DE2645344C3

DE2645344C3 - Einrichtung zur Herstellung eines bituminösen Gemisches für den Straßenbau o.dgl.

Info

Publication number: DE2645344C3
Application number: DE2645344A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Creusot Loire SA
Current assignee: Creusot Loire SA
Priority date: 1975-10-08
Filing date: 1976-10-07
Publication date: 1982-12-09
Also published as: GB1498349A; US4095285A; IT1071646B; DE2645344B2; ES451839A1; FR2327048B1; DE2645344A1; FR2327048A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Herstellung eines Gemisches aus Mineralstoffen und einem sprühfähigen, bituminösen Bindemittel für den Straßenbau od. dgl. nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Bei einer bekannten derartigen Einrichtung zur Aufbereitung bituminösen Mischgutes durch kombiniertes Mischen, Trocknen und Erhitzen (DE-AS 21 02 328) weist die Trommel sine Einzugszone für die Mineralstoffe sowie zum Ausbrennen der Flamme auf, wobei in dieser etwa durch die Flammenlänge begrenzten Zone Schneckenelemente an der Drehrohrinnenwand angeordnet sind. An diese erste Zone schließt sich eine Vermischungszone für die Mineralstoffe und das Bindemittel an, wobei über die Länge dieses Bereiches Sprühdüsen und radial an der Drehrohrinnenwand angeordnete, den Materialfluß fördernde Winkelprofile vorgesehen sind. Die folgende dritte Zone bildet einen Trocknungs-, Umhüllungs- und Erhitzungsbereich, wobei über ihre Länge rinnenartige Hub- und Abwurfelemente etwa achsparallel an der Drehrohrinnenwand befestigt sind. Die letzte Zone vor dem Materialaustrag stellt einen Entschwadungs- und Austragsbereich für das fertige Mischgut mit Einbauten unterschiedlicher Form bzw. ohne Einbauten dar. Die über die Dosiereinrichtung in die Drehtrommel eingetragenen Mineralstoffe von vorgegebenem Kör-■hungsbereich durchlaufen die erste Zone praktisch ohne Wärmeaufnahme mit relativ hoher Fördergeschwindigkeit. In der zweiten, den Erwärmungsvorgang einleitenden Zone findet aufgrund der Formgebung der Winkelprofile eine Umwälzung des Gutstromes statt, wobei auf das sich an der Drehrohrwand umwälzende Mischgut das bituminöse Bindemittel über Düsen aufgesprüht wird. Um den Staubaustrag in den Abgasen zu begrenzen, erfolgt in dieser zweiten Zone keine merkbare Trocknung des Gutstromes, damit eine Bindung des Feinstkornanteils bzw. des Füllers durch die Feuchtigkeit erhalten bleibt In der dritten Zone kommt die Wirkung der Konvektionswärme voll zur Geltung, wodurch eine praktisch vollständige Verdrängung des Oberflächen- und Porenwassers sowie dessen Austausch durch das Bindemittel herbeigeführt wird. Am Ende dieser dritten Zone hat das Mischgut seine Endtemperatur. In der vierten Zone erfolgt eine Entschwadung der dem Mischgut eventuell noch anhaftenden Dampfpartikel. Diese bekannte Einrichtung hat gegenüber herkömmlichen Aufbereitungsanlagen den Vorzug eines kontinuierlichen Betriebes und des Wegfalls jeglicher Fördereinrichtungen für einen Materialzwischentransport. Der Umstand, daß die Mineralstoffe bis zum Besprühen mit dem heißen, bituminösen Bindemittel praktisch nicht vorgewärmt und vorgetrocknet sind, beeinträchtigt aufgrund der hohen Temperaturdifferenz zwischen beiden Medien und des vorhandenen Oberflächen- bzw. Porenwassers die Haftung des Bitumens an den Mineralstoffpartikeln. Die direkte Einwirkung der heißen Verbrennungsgase unmittelbar hinter der Brennerflamme auf das bituminöse Bindemittel hat zumindest partielle Überhitzungen zur Folge, die zum Brechen bzw. Koagulieren des Bitumens führen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine intensivere Vorwärmung und Trocknung der Mineralstoffe erreicht und eine thermische Beanspruchung des zugegebenen Bindemittels vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch die zunehmende Hub- und Abwurfwirkung der Einbauten in der zweiten Zone werden die Mineralstoffe während ihres freien Falles in wachsendem Maße erwärmt und getrocknet, wobei ihre

