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Verfahren zur Aufbereitung von Asphaltmischgut,
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insbesondere von Gußasphalt, sowie eine Vorrichtung zur Ausübung des
Verfahrens"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung
von Asphaltmischgut, insbesondere von Gußasphalt, bei Verwendung einer Drehtrommel
für die Trocknung und Erhitzung der mineralischen Zuschlagstoffe einschließlich
Füller und deren Vermischung mit über separate Zuführungen in die Drehtrommel eingebrachtem
bituminösen Bindemittel sowie eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens.
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Durch die DT-PS 2 102 328 wurde eine kombinierte Misch-, Trocknungs-
und Erhitzungseinrichtung für die Aufbereitung bituminösen Mischgutes bekannt, die
als eine im Gleichstrom befeuerte Drehrohreinheit anzusprechen ist und bei der erreicht
wird, daß die Mineralstoffe im Bereich des Einzuges, dessen Länge etwa identisch
mit der Länge des Ausbrandbereiches der Flamme ist, praktisch keine Wärme aufnehmen,
da lediglich die sich nicht umwälzende Oberfläche des in diesem Bereich durch entsprechende
Ausbildung der Förderelemente sehr schnell fließenden Gutstromes Wärme - im wesentlichen
durch Strahlung - aufnehmen kann. Der folgende Bereich ist der eigentliche Vermischungsbereich,
in dem bereits der Ausbrand der im Gleichstrom mit den Mineralstoffen in das Drehrohr
geführten Flamme stattgefunden hat. Hier wird den Mineralstoffen durch Umwälzung
des Gutstromes und damit durch Austausch der Oberflächen bereits insoweit Wärme
zugeführt, daß eine erste Anhaftung des hier zugegebenen Bindemittels auf einzelnen
Partikeln erreicht wird. Erst im weiteren Durchgang findet die vollständige Trocknung
und - bei gleichzeitiger Verdrängung des anhaftenden Wasserfilmes - die Umhüllung
der einzelnen Mineralpartikel statt.
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Die Einrichtung dient dabei zur Ausübung des Verfahrens zum Umhüllen
von pulvrigen bis körnigen Feststoffen mit verflüssigtem bituminösen Bindemittel
zur Herstellung von Heißmischgut nach der DT-PS 1 594 815, das vorsieht, daß die
nicht getrockneten Feststoffe mit dem verflüssigten Bindemittel vermengt und anschließend
unter starker Erwärmung vermischt werden.
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Dieses Verfahren und die eingangs beschriebene Einrichtung ermöglichen
eine praktisch staubfreie Aufbereitung von Asphaltbetonen.
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Eine Bestätigung der Eignung der genannten Einrichtung für die Aufbereitung
von Gußasphalt konnte jedoch nicht erreicht werden, da die durch Rezeptur bestimmten
Merkmale dieses Mischgutes ein solches Vorgehen nicht zulassen.
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Im Gegensatz zur bekannten Aufbereitung von Gußasphalt in einem Kocher,
bei dem zuerst das bereits geschmolzene Bitumen, dann nach und nach der Füller,
dann die erste Hälfte Sand, der Splitt und zum Schluß die zweite Hälfte Sand beigefügt
werden, und bei dem die Mischung unter dauerndem Rühren bis zu sechs Stunden lang
gekocht wird, verlangt die Zusammenführung der Mineralstoffe mit dem Bitumen in
einem Mischer oder auch in einem Trommelmischer im Hinblick auf die dort gegebene
kurze Aufbereitungszeit, die im allgemeinen einschließlich der Nachmischzeit während
des Transportes zur Einbaustelle eine halbe Stunde nicht überschreitet, hohe Mineraltemperaturen,
damit ein sofortiges Spreiten des verflüssigten Bindemittels auf den Oberflächen
stattfinden kann.
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Umgekehrt kann das heute übliche Vorgehen auf Großbaustellen, bei
denen der Gußasphalt in bekannten Asphaltmischanlagen vorgemischt, aus dem Mischgutsilo
in die
fahrbaren Gußasphaltkocher geführt und mit diesem zur Einbaustelle
gefahren wird, nicht befriedigen, wenn auch der Asphalt während des Transportes
ständig gerührt und gekocht wird.
