EP0033812B1 - Dispositif pour la préparation de produits enrobés bitumineux pour revêtements routiers - Google Patents

Dispositif pour la préparation de produits enrobés bitumineux pour revêtements routiers Download PDF

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EP0033812B1
EP0033812B1 EP80400209A EP80400209A EP0033812B1 EP 0033812 B1 EP0033812 B1 EP 0033812B1 EP 80400209 A EP80400209 A EP 80400209A EP 80400209 A EP80400209 A EP 80400209A EP 0033812 B1 EP0033812 B1 EP 0033812B1
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EP
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drum
zone
materials
products
sheets
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EP80400209A
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EP0033812A1 (fr
Inventor
Pierre Malbrunot
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Creusot Loire SA
Original Assignee
Creusot Loire SA
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    • E01C19/02—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for preparing the materials
    • E01C19/10—Apparatus or plants for premixing or precoating aggregate or fillers with non-hydraulic binders, e.g. with bitumen, with resins, i.e. producing mixtures or coating aggregates otherwise than by penetrating or surface dressing; Apparatus for premixing non-hydraulic mixtures prior to placing or for reconditioning salvaged non-hydraulic compositions
    • E01C19/1013—Plant characterised by the mode of operation or the construction of the mixing apparatus; Mixing apparatus
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
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    • F26B11/02—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles
    • F26B11/04—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles rotating about a horizontal or slightly-inclined axis
    • F26B11/0463—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles rotating about a horizontal or slightly-inclined axis having internal elements, e.g. which are being moved or rotated by means other than the rotating drum wall
    • F26B11/0477—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles rotating about a horizontal or slightly-inclined axis having internal elements, e.g. which are being moved or rotated by means other than the rotating drum wall for mixing, stirring or conveying the materials to be dried, e.g. mounted to the wall, rotating with the drum
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    • E01C19/10—Apparatus or plants for premixing or precoating aggregate or fillers with non-hydraulic binders, e.g. with bitumen, with resins, i.e. producing mixtures or coating aggregates otherwise than by penetrating or surface dressing; Apparatus for premixing non-hydraulic mixtures prior to placing or for reconditioning salvaged non-hydraulic compositions
    • E01C2019/1081—Details not otherwise provided for
    • E01C2019/1095—Mixing containers having a parallel flow drum, i.e. the flow of material is parallel to the gas flow

Definitions

  • the invention relates to a device for the preparation of bituminous coated products for road surfaces, from liquid bituminous binders and granular products constituted by recycled asphalts from used road surfaces and by new aggregates, the proportion of asphalt recycled by relative to the quantity of new aggregates which can range from 0 to 100%.
  • the used coating can be removed by milling or, if it has been removed by a plate, subjected to crushing: one thus obtains granules consisting of small aggregates such as pebbles coated and agglomerated together by the asphalt binder.
  • the products resulting from these increases in pavement are generally eliminated, but it appeared desirable to reuse them in the coating plants, because this operation has the advantage of saving new products, aggregates or bituminous binders, and solving the problem of eliminating waste from lifting operations.
  • the most efficient coating installations which are now commonly used, include a large cylindrical drum inside which are carried out both the drying of the granular materials to be coated, the kneading of these granular products with the liquid bituminous binder and the coating in a hot atmosphere of the materials granulated with the bitumen.
  • the materials are therefore brought into contact with very hot gases or with a flame during at least part of their journey in the cylindrical dryer-coating drum.
  • the materials are in fact dried and heated inside the drum by the flame of a burner penetrating by one of the faces of the drum and directed axially in this drum, generally by the inlet face of the products to be coated.
  • the drum is rotatably mounted around its longitudinal axis and slightly inclined so as to ensure the circulation of the products which are lifted inside the drum by fins arranged on the internal surface of this drum, so as to ensure contacting between the hot gases and the solid matter circulating in the drum.
  • the materials are generally introduced into the drum through the wet and cold inlet face and are heated and dried at least partially in the first zones of the drum before being kneaded with the liquid bituminous binder and coated in a hot atmosphere. in the last areas of the drum.
  • a coating installation comprising a conventional drying-mixing drum at the inlet end of which a combustion chamber of refractory steel has been adapted, so as to introduce the mixture of granulated products, which may include a certain proportion. of recycled products, after the burner flame to avoid destruction by combustion of the bitumen contained in the recycled materials.
  • the flame and the gases at very high temperature are produced in a separate chamber of the drum inside which the granulated materials are introduced and in which these materials are lifted throughout the section of the drum to bring them into contact with the hot gases coming from the combustion chamber, so that direct contact of the flame with the granulated materials containing bitumen is avoided and the use of recycled products, while avoiding their smoke-generating combustion, is made possible.
  • An installation comprising a double drum constituted by an internal drum of small diameter and an external drum of large diameter mounted coaxially and in such a way that the drum of small diameter is projecting with respect to the drum of large diameter over a certain length corresponding to the entry area for new products which is introduced into the small internal drum inside which the burner flame penetrates.
  • the recycled materials are introduced into the large-diameter external drum and run the length of this external drum until they are mixed with the new materials at the outlet of the small-diameter internal drum emerging inside the external drum.
  • This device has certain drawbacks since the production capacity is reduced, the small drum not leaving a sufficient free volume to allow the development of sufficient thermal power for a drum of the diameter of the outer drum, and that the separation between new materials and recycled materials at the time of their introduction into the installation requires two feeding devices with continuous weighing of materials.
  • the length of the installation is considerably greater than the length of a conventional installation and the flexibility of use of this installation is not very great since it is not possible to manufacture coated materials from these installations. recycled materials only or from new materials only, in good conditions.
