EP0013946B1

EP0013946B1 - Einrichtung zum Aufbereiten von bituminösem Mischgut

Info

Publication number: EP0013946B1
Application number: EP80100229A
Authority: EP
Inventors: Carl-Hermann Heise
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-01-29
Filing date: 1980-01-18
Publication date: 1983-04-27
Also published as: ATE3161T1; DE2903235B1; DK33780A; JPS55102683A; EP0013946A1; DE2903235C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Aufbereiten von bituminösem Mischgut mit einer Abzugseinrichtung für Mineralien, einer Mischeinrichtung zum Hinzufügen von thermoplastischem Bindemittel und einer befeuerten, mit Einbauten versehenen Drehtrommel.
Eine derartige Einrichtung ist aus der CH-A Nr. 567628 bekannt. Dabei werden die Mineralien aus entsprechenden Silos mit einer Abzugseinrichtung abgezogen. Die Mineralien sollen eine gewisse Feuchtigkeit aufweisen und werden bei ungenügender Feuchtigkeit zusätzlich mit Wasser abgeduscht. Dieser Zuschlag mit dem Bitumen und ggf. dem Wasser wird in eine Mischtrommel geleitet, die von der einen Stirnseite her in bekannter Weise durch einen Brenner beheizt wird. Vorzugsweise finden flüssige oder gasförmige Brennstoffe Verwendung. Durch spezielle Einbauten in der Drehtrommel wird ein kaskadenförmiger Durchsatz des Mischgutes erzielt. Das Mischgut wird dabei im Gleichstrom von den Rauchgasen und über die Strahlungswärme der offenen Flamme des Brenners erwärmt. Die Hinzufügung von Wasser zu den Mineralien ist jedoch nachteilig, weil das Wasser zumindest teilweise wieder verdampft werden muss. Auch ein im Mischgut vorhandener Restwassergehalt kann insbesondere in der kalten Jahreszeit zu Frostschäden führen. Die Hinzufügung von Wasser zu den Mineralien bewirkt auch Affinitätsmängel, d.h. die haftung zwischen dem thermoplastischen Bindemittel, beispielsweise Bitumen, und den Mineralien wird verschlechtert.
Aus der US-A Nr. 3423222 ist es bereits bekannt, den Zuschlag, also die Mineralien, zunächst ohne Anfeuchtung in eine Drehtrommel zu leiten. Die Drehtrommel wird mit einem Brenner beheizt und im Gegenstromverfahren betrieben. Innerhalb der Drehtrommel wird erhitztes Bitumen mit erhitztem, teilweise dampfförmigen Wasser eingedüst. Dabei kommen etwa 5 bis 15% Wasser und 85 bis 95% Bindemittel gleichzeitig zur Anwendung. Das Wasser dient dem Zweck, den Staub der in der Drehtrommel bewegten Mineralien zu binden, das Bitumen zu kühlen und somit vor einer Zündung und einer vorzeitigen Aushärtung zu schützen. Es ist weiter vorgesehen, zusätzlich zu dem Wasser und dem Bindemittel noch additive und andere Umhüllungshilfen in die Drehtrommel einzubringen.
Die DE-B Nr. 2617839 zeigt eine Einrichtung zum Aufbereiten von bituminösem Mischgut mit einer im Gleichstrom befeuerten Drehtrommel, die in verschiedene Bereiche mit unterschiedlichen Aufgaben und Eigenschaften eingeteilt ist. Im Einzugsbereich sind spezielle Einbauten vorgesehen, um die Mineralien vor Staubbildung und Staubabscheidung zu schützen. Im anschliessenden Vermengungsbereich wird Bitumen eingedüst und dabei die noch feuchten Mineralien mit dem Bindemittel vermengt. Auch bei dem Verfahren nach der DE-B Nr. 1594815 beschränkt sich der erste Verfahrensschritt auf die Vermengung des Bindemittels mit dem noch nicht erhitzten Mineral, wobei sich im Hinblick auf das thermoplastische Verhalten des Bindemittels dieses im wesentlichen in Kugelform mit geringer Bindefläche und Bindequalität an die noch feuchten Mineralpartikel