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Bei zu kurzen Transportwegen ist nämlich die Gewähr für eine ausreichende
Entlüftung nicht immer gegeben; diesselbe Aussage gilt hinsichtlich der vollständigen
Homogenisierung des Mischgutes. Ein lediglich in der kurzen Mischzeit von etwa 40
Sekunden in einer Asphaltmischanlage hergestelltes Vormischgut bietet nicht in jedem
Fall die Gewähr für die Möglichkeit der Aufbereitung eines hinreichend gleichmäßigen,
qualitativ befriedigenden Endproduktes, zumal sich auch die Unter schiede der einzelnen
Gußasphaltkocher - es sind oft sehr verschiedene Typen und Fabrikate, die in einer
sogenannten Transportflotte verwendet werden - zusätzlich einer echten Vergleichmäßigung
der Anlieferungen entgegenstehen.
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Aber abgesehen von diesen Erörterungen darf grundsätzlich nicht übersehen
werden, daß ein großer Teil des aufzubereitenden Gußasphaltes für die Verwendung
als Estrich im Hochbau vorgesehen ist und aufgrund der hier gegebenen Situation
dieser Anteil in aller Regel nicht während längerer zusammenhängender Zeiten sondern
lediglich "zwischendurch" benötigt wird, Da der Einbau des Estrichs oft weitgehend
von der Durchführung von Begleit- und Folgearbeiten abhängig ist, sind die im Kocher
benötigten langen Zeiten für die Abwicklung solcher Aufträge problematisch.
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Eine nicht wirtschaftliche Abhilfe kann die Heißsilierung der Mineralstoffkomponenten
und deren Zusammenführung in Spezialmischern sein, wie dies beispielsweise in einem
sogenannten Wankscheibenmischer nach dem Deutschen Patent 1 244 634 geschieht. Die
Heißsilierung selbst ist jedoch im Hinblick auf den nicht immer voraussehbaren Tagesbedarf
als nicht wirtschaftlich zu bezeichnen und die vielfach erforderlich erscheinenden
Temperatursicherheitsreserven verleiten zu einer den Gußasphalt oft schädigenden
Überhitzung der Mineralstoffe.
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Es ist deshalb Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren nach der eingangs
gegebenen Klassifizierung zur Aufbereitung von insDesondereGußasphalt zu nennen,
dessen Ausübung sowohl in fortlaufender Produktion als auch bei gelegentlich zeitlich
beschränktem Einsatz mit der weiter vorzuschlagenden Vorrichtung zu dessen Ausübung,bei
Berücksichtigung der genannten qualitativen Anforderungen und der wirtschaftlichen
Aspekte sowie einer problemlosen zeitlichen Anpassung an den jeweiligen Bedarfanfall,
durchführbar ist.
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Bei dem Verfahren muß insbesondere gewährleistet werden, daß das bituminöse
Bindemittel erst bei Erreichung der für das Spreiten des Bindemittels auf den Mineraloberflächen
erforderlichei Mineraltemperatur zugeführt und damit eine durch den hohen Fülleranteil
mögliche Klumpenbildung mit Sicherheit vermieden wird, und daß der Misch-und Entlüftungsprozeß
in derselben Vorrichtung so lange stattfindet, bis praktisch fertiges Gußasphaltgut
aus der Einrichtung anfällt.
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Durch die Erfüllung der zuletzt genannten Forderung soll erreicht
werden, daß die Einbauqualität des Gußasphaltes nicht mehr von der Länge des Transportweges
zwischen Aufbereitungsstelle und Einbaustelle abhängig ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, daß die Trocknung der Zuschlagstoffe
in einer in ihrer Durchlaufrichtung sich erweiternden konischen, im Gegenstrom befeuerten
inneren Drehtrommel erfolgt, die Zuschlagstoffe am Ende der inneren Drehtrommel
in eine zweite, konzentrisch zu ihr angeordnete, in entgegengesetzter Richtung sich
erweiternde äußere Drehtrommel eintreten, hierbei sich mit dem Bindemittel vermengen
und, bei Umkehr ihrer Förderrichtung zur ursprünglichen Aufgabe seite hin bis zum
Auslauf, sich mit dem Bindemittel, bei zumindest Aufrechterhaltung der durch die
Zusammenführung sich einstellenden Mischtemperatur durch indirekte Wärmezuführung,
fortschreitend umhüllen und das dabei entstandene Gemisch entlüftet.
