EP3736376A1 - Verfahren zur imprägnierung und weiterverarbeitung von schüttgut - Google Patents

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EP3736376A1
EP3736376A1 EP20173480.3A EP20173480A EP3736376A1 EP 3736376 A1 EP3736376 A1 EP 3736376A1 EP 20173480 A EP20173480 A EP 20173480A EP 3736376 A1 EP3736376 A1 EP 3736376A1
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EP
European Patent Office
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bulk material
impregnating agent
material grains
ballast
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EP20173480.3A
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EP3736376B1 (de
EP3736376C0 (de
Inventor
Jörg Frenzel
Walter Münch
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Hyperion BV
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B27/00—Placing, renewing, working, cleaning, or taking-up the ballast, with or without concurrent work on the track; Devices therefor; Packing sleepers
    • E01B27/06—Renewing or cleaning the ballast in situ, with or without concurrent work on the track
    • E01B27/10—Renewing or cleaning the ballast in situ, with or without concurrent work on the track without taking-up track

Definitions

  • the present invention relates to a method for impregnating and further processing a bulk material.
  • the invention is based on the problem of specifying a method in which the above problems can be reduced or avoided, in particular in which fine dust can be better avoided in the manufacture of beds.
  • the bulk material grains obtained in step a) are also referred to as impregnated bulk material grains.
  • a bulk material is understood to mean a granular or lumpy mixture that is present in a pourable form
  • the term bulk material grains are to be understood as meaning the bodies or particles from which the bulk material is formed.
  • the term “grains” is not restricted to any particular size.
  • the bulk material grains or the bulk material can be selected, for example, from gravel, sand, grit, building material recycling material and crushed stone.
  • the bulk material is gravel.
  • the bulk material grains are ballast stones and a ballast bed is produced in step b), preferably a ballast bed for a railroad track, also referred to as a track bed.
  • a ballast bed for a railroad track, also referred to as a track bed.
  • the wetting of the surface can be complete or essentially complete.
  • step a) the bulk material grains are brought into contact with the impregnating agent in isolated form.
  • the bulk material grains are brought into contact with the impregnating agent before a bed is produced.
  • the bulk material grains are still separated and are then individually available for impregnation, so that the surface of the bulk material grains can be better reached for the impregnating agent.
  • a separation can take place, for example, by placing the bulk material grains on a Before they are brought into contact with the impregnating agent.
  • a possible base is, for example, a means of transport mentioned below with reference to another embodiment, in particular a transport belt.
  • the impregnating agent has the property of binding fine particles, preferably after removal of a liquid phase in which it is present upon application. Fine particles adhere to the impregnating agent. Furthermore, the impregnating agent prevents fine particles from being rubbed off from the bulk material. Fine particles are to be understood in particular as particles that form dusts and / or particles that are significantly smaller than the bulk material grains (for example finest basalt particles / basalt fibers in the case of ballast stones made of basalt). Fine particles are in particular particles with a diameter of 5 5 mm, preferably 1 mm, more preferred 500 ⁇ m, even more preferably 100 100 ⁇ m, or 50 ⁇ m, most preferably 10 ⁇ m. If there are different diameters in different directions, the longest diameter is used.
  • the impregnating agent can be a solid or a liquid or can be contained in a liquid.
  • the impregnating agent can be distributed, in particular dissolved, emulsified or suspended in a liquid phase.
  • the impregnating agent is a liquid impregnating agent and, in step a), drying takes place after the large number of bulk material grains are brought into contact with the impregnating agent.
  • the liquid phase can be removed after application to the surface of the bulk material grains, for example by drying, in particular evaporation.
  • the drying can be accelerated by conditioned air input (heat, cold, natural ventilation).
  • conditioned air input heat, cold, natural ventilation
  • the impregnating agent remains on the surface of the bulk material grains. Not all of the impregnation agents used will necessarily remain on the surface. There may be an excess that does not remain on the surface
  • the mentioned film or layer of the impregnating agent need not cover the surface completely, but this is preferably the case or essentially the case.
  • the surface is preferably wetted with the film or coated with the layer.