  • this device has the drawback of requiring two different feeding devices with continuous weighing, one at the inlet of the drum for new materials and the other after the flame at the orifices provided in the drum for the introduction of recycled materials.
  • the object of the invention is therefore to propose a device of the type described in FR-A-2 327 048 for the preparation of bituminous coated products for road surfaces, from liquid bituminous binders and granular products constituted by recycled asphalt coming from used road surfaces and new aggregates the proportion of asphalt recycled compared to the proportion of new aggregates which can range from 0 to 100%, consisting of a cylindrical drum mounted to rotate around its longitudinal axis on a platform and comprising means for driving in rotation, means for feeding granulated products, at one end of the drum called the inlet end, an area for introducing the products brought in by the supply means following the inlet end, in which the drum has helical fins for the rapid introduction of the products into the drum, a burner penetrating axially into the drum from the cold side ntale of the entry end, an insulation and drying zone where the internal surface of the drum is lined with lifting devices allowing the lifting of the granulated materials up to the upper part of the drum during its rotation and the constitution by fallout of these materials
  • drum 1 consisting of a cylindrical steel casing rotatably mounted about its longitudinal axis on a platform not shown.
  • Support and rotation devices also not shown make it possible to rotate this cylindrical casing continuously around its longitudinal axis during the operation of the installation.
  • the drum has an inlet face 2 through which a device for feeding granulated products 3 penetrates, which makes it possible to continuously feed into the drum, the granulated products constituted both by new materials and by recycled materials.
  • the drum also includes a device 6 for supplying liquid bituminous binder making it possible to introduce this bituminous binder inside the drum and to spread it in divided form over the granulated materials.
  • the drum has an introduction zone 10 receiving the solid granulated products brought by the feed device 3 and causing them to arrive very quickly without contact with the flame 5 of the burner in the zone 11 of the drum.
  • the internal surface of the drum in zone 10 is lined with helically wound fins 14 which allow, depending on the rotation of the drum, the extremely rapid introduction of products which have a practically negligible residence time in zone 10 and which remain during this short period of time retained against the wall of the drum by the fins 14.
  • the next zone 11 of the drum is a zone for transferring and heating the granulated materials coming from zone 10, inside which the flame 5 of the burner 4 develops.
  • the drum is lined with fins arranged projecting from the internal surface of the drum, according to sections of short pitch propellers.
  • the internal surface of the drum in zone 11 is lined with several sets of fins on which screen sheets 18 are fixed, so that a large part of the internal surface of the drum in zone 11 is protected by these sheets. screens.
  • the granulated materials comprising a certain proportion of recycled materials are introduced into the zone 11 of the drum in contact with the wall of this drum, they are guided and entrained by the fins 17 in a movement advancing them towards the interior of the drum and isolated from the flame 5 by means of the screen plates 18 which make it possible to avoid direct contact with the flame 5. Only a very small quantity of material falls through the interstices between the sheets, in the flame zone.
  • the granulated materials in zone 11, although isolated from direct contact with the flame are in contact during the whole crossing of this zone with gases at very high temperature, passing through the interstices between the sheets and with the hot metallic surface of the sheets 18, which causes them to dry and heat, allowing the bitumen from recycled materials to melt while avoiding the destruction of this bitumen.
  • the materials kept in contact with the internal surface of the drum behind the screen sheets make it possible to limit the heat losses through the surface of the drum and thus to improve the efficiency of the installation.
  • the fall of the materials in the flame and the direct contact between the flame and the recycled materials are avoided thanks to the sheet metal screens.
  • the layer of materials retained between the screen sheets and the wall of the drum makes it possible to protect this wall against the flame.
  • the height of the fins arranged along sections of propellers is sufficient to allow the circulation of the products against the wall of the drum.
  • This zone 11 is chosen so that the flame develops there normally.
  • Zone 12 of the drum which is a zone for insulating the heating and drying of the materials arranged after zone 11 is formed by a part of the drum where the internal surface of this drum is furnished with lifting devices whose cross section is visible in Figure 2.
  • Two sets of identical lifting devices have been arranged along the length of the drum, the first set comprising lifting devices 20 the second set of lifting devices 21 angularly offset on the surface of the drum relative to the fins 20 and arranged following the fins 20 along the length of the drum.
  • these lifting devices allow a collection of the solid materials granulated at the bottom part of the drum and a lifting of these materials up to the highest part of the drum where the granulated materials fall in free fall through the entire section of the drum, during the rotation of this drum.
  • a screen is thus formed in the whole section of the drum, this screen making it possible to completely isolate the flame 5 from the zone 13 of the drum located beyond the zone 12 constituting an insulation zone.
  • zone 12 the material previously heated by contact with the hot gases in zone 11 and traversed during its fall in rain into the drum by hot gases moving from the flame towards the outlet of the drum, undergoes intense drying which allows it to lose almost all of its moisture before it is introduced into zone 13. This addition of heat by the gases also makes it possible to complete the melting of the bitumen of the recycled materials.
  • the mixing of the materials during their lifting and their fall back into the section of the drum causes a mixing and a homogenization of the different solid materials constituting the charge introduced into the drum whether they are new aggregates, powders or recycled materials.
  • these materials introduced simultaneously but not constituting a homogeneous mixture upon entering the drum are effectively mixed in zone 12.
  • Zone 12 is a zone of short length (10 to 15% of the length of the tube) so that, despite the intensive drying of the materials in this zone, it is possible to prevent elements from flying off in large quantities in the gases circulating in the drum which avoids rejection of a large amount of dust in the gases leaving the drum.