Failbahnen so ausgewählt sind, daß Berührungen mit der Brennerflamme vermieden werden. Der am Ende dieser zweiten Zone gebildete Vorhang aus herabfallenden Mineralstoffen schirmt das am Anfang der dritten Zone eingesprühte bituminöse Bindemittel gegenüber Einwirkungen durch die Brennerflamme oder durch den Heißgasstrom unmittelbar hinter der Brennerflamme wirksam ab. Dieser somit einen thermischen Schutzschirm für das eingesprühte Bindemittel bildende Materialvorhang hat die weiteren Vorzüge, daß im eintragsseitigen Trommelbereich ein gewisser Oberdruck und damit eine intensivere Erwärmung des Materials in der zweiten Zone erreicht wird, wobei gleichzeitig in der dritten Zone eine gleichmäßigere Strömungsverteilung und damit Senkung der Strö- r> mungsgeschwindigkeit der abziehenden Verbrennungsgase erfolgt Diese geringere Strömungsgeschwindigkeit bewirkt eine erhebliche Senkung des Staubanteiles in den Abgasen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ehr Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. So ergibt sich «!durch die verbesserte Haftung und Umhüllung die "!hinsichtlich der Abmessungen und Herstellungskosten "vorteilhafte Möglichkeit, das fertige Mischgut aus der dritten Zone unmittelbar in den Materialaustrag zu fördern, ohne daß eine weitere Entschwadungszone notwendig ist

Eine Anpassung der Behandlungsvorgänge an unterschiedliche Mineralstoff- bzw. Bitumenarten kann auf technisch einfache Weise durch eine in Längsrichtung verstellbare Ausbildung des Sprührohres erreicht werden, wobei die genaue Positionierung der Sprührohr-Ausmündung durch den erfaßten Staubanieil in den Abgasen bestimmt wird.

Eine hinsichtlich des Staubar'ei'.* weitergehende Verbesserung der durch den Materialvorhang erzielten günstigen Strömungsverhältnisse in der dritten Zone ergibt sich durch das Vorsehen einer an ihrer Ausgangsseite angeordneten Querwand, die eine Prallfläche für Staubpartikel darstellt und darüber hinaus zur Vergleichmäßigung der Abgasströmung im Trommelinneren beiträgt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht der Einrichtung mit einem Längsschnitt der Drehtrommel und Fig.2 bis 5 schematische Querschnittdarstellungen H-II, IH-IH. IV-SV und V-V der Drehtrommel nach Fig. 1.

Eine Drehtrommel 1 ist auf einem Rahmen 2 über Laufringe 3 am Trommelmantel und Stützrollensätzen 4 gelagert und wird durch einen Antrieb über einen Zahnkranz, eine Kette und ein Kettenrad um die Trommelachse 5 in Drehbewegung versetzt. Di» groben und feinen Mineralstoffe werden von einem Bandförderer 12 am Eintragsende 9 der Drehtrommel eingebracht. Ein ölbrenner 14 ist in der eintragsseitigen Stirnwand 15 befestigt, welche die sürnseitige Eintragsöffnung teilweise abschließt. An der Stirnwand 15 der Drehtrommel 1 ist ferner ein Sprührohr 16 zum Einführen des bituminösen Bindemittels in das Trommelinnere befestigt, wobei die Positionierung der Rohrmündung im Trommelinneren einstellbar ist. Das Sprührohr 16 ist an eine Dosierpumpe 17 angeschlossen, die das Bindemittel aus einem beheizten Behälter 18 in das Rohr 16 einspeist. Der Durchsatz der Dosierpumpe 17 wird von einer Bandwaage 13 gesteuert, die kontinuierlich die in die Drehtrommel eingeführten Mineralstoffmengen erfaßt Die Bandwaage 13 ist in das Transportband vor der Zuführung des feinstkörnigen Füllers kleiner 80 μΐη angeordnet