  • the bulk material grains obtained in step a) are also referred to as impregnated bulk material grains.
  • the contacting takes place in step a) by dipping, pouring, sprinkling or spraying the bulk material grains.
  • a liquid impregnation agent is used or an impregnation agent contained in a liquid phase.
  • drying can take place. This will be discussed elsewhere.
  • a liquid phase can be removed here.
  • Immersion can take place by means of an immersion bath.
  • Sprinkling or spraying can be carried out by means of a spray arch / spray bar.
  • the method has the following step before and / or after the above-mentioned step a): washing the bulk material grains to remove solids / fines, in particular named fine particles, which adhere or are located in / on this.
  • Substances that can be removed by washing can be selected, for example, from clay, silt, fine parts, wood and coal, humus, in particular fine particles made of the same substance as the bulk material grains or materials that are present in the bulk material grain.
  • Washing is preferably carried out with water or an aqueous liquid which, in addition to water, can contain other additives. Washing can be done by dipping, pouring, sprinkling or spraying the bulk material grains with a washing liquid, in particular the water mentioned. Alternatively, wind / vibration separation is also conceivable.
  • washing serves primarily to remove dirt that has already adhered, in particular adhering dust-forming particles.
  • washing is carried out only or in addition to step a), it is used primarily to remove excess impregnating agent or fines, in particular fine particles mentioned above, not permanently enclosed by the impregnation.
  • Water used for washing can be processed in a further process step, in particular by cleaning.
  • the water used for washing is contaminated with the washed-off substances or particles.
  • Excess liquid containing the impregnating agent or an excess liquid phase in which the impregnating agent is or was present and which is excess after step a) can be cleaned, whereby the efficiency of the process can be increased .
  • inclined clarifiers or lamellar clarifiers can be used, which offer a cost-effective, space-saving and efficient alternative to washing water treatment.
  • Such devices are offered by the company Leiblein. Washed off solids settle inside the lamella pack and are collected in a sludge funnel. The purified water (clear water) is fed back into the washing process. In order to increase the proportion of clear water, the sedimented solids can be dewatered even further with the help of a vacuum belt filter.
  • the vacuum belt filter is a cost-effective and space-saving alternative to the frequently used chamber filter presses. For example, in the area of track-bound ballast processing (https://www.leiblein.de/loesoder/kies-und-sandindustrie.html).
  • the method comprises: cleaning an excess liquid which consists of the impregnating agent or which has the impregnating agent.
  • such liquid which consists of the impregnating agent or has the impregnating agent, can be used in excess of the bulk material grains, also independently of this embodiment.
  • Such excess liquid then remains after step a) of the process.
  • This excess liquid can be polluted as well as the water mentioned above, which was used for washing. Said liquid can be purified in an analogous manner.
  • the above devices can be used
  • the bulk material grains can be completely immersed in the liquid.
  • the bulk material grains can be transported through the liquid.
  • the liquid can be provided in the form of an immersion bath.
  • the liquid has the impregnating agent and a liquid phase.
  • the impregnating agent can be dissolved, emulsified or suspended in a liquid phase. When the bulk material grains are partially or completely dried, the liquid phase is removed.
  • the liquid can be located in a container.
  • the bulk material grains can be brought into contact with the liquid in the container. In other words, the bulk material grains can be passed through this container and the liquid contained therein.
  • the bulk material grains can be guided through the liquid, for example, by means of a movable transport means, in particular a transport belt, a transport basket or a chute.
  • the movable transport means can be moved relative to the liquid.
  • the liquid is stationary and the transport means is moved, so that the transport means is moved or guided through or guided through the liquid.
  • the previously mentioned embodiment can be carried out in a stationary manner, that is to say at a fixed location, for example in a bulk goods plant, in particular a ballast plant.
  • the aforementioned embodiment can take place on a movable bulk material processing plant, for example as part of a ballast cleaning machine or a temporary ballast processing area, as is used, for example, in the course of track construction measures.
  • This transport can in particular take place by means of a movable transport means already mentioned above.
  • this movable transport means can be designed in such a way that it enables liquid to flow through.