  • the materials are introduced into the next practically dry and heated zone, so that spreading of the binder on these granulated materials at the start of zone 13 is greatly facilitated.
  • the binder spray tube 6 in fact opens roughly at the entrance to zone 13, that is to say at a place protected from the flame by the screen formed in zone 12 and where the gases circulating in the drum are at a moderate temperature.
  • the binder cannot be destroyed by the radiation of the flame and by the gases at too high a temperature.
  • zone 13 which is a zone for mixing the solid granulated product and the bituminous binder in a hot atmosphere
  • the internal surface of the drum is provided with lifting devices 26 making it possible to lift the granulated materials up to the upper part of the drum and to make fall in all the section of this drum in order to ensure a good contact between these materials falling in rain and the gas crossing zone 13 of the drum to ensure the hot coating of the materials, that is to say a spreading and a bond between the surface of the granulated materials and the bitumen.
  • the lifting devices 26 are arranged in four successive sets offset angularly on the surface of the drum, along the length of the zone 13.
  • zone 13 which constitutes the last zone of the drum
  • the coated materials fall into a discharge chamber 16 which allows on the one hand the collection of the coated materials and on the other hand, thanks to a chimney 27, the capture of gases as they exit the drum.
  • the area 13 is limited by two rings 28 and 29, the height of which is substantially the same as that of the lifting devices, these rings serving as a screen and helping to increase the thermal efficiency of the drum.
  • zone 13 the circulating gases which entrain, in the zones where the granulated materials are dried, part of the pulverulent contained in these materials come into contact with coated particles which retain the pulverulent in suspension in the gases and thus dust this gas which leaves through the chimney 27 with a negligible proportion of dust.
  • the coating quality and the dust removal efficiency of the gases in zone 13 are all the better the longer this zone is.
  • the length of this zone is more than half the length of the drum.
  • One of the advantages of the device according to the invention is that it is possible to use granulated materials consisting of both new materials and recycled materials in any proportion. In particular, it is possible to use only new materials or only recycled materials or even any proportion of new materials with respect to recycled materials without, however, modifying the operation of the device according to the invention.
  • bituminous binder when using a mixture of recycled materials and new materials, it is possible to introduce bituminous binder in addition or to use only the bituminous binder of the recycled material.
  • a weight detector which determines the flow rate of solid materials entering the drum allows continuous calculation, taking into account the water content of the materials measured by a humidity detector, and possibly the amount of recycled material. introduced with the new material, the content of filler binder necessary to carry out the coating.
  • the device according to the invention makes it possible to use the same drum for the coating of new materials and for the coating of recycled materials, the production capacity of the installation being the same in all cases and the combustion of the bitumen contained. in recycled materials being avoided through the use of sheet metal screens in the area where the flame develops.
  • the screen sheets 18 can have a section, by a plane perpendicular to the axis of the drum said transverse plane, having an L-shape to ensure better retention of the product. It is also possible to have screen sheets having another profiled shape than the L shape, for example an inverted U shape whose branches are directed towards the wall of the drum.
  • the shape of the lifting devices in zones 12 and 13 is not limited to the shapes which have been shown in FIGS. 3 and 4, these lifting devices being able to have an L-shape, a bucket shape as shown or a rounded shape in a more or less closed gutter.
  • the screen sheets can also occupy only part of the surface of the drum depending on the extreme conditions of use of this drum .
  • the device according to the invention can be used for the production of any bituminous mix usable for road surfaces.

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  • Road Paving Structures (AREA)

Description

  • L'invention concerne un dispositif pour la préparation de produits enrobés bitumineux pour revêtements routiers, à partir de liants bitumineux liquides et de produits granulés constitués par des enrobés recyclés provenant de revêtements routiers usagés et par des agrégats neufs, la proportion d'enrobés recyclés par rapport à la quantité d'agrégats neufs pouvant aller de 0 à 100%.
  • Lors de la réfection ou de l'entretien des chaussées comportant un revêtement asphaltique, on peut être amené à enlever le revêtement usagé afin de déposer sur la chaussée un nouveau revêtement. Cette opération a pour but d'éviter de remonter à chaque réfection du revêtement, le niveau de la chaussée, par superposition des couches de revêtements successives.
  • Le revêtement usagé peut être enlevé par fraisage ou, s'il a été enlevé par plaque, soumis à un concassage : on obtient ainsi des granulés constitués par des agrégats de petite dimension tels que des cailloux revêtus et agglomérés entre eux par le liant asphaltique. Les produits résultants de ces relèvements de chaussée sont en général éliminés, mais il est apparu souhaitable de les réutiliser dans les centrales d'enrobage, car cette opération a l'avantage d'économiser des produits neufs, agrégats ou liants bitumineux, et de résoudre le problème de l'élimination des déchets provenant des opérations de relevage.
  • On a donc imaginé des installations d'enrobage qui permettent de traiter ces déchets en les recyclant.
  • Les installations d'enrobage les plus performantes qui sont maintenant utilisées couramment, comportent un tambour cylindrique de grande dimension à l'intérieur duquel sont effectués à la fois le séchage des matériaux granulés à enrober, le malaxage de ces produits granulés avec le liant bitumineux liquide et l'enrobage en atmosphère chaude des matériaux granulés par le bitume. Les matériaux sont donc amenés à être en contact avec des gaz très chauds ou avec une flamme pendant une partie au moins de leur parcours dans le tambour cylindrique sécheur-enrobeur.
