zerteilung der Strang und ebenfalls die Zerkleinerungsvorrichtung durch das Wasser gekühlt und gleichzeitig ein Klebenbleiben der Abschnitte aneinander verhindert, da die Abschnitte bis zur Ableitung des Wassers unter Wirbelbildung geführt werden. Nach erfolgter Abführung des Wassers und Trocknung der Bitumenabschnitte werden diese auf einer Wägevorrichtung dosiert und in freiem Fall der Blockpresse zugeführt, wo sie in kubische Blöcke beliebiger Querschnittsform gepreßt und mit einer Schutzfolie umkleidet werden. Da bei der Anwendung der Schutzfolie das Bitumen in plastischem Zustand abgekühlt ist, können preiswerte Folien mit geringerer Schmelztemperatur, beispielsweise das billige Polyäthylen, Verwendung finden, unabhängig von der Fülltemperatur des Bitumens, so daß auch für Bitumen mit höchster Fülltemperatur das billige Folienmaterial benutzt werden kann. Am Ende des Stranges erfolgt ebenfalls eine Streckung des Stranges, wodurch Rückstauungen, die durch die Abschneideoperation auftreten, sich nicht auf den rückwärtigen Teil des

Stranges fortpflanzen können.

Die der Durchführung des Verfahrens dienende Vorrichtung besteht aus einer Mehrzahl von durch eine das flüssige Bitumen fördernde Pumpe gespeisten, beheizten, eine wärmeisolierte Zuführung für das Kühlwasser aufweisenden, je einen Bitumenstrang bildenden Düsen, aus einem am Ausgang jeder Düse angeschlossenen Führungsrohr für das Kühlwasser und den Strang, und ist gekennzeichnet durch einen aus flexiblem Material bestehenden Führungsschlauch als Führungsrohr, eine am Ende des Führungsschlauches angeordnete, den Strang zerhackende Zerkleinerungsvorrichtung, einen die zerhackten Abschnitte und das Kühlwasser aufnehmenden, sich konisch verjüngenden, senkrecht stehenden Trichter, eine an diesen anschließende, das Kühlwasser von den Abschnitten trennende Leitung, einen als Sieb ausgebildeten anschließenden Rüttelförderer, eine aus dem Rüttelförderer gespeiste Dosiervorrichtung, wenigstens eine von der Dosiervorrichtung gespeiste Blockpresse und eine anschließende, die gepreßten Blöcke mit einer Folie umkleidenden Vorrichtung.

Weitere Merkmale der Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine beispielsweise Ausführungsform der der Durchführung des Verfahrens dienenden Einrichtung ist in den Zeichnungen gezeigt, und es bedeutet

A b b. 1 schematische Darstellung der Einrichtung,

A b b. 2 Schnitt gemäß Linie A-A der A b b. 1,

A b b. 3 Darstellung der der Herstellung des Stranges dienenden Düse im Schnitt

Aus einem das flüssige Bitumen enthaltenden Vorratsbehälter 1 wird über eine mit konstantem Druck arbeitende Pumpe 2 das Bitumen durch die Leitung 3 einer Vielzahl von Düsen 4 zugeführt, aus denen ein Bitumenstrang geringen Durchmessers, beispielsweise von 10 bis 12 mm, kontinuierlich ausgestoßen wird. Die Düse 4 dient gleichzeitig der Zuführung des Kühlwassers, das an der Düsenmündung in Form eines Mantels austritt und den sich bildenden Strang 6a umschließt An die Düse 4 schließt sich ein nach Art eines Venturi-Rohres ausgebildeter, konisch sich verjüngender Stutzen 5 an, an den wiederum der flexible Führungsschlauch 6 für den Wassermantel angeschlossen ist Das Wasser kann aus der Düse mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Strang 6a austreten. Beim Passieren des Wassermantels durch den Stutzen 5 wird die Geschwindigkeit des Wassers erhöht so daß es auf den Bitumenstrang 6a einen axialen Zug ausübt Gleichzeitig wird auf den Strang 6a ein allseitiger Druck ausgeübt durch den einmal der Strangdurchmesser geringfügig verringert und gleichzeitig das Auftreten von Wassereinschlüssen ausgeschlossen wird. Um diese Kontraktionswirkung auf den Strang 6a zu wiederholen, sind in dem Führungsschlauch 6 in bestimmten Abständen vsnturirohrartige Zwischenstutzen 7 angeordnet, die dem Stutzen 5 entsprechen. Am Ende des Führungsschlauches 6 ist ein venturirohrartiger Austrittsstutzen 8 angeordnet aus dem der Strang mit dem Wasser unter nochmaliger Kontraktion austritt Wie die A b b. 1 zeigt ist eine Reihe von Austrittsstutzen 8 kreisförmig angeordnet In der Mitte der Stutzen 8 liegt der Motor 9, der ein Schneidmesser 10 aufweist, das, wie die A b b. 2 zeigt mit seinen Messern die Austrittsstutzen 8 untergreift und den austretenden Strang in kleine Abschnitte 66 unterteilt