  • a moving conveyor belt can have holes or the excess liquid can be separated from the ballast stone by centrifugal force or attraction.
  • the mentioned drip basin can have a return device which is designed to return the excess liquid collected in the drip basin to where the bulk material grains are passed through the liquid.
  • the excess liquid can be introduced into the above-mentioned container, through which the bulk material grains are passed, and there are combined with the liquid already present.
  • the excess liquid can be returned to an immersion bath through which the bulk material grains are passed.
  • the liquid is cleaned before such a return, in particular by filtering, settling or the cleaning process already mentioned above.
  • the rotating drum can have a liquid reservoir.
  • the liquid reservoir can be encapsulated or encapsulated.
  • the rotary drum can have a feed opening and an emptying opening, or an opening which is provided for both functions.
  • a screw conveyor can be located in this.
  • the rotary drum can be provided locally mobile.
  • the rotary drum can be coupled to a vehicle and / or can be driven itself.
  • the rotary drum can be coupled to a large machine such as an excavator, wheel loader, truck similar to a concrete mixer, etc.
  • the method is carried out together with a bedding cleaning method, preferably directly before (preceding process) a bedding cleaning method and / or within a bedding cleaning method, and / or directly after (as a subsequent process) a bedding cleaning method.
  • the process is within a ballast cleaning machine. This will be discussed below using a further method and a device according to the invention.
  • the impregnating agent has one or more of the following substances, which are selected from the group consisting of acrylate, silicate, polyurethane, polyurea, synthetic resin, in particular acrylic resin, silicone.
  • a particularly suitable impregnating agent is the product DMI Dust Control 150, a product and a trademark of the DMI company.
  • Bringing the bulk material grains into contact with fibers can take place simultaneously with bringing them into contact with the impregnating agent. Bringing the bulk material grains into contact with fibers can instead take place separately from bringing them into contact with the impregnating agent, preferably afterwards, this preferably being in a cover layer.
  • Impregnating agents and fibers can be present as a mixture of solids. Impregnating agents and fibers can instead be present in a liquid phase. As mentioned above, the liquid phase can be removed so that the impregnating agent and fibers remain on the surface of the bulk material grains.
  • the fibers can be present in a liquid phase. After the liquid containing the fibers has been applied, the liquid phase can be removed, in particular by drying, so that the fibers remain.
  • the fibers can enlarge the surface of the bulk material grains in order to better bind dust-forming particles.
  • the fibers are made of an electrostatically chargeable material.
  • the fibers are preferably synthetic fibers. With an electrostatic Chargeability After the fibers have been charged, fine particles can adhere to them even better. Charging can take place, for example, through friction, for example already during the processing of the bulk material grains, for example during transport or processing or in the course of grain rearrangements taking place through travel dynamics in the vicinity of regular train journeys / movements.
  • An advantage of this above-mentioned embodiment in connection with ballast is that after the applied ballast has been introduced, abrasion and fines caused by the dynamics and abrasion from the rolling stock (e.g. brake dust and abrasion from contact wire and pantograph and trickle losses and abrasion due to grain rearrangement) be attracted and cling to the gravel.
  • Such adhesions can be washed off or sucked off in a later step. If the bulk material grains are processed into a bed, for example a gravel plant, the washing can achieve that the adhesions are removed from the bulk material grains lying above and are transported to the bulk material grains lying further inside the bed. This effectively reduces the whirling up of the buildup caused by air packaging, for example air convection as occurs when a rail vehicle drives over a track bed or in the course of air movements that typically occur due to temperature differences within tunnels.
  • fibers are mainly or exclusively applied to the surface of the bulk material grains accessible from outside the bed.
  • all bulk material grains are impregnated according to the method according to the invention, but only some of the bulk material grains are additionally provided with fibers in one or more outer areas of the bulk material (depending on the direction of application).
  • the Impregnated bulk material grains without fibers are primarily intended to permanently bind adhering dust.
  • the bulk material grains provided with fibers in the outer area of the bed can initially bind fine particles with the help of the fibers and even attract them in the event of an electrostatic charge. In the course of time, these fine particles can also be transported further inside areas and adhere to bulk material grains there.