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Die entgegengesetzt gerichtete konische Ausbildung der koaxial ineinander
angeordneten Drehtrommeln bestimmt jeweils die Transportrichtung des Gutes. Durch
die Gegenstrombefeuerung der inneren Drehtrommel wird eine so starke Erhitzung und
Trocknung der Mineralstoffe während ihres Durchlaufes durch diese Trommel erreicht,
daß auf deren Oberflächen, in der Phase des Überganges in die äußere Drehtrommel,
das hier auftreffende Bindemittel unmittelbar spreitet und die einzelnen Mineralstoffpartikel
bzw. Körnungen individuell umhüllt. Im weiteren Durchgang
in der
äußeren Drehtrommel werden die so umhüllten Mineralstoffe bei gleichzeitiger Bildung
eines die Splitt- und Sandkomponenten einlagernden, auf der Füllerzugabe basierenden
bituminösen Mörtels zu einem Gußasphalt aufbereitet, wobei es wichtig ist, daß zumindest
die durch die Zusammenführung der einzelnen Komponenten entstandene Mischtemperatur
während der Durchlaufzeit erhalten bleibt.
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Je nach Aufgabe und eventueller Vortemperatur des Füllers muß fallweise
- bei nicht ausreichender Füllertemperatur - darüberhinausgehend, d.h. temperaturerhöhend,
zusätzlich indirekt Wärme zugeführt werden. Die relativ starke Umwälzung des Gemisches
in der äußeren Drehtrommel führt zu dessen Entlüftung und Entschwadung, so daß der
Gußasphalt praktisch fertig aufbereitet den Auslauf verläßt.
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Das so aufbereitete Gußasphaltmischgut wird nun in seiner Qualität
nicht mehr durch die Zeit für die Verbringung von der Aufbereitungsstelle zur Einbaustelle
und die hierbei durchgeführte Nachmischung bestimmt.
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Es hat sich nun als zweckmäßig erwiesen, daß gleichzeitig mit der
Aufgabe des Bindemittels, im gleichen Bereich, die Zugabe zusätzlichen mineralischen
Füllers stattfindet.
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Hierdurch wird eine zusätzliche Staubbeladung der Heizgase durch Füllstoffe
vermieden. Selbstverständlich kann es zweckmäßig sein, den Füller vorzuerhitzen,
unabhängig davon genügt jedoch im allgemeinen die Verweilzeit in der äußeren Drehtrommel,
um die notwendige schnelle Erhitzung bei stattfindender Mörtel bildung mit einem
Teil des bituminösen Bindemittels herbeizuführen.
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Für die erforderliche indirekte Wärmezuführung in der äußeren Drehtrommel
ist es vorgesehen, daß die Heizgase aus der inneren Drehtrommel über einen Ab gaskanal
in einen die äußere Drehtrommel umgebenden zusätzlich beheizbaren kammerartigen
Raum und von dort in Richtung des Absaugestutzens geführt werden.
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Durch diese Maßnahme wird eine optimale Nutzung der brennerseitig
eingespeisten Wärme und die gleichzeitige Möglichkeit zu einer zumindest fallweisen
indirekten Nachbeheizung des in der Mischungsphase sich befindenden Asphaltgutes
gegeben.
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Für die Herstellung von Sonderasphalten, wie Hartestriche, säurefeste
Asphalte usw., hat es sich vorteilhaft erwiesen, wenn die Verweilzeit der Zuschlagstoffe
bzw. des Gemenges einstellbar regelbar ist.
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In diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, daß die innere und äußere
Drehtrommel mit jeweils einstellbarer Drehzahl und Drehrichtung angetrieben werden.
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Desweiteren kann es bei erforderlicher Notwendigkeit, harte und spröde
Bindemittel, wie beispielsweise geblasene Bitumen, zu verarbeiten, zweckmäßig sein,
diese in körniger Form und vermengt mit dem Füller aufzugeben.
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Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung sieht vor,
daß um eine konisch sich erweiternde innere Drehtrommel, in deren Engbereich eine
Einlaufschurre einmündet und vor deren Weitbereich ein Brenner angeordnet ist, konzentrisch
eine in eine als Auslaufgehäuse ausgebildete
Absaugehaube einführende
äußere Drehtrommel angeordnet ist, daß die freien Oberflächen dieser Drehtrommelkombination
durch eine Heizkammer umfaßt und diese durch einen Abgaskanal mit der Absaugehaube
verbunden ist.