Die Austrittsstutzen 8 und das Schneidmesser 10 liegen im oberen Ende eines senkrechten, konisch sich nach unten verjüngenden Trichters 11. Die Abschnitte 6b mit dem Wasser treten unter einer durch das rotierende Schneidmesser IO bedingten Wirbelbildung nach unten aus dem Trichter 11 aus und gelangen in eine Leitung 12, deren waagerechter Teil einen Siebboden 13 besitzt, der von einem Mantel 14 umgeben ist, der einen Abflußstutzen 15 für das sich von den Abschnitten 6b abscheidende Wasser bildet. An das Ende der Leitung 12 schließt sich ein Rüttelförderer 16 an, der ebenfalls als Sieb ausgebildet ist und dem eine Trocknungseinrichtung 17 für die auf dem Rüttelförderer 16 befindlichen Abschnitte 6£> zugeordnet ist. Von dem Rüttelförderer 16 gelungen die von Wasser befreiten Abschnitte 6b auf ein Wägeband 18. das nach Wägung einer eingestellten Menge von Abschnitten 6b diese in eine unter ihm befindliche Blockpresse 19 in freiem Fall gelangen läßt. Die gepreßten Blöcke 20 werden über ein Karussell 21 auf ein Förderband 22 gegeben, durch das sie einer Vorrichtung 23 zugeführt werden, in der die Blöcke 20 mit einer Folie umkleidet werden. Von der Vorrichtung 23 führt ein Förderband 24 zu einer Vorrichtung 25, in der die einzelnen Blöcke auf Paletten gestapelt werden.

Bei dieser Einrichtung gelangt das aus dem Behälter 1

entnommene Bitumen erst in der Presse 19 in unmittelbare Berührung mit feststehenden Begrenzungswänden, während vorher die Förderung des Stranges 6a und der Abschnitte 6b so erfolgt daß ein Festhaften des Stranges 6a und der Abschnitte 6b an keiner Stelle erfolgen kann, wodurch Störungen in dem kontinuierlichen Betrieb der Einrichtung mit Zuverlässigkeit unterbunden sind. Damit ist aber eine störungsfreie und kontinuierliche Herstellung von kubischen Bitumenblöcken auf einfache Weise ermöglicht
Die A b b. 3 zeigt die Düse 4 im Schnitt Durch ein Düsenrohr 26 wird das flüssige Bitumen mittels der Pumpe 2 kontinuierlich gefördert und tritt am Ende des Rohres 26 als Strang aus der Düse 4 aus. An dem Rohr 26 ist ein Eintrittsstutzen 27 und ein Austrittsstutzen 28 für den Dampf vorgesehen. Der eintretende Dampf

-to wird in einem Ringkanal 29 bis zur Düsenmündung geführt und hält das Bitumen auf seiner Fülltemperatur und verhindert Verstopfungen des Rohres 26. Von dem Austrittsende des Rohres 26 wird der Dampf zu dem Austrittsstutzen 28 zurückgeleitet und strömt ab. Um das mit der Dampfführung versehene Rohr 26 ist ein Ringkanal 30 angeordnet, der durch das Außenrohr 31 des Düsenrohres 26 gebildet wird und eine Isolierung nach außen bildet Das Außenrohr 31 ist mit seinem Ende in einem Flansch 32 befestigt der seinerseits mit den Verschraubungen 33 mit der hinteren Seitenplatte 34 des Mantelrohres 36 verbunden ist Das Mantelrohr