  • the fibers are coated with a water-repellent agent, preferably impregnated with oil or wax, which is preferably biodegradable over a defined period of time.
  • This method contains the previously explained method for impregnating and further processing a bulk material, so that reference is made in full to the preceding disclosure.
  • the step of producing a bed from the plurality of bulk material grains corresponds in this method to producing a new track bed from the ballast stones.
  • the method mentioned above can be carried out, for example, integrated in a ballast cleaning machine or as a (preceding) supplementary machine unit to a ballast cleaning machine which is set up to carry out the method according to the invention for impregnating and further processing a bulk material.
  • impregnation also takes place before the ballast stones of the track bed are excavated, also referred to as pre-impregnation.
  • a further or renewed impregnation then represents the renewed contact of the ballast stones with an impregnating agent after the ballast has been separated from the overburden.
  • the pre-impregnation can be carried out with a separate device or it can be an integral or modular component of a device according to the invention, which is described below.
  • a liquid which has the impregnating agent can simultaneously be a delivery liquid.
  • Granules of bulk material can be brought into contact with the liquid and also transported in the liquid, for example within a device according to the invention, which is described below.
  • ballast stones are used in the final step of making the new track bed. These are also reconditioned and recycled ballast stones, as they come from an existing track bed and have been cleaned according to the procedure.
  • additional ballast stones can be added or added, i.e. H. Ballast stones that were not previously in the track bed.
  • ballast stones can have been impregnated beforehand by bringing them into contact with an impregnating agent in such a way that the surface of the bulk material grains is coated or wetted with the impregnating agent.
  • the invention relates to a device which is set up to carry out a previously disclosed method for impregnating and further processing a bulk material and / or a previously disclosed method for cleaning ballast stones of an old track bed and producing a new track bed. Reference is made in full to the disclosure of these processes.
  • the device can be set up to carry out any special embodiment of these methods, individually or in combination.
  • the device is a ballast cleaning machine.
  • the invention thus relates to a ballast cleaning machine which is set up to carry out a previously disclosed method for impregnating and further processing a bulk material or a previously disclosed method for cleaning ballast stones of an old track bed and producing a new track bed. Reference is made in full to the disclosure of these processes.
  • the device is a tamping machine or a track tamping machine.
  • the invention thus relates to a tamping machine which is set up to carry out a previously disclosed method for the impregnation and further processing of a bulk material. Reference is made in full to the disclosure of these processes.
  • the device is a profiling unit or a profiling machine. With such a unit or machine, a track bed is (re) brought into a desired profile.
  • the invention thus relates to a profiling unit or profiling machine that is set up to carry out a previously disclosed method for impregnating and further processing a bulk material. Reference is made in full to the disclosure of these processes.
  • the device can have a device for carrying out a previously disclosed method for impregnating and further processing a bulk material.
  • a device can be composed of several parts, which are selected, for example, from one or more of the above-mentioned: immersion bath, draining basin, rotating drum, paddle wheel, means of transport.
  • Fig. 1 shows a device for bringing a plurality of bulk material grains into contact with an impregnating agent in such a way that the surface of the bulk material grains is coated or wetted with the impregnating agent and the corresponding method step a) bringing into contact.
  • the bulk material grains 10 are ballast stones in this case.
  • the ballast stones 10 are dropped from the hopper 1 onto the first conveyor belt (alternatively a screw) 11.
  • the conveyor belt 11 moves diagonally upward in the direction of the arrow and transports the ballast stones 10 accordingly.
  • these are sprinkled with water 13 by means of the first spray bar or arch 2 in order to wash them from adhering impurities and fine particles.
  • the water 13 can be collected, cleaned and recycled and returned to the spray bar 2, which is not shown in detail here.
  • the ballast stones 10 fall onto a second conveyor belt (alternatively a screw / paddle wheel / rotary drum) 14, which in turn transports the ballast stones 10 diagonally upwards.
  • a second conveyor belt alternatively a screw / paddle wheel / rotary drum
  • these are sprinkled with liquid impregnating agent 15 by means of the second spray bar 3.