  • Les matériaux sont en effet séchés et chauffés à l'intérieur du tambour par la flamme d'un brûleur pénétrant par l'une des faces du tambour et dirigée axialement dans ce tambour, généralement par la face d'entrée des produits à enrober.
  • Le tambour est monté rotatif autour de son axe longitudinal et légèrement incliné de façon à assurer la circulation des produits qui sont soulevés à l'intérieur du tambour par des ailettes disposées sur la surface interne de ce tambour, de façon à assurer une mise en contact entre les gaz chauds et les matières solides en circulation dans le tambour.
  • De façon classique, les matériaux sont généralement introduits dans le tambour par la face d'entrée humides et froids et sont chauffés et séchés au moins partiellement dans les premières zones du tambour avant d'être malaxés avec le liant bitumineux liquide et enrobés en atmosphère chaude dans les dernières zones du tambour.
  • On connaît en particulier une telle installation qui a fait l'objet FR-A-2 327 048 déposé par la demanderesse où la zone de séchage et de chauffage préalable des matériaux granulés, avant le malaxage avec le liant bitumineux liquide, où se développe la flamme du brûleur, est isolée complètement, par un rideau continu de matériaux soulevés dans le tambour par des dispositifs releveurs, de la zone suivante où a lieu l'introduction du bitume. De cette manière, on évite de mettre en contact la flamme du brûleur avec le bitume dont on évite ainsi la destruction par combustion.
  • Dans le cas de matériau recyclé contenant une forte proportion de matières asphaltiques et des agrégats, une telle installation n'est pas utilisable car les produits granulés introduits à l'entrée du tambour seraient mis en contact avec la flamme du brûleur dans toute la zone de séchage et chauffage préalable au malaxage. Dans cette zone, le matériau asphaltique serait altéré par combustion lors de son contact avec la flamme du brûleur et rendu inapte à des emplois routiers. En outre, il est souhaitable de disposer de moyens pour créer un rideau continu opaque afin de diminuer la longueur de la zone nécessaire à l'isolation de la flamme.
  • D'autre part, il est pratiquement indispensable de concevoir des installations qui permettent de traiter aussi bien des matériaux incluant une proportion plus ou moins forte de matériaux recyclés que des matériaux neufs uniquement. En effet, les matériaux recyclés ne sont généralement pas disponibles en quantité suffisante pour alimenter l'installation d'enrobage pendant de longues périodes de fonctionnement et il est très souvent nécessaire d'alimenter l'installation d'enrobage avec un mélange de matériaux neufs et de matériaux recyclés ou même avec des matériaux neufs uniquement.
  • On a donc imaginé des installations capables de traiter aussi bien des matériaux neufs que les mélanges de matériaux neufs et de matériaux recyclés.
  • On connaît par exemple une installation d'enrobage comportant un tambour sécheur-malaxeur classique à l'extrémité d'entrée duquel on a adapté une chambre de combustion en acier réfractaire, de façon à introduire le mélange de produits granulés, pouvant inclure une certaine proportion de produits recyclés, après la flamme du brûleur pour éviter la destruction par combustion du bitume contenu dans les matériaux recyclés. En effet, ainsi la flamme et les gaz à très haute température sont produits dans une chambre distincte du tambour à l'intérieur duquel sont introduits les matériaux granulés et dans lequel ces matériaux sont soulevés dans toute la section du tambour pour leur mise en contact avec les gaz chauds provenant de la chambre de combustion, si bien que le contact direct de la flamme avec les matériaux granulés renfermant du bitume est évité et que l'utilisation de produits recyclés, tout en évitant leur combustion génératrice de fumée, est rendue possible. Dans une installation de ce type, il est également possible de traiter les produits granulés constitués de matériaux neufs uniquement.
  • De telles installations présentent cependant des inconvénients puisque la longueur de l'installation est augmentée par la présence d'une chambre de combustion, qu'il existe des pertes thermiques importantes occasionnées par la haute température de la chambre de combustion et qu'il existe un risque pour le personnel qui est amené à travailler près d'une chambre dont la température externe est extrêmement élevée. Les pertes thermiques d'une telle installation peuvent être de l'ordre de 5 à 10 % de l'énergie de combustion.
  • On connaît également une installation comportant un double tambour constitué par un tambour interne de petit diamètre et un tambour externe de grand diamètre montés coaxiaux et de façon que le tambour de petit diamètre soit saillant par rapport au tambour de grand diamètre sur une certaine longueur correspondant à la zone d'entrée des produits neufs qu'on introduit dans le petit tambour interne à l'intérieur duquel pénètre la flamme du brûleur. Les matériaux recyclés sont introduits dans le tambour externe de grand diamètre et parcourent la longueur de ce tambour externe jusqu'au moment où ils sont mélangés avec les matériaux neufs à la sortie du tambour interne de petit diamètre débouchant à l'intérieur du tambour externe. (Highway & Heavy Construction, November 1977, Page 92).
  • Pendant leur progression dans le tambour externe les matériaux recyclés sont isolés de la flamme par le tambour interne de petit diamètre où a lieu le chauffage et le séchage des matériaux neufs par contact avec les gaz très chauds et avec la flamme. Le malaxage avec le bitume et l'enrobage se font dans le tambour de grand diamètre après la zone de ce tambour où débouche l'extrémité de sortie du tambour interne de petit diamètre.