Eine Zuführeinrichtung für den Füller umfaßt eine Zuleitung, einen Füllerbehälter und einen Gewichtsdo siercr, der kontinuierlich die Füllermengen proportional zu den von der Bandwaage 13 erfaßten Gesteinsmengen dosiert. Ein Feuchtemesser erfaßt den Wassergehalt der groben Mineralstoffe und ermöglicht Korrekturen der in die Drehtrommel eingetragenen Mineralstoffmengen. Der Rahmen 2 ist auf Stützen mit einer in Abhängigkeit von den zu behandelnden Stoffen einstellbaren Neigung in Durchlauf rieh tu ng aufgebaut Die Drehtrommel 1 mündet an ihrem Austragsende 10 in einem festen Schacht 20, der im unteren Teil einen Sciiüttrichter 21 und in seinem oberen Teil einen Abgasabzug 22 umfaßt An diesen Abgasabzug 22 kann eine Reinigungsanlage angeschlossen sein, über die die gereinigten Abgase in die Atmosphäre abströmen. Der Innenraum der Drehtrommel 1 ist in mehrere Zonen unterteilt In einer Einzugszone 25 wird das Mineralstoffgemisch an der Innenwand der Trommel in schnellem Gutstrom gefördert um einen direkten Kontakt mit der Brennerflamme zu vermeiden. Ein Herabfallen des Gemisches durch die Brennerflamme hindurch beeinträchtigt die Flammenentwicklung und kann zum Zerspringen von Mineralstoffpartikeln und damit zur Änderung der Kornverteilung führen. Um direkte Kontakte zwischen den Mineralstoffpartikeln und der Flamme zu vermeiden, sind in der Einzugszone 25 Schneckenelemente 30 an der Trommelinnenwand befestigt, deren relativ große Steigung eine entsprechend hohe Fördergeschwindigkeit des Mineralstoffgemisches bewirkt. Die Schneckenelemente 30 dienen nur der Förderung und Führung des Mineralstoffgemisches an der Trommelinnenwand. In F i g. 1 gibt die strichpunktierte Wellenlinie den Gemischdurchgang durch die Drehtrommel 1 vom Bandförderer 12 bis zum Trichter 21 an.

Aus der Einzugszone 25 gelangt das Mineralstoffgemisch in eine zweite Zone 26, in der eine Vorwärmung und Trocknung des Mineralstoffgemisches erfolgt. In dieser zweiten Zone 26 sind an der Trommelinnenwand als schaufeiförmige Hub- und Abwurfelemente ausgebildete Einbauten 31 von konkaver Querschnittsform vorgesehen (Fig.2 und 3). Die Hub- und Abwurfelemente nehmen das Mineralstoffgemisch bis zu einer gewissen Höhe mit und lassen es frei herabfallen. Die Krümmung des Querschnittsprofils dieser Hub- und Abwurfelemente ändert sich stetig über die Länge dieser zweiten Zone 26, so daß das Mineralstoffgemisch bis zu einer sich entsprechend ändernden Höhe mitgenommen wird. Am Beginn dieser Zone ist die Krümmung der schaufeiförmigen Hub- und Abwurfelemente und damit auch die Mitnahme bzw. Anhebewirkung gering, wohingegen am Zonenende ihre Krümmung derart vergrößert ist, daß das Minsralstoffgemisch bis über den Trommelscheiielpunkt mitgenommen wird und sich ein Vorhang aus herunterfallendem Material bildet, der den gesamten Trommelquerschnitt einnimmt.

In der anschließenden dritten Zone 27 wird das Mineralstoffgemisch weiter gemischt und beheizt und es erfoigt das Zumischen des Bindemittels durch das am Anfang dieser Zone ausmündende Sprührohr 16. In dieser dritten Zone 27 ist die Trommelinnenwand mit schaufeiförmigen Hub- und Abwurfelementen 32

besetzt, deren Querschnitt in Fig.4 dargestellt ist. Die Krümmung dieser Hub- und Abwurfelemente 32 ist die gleiche wie die der Einbauten 31 am Ende der zweiten Zone 26, so daß der Materialvorhang aus dem herabfallenden Mineralstoffgemisch in dieser dritten Zone 27 ebenfalls den gesamten Trommelquerschnitt einnimmt. An der Ausgangsseite dieser dritten Zone 27 befindet sich eine Querwand 34, die eine Prallfläche für den von den Abgasen mitgeführten Staubanteil bildet, wobei ein großer Staubanteil durch den Materialvorhang aus Mineralstoffen und bituminösem Bendemittel niedergeschlagen worden ist.

Aus einer vierten Trommelzone 28 wird das fertige Gemisch durch das stirnseitige Austragsende 10 in den Schacht 20 ausgetragen. In dieser vierten Zone 28 sind an der Trommelinnenwand Profilrippen 33 angeschweißt, weiche jedoch auch weggelassen werden können.