  • Excess impregnating agent 15 runs down into the sinking basin 4.1 and is collected there.
  • the separated fine material can also be used in construction processes.
  • Excess impregnating agent 15 can be drained off through the outlet nozzle 4.3 and cleaning steps (not shown) can be carried out. The cleaned impregnating agent 15 can then be fed back to the spray bar 3.
  • the impregnated ballast stones 10 ' can be fed to the transport units 5.1 (here the trailer / loading area of a truck 18, alternatively a wagon of a rail vehicle) by means of a conveyor belt (not shown) or a screw (not shown) via the distribution conveyor belt 5.
  • a drying device 19 in the form of a fan is also provided above the distribution conveyor belt 5, from which (if necessary, conditioned) air 20 is blown out for drying the impregnated ballast stones 10 '.
  • a repeated washing process for the ballast material can be provided as an intermediate step after passing through the drying device 19 and before leaving the distribution conveyor belt 5.
  • ballast stones 10 are transported to a track construction site in order to produce a bed there in the form of a ballast bed. This is not shown any further.
  • Fig. 2 shows the ballast cleaning machine 100. This is composed of several units, which are also mentioned below. Due to the length of the bedding cleaning machine 100, it is shown in the figure in lines with breaks, with the beginning on the top left and the end (not shown in full) on the bottom right. Graphic cuts have also been made at the ends of the lines through the units (dashed lines). The direction of work along a track is shown by the arrow pointing to the left at the top left under the drive carriage 30.
  • the impregnation carriage 40 has devices for carrying out the impregnation of ballast.
  • a tank 41 and an impregnation unit 42 are shown.
  • the gravel screening truck 50 has the vibrating screen 51, the washing screen 52, the impact crusher 53, the metal separator 54 and the finger screen 55.
  • the excavation machine 60 has the ballast excavation chain 61, the subgrade excavation chain 62, the sand distribution beam 63, the plate compactor 64, the scraper device 65, the tamping units 66, the ballast outlet ducts 67 and the tamping machine 68.
  • the drive carriage 70 has the new ballast silo 71.
  • the double-deck wagon 80 has the further new ballast silo 72.

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Abstract

Verfahren zur Imprägnierung und Weiterverarbeitung eines Schüttgutes, insbesondere von Schottersteinen, aufweisend die Schritte:a) In Kontakt bringen einer Vielzahl Schüttgutkörner mit einem Imprägniermittel derart, dass die Oberfläche der Schüttgutkörner mit dem Imprägniermittel beschichtet oder benetzt wird,b) Herstellen einer Schüttung aus der Vielzahl der imprägnierten Schüttgutkörner.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Imprägnierung und Weiterverarbeitung eines Schüttgutes.
  • Staub bei der Verarbeitung von Schüttgütern, insbesondere im Tunnelbau, aber auch im urbanen Umfeld und allgemein im Zuge von Transportfahrten in offenen Transportbehältnissen (zu Lande, zu Wasser), stellt eine große Herausforderung im Arbeits- und Umweltschutz dar. Feinstäube sollen generell verringert werden, da diese gesundheitliche Auswirkungen auf den Menschen haben. Auch die Sicherheits- und Signaltechnik, z.B. in Tunneln ist durch Staubbelastungen durch Ablagerung auf selbiger oft störungsanfällig bzw. wartungsintensiv.
