DE4401501C1

DE4401501C1 - Elektrisch beheizter Lagerbehälter zum Aufheizen und Warmhalten von thermoplastischen Stoffen und Verfahren zum Betrieb solcher Lagerbehälter

Info

Publication number: DE4401501C1
Application number: DE19944401501
Authority: DE
Inventors: Werner Hohrein
Original assignee: Becker Westhydraulik & Co GmbH
Current assignee: WESTHYDRAULIK-BECKER BEHAELTER-, APPARATE- UND STA
Priority date: 1994-01-20
Filing date: 1994-01-20
Publication date: 1995-06-08
Anticipated expiration: 2014-01-21

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrisch beheizten Lagerbehäl ter zum Aufheizen und Warmhalten von thermoplastischen Stof fen, insbesondere einen Bitumen-Lagerbehälter, nach dem Ober begriff des Anspruches 1 und bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Betrieb solcher Lagerbehälter.

Bei einer bekannten elektrisch beheizten Bitumentankanlage sind mehrere stehende Bitumen-Lagerbehälter parallel neben einander in einer Einhausung mit Schüttisolierung angeordnet. Bei Störungen und Reparaturen an den Bitumen-Lagerbehältern und an dem elektrischen Heizsystem ergeben sich Probleme mit der Schüttisolierung. Diese kann nicht einfach stellenweise entfernt werden, um an die Störstelle heranzukommen, sondern muß großräumig aus der Einhausung entleert und nach der Repa ratur in die Einhausung wieder eingebracht werden.

Das elektrische Heizsystem besteht aus einer Hauptheizung an jedem einzelnen Lagerbehälter, die diesen etwa von der Behäl termitte nach unten hin lediglich über einen Teil der Behäl terhöhe manschettenartig oder ringförmig umgibt. Mit einer solchen Hauptheizung ergeben sich allerdings bei geringem Füllstand Schwierigkeiten in der Aufheizung des Bitumens, die sogar völlig unmöglich wird, wenn der Bitumenspiegel sich unterhalb der Hauptheizung befindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrisch beheizten Lagerbehälter zum Aufheizen und Warmhalten von thermoplastischen Stoffen, insbesondere einen Bitumen-Lager behälter, mit einer Wärmeisolierung so auszubilden, daß die in dem Behälter gelagerten thermoplastischen Stoffe, insbe sondere Bitumen, problemlos warmgehalten und bei einem Ab sinken der Behälterinnentemperatur bis zur Verfestigung auch nach längerer Stillstandszeit ohne Probleme wieder aufgeheizt und bis auf geringe Restmengen vollständig aus dem Behälter entleert werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst, während in den Ansprüchen 2 bis 8 besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gekenn zeichnet sind.

Ein besonders vorteilhaftes Verfahren zum Betrieb derartiger elektrisch beheizter Lagerbehälter ist in den Ansprüchen 9 und 10 gekennzeichnet.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß das üblicherweise in Tank fahrzeugen in Flüssigform mit einer Temperatur von etwa 160 bis 180°C bzw. 433 bis 453 K angelieferte Bitumen in dem La gerbehälter tagsüber allein durch die Bodenbeheizung und nur in Ausnahmefällen auch durch das Heizstabregister mit äußerst geringem Energieaufwand auf Verarbeitungstemperatur für die damit verbundene Asphalt-Mischanlage gehalten werden kann. Hierfür kann auch bereits die Behälterisolierung ausreichend sein, so daß das Bitumen nur während der Nachtstunden durch die Hauptheizung aufgeheizt oder auf der Verarbeitungstempe ratur gehalten werden muß. Hierfür steht durch den nächtli chen Stillstand der Bitumenmischanlage die gesamte Netzein speisungskapazität zur Verfügung.

Während des Betriebes der nachgeschalteten Asphalt-Mischanla ge wird das im Lagerbehälter warmgehaltene flüssige Bitumen dieser über elektrisch beheizte Rohrleitungen für den Misch prozeß dosiert zugeführt. Auch die Rohrleitungen können durch sie umschließende elektrische Heizmatten beheizt werden.

Sollte nach einer längeren Betriebspause das im Lagerbehälter vorhandene Bitumen erkaltet sein, so schmilzt die außen auf dem Behälterzylinder aufgebrachter Auftau- oder Durchbruch heizung vor dem Aufheizen vom kalten Zustand auf Verarbei tungstemperatur zuerst einen Durchbruchkanal bis zur Obersei te des Behälterinhaltes, so daß jeglicher Druckaufbau im Lagerbehälter während der anschließenden Aufheizperiode ver hindert wird.