  • Ce dispositif présente certains inconvénients puisque la capacité de production est réduite, le petit tambour ne laissant pas un volume libre suffisant pour permettre le développement d'une puissance thermique suffisante pour un tambour du diamètre du tambour extérieur, et que la séparation entre matériaux neufs et matériaux recyclés au moment de leur introduction dans l'installation nécessite deux dispositifs d'alimentation avec pesage en continu de matériaux. D'autre part, la longueur de l'installation est considérablement plus grande que la longueur d'une installation classique et la souplesse d'utilisation de cette installation n'est pas très grande car on ne peut fabriquer dans ces installations des enrobés à partir de matériaux recyclés uniquement ou à partir de matériaux neufs uniquement, dans de bonnes conditions.
  • En effet, si on utilisait uniquement des enrobés recyclés, le petit tambour serait détruit par la flamme car il ne serait plus protégé pendant le fonctionnement par les matériaux neufs en contact avec sa paroi interne. D'autre part, si l'on cherche à fabriquer des enrobés à partir de matériaux neufs uniquement, la capacité de production de l'installation est réduite à celle d'un tambour sécheur-malaxeur dont le diamètre serait celui du petit tambour, c'est-à-dire à un niveau considérablement inférieur puisque la production varie comme le carré du diamètre du tambour.
  • On a également pensé à pratiquer des orifices dans la paroi d'un tambour sécheur-malaxeur classique et à y adapter un dispositif d'introduction de matériaux recyclés, afin d'introduire ces matériaux dans une zone se trouvant après la flamme du brûleur (voir par exemple le EP-A-0 032 468).
  • Ce dispositif présente cependant l'inconvénient de nécessiter deux dispositifs d'alimentation différents avec pesage en continu, l'un à l'entrée du tambour pour les matériaux neufs et l'autre après la flamme au niveau des orifices prévus dans le tambour pour l'introduction des matériaux recyclés.
  • D'autre part, un tel dispositif ne peut pas fonctionner avec des matériaux recyclés uniquement car la flamme du brûleur détruirait le tambour dans sa zone d'entrée, les matériaux neufs ne protégeant plus la surface interne du tambour dans cette zone.
  • Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif du type décrit dans le FR-A-2 327 048 pour la préparation de produits enrobés bitumeux pour revêtements routiers, à partir de liants bitumeux liquides et de produits granulés constitués par des enrobés recyclés provenant de revêtements routiers usagés et des agrégats neufs la proportion d'enrobés recyclés par rapport à la proportion d'agrégats neufs pouvant aller de 0 à 100 %, constitué par un tambour de forme cylindrique monté rotatif autour de son axe longitudinal sur une plateforme et comportant des moyens d'entraînement en rotation, des moyens d'alimentation en produits granulés, à l'une des extrémités du tambour appelée extrémité d'entrée, une zone d'introduction des produits amenés par les moyens d'alimentation à la suite de l'extrémité d'entrée, dans laquelle le tambour comporte des ailettes hélicoïdales pour l'introduction rapide des produits dans le tambour, un brûleur pénétrant axialement dans le tambour par la face frontale de l'extrémité d'entrée, une zone d'isolation et de séchage où la surface interne du tambour est garnie de dispositifs releveurs permettant le relevage des matériaux granulés jusqu'à la partie supérieure du tambour au cours de sa rotation et la constitution par retombée de ces matériaux, d'un écran continu de matériaux isolant la flamme de la zone suivante du tambour qui est une zone de malaxage en atmosphère chaude dans laquelle le tambour comporte des dispositifs releveurs à forte capacité de retenue pour le soulèvement des produits et leur retombée dans toute la section droite du tambour et à l'entrée de laquelle débouche un dispositif d'apport de liant bitumineux liquide et enfin une chambre fixe de décharge de produits enrobés et d'évacuation des gaz en circulation dans le tambour, en communication avec l'extrémité de sortie du tambour, le tambour étant incliné depuis son extrémité d'entrée jusqu'à son extrémité de sortie pour assurer la circulation des produits, ce dispositif permettant d'éviter d'altérer les matériaux bitumineux en les exposant à la flamme du brûleur et constituant un écran opaque d'isolation de la flamme sur une faible longueur du tambour.
  • Dans ce but et conformément à l'invention, le tambour comporte en outre, entre la zone d'introduction et la zone d'isolation et de séchage :
    • - une zone de transfert et de chauffage des matériaux granulés où la surface interne du tambour est garnie de tronçons d'ailettes disposés en hélice sur la surface interne du tambour, en saillie par rapport à cette surface et supportant par leurs bords éloignés de la surface interne du tambour des tôles-écrans disposées suivant la direction longitudinale du tambour sur toute la longueur de la zone de transfert et de chauffage, les ailettes jouant le rôle de guides pour les matériaux granulés en circulation entre la surface interne du tambour et d'entretoises pour maintenir les tôles-écrans écartées de la surface interne du tambour, les tôles-écrans se recouvrant suivant leurs bords latéraux adjacents en ménageant un interstice entre les bords adjacents et les dispositifs releveurs de la zone d'isolation et de séchage sont disposés suivant plusieurs jeux décalés angulairement dans le tambour.
  • Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de réalisation d'un dispositif pour la préparation de produits enrobés permettant l'utilisation de matériaux neufs et de matériaux recyclés en proportion quelconque.
    • La figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'un tambour sécheur-enrobeur suivant l'invention.
    • La figure 2 représente une vue en coupe selon II-II de la figure 1.
    • La figure 3 représente une vue en coupe suivant III-III de la figure 1.
    • La figure 4 représente une vue suivant IV-IV de la figure 1.
  • Sur la figure 1, on voit un tambour 1 constitué par une enveloppe cylindrique en acier montée rotative autour de son axe longitudinal sur une plateforme non représentée.
  • Des dispositifs de support et de mise en rotation également non représentés permettent de faire tourner cette enveloppe cylindrique de façon continue autour de son axe longitudinal pendant le fonctionnement de l'installation.
  • Le tambour comporte une face d'entrée 2 par laquelle pénètre un dispositif d'alimentation en produits granulés3 qui permet d'amener de façon continue dans le tambour, les produits granulés constitués aussi bien par des matériaux neufs que par des matériaux recyclés.
  • Par la face d'entrée 2 pénètre également un brûleur 4 dont la flamme 5 se développe dans les premières zones du tambour.
  • Le tambour comporte également un dispositif 6 d'alimentation en liant bitumineux liquide permettant d'introduire ce liant bitumineux à l'intérieur du tambour et de le répandre sous forme divisée sur les matériaux granulés.
  • Le tambour comporte une zone d'introduction 10 recevant les produits granulé solides amenés par le dispositif d'alimentation 3 et les faisant parvenir très rapidement sans contact avec la flamme 5 du brûleur dans la zone 11 du tambour.
  • Pour cela, la surface interne du tambour dans la zone 10 est garnie d'ailettes enroulées en hélice 14 qui permettent, en fonction de la rotation du tambour l'introduction extrêmement rapide des produits qui ont un temps de séjour pratiquement négligeable dans la zone 10 et qui restent pendant ce court laps de temps retenus contre la paroi du tambour par les ailettes 14.
  • La zone suivante 11 du tambour est une zone de transfert et de chauffage des matériaux granulés venant de la zone 10, à l'intérieur de laquelle se développe la flamme 5 du brûleur 4.
  • Dans cette zone 11 le tambour est garni d'ailettes disposées en saillie sur la surface interne du tambour, suivant des tronçons d'hélices à pas courts. Sur l'extrémité éloignée de la surface interne du tambour de ces ailettes 17 sont fixées des tôles-écrans 18 suivant la direction longitudinale du tambour.
  • La surface interne du tambour dans la zone 11 est garnie de plusieurs jeux d'ailettes sur lesquelles sont fixées des tôles-écrans 18, de façon qu'une partie importante de la surface interne du tambour dans la zone 11 soit protégée par ces tôles-écrans.
  • On voit sur la figure 2 la section transversale de ces tôles-écrans 18 par un plan perpendiculaire à l'axe du tambour. Ces tôles sont pratiquement planes et présentent chacune un bord droit et un bord 19 plié sur une faible largeur. Ce bord 19 plié permet de réaliser un léger recouvrement des tôles de façon que le bord plié 19 d'une tôle recouvre légèrement le bord droit de la tôle adjacente. Ceci permet de recouvrir toute la surface du tambour tout en laissant une possibilité de dilatation des tôles subissant l'échauffement dû à la flamme du brûleur.
  • Lorsque les matériaux granulés comportant une certaine proportion de matériaux recyclés sont introduits dans la zone 11 du tambour en contact avec la paroi de ce tambour, ils sont guidés et entraînés par les ailettes 17 dans un mouvement les faisant progresser vers l'intérieur du tambour et isolés de la flamme 5 grâce aux tôles-écrans 18 qui permettent d'éviter un contact direct avec la flamme 5. Seule une très faible quantité de matériaux retombe par les interstices entre les tôles, dans la zone de la flamme. Les matériaux granulés dans la zone 11, bien qu'isolés du contact direct avec la flamme, sont au contact pendant toute la traversée de cette zone avec des gaz à très haute température, passant par les interstices entre les tôles et avec la surface métallique chaude des tôles 18, ce qui provoque leur séchage et leur chauffage permettant la fusion du bitume des matériaux recyclés tout en évitant la destruction de ce bitume.
  • D'autre part, les matériaux maintenus en contact avec la surface interne du tambour derrière les tôles-écrans permettent de limiter les pertes thermiques par la surface du tambour et ainsi d'améliorer le rendement de l'installation. D'autre part, la chute des matériaux dans la flamme et le contact direct entre la flamme et les matériaux recyclés sont évités grâce aux tôles-écrans. Enfin, la couche de matériaux retenus entre les tôles-écrans et la paroi du tambour permet de protéger cette paroi contre la flamme.
  • La hauteur des ailettes disposées suivant des tronçons d'hélices est suffisante pour permettre la circulation des produits contre la paroi du tambour.
  • La longueur de cette zone 11 est choisie de façon que la flamme s'y développe normalement.
  • La zone 12 du tambour qui est une zone d'isolation de chauffage et de séchage des matériaux disposée à la suite de la zone 11 est constituée par une partie du tambour où la surface interne de ce tambour est garnie de dispositifs releveurs dont la section transversale est visible sur la figure 2. Deux jeux de dispositifs releveurs identiques ont été disposés suivant la longueur du tambour, le premier jeu comportant des dispositifs releveurs 20 le second jeu des dispositifs releveurs 21 décalés angulairement sur la surface du tambour par rapport aux ailettes 20 et disposés à la suite des ailettes 20 suivant la longueur du tambour.
  • On voit sur la figure 3 que ces dispositifs releveurs permettent un recueil des matériaux solides granulés à la partie basse du tambour et un relevage de ces matériaux jusqu'à la partie la plus haute du tambour où les matériaux granulés 25 retombent en chute libre à travers toute la section du tambour, lors de la rotation de ce tambour.
  • On constitue ainsi un écran dans toute la section du tambour, cet écran permettant d'isoler complètement la flamme 5 de la zone 13 du tambour se trouvant au-delà de la zone 12 constituant une zone d'isolation.