    Verunreinigung von Schotter erfolgt durch Schotters durch Feinbestandteile nach dem Einbau, Ablagerungen aus der Luft, Ablagerungen aus Transport (Kohle, Erz, sonstige Verschmutzung), aufsteigende Feinanteile aus dem Untergrund, Vegetationsrückstände, entstehende Feinanteile durch Abrieb der Körner unter Verkehrslast, Abrieb durch Stopfen
  • Durch Eintrag von Verunreinigungen in den Schotter kann es auch zu folgenden chemischen Belastungen kommen: Schwermetalle (Räder, Schienenbremsen, Stromabnehmer, Fahrleitungen), Kohlenwasserstoffe (Schmiermittel, Weichen- und Spurkranzschmierung), Herbizide aus Wildwuchsbekämpfung, Organika von abgestorbenen, verrotteten Pflanzenteilen
    Der angelieferte Neuschotter enthält aufgrund des Herstellungsprozesses im Lieferwerk sowie der Verladeprozesse bereits Feinanteile. Diese Feinanteile können mehr als 3% des Schotterneumaterials betragen. Durch Sedimentation (Sedimentierung der Feinteile im Zuge des Transports des Neuschotters als Bodensatz der auf der Baustelle eine ungewollte Akkumulation im Schotterbett bewirkt)
    Zur Reduktion von Feinstäuben, insbesondere im Zuge von Gleisbauarbeiten (mineralische Stäube aus Schotterbewegung/ Bettungsreinigungsarbeiten oder Abbrucharbeiten) in Tunneln und umbauten Räumen sind aus der Literatur verschiedene Techniken bekannt:
    • Entstaubung (Einhausung/ Absaugung) an den Staubemissionspunkten
    • Wasserbedüsung auf Bänder von Bettungsreinigungsmaschinen
    • Wassereintrag in das Umbaugleis vor der BRM
    • Abdeckung der MFS-Wagen
    • Einhausung und Absaugung sind erforderlich an den Stellen, an denen:
      • Schotter ausgehoben (z. B. Räumkette),
      • mechanisch beansprucht (z. B. Turas-Getriebe),
      • gesiebt (z. B. Siebwagen),
      • gebrochen (z. B. Brechanlage bei integriertem Schotterrecycling, soweit nicht bereits gekapselt)
      • oder anderweitig mechanisch bearbeitet wird und
      • an der ersten Stelle mit Freifall des Schotters nach der Siebanlage sowohl für Abraum als auch
        für wieder einzubauenden Schotter.
    • Bewetterung
    • gekapselte Arbeitsbereiche
  • Die vorangehenden Maßnahmen greifen jedoch nicht proaktiv ein, sondern verhindern nur temporär ein ansonsten unausweichlich stattfindendes Aufsteigen und Verteilen (trockener) Stäube im Raum.
    • Verschäumung eines fertig gestopften Schotterbettes im Lastabtragungsbereich mit Polyurethan. Diese bewirkt, dass sich Schottersteine dauerhaft nicht umlagern können, und es zu keiner Instandhaltungsnotwendigkeit über die Nutzungsdauer kommt. Hierdurch kommt es konstruktionsbedingt während der Nutzungsdauer zu keinem Entstehen von Feinstaub und Schotterfahnen bei Zugfahrten und/ oder durch Instandhaltungsarbeiten.
    • Aus der Literatur ist die Behandlung von verarbeitetem, im Gleisbett fertig eingebauten Schotterbetten/ Schotterhaufwerken mit Imprägniermitteln bekannt. Diese bewirken, dass Feinmaterialien/ Feinstaub nach Trocknung des Imprägniermittels dauerhaft am Schotterstein anhaften bleiben. Das Mittel wird mittels einer mobilen Sprüheinheit (maschinell/ händisch) auf ein bereits vorhandenes, gestopftes- also verarbeitetes- Schotterbett aufgebracht. Siehe hierzu beispielsweise http://www.d-m-i.net/staubbindende_impraegnierung.
    • Ferner ist ein Verfahren bekannt, das Güterwagen (z.B. Kohletransport) vor Abfahrt von oben mittels eines Sprühbogens vor Abfahrt oberflächlich mit Wasser bewettert, damit Feinstäube während der Fahrt gebunden werden.
  • Das Problem dieser Verfahren liegt darin, dass bei der Herstellung der Schotterbetten nach wie vor Feinstaub/ Feinabriebe entsteht (Abkippen von Bahnwagen und Verteilen des Schotters).
  • Daher wurden auch ergänzend folgende Techniken vorgeschlagen:
    • Aus der Anforderung der DBS 918061 ist die Möglichkeit bekannt, gewaschenen Schotter für Tunneleinsätze vorzusehen. Dieser Schotter wird im Schotterwerk gewaschen und mittels Bahnwagen zur Baustelle gebracht. Dennoch verbleiben Restfeinstoffe am Schotter und führen (nach Trocknung) zu den bekannten Problemen beim Transport zu und Einbringen/ Verteilen/ Bearbeiten in Tunneln und auf Gleisbaustrecken.