Die beschriebene Einrichtung arbeitet in folgender Weise:

Auf dem Bandförderer 12 wird dem grobkörnigen Mineralstoffanteil der Füller mit einer Körnung unter 80 μίτι in genauer proportionaler Dosierung zugesetzt. Der grobkörnige Mineralstoffanteil kommt aus einer Gruppe von dosierenden Schüttrichtern, was eine bestimmte Kornzusammensetzung gewährleistet. Die gesamten Mineralstoffe gelangen auf den Bandförderer 12 in die Einzugszone 25 und werden von den Schneckenelementen 30 an der Innenwand der Trommel ohne Berührung der Brennerflamme ohne wesentliche Trocknung und Durchmischung in die nachfolgende zweite Zone 26 gefördert In dieser Zone 26 wird durch die Wirkung der schaufeiförmigen Hub- und Abwurfelemente ein zusammenhängender Materialvorhang von zunehmender Größe gebildet der am Zonenende den gesamten inneren Trommelquerschnitt ausfüllt Die besondere Querschnittsform der Hub- und Abwurfelemente, d. h. ihre längs der zweiten Zone veränderliche Krümmung bewirkt daß der zentrale Bereich in dieser Zone 26 von den Mineralstoffen freibleibt, so daß die Brennerflamme von den herabfallenden Mineralstoffpartikeln nicht behindert wird. In dieser zweiten Zone 26 werden die gesamten eingetragenen Mineralstoffe intensiv durchgemischt und beim Herabfallen aufgeheizt und getrocknet Die Länge der zweiten Zone 26 bestimmt die Endtemperatur des Mineralstoffgemisches. Der zusammenhängende Materialvorhang am Ende der Zone 26 bildet eine Strahlungsabschirmung der Brennerflamme gegenüber der anschließenden Zone 27, in der das Bindemittel in das Mineralstoffgemisch eingebracht wird. Ferner führt der Materialvorhang zu einer Erniedrigung der Temperatur der Verbreniiungsgase am Anfang der Zone 27 durch Vorwärmen und Trocknen des herabfallenden Materials, wobei der erzeugte Wasserdampf ebenfalls zu einer Temperaturabsenkung der Verbrennungsgase beiträgt

Beim Austritt aus der zweiten Zone 26 ist das Mineralstoffgemisch so getrocknet, daß günstige Bedingungen für ein wirksames Ausbreiten des Bitumens auf den Mineralstoffpartikeln bestehen. In der anschließenden dritten Zone 27 wird das getrocknete und vorgewärmte Materialstoffgemisch mit flüssigem, heiißen Bindemittel besprüht Die nach unten genchtete Mündung des Sprührohrs 16 befindet sich im unteren Teil der Drehtrommel am Anfang dieser dritten Zone

27. Die Mineralstoffe werden von den rillenförmigen Hub- und Abwurfelementen mitgenommen und fallen regenartig durch den gesamten Trommeiquerschnitt hindurch. Der sich bildende Materialvorhang ist ausreichend dicht, damit der Staub von den bereits mit Bindemittel umhüllten Partikeln erfaßt und niedergeschlagen werden kann. Das wiederholte Anheben und Herabfallen der von dem Bindemittel benetzten Mineralstoffe ergibt eine intensive Durchmischung des

ίο Materials in der dritten Zone 27 und ein vollständiges Umhüllen der Feststoffpartikel mit dem eingesprühten Bitumen. Ein vorhergehendes Mischen der kalten und feuchten Mineralstoffe mit dem Bindemittel in einer besonderen vorgeschalteten Mischzone ist somit nicht notwendig. Die Lage der Mündung des Rohres 16 in der dritten Zone 27 ist in Abhängigkeit von Betriebsparametern einstellbar. Das Einsprühen des Bitumens zu nahe am Brenner bewirkt eine Destillation der leicht flüchtigen Bitumenbestandteile, was sich im Auftreten von blauen Dämpfen im Abgasabzug äußert und eine Qualitätsminderung des fertigen Gemisches bewirkt. Ein zu weit vom Brenner entferntes Einsprühen des Bitumens führt zu einer beträchtlichen Vergrößerung der Staubanteile im Abgas. Durch Beobachtung der Abgase kann die Lage der Leitungsmündung eingestellt werden. Zur automatischen Mündungspositionierung kann eine Verschiebeeinrichtung durch einen im Abgaszug 22 angeordneten optischen Dichtemesser gesteuert werden, der auf die Farbe und den Staubgehalt der Abgase anspricht

Das weitgehend fertige Gemisch wird in der vierten Zone 28 gemischt und aus dieser mit geringer Fördergeschwindigkeit gleichmäßig in den Trichter 21 ausgetragen. Die Abgase strömen durch diese letzte Zone 28 unbehindert in den Abgasabzug 22, wobei durch die Änderung der Strömungsrichtung eine weitergehende Entstaubung erfolgt

Statt .des flüssigen Heißbitumens kann auch eine Bitumenemulsion in der dritten Zone 27 auf das

•ίο vorbehandelte Mineralstoffgemisch in genauer Dosierung aufgesprüht werden.