  • D'autre part dans la zone 12 le matériau préalablement chauffé par contact avec les gaz chauds dans la zone 11 et traversé lors de sa retombée en pluie dans le tambour par des gaz chauds se déplaçant à partir de la flamme vers la sortie du tambour, subit un séchage intense qui lui permet de perdre la quasi-totalité de son humidité avant son introduction dans la zone 13. Cet apport de chaleur par les gaz permet également de terminer la fusion du bitume des matériaux recyclés.
  • Les dispositifs releveurs 20 et 21, à l'inverse des ailettes 14 et 17, ne produisent pas une avancée rapide du produit à l'intérieur du tambour si bien que la zone 12 est une zone où le produit est ralenti et occupe toute la section du tambour pendant un temps relativement long malgré la faible longueur de la zone 12.
  • D'autre part les gaz traversant le rideau dense de matériaux formé dans la zone 12 et provoquant le chauffage et le séchage de ces matériaux, subissent un abaissement de température important, si bien que les gaz pénètrent dans la zone 13 à une température très inférieure à la température régnant dans la zone 11.
  • D'autre part le brassage des matériaux lors de leur relevage et de leur retombée dans la section du tambour provoque un mélange et une homogénéisation des différents matériaux solides constituant la charge introduite dans le tambour qu'il s'agisse d'agrégats neufs, de pulvérulents ou de matériaux recyclés. Ainsi ces matériaux introduits simultanément mais ne constituant pas un mélange homogène à l'entrée dans le tambour sont mélangés dans la zone 12 de façon efficace.
  • La zone 12 est une zone de faible longueur (10 à 15 % de la longueur du tube) si bien que malgré le séchage intensif des matériaux dans cette zone, on évite l'envolement des éléments en grande quantité dans les gaz en circulation dans le tambour ce qui évite un rejet d'une importante quantité de poussières dans les gaz en sortie du tambour.
  • A la sortie de la zone 12, les matériaux sont introduits dans la zone suivante pratiquement secs et chauffés, si bien que l'étalement du liant sur ces matériaux granulés au début de la zone 13 est grandement facilité. La tubulure d'aspersion de liant 6 débouche en effet à peu près à l'entrée de la zone 13, c'est-à-dire à un endroit protégé de la flamme grâce à l'écran constitué dans la zone 12 et où les gaz circulant dans le tambour sont à une température modérée.
  • De cette façon, le liant ne peut pas être détruit par le rayonnement de la flamme et par les gaz à trop haute température.
  • Dans la zone 13 qui est une zone de malaxage en atmosphère chaude du produit granulé solide et du liant bitumineux, la surface interne du tambour est garnie de dispositifs releveurs 26 permettant de soulever les matériaux granulés jusqu'à la partie haute du tambour et de les faire retomber dans toute la section de ce tambour afin d'assurer un bon contact entre ces matériaux retombant en pluie et le gaz traversant la zone 13 du tambour pour assurer l'enrobage à chaud des matériaux, c'est-à-dire un étalement et une liaison entre la surface des matériaux granulés et le bitume.
  • On voit que les dispositifs releveurs 26 sont disposés suivant quatre jeux successifs décalés angulairement sur la surface du tambour, suivant la longueur de la zone 13.
  • A la sortie de la zone 13 qui constitue la dernière zone du tambour les matériaux enrobés tombent dans une chambre de décharge 16 qui permet d'une part le recueil des matériaux enrobés et d'autre part, grâce à une cheminée 27, le captage des gaz à leur sortie du tambour.
  • La zone 13 est limitée par deux couronnes 28 et 29 dont la hauteur est sensiblement la même que celle des dispositifs releveurs, ces couronnes servant d'écran et contribuant à augmenter le rendement thermique du tambour.
  • A l'intérieur de la zone 13, les gaz en circulation qui entraînent, dans les zones où s'effectue le séchage des matériaux granulés, une partie du pulvérulent contenu dans ces matériaux rentrent en contact avec des particules enrobées qui retiennent les pulvérulents en suspension dans les gaz et ainsi dépoussièrent ce gaz qui sort par la cheminée 27 avec une proportion de poussières négligeable. La qualité d'enrobage et l'efficacité de dépoussiérage des gaz dans la zone 13 sont d'autant meilleures que la longueur de cette zone est plus importante.
  • Dans tous les cas la longueur de cette zone est supérieure à la moitié de la longueur du tambour.
  • Un des avantages du dispositif suivant l'invention est de pouvoir utiliser des matériaux granulés constitués à la fois par des matériaux neufs et des matériaux recyclés en proportion quelconque. En particulier on peut utiliser uniquement des matériaux neufs ou uniquement des matériaux recyclés ou encore une proportion quelconque de matériaux neufs par rapport aux matériaux recyclés sans que pour autant le fonctionnement du dispositif suivant l'invention soit modifié.
  • Dans le cas où l'on n'utilise que des matériaux recyclés, il est possible d'éviter l'addition de liant, si le liant contenu dans les matériaux récupérés a une composition conforme à la formule finale désirée.
  • Généralement on ajoute cependant une certaine quantité de liant liquide vierge en fonction de la quantité de matériaux recyclés introduits dans le tambour, dont le poids est mesuré en continu par la bande transporteuse d'amenée au dispositif d'introduction.
  • De même lorsqu'on utilise un mélange de matériaux recyclés et de matériaux neufs, il est possible d'introduire du liant bitumineux en complément ou de n'utiliser que le liant bitumineux du matériau recyclé.
  • Dans tous les cas un détecteur pondéral qui déterminé le débit de matériaux solides entrant dans le tambour permet le calcul en continu, en tenant compte de la teneur en eau des matériaux mesurée par un détecteur d'humidité, et éventuellement de la quantité de matériaux recyclés introduits avec le matériau neuf, la teneur en liant d'apport nécessaire pour effectuer l'enrobage.
  • Le dispositif suivant l'invention permet d'utiliser le même tambour pour l'enrobage de matériaux neufs et pour l'enrobage de matériaux recyclés, la capacité de production de l'installation étant la même dans tous les cas et la combustion du bitume contenu dans les matériaux recyclés étant évitée grâce à l'utilisation de tôles-écrans dans la zone où se développe la flamme.
  • C'est ainsi que les tôles-écrans 18 peuvent avoir une section, par un plan perpendiculaire à l'axe du tambour dit plan transversal, présentant une forme en L pour assurer une meilleure retenue du produit. Il est également possible d'avoir des tôles-écrans présentant une autre forme profilée que la forme en L, par exemple une forme en U renversé dont les branches sont dirigées vers la paroi du tambour.
  • De même, la forme des dispositifs releveurs dans les zones 12 et 13 n'est pas limitée aux formes qui ont été représentées sur les figures 3 et 4, ces dispositifs releveurs pouvant avoir une forme en L, une forme en godet comme représentée ou une forme arrondie en gouttière plus ou moins fermée.
  • Bien qu'il soit préférable que les tôles occupent la totalité de la surface du tambour avec un léger recouvrement de leurs bords, les tôles-écrans peuvent également occuper une partie seulement de la surface du tambour suivant les conditions d'utilisation extrêmes de ce tambour.
  • Enfin le dispositif suivant l'invention peut être utilisé pour la production de tout enrobé bitumineux utilisable pour les revêtements routiers.

Claims (5)

1. Dispositif pour la préparation de produits enrobés bitumineux pour revêtements routiers à partir de liants bitumineux liquides et de produits granulés constitués par des enrobés recyclés provenant de revêtements routiers usagés et par des agrégats neufs, la proportion d'enrobés recyclés par rapport à la proportion d'agrégats neufs pouvant aller de 0 à 100%, constitué par un tambour (1) de forme cylindrique monté rotatif autour de son axe longitudinal sur une plateforme, associé à des moyens d'entraînement en rotation et à des moyens d'alimentation en produits granulés à l'une des extrémités du tambour (1) appelée extrémité d'entrée (2) des produits et comportant une zone d'introduction (10) des produits amenés par les moyens d'alimentation (3), à la suite de l'extrémité d'entrée (2) dans laquelle le tambour (1) comporte des ailettes hélicoïdales (14) pour l'introduction rapide des produits dans le tambour (1) un brûleur (4) pénétrant axialement dans le tambour par la face frontale de l'extrémité d'entrée (2), une zone (12) d'isolation et de séchage où la surface interne du tambour (1) est garnie de dispositifs releveurs (20-21) permettant le relevage des matériaux granulés jusqu'à la partie supérieure du tambour (1) au cours de sa rotation et la constitution par retombée de ces matériaux d'un écran continu de matériaux isolant la flamme (5) du brûleur (4) de la zone suivante du tambour qui est une zone (13) de malaxage en atmosphère chaude dans laquelle le tambour comporte des dispositifs releveurs (26) pour le soulèvement des produits et leur retombée dans toute la section droite du tambour et à l'entrée de laquelle débouche un dispositif (6) d'apport de liant bitumineux liquide et enfin une chambre fixe (16) de décharge des produits enrobés et d'évacuation des gaz (27) en circulation dans le tambour (1) en communication avec l'extrémité de sortie du tambour (1), ce tambour (1) étant incliné depuis son extrémité d'entrée jusqu'à son extrémité de sortie pour assurer la circulation des produits, caractérisé par le fait que le tambour (1) comporte en outre, entre la zone d'introduction (10) et la zone d'isolation et de séchage (12): une zone (11) de transfert et de chauffage des matériaux granulés où la surface interne du tambour (1) est garnie de tronçons d'ailettes (17) enroulées en hélices sur la surface interne du tambour, en saillie par rapport à cette surface et supportant par leurs bords éloignés de la surface interne du tambour des tôles-écrans (18) disposées suivant la direction longitudinale sur toute la longueur de la zone (11) de transfert et de chauffage, les ailettes (17) jouant le rôle de guides pour les matériaux granulés en circulation entre la surface interne et d'entretoises pour maintenir les tôles-écrans (18) écartées de la surface interne du tambour (1), les tôles-écrans (18) se recouvrant suivant leurs bords latéraux adjacents (19) en ménageant un interstice entre les bords (19) adjacents et que les dispositifs releveurs (20-21) de la zone d'isolation et de séchage (12) sont disposés suivant plusieurs jeux décalés angulairement dans le tambour (1).
2. Dispositif pour la préparation de produits enrobés suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les tôles-écrans (18) sont des tôles plates dont un bord (19) est plié vers l'intérieur du tambour (1), disposées de façon que le bord plié (19) d'une tôle (18) recouvre légèrement le bord non plié de la tôle adjacente.
3. Dispositif pour la préparation de produits enrobés suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les tôles-écrans (18) ont une section par un plan perpendiculaire à l'axe du tambour, ou section transversale, en forme de L.
4. Dispositif pour la préparation de produits enrobés suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les tôles-écrans (18) ont une section transversale en forme de U.
5. Dispositif pour la préparation de produits enrobés suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé par le fait que les moyens d'alimentation (3) en produits granulés comportent une bande transporteuse associée à des moyens de pesée recevant à la fois les agrégats neufs et les marétiaux recyclés.
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