    • Letztlich sind verschiedene Wasserbewetterungen bekannt, die im Zuge von Gleisbauarbeiten das Schotterbett bewässern, zum Beispiel mobile Wassersprühwaggons. Eine gleisgebundene Schotterbenetzung erfolgt insbesondere in Tunnelbereichen: hierdurch wird erreicht, dass eine Staubbindemaßnahme zum Schutz von Beschäftigten bei Gleisbauarbeiten gemäß BG-Vorgaben erzielt wird. Siehe hierzu auch speziell entwickelte Düsenanlage für-Spülzug, der einen kontrollierten Wassereintrag über die Schotterflächenbreite von mindestens 4,2 m vor der Durchfahrt von Stopf- oder Bettungsreinigungsmaschinen und zusätzlich nach Einbringen des neuen Schotters als Staubbindungsprozesses ermöglicht. Die auf dem Eisenbahnwagon montierte Reinigungseinheit besteht aus mehreren Containern. Der Wasservorrat ist in einem Tank-Container untergebracht
  • Letztere beide Verfahren stören den Bauablauf prozessual und zeitlich. Darüber hinaus gibt es für die auf der Bahnbaustelle Beschäftigten und die dort eingesetzte Technik einen zeitlich ungeschützten Zustand vor Staubverteilung, das heißt, im Zuge des Einbringens des Schotters und vor Auftragen des Wassers oder sonstiger (temporärer) Bindemittel auf selbigen.
  • Ferner geschieht das Waschen nie zu 100 %, und es kommt beim Ausbringen des Schotters zu dem Entstehen von Staub, selbst bei gewaschenem "Tunnelschotter". Da sich im Zuge des Transports die kleineren Feinstoffe durch Rütteln/ Vibrationen im unteren Bereich eines Transportbehältnisses akkumulieren/ sedimentieren, kommt es zu einer ungewollten Ansammlung und im Zuge des Ausbringens zu einer sich negativ auswirkenden Feinstaubsicht, die die Drainagefunktion des Schotters und die Stopfbarkeit desselben beeinflussen. Gleiches gilt für alle anderen Schüttgüter (Kiese, etc.).
  • WO 2006/134136 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundes aus einem Kunststoff und losen Steinen, umfassend die Schritte
    1. a) Mischung der losen Steine mit den flüssigen Ausgangskomponenten des Kunststoffs in einem Mischer
    2. b) Ausbringen dieser Mischung aus dem Mischer,
    3. c) Aushärten des Kunststoffs.
    Hierdurch wird ein fester Verbund aus Kunststoff und durch den Kunststoff verbundenen Steinen gebildet, der zum Beispiel zur Verfestigung von Ufern verwendet werden kann.
  • Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren anzugeben bei dem die obigen Probleme verringert oder vermieden werden können, insbesondere bei dem Feinstaub bei der Herstellung von Schüttungen besser vermieden werden kann.
  • Angegeben wird von der Erfindung ein Verfahren nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche und weiterhin in der nachfolgenden Beschreibung beschrieben.
  • Angegeben wird von der Erfindung ein Verfahren zur Imprägnierung und Weiterverarbeitung eines Schüttgutes, insbesondere von Schottersteinen, aufweisend die Schritte:
    1. a) In Kontakt bringen einer Vielzahl Schüttgutkörner mit einem Imprägniermittel derart, dass die Oberfläche der Schüttgutkörner mit dem Imprägniermittel beschichtet oder benetzt wird,
    2. b) Herstellen einer Schüttung oder Bildung eines Zusammenbaus aus der Vielzahl der in Schritt a) erhaltenen Schüttgutkörner.
  • Die in Schritt a) erhaltenen Schüttgutkörner werden auch als imprägnierte Schüttgutkörner bezeichnet.