Zur Zumessung der verschiedenen Gemischkomponenten werden bei der beschriebenen Einrichtung volumetrische oder gewichtsmäßige Dosiereinrichtungen eingesetzt Das Zumessen des Bitumens erfolgt durch die Dosierpumpe 17, deren Drehzahl von den Signalen der Bandwaage 13 gesteuert wird. Zur Berücksichtigung des Wassergehaltes im grobkörnigen Mineralstoffanteil sind kontinuierlich arbeitende Feuchtemesser vorgesehen. Die Heizleistung des Brenners wird in Abhängigkeit von der Mineralstoff- und/oder Abgastemperatur gesteuert Die Kopplung der einzelnen Steuerelemente bewirkt, daß tut Änderung der Durchsatzleistung der beschriebenen Einrichtung ledig-Hch die Menge an grobkörnigen Mineralstoffen verstellt werden muß, woraufhin die Füller- und Bitumehmengen

selbsttätig In dem eingestellten Verhältnis angepaßt werden.

Die Hub- und Abwurfelemente in der zweiten und dritten Zone 26,27 können eine L- öder F-Querschnittsform aus aufeinanderfolgenden gebrochenen Linien haben. Ferner kann die in Fig.! dargestellte letzte Zone 28 weggelassen werden, wodurch das fertige Gemisch direkt aus der dritten Zone 27 In den Trichter 21 gelangt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

' 1. Einrichtung zur Herstellung eines Gemisches aus Mineralstoffen und einem sprühfähigen, bituminösen Bindemittel für den Straßenbau od. dgl., bestehend aus einer angetriebenen, Einbauten an der Innenwand aufweisenden Drehtrommel, aus einem Eintragsförderer mit Dosiereinrichtung für die Mineralstoffe, aus einem in einer inneren Zone der Drehtrommel ausmündenden Sprührohr mit Dosier- Ό einrichtung für das Bindemittel, aus einem an der eintragsseitigen Trommelstirnwand montierten Brenner und aus einem Materialaustrag mit einem Abgasabzug und einem Austragstrichter für das fertige Gemisch, wobei das Trommelinnere in is hintereinander liegende Zonen unterteilt ist, von denen in der eintragsseitigen Einzugszone Schnekkenelemente und in einer dritten Zone achsparallele rinnenartige Hub- und Abwurfelemente zur gleichmäßigen Verteilung der Mineralstoffe und des -u Bindemittels über den gesamten Trommelquerschnitt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten (31) in der eine Trocknungs- und Vorwärmzone für die Mineralstoffe darstellenden zweiten Zone (26) ebenfalls als Hub- und Abwurfelemente ausgebildet sind und eine sich über die Länge dieser Zone (26) ändernde Querschnittsform von zunehmender Hub- und Abwurfwirkung bis zur Ausbildung eines über den gesamten Trommelquerschnitt reichenden Vorganges aus den herabfallenden Mineralstoffen am Zonenende aufweisen und daß am Anfang der dritten Zone (27) das Sprührohr (16) ausmündet.
2. Einrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Zone (27) unmittelbar in den Materialaustrag (Schacht 20) mündet.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten (31) in der zweiten Zone (26) eine bogenförmige Querschnittsform mit in Förderrichtung wachsender Krümmung aufweisen.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten (31) in der zweiten Zone (26) in Förderrichtung eine gleich gebogene Querschnittsform und wachsende Größe aufweisen.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausmündung des Sprührohres (16) am Anfang der dritten Zone (27) in Trommellängsrichtung verstellbar ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein optischer Staubdichtemesser im Abgasabzug (22) angeordnet ist, dessen Ausgangssignale die Verstelleinrichtung für das Sprührohr (16) steuern.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern der Drehtrommel (1) an der Ausgangsseite der dritten Zone (27) eine Querwand (34) angeordnet ist.

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