anlagert, d.h. also lediglich eine statistische Verteilung des Bindemittels stattfindet, während im zweiten Verfahrensschritt die Mineralstoffe erhitzt und der wesentliche Wasseranteil verdampft werden soll, wobei das Bindemittel hinsichtlich der Bindung der Staubpartikel an die Gesteinspartikel die Funktion des Wassers übernehmen soll. Bei einer ähnlichen Einrichtung, die aus der DE-B Nr. 2102328 bekannt ist, findet im Einzugsbereich jedoch eine derart starke Umwälzung des Mineralgutes statt, dass eine ungewollte vorzeitige Trocknung sich bereits vor der Vermengung mit dem Bindemittel einstellt. Dies bedeutet einen erhöhten Staubanfall durch die vorzeitige Aufhebung der Wasserbindung des Staubes an die Gesteinsteilchen und eine eingeschränkte Affinität zwischen Bindemittel und Gestein. Auch hier kann auf Umhüllungshilfen, wie beispielsweise Chromsalze oder Bariumsulfid, in der Regel nicht verzichtet werden.
Die DE-A Nr. 2635933 zeigt eine Vorrichtung zur Wiederaufbereitung von Asphalt/Zuschlagstoff-Gemischen, bei der in Verbindung mit einer Trockentrommel ein dieser vorgeschalteter axial angeordneter direkter Brenner oder auch ein radial vorgeschalteter indirekter Brenner Verwendung findet. Im letzteren Fall sind zur Begrenzung der Flammen des Brenners auf den Brennraum eine Hitzesperre und am Anfang der Trockentrommel eine Verteilerplatte mit verteilt angeordneten öffnungen zum axialen Einleiten der heissen Gase in die Trommel vorgesehen. Die Trommel besitzt Hebeleisten als Einbauten.
Aus der DE-C Nr. 838451 ist eine Vorrichtung bekannt, mit der auch bituminöses Mischgut hergestellt werden kann. In einem mit einem Brenner ausgestatteten Ofen ist dabei eine Trommel angeordnet und angetrieben, die aus drei ineinander gesteckten und miteinander verbundenen Zylindern besteht. Die Einbauten dieser Drehtrommel bestehen aus archimedischen Schrauben, die im wesentlichen eine Führung des Mischgutes bewirken. Da die Trommel im Ofen angeordnet ist und in der äusseren Trommelwandung Öffnungen für den Übertritt der vom Brenner erzeugten heissen Gase vorgesehen sind, wird bei dieser Einrichtung der Wärmeinhalt der heissen Gase wie auch die Strahlungswärme der Flamme zur Trocknung des Materials ausgenutzt.
Die DE-A Nr. 2101004 zeigt eine Vorrichtung zum Herstellen von Asphaltmischgut, bei der einer Trocknungstrommel ein Mischer in Form eines Zwei-Wellen-Trogmischers vorgeschaltet ist. Trocknungstrommel und Mischer bilden zwei axial ineinander steckbare Baueinheiten. Diese Anordnung ist dann möglich, wenn axial an der Stirnseite der Trockentrommel der erforderliche Platz hierzu zur Verfügung steht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, dass sich das Mischgut weitgehend staubfrei und kostengünstig herstellen lässt. Dabei muss die Affinität zwischen Bindemittel und Mineralien verbessert werden, aber gleichzeitig die Erwärmung des Mischgutes schonend erfolgen, damit Überhitzungserscheinungen des thermoplastischen Bindemittels und ein vorzeitiges Aushärten verhindert werden.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass für die an sich bekannte indirekte Befeuerung der Drehtrommel ein Heissgaserzeuger vorgesehen ist, der tangential in die Drehtrommel einmündend angeordnet ist, und dass die Einbauten der Drehtrommel zwecks Führung der Heissgase und des Mischgutes schraubengangförmig ausgebildet und an die tangentiale Einmündung der Heissgase angepasst sind. Durch die Verwendung eines Heissgaserzeugers kommt die Strahlungswärme der offenen Flamme in Wegfall, so dass das Mischgut schonend erwärmt wird.