Diese Aufgabe wird in besonders zweckmäßiger Weise von der Durchbruchheizung erfüllt, indem diese das erstarrte Bitumen über die Höhe des Lagerbehälters je nach Behältergröße in einer Breite von etwa 20 bis 30 cm kanalartig aufschmilzt und auf eine Temperatur von mindestens 160°C bzw. 433 K bringt. Erst wenn dies geschehen ist, werden das elektrische Heiz stabregister und die Bodenbeheizung eingeschaltet, wobei das am Boden im Bereich der Hauptheizeinrichtungen aufgeschmol zene Bitumen in den senkrechten Durchbruchkanal druckentla stet entweichen kann, ohne den Lagerbehälter zu beschädigen. Die Durchbruchheizung kann zur Energieeinsparung dann automa tisch abgeschaltet werden.

Die spezielle Anordnung sowohl der senkrechten Durchbruchhei zung als auch der sektorförmigen Heizmatten am Behälterboden und des Heizstabregisters der Hauptheizung ist besonders montagefreundlich. Alle Heizeinrichtungen können jederzeit repariert und ausgetauscht werden, ohne daß Schwierigkeiten mit der Behälterisolierung entstehen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 einen stehenden elektrisch beheizten Bitumen-Lager behälter in Seitenansicht, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Lagerbehälter in Richtung des Pfeiles II von Fig. 1,

Fig. 3 eine an der Außenseite der Behälterwand innerhalb der Behälterisolierung an dem Ausschnitt IV von Fig. 2 angeordnete elektrische Durchbruchheizung,

Fig. 4 eine gegenüber Fig. 2 vergrößerte Schnittdarstel lung der Behälterwand mit Durchbruchheizung und Behälterisolierung im Bereich des Ausschnittes IV von Fig. 2, und zwar bei gefülltem Behälter und erkaltetem Behälterinhalt, und

Fig. 5 die Teildarstellung von Fig. 4 mit der innerhalb der Behälterisolierung in einem separaten Kanal angelegten länglichen elektrischen Durchbruchhei zung bei Erreichen der Durchbruchtemperatur und Schaffung eines senkrechten Durchbruchkanals im Behälterinneren vom Behälterboden bis zur Bitumenoberfläche im Einwirkungsbereich der Durch bruchheizung.

Der in Fig. 1 bis 5 gezeigte stehende elektrisch beheizte Bitumen-Lagerbehälter 1 besteht aus einem zylindrischen Stahlbehälter 2 mit einem normal gewölbten unteren Behälter boden 3, mit einem den Behälter 2 stützenden Fußring 4 mit Mannlochstutzen 5 und Winkelprofil 6 zum Verbohren auf einem Betonfundament 7 und mit einer standardmäßigen Behälteriso lierung 8 aus Steinwollmatten, die nach außen durch einen gesickten und verschraubten Zinkblechmantel 9 abgedeckt ist.

Das Beheizungssystem besteht aus drei voneinander unabhängi gen Heizeinrichtungen, und zwar aus einer runden Bodenbehei zung 10, einer als elektrisches Heizstabregister 11 ausgebil deten Hauptheizung und einer vom Behälterboden 3 bis zur Behälteroberseite führenden länglichen elektrischen Durch bruchheizung 12.

Die runde Bodenbeheizung 10 besteht aus drei elektrisch mit einander verbundenen kreissektorförmigen Heizmatten oder Heizmattensegmenten 10a, 10b, 10c (Fig. 2), die von außen auf dem unteren gewölbten Behälterboden 3 aufgebracht und mit einer Aluminiumfolie abgedeckt sind.

Die Hauptheizung besteht aus einem dicht über dem gewölbten Behälterboden 3 in den Behälterinnenraum 13 horizontal hin einragenden elektrischen Heizstabregister 11 mit einzelnen Heizstäben aus Stahl und ist so ausgelegt, daß die Heizlei stung, die von den Heizstäben an das Bitumen abgegeben wird, einen maximalen Wert von 0,5 Watt/cm² nicht überschreitet.

Die elektrische Durchbruchheizung 12 (Fig. 2 bis 5) ist band förmig ausgebildet und erstreckt sich seitlich an der Behäl terwand innerhalb der Behälterisolierung 8 in einem von außen zugänglichen separaten Kanal 14. Sie besteht aus einer oder mehreren länglichen elektrischen Heizmatten 12a bis 12f, die an der Außenseite der Behälterwand 2a abschnittweise senk recht aneinander anschließend montiert und mit einer Alumini umfolie abgedeckt sind. Darauf folgt ebenso wie bei der run den Bodenbeheizung Isoliermaterial und ein dieses abschlie ßendes Isolierblech.

Die Heizmatten 10a, 10b, 10c der runden Bodenbeheizung 10 sind bei Wartungsarbeiten durch den Mannlochstutzen 5 im Fußring 4 von außen zugänglich. Die Regelung erfolgt durch einen Heizmattenthermostaten zur Begrenzung der Oberflächen temperatur am Behälterboden und einen Mediumfühler im Boden bereich mit einem nachgeschalteten elektronischen stetigen Prozeßregler, der auf den Steuer- und Leistungsteil eines Thyristor-Stellers wirkt.