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Desweiteren ist vorgesehen, daß in der Heizkammer zusätzliche Brenner
angeordnet sind.
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Diese Grundkonzeption der Vorrichtung wird nun sinnvoll dadurch ergänzt,
daß in der inneren Drehtrommel, etwa in zwei Drittel ihrer Länge in Brennrichtung
betrachtet, ein der Heizgasrichtung entgegengerichteter Staukörper angeordnet ist,
wobei es zweckmäßig ist, daß dieser Staukörper eine mit seiner Spitze zu dem Brenner
gerichtete kegelige Form aufweist.
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Durch die Einbringung eines Staukörpers in die innere Drehtrommel,
der selbstverständlich einen noch ausreichenden ringförmigen Querschnitt für den
Übertritt von Heizgasen in Richtung des der Absaugehaube angeschlossenen Abgaskanales
frei läßt, wird erreicht, daß einmal eine intensive Verwirbelung der Heizgase und
damit eine schnelle Wärmeabgabe an die Feststoffe im wesentlichen in der Ausbrandzone,
d.h. in der praktisch heißesten Zone stattfindes'und zum anderen eine Prallabscheidung
von ursprünglich den gröberen Körnungen anlagernden Feinpartikeln aus dem Heizgasstrom
bereits in der inneren Drehtrommel gegeben ist. Die Restseparierung des Staubes
findet im wesentlichen in der die freien Oberflächen der Drehtrommelkombination
umfassenden Heizkammer statt.
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Um die innere und äußere Drehtrommel mit jeweils einstellbarer Drehzahl
und Drehrichtung antreiben zu können, ist
vorgesehen, daß die innere
Drehtrommel um eine durch die konzentrisch ineinander angeordneten beiden Drehtrommeln,
das zylindr. Teil des Brenners sowie defl diesem gegenüberliegenden zylindrischen
Anschluß des Abgaskanals führende gemeinsame Achse, und zwar um das Brennergehäuse
und um den Abgasstutzen, über ein nach außen geführtes, mit der inneren Drehtrommel
verbundenes Lagerteil, das Träger eines Antriebsrades ist, in der äußeren Drehtrommel,
die durch bekannte Mittel einem Traggerüst drehbar aufliegt, unabhängig antreibbar
ist.
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Selbstverständlich können auch andere Maßnahmen, als die vorgeschlagenen,
getroffen werden, um die Verweilzeit der Zuschlagstoffe bzw. des Gemenges regelbar
einzustellen; so kann beispielsweise mit unterschiedlicher Ausbildung und Anordnung
der Einbauten in den einzelnen Drehtrommeln eine solche Einstellung vorgenommen
werden.
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Das vorgeschlagene Verfahren und seine zur Ausübung erforderliche
Vorrichtung wird den Ansprüchen der Aufgabenstellung praktisch vollständig gerecht
und erlaubt darüberhinaus die Berücksichtigung rezeptbedingter Anforderungen bei
der Herstellung von Sonderasphalten innerhalb eines breiten Spektrums.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und seine zur Ausübung vorgeschlagene
Vorrichtung wird schematisch durch die beigefügte Skizze einer beispielsweisen Ausführung
erläutert.
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Die innere Drehtrommel 1 ist konzentrisch in der äußeren Drehtrommel
2 um die gleichzeitig zentrisch, durch das zylindrische Brennergehäuse 3 des Brenners
16 und den zylindrischen, mit der Absaugehaube 13 über Stegbleche oder dgl. verbundenen
Abgasstutzen 4 führende gemeinsame Achse 8 drehbar gelagert, wobei der Abgasstutzen
4 mit einem zur Heizkammer 17 führenden Abgaskanal 25 ausgerüstet ist.
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Die lediglich stilisiert dargestellten beiden Lagerstellen 5 und 6
am Brennergehäuse 3 und dem Abgasstutzen 4 sind beispielsweise als federnde Dreipunktstützlager
zu betrachten, die sich der Wärmedehnung der beiden Lagerstellen anpassen. Die Lagerstelle
6 ist mit einem Antriebsrad 7 verbunden, während die äußere Drehtrommel 2 über Laufrinse
9, Druckrollen 10 und Lagerböcke 11 auf dem Traggerüst 12 drehbar gelagert ist.