36 wird auf der Vorderseite durch eine gegenüber der Mündung des Düsenrohres 26 zurückspringende vordere Seitenplatte 35 gehalten. In das Außenrohr 36 des Düsenmantels mündet ein Querstutzen 39, durch den das Kühlwasser dem Mantelrohr 36 zugeführt wird. An der vorderen Seitenplatte 35 ist ein einen Ringspalt mit dem AuBenrohr 31 bildendes Innenrohr 37 befestigt das auf seiner Rückseite offen ist und das durch den Stutzen 39 eintretende Wasser in axialer Richtung an dem Rohr 31 entlangführt Um eine laminare Strömung des Kühlwassers zu erhalten, sind zwischen dem Innenrohr

37 und dem Düsenaußenrohr 31 mehrere, am Umfang gegeneinander versetzte, achsparallele Leitbleche 38 angeordnet Das durch den Stutzen 39 zugeführte Kühlwasser tritt auf diese Weise in laminarer Strömung unmittelbar hinter der Düsenmündung aus und gelangt in den als Venturi-Rohr ausgebildeten Stutzen 5, der an

der vorderen Seitenwand 35 befestigt ist. An den Stutzen 5 schließt sich der Führungsschlauch 6 für den Wassermantel an. Die Düse 4 ist mit den Schrauben 40 an einem feststehenden Konstruktionsteil der Einrichtung befestigt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Blöcken aus flüssigem Bitumen, bei dem das flüssige Bitumen unter konstant gehaltenem Druck in eine Vielzahl von einzelnen Strängen geringen Durchmessers zerlegt wird, und bei dem jeder einzelne Strang bei kontinuierlicher Förderung in einem ihn umschließenden, mit dem Strang bewegten Wassermantel niedriger Temperatur so lange gehalten wird, bis er einen durch und durch plastischer Zustand erreicht hat, wobei er wenigstens an seinem Anfang und an seinem Ende einer Streckung durch Erhöhung der Fördergeschwindigkeit des Wassermantels unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die von Wasser umgebenen, in den plastischen Zustand überführten Stränge unter gleichzeitiger Streckung mittels einer Zerkleinerungsvorrichtung in eine Vielzahl von kleinen Abschnitten zerteilt und das Wasser und die Abschnitte unter Verwirbelung weitergefördert werden, und darauf das Wasser von den Abschnitten getrennt wird und die Abschnitte getrocknet werden, und anschließend aus dem Strom der Abschnitte einander gleiche Mengen entnommen und in Aufeinanderfolge in Blockform gepreßt und anschließend mit einer Schutzfolie umkleidet werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer Mehrzahl von durch eine das flüssige Bitumen fördernde Pumpe gespeisten, beheizten, eine wärmeisolierte Zuführung für das Kühlwasser aufweisenden, je einen Bitumenstrang bildenden Düsen, aus einem am Ausgang jeder Düse angeschlossenen Führungsrohr für das Kühlwasser und den Strang, gekennzeichnet durch einen aus flexiblem Material bestehenden Führungsschlauch (6) als Führungsrohr, eine am Ende des Führungsschlauchs (6) angeordnete, den Strang (Sa) zerhackende Zerkleinerungsvorrichtung (9, 10), einen die zerhackten Abschnitte und das Kühlwasser aufnehmenden, sich konisch verjüngenden, senkrecht stehenden Trichter (11), eine an diesen anschließende, das Kühlwasser von den Abschnitten (6b) trennende Leitung (12), einen als Sieb ausgebildeten anschließenden Rüttelförderer (16), eine aus dem Rüttelförderer (16) gespeiste Dosiervorrichtung (18), wenigstens eine von der Dosiervorrichtung (18) gespeiste Blockpresse (19) und eine anschließende, die gepreßten Blöcke (20) mit einer Folie umkleidenden Vorrichtung (23).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Führungsschlauches (6) ein nach Art eines Venturi-Rohres sich verjüngender Mündungsstutzen (8) befestigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Führungsschlauch (6) in Abständen angeordnete, sich nach Art eines Venturi-Rohres verjüngende Zwischenstutzen (7) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem konisch sich verjüngenden Trichter (11) eine Mehrzahl von Mündungsstutzen (8) kreisförmig über einer rotierenden Messerscheibe (10) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Trichter

(11) anschließende Leitung (12) einen der Abführung des Kühlwassers dienenden Siebboden (13) besitzt

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rüttelförderer (IS) eine Trocknungsvorrichtung (17) zugeordnet ist