Das empfindliche thermoplastische Bindemittel wird nicht überhitzt. Es besteht keine Selbstentzündungsgefahr. Damit ist auch die Möglichkeit gegeben, aufgebrochenen Asphalt oder anderes, bereits verlegtes Mischgut wieder aufzubereiten. Durch die tangentiale Einmündung des Heissgaserzeugers an der Drehtrommel werden längere Wege des Heissgases in der Trommel ermöglicht, also längere Kontaktzeiten bei kurzer Bauweise. Vorhandene Stäube im Heissgas haben Gelegenheit, sich mit dem bituminösen Mischgut zu verbinden und an dieses anzulagern. Die Radialkomponente der Heissgasströmung unterstützt diese Abscheidewirkung. Die schraubengangförmigen Einbauten führen einen Teil des Mischgutes im Bereich der Trommelwandung, so dass hier eine schonende Aufbereitung gegeben ist.
Mit besonderem Vorteil kann ein vorzugsweise kontinuierlich betriebener Zwangsmischer für die Hinzufügung des thermoplastischen Bindemittels vor dem Eintritt in die Drehtrommel vorgesehen sein. Dieser Zwangsmischer bringt einen mechanischen Kontakt zwischen dem Bindemittel und den Mineralien. Es ergibt sich durch diese mechanische Vermengung und Einwirkung eine ausgezeichnete Affinität, selbst bei einer gewissen Restfeuchte der Mineralien, die ungetrocknet eingesetzt werden. Der Zwangsmischer kann auch zentral an der Stirnseite in die Drehtrommel einragend vorgesehen sein. Dies wird möglich, weil das Heissgas tangential eingeleitet wird, so dass die Stirnseite der Drehtrommel für die Anordnung des Zwangsmischers frei ist. Die Vermischung des Bindemittels und der Mineralien erfolgt dann schon in der warmen Zone, so dass der an sich schädlichen Abkühlung des Bindemittels entgegengewirkt wird. Beim Mischen entsteht kein Staubanfall, weil eine Umhüllung der Mineralien mit dem Bindemittel stattfindet. Gleichzeitig wird der Zwangsmischer durch den Heissgaserzeuger indirekt beheizt, so dass das Heissgas schon hier einen Teil seiner Wärme an das Mischgut abgeben kann. Von besonderer Bedeutung ist die Zusammenwirkung der mechanischen Rührbewegung im Zwangsmischer, der thermischen Aufheizung und der anschliessenden Weitermischung mit Rieseleffekt in der Drehtrommel.
Parallel zu dem Zwangsmischer kann eine Fördereinrichtung für nicht mit thermoplastischem Bindemittel versetzte Mineralien vorgesehen sein. Damit ergibt sich die Möglichkeit, einen Teil der Mineralien, insbesondere die groberen Mineralien, ohne Bindemittel vermengt in die Drehtrommel einzubringen, während die feineren Mineralien durch den Zwangsmischer geleitet werden und dabei der Staub mit einem relativ hohen Bindemittelanteil gebunden wird, so dass sich bei einer solchen Einrichtung Filteranlagen zur Reinigung der Heissgase erübrigen. Die parallele Anordnung dieser Fördereinrichtung kann sowohl dann eingesetzt werden, wenn der Zwangsmischer in der Stirnseite der Drehtrommel angeordnet ist als auch dann, wenn der Zwangsmischer als separates Aggregat im Materialfluss der Drehtrommel irgendwie vorgeschaltet ist.
Zur Erhöhung der Förderwirkung und des Rieseleffektes des Mischgutes können an der Drehtrommel zusätzliche Hubkästen oder solche mit vergrösserter Leistung vorgesehen sein, um auf diese Weise die langen Kontaktzeiten infolge tangentialer Einmündung der Heissgase besonders effektiv auszunutzen.
Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles weiter beschrieben. Es zeigen:

Fig.1 eine schematisierte Stirnansicht der Einrichtung,
Fig. 2 eine schematisierte Seitenansicht der Einrichtung, grösstenteils geschnitten, und
Fig. 3 einen Querschnitt durch die Drehtrommel.

Fig. 1 zeigt die Drehtrommel 1 mit ihrer Stirnseite 2. Zentral in dieser Stirnseite 2 ist ein Zwangsmischer 3 mit den beiden Wellen 4 untergebracht. Der Zwangsmischer 3 besitzt ein ihn umschliessendes Gehäuse 5. Die Drehtrommel 1 besitzt in ihrem Innern schraubengangförmige Einbauten 6, die zudem einen axialen Durchtrittskanal 7 freilassen. Die schraubengangförmigen Einbauten 6 sind auf dem inneren Umfang der Drehtrommel 1 befestigt. Im Bereich der einen Stirnseite 2, in der der Zwangsmischer 3 gelagert ist, mündet auch ein Heissgaserzeuger 8 mit einem Anschlussrohr 9 ein. Die Drehtrommel 1 wird also indirekt beheizt.
Aus Fig. 2 ist die relative Lage der Einzelheiten zueinander besonders gut erkennbar. Es ist ersichtlich, wie der Zwangsmischer 3 zentral in die Stirnseite der Drehtrommel 1 hineinragt und sich um ein gewisses Mass in die Drehtrommel. hineinerstreckt. Der Zwangsmischer 3 besitzt einen Einlass 10 für die Mineralien und einen Einlass 11 für das Bitumen. Durch die Schnittdarstellung sind die schraubengangförmigen Einbauten 6 besonders gut erkennbar. Das Material wird hier kaskadenförmig und in den Schraubengängen geführt durch die Trommel bewegt, wodurch die Trommel eine vergleichsweise geringe Baulänge aufweisen kann. An der anderen Stirnseite 12 der Drehtrommel 1 werden die Abgase gemäss Pfeil 13 abgeführt, während für das aufbereitete bituminöse Mischgut ein Abzugsband 14 vorgesehen ist.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Drehtrommel 1 mit den schraubengangförmigen Einbauten 6 und den zusätzlichen Hubkästen 15, die der Einfachheit halber in Fig. 2 nicht dargestellt sind.

Claims

1. Einrichtung zum Aufbereiten von bituminösem Mischgut mit einer Abzugseinrichtung für Mineralien, einer Mischeinrichtung zum Hinzufügen von thermoplastischem Bindemittel und einer befeuerten, mit Einbauten versehenen Drehtrommel, dadurch gekennzeichnet, dass für die an sich bekannte indirekte Befeuerung der Drehtrommel (1 ) ein Heissgaserzeuger (8) vorgesehen ist, der tangential in die Drehtrommel (1 ) einmündend angeordnet ist, und dass die Einbauten (6) der Drehtrommel zwecks Führung der Heissgase und des Mischgutes schraubengangförmig ausgebildet und an die tangentiale Einmündung der Heissgase angepasst sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorzugsweise kontinuierlich betriebener Zwangsmischer (3) für die Hinzufügung des thermoplastischen Bindemittels vor dem Eintritt in die Drehtrommel vorgesehen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorzugsweise kontinuierlich betriebener Zwangsmischer (3) zentral an der Stirnseite (2) in die Drehtrommel (1 ) einragend vorgesehen ist.

4. Einrichtung nach einem der beiden Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu dem Zwangsmischer (3) eine Fördereinrichtung für nicht mit thermoplastischem Bindemittel versetzte Mineralien vorgesehen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Förderwirkung und des Rieseleffektes des Mischgutes an der Drehtrommel zusätzliche Hubkästen (15) oder solche mitvergrösserter Leistung vorgesehen sind.