Mit dem Traggerüst 12 ist auf der einen Seite der Drehtrommelkombination 1/2 die
Absaugehaube 13, der mit dieser verbundene Abgasstutzen 4 mit Auslauf 1x verbunden,
während auf der entgegengesetzten Seite die Brennerfrontplatte 15 und der ihr angeschlossene
Brenner 16 fest angeordnet ist.
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Desweiteren ist die die Drehtrommelkombination 1/2 umfassenke Heizkammer
17, die zwischen den Laufringen 9 angeordnet ist, in fester Zuordnung zu dem Traggerüst
12. In der genannten Heizkammer 17 sind zusätzliche Brenner 18 installiert, wobei
diese Brenner nicht nur die bereits erwähnte irdirekte
Wärmezuführung
in das Mischgut unterstützen, sondern darüberhinaus die Vernichtung eventuell aus
dem Bindemittel abgehender niedrig siedender Kohlenwasserstoffe ermöglichen. Die
ausgebrannten Abgase verlassen die Heizkammer 17 über den Stutzen 19. Zwischen der
feststehenden Brennerfrontplatte 15 und dem sich drehenden Flansch 20 der äußeren
Drehtrommel 2 sowie der feststehenden Absaugehaube 13 und der äußeren Drehtrommel
2 sind nicht gezeichnete schleifende Abdichtsysteme vorgesehen, ebenso zwischen
den Positionen 2 und 17.
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Die Zugabe der Mineralstoffe erfolgt über die Schurre 21, die des
Füllers über die Leitung 22 und die des Bindemittels über die Leitung 23, jeweils
in Pfeilrichtung.
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Die konischen Drehtrommeln 1 und 2 sind so ineinander gefügt, daß
die Mineralstoffe bzw. das Mischgut im Verlauf seiner Trocknung und Erhitzung sowie
im Verlauf seiner Vermengung und Vermischung mit dem Bindemittel von dem jeweiligen
Engbereich jeder Trommel in den jeweils sich erweiternden Trommelbereich geführt
wird.
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Die Heizgase werden in der inneren Trommel 1 durch einen Staukörper
24 von einem wesentlichen Anteil der von ihnen getragenen feinkörnigen Mineralstoffe
entladen.
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Nachstehend soll anhand der Zeichnung die Wirkungsweise bzw. der Verfahrensablauf
nochmals kurz zusammengefaßt erläutert werden: Die Mineralstoffe fließen über die
Schurre 21 in die innere Drehtrommel 1 und werden hier erhitzt und getrocknet. Bei
ihrem Obertritt in die äußere Drehtrommel 2 werden sie n,it dem hier über Leitung
23 zugegebenen Bindemittel und übei Leitung 22 zugegebenen Füller vermengt und das
Gellben(.<- ir
weiterem Durchgang bei umwälzender Bewegung und
vorzugsweise indirekter Wärmezufuhr durch die äußere Drehtrommel 2 bis zum Auslauf
14 zu Gußasphalt aufbereitet.
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Die durch den Brenner 16 erzeugten Heizgase werden im Gegenstrom zu
den Mineralstoffen in die innere Drehtrommel 1 gefiihrt und in dieser praktisch
vollkommen ausgebrannt.
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Durch eine nicht gezeichnete Absaugevorrichtung werden die Abgase
um die Stauscheibe 24 zum Abgasstutzen 4 über den Abgaskanal 25,die mit ihm veriindene
Heizkammer 17 durch den Stutzen 19 abgesaugt.
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Durch die zusätzlich in der Heizkammer 17 angeordneten Brenner 11
werden, wie erwähnt, auch eventuell entstandene, für die Umwelt schädliche Gase
verbrannt. Die Nutzung der eingesetzten Wärmeenergie ist optimal.
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Die Zugabe des Bindemittels in der Trommel und unmittelbar nach der
Erhitzungs- und Trocknungsphase verhindert eine nennenswerte Staubentwicklung. Unabhangig
von dem in der Heizkammer 17 sich vollziehenden Nachverbrennungsprozess kann darauf
hingewiesen werden, daß eine erwähnenswerte Entwicklung von Dämpfen, insbesondere
bei Zugabe harter Bitumenqualitäten, praktisch nicht gegeben ist, da eine direkte
Berührung der Flamme mit dem Bindemittel nicht stattfindet und somit die Gefahr
echter Überhitzungen ausgeschaltet ist.
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L e e r s e i t e