Die Regelung der Hauptheizung erfolgt durch einen Sicher heitsthermostaten zur Begrenzung der Mediumtemperatur im Behälterinneren und durch einen Mediumfühler über dem Heiz stabregister 11 mit einem nachgeschalteten elektronischen stetigen Prozeßregler, der ebenfalls auf den Steuer- und Leistungsteil eines Thyristor-Stellers einwirkt.

Für die Regelung der elektrischen Durchbruchheizung 12 ist ebenfalls ein Heizmattenthermostat vorgesehen, der die Ober flächentemperatur der Durchbruchheizung begrenzt, sowie ein Mediumfühler im Kopfbereich des Behälters 2 mit nachgeschal tetem elektronischen Regler mit Aus-Ein-Funktion. Bei Errei chen der Durchbruchtemperatur erfolgt eine komplette Abschal tung der Durchbruchheizung und eine Freigabe der Boden- und Hauptheizung.

In Fig. 4 und 5 ist gezeigt, wie das Bitumen 20 im Behälter innenraum 13 bis an die Behälterwand 2a erstarrt ist und zunächst nur durch die Durchbruchheizung 12 in deren Einwir kungsbereich 21 vom Behälterboden 3 bis zur Bitumenoberseite kanalförmig aufgeschmolzen wird, bevor es durch Einschaltung der Hauptheizeinrichtungen wieder vollständig auf Verarbei tungstemperatur gebracht wird.

Bezugszeichenliste

1 Bitumen-Lagerbehälter
2 Stahlbehälter
2a Behälterwand
3 Behälterboden
4 Fußring
5 Mannlochstutzen
6 Winkelprofil
7 Betonfundament
8 Behälterisolierung
9 Zinkblechmantel
10 Bodenbeheizung
10a Heizmatte
10b Heizmatte
10c Heizmatte
11 Heizstabregister
12 Durchbruchheizung
12a Heizmatte
12b Heizmatte
12c Heizmatte
12d Heizmatte
12e Heizmatte
12f Heizmatte
13 Behälterinnenraum
14 Kanal
20 Bitumen
21 Einwirkungsbereich

Claims

1. Elektrisch beheizter Lagerbehälter zum Aufheizen und Warmhalten von thermoplastischen Stoffen, insbesondere Bitumen-Lagerbehälter, mit einer Behälterisolierung, gekennzeichnet durch eine Bodenbe heizung (10) am Behälterboden (3), ein in den Behälter innenraum (13) dicht über dem Behälterboden (3) hinein ragendes elektrisches Heizregister (11) und eine vom Be hälterboden (3) zur Behälteroberseite führende längliche elektrische Durchbruchheizung (12).

2. Elektrisch beheizter Lagerbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenbeheizung (10) in Form von Heizmatten (10a, 10b, 10c) ausgebildet ist.

3. Elektrisch beheizter Lagerbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenbeheizung (10) aus mehreren, elektrisch mitein ander verbundenen kreissektorförmigen Heizmatten (10a, 10b, 10c) besteht.

4. Elektrisch beheizter Lagerbehälter nach einem der An sprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Durchbruchheizung (12) band förmig ausgebildet ist.

5. Elektrisch beheizter Lagerbehälter nach einem der An sprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Durchbruchheizung (12) seit lich an der Behälterwand (2a) innerhalb der Behälteriso lierung (8) in einem von außen zugänglichen separaten Kanal (14) angelegt ist.

6. Elektrisch beheizter Lagerbehälter nach einem der An sprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Durchbruchheizung (12) aus länglichen elektrischen Heizmatten (12a bis 12f) be steht, die an der Außenseite der Behälterwand (2a) ab schnittweise senkrecht aneinander anschließend montiert sind.

7. Elektrisch beheizter Lagerbehälter nach einem der An sprüche 2 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Heizmatten (10a, 10b, 10c) der Bodenbeheizung (10) außen auf dem unteren Behälterboden (3) aufgebracht und ebenso wie die Durchbruchheizung (12) nach außen mit einer Aluminiumfolie abgedeckt sind.

8. Elektrisch beheizter Lagerbehälter nach einem der An sprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß das Heizregister (11) als Heiz stabregister mit einzelnen Heizstäben aus Stahl ausge bildet ist.

9. Verfahren zum Betrieb von elektrisch beheizten Lagerbe hältern, insbesondere Bitumen-Lagerbehältern, nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß bei erstarrtem Behälterinhalt, insbesondere erkaltetem Bitumen, zuerst die Durchbruch heizung solange in Betrieb gesetzt wird, bis mit Errei chen der Durchbruchtemperatur ein strangförmiger Durch bruchkanal vom Behälterboden bis zur Oberseite des Be hälterinhaltes durchgängig erwärmt und aufgeschmolzen ist, und daß dann die Durchbruchheizung vollständig abgeschaltet und die elektrische Bodenbeheizung und das Heizregister freigegeben werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß das elektrische Heizstab register bei Unterschreitung eines Mindestfüllstandes im Lagerbehälter abgeschaltet und der Restinhalt mittels der Bodenbeheizung auf Temperatur gehalten wird.