  • Von der Erfindung werden in der allgemeinen oder in einer speziellen Ausführungsform eine oder mehrere der nachfolgenden Vorteile erzielt:
    • Die Erfindung ermöglicht, auf kontinuierliche Wasserbenetzung in Tunneln zu verzichten.
    • Schutzanforderungen bezüglich Staubvermeidung in Tunneln werden durch den Einsatz der Erfindung erfüllt oder übererfüllt.
    • Durch die Erfindung kommt es, angewandt auf Schottersteine, zu keiner oder zu weniger Glättung der Schotterstein-Oberfläche oder zu einer untereinander stattfindenden starren Verklebung der Schottersteine. Es kommt zu keinem klumpenartigen Verkleben der Steine untereinander, so dass die Elastizität eines Schotteroberbaus ebenfalls nicht verändert wird.
    • Im Fall von Schottersteinen bleibt die Rauigkeit vollumfänglich bewahrt.
    • die in einer hergestellten Schüttung oder in einem hergestellten Zusammenbau vorhandenen Schüttgutkörner, insbesondere Schottersteine, sind stopfbar und gegeneinander beweglich. Sie werden also nicht miteinander verklebt oder aneinander fixiert.
    • Ein Stopfen, ohne Zerstörung der Wirksamkeit bleibt daher gewahrt, so dass Instandhaltungsarbeiten (Stopfungen) ohne Einschränkungen auf die nachfolgende Weiternutzung stattfinden können.
    • Mit der Erfindung kann erreicht werden, dass eingebrachter (Neu)-Schotter oder im Zuge der Aufnahme bereits eingebrachten (Alt-)Schotters im Gleis vor Inbetriebnahme/ Messfahrten gegen Staubentstehung/ Staubfahnen mit all seinen Nachteilen für Mensch und Maschine präpariert ist, und auch die Bauzuführungsfahrten und Baudurchführungen staubfrei erfolgen. Dieses führt zu einem nochmals optimierten Bauablauf auf der Baustelle.
    • Die Erfindung ist nicht nur für Schotterstein anwendbar, sondern für jedwede, vorzugsweise nicht zum Verzehr gedachte, schüttbare Materialien, die in offenen Transporteinheiten transportiert werden, zu Wasser, zu Lande (Gummibereift oder auf Schiene).
    • Der Vorteil der Erfindung ist, dass durch das dauerhafte/ zeitlich variabel/ definierte Besprühen der Oberfläche bzw. je nach Saugfähigkeit des besprühten Transportmaterials und Intensität der Besprühung auch in der Schüttung weiter innen liegende Körner gegen Staubflug geschützt werden. Anders als Wasser, das verdunstet und Staubflug nur temporär verhindert, bewirkt das Imprägnieren der Materialoberfläche eine dauerhafte Anhaftung von staubbildendem Material/ Einschluss der am Schotterkorn haftenden Feinmaterialien an den Schüttgutkörnern, vorzugsweise über den gesamten Transportweg aber auch nach Herstellung der Schüttung, zum Beispiel im Gleisbett und im Zuge des ggfs. stattfindenden Ausbaus bzw. der Bearbeitung des Schotterkorns im Gleisbett.
  • Unter einem Schüttgut wird ein körniges oder auch stückigen Gemenge verstanden, das in einer schüttfähigen Form vorliegt
    Unter dem Begriff Schüttgutkörner sind die Körper oder Partikel zu verstehen, aus denen die Schüttung gebildet wird. Der Begriff "Körner" beschränkt nicht auf eine bestimmte Größe.
  • Die Schüttgutkörner bzw. das Schüttgut kann beispielsweise ausgewählt sein aus Kies, Sand, Splitt, Baustoffrecyclingsmaterial und Schotter. In einer Ausführungsform ist das Schüttgut Schotter.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Schüttgutkörner Schottersteine und es wird in Schritt b) ein Schotterbett hergestellt, vorzugsweise ein Schotterbett für ein Bahngleis, auch bezeichnet als Gleisbett. Besonders in dieser Ausführungsform können mehrere der oben genannten Vorteile mit Bezug auf Schottersteine oder Gleisbau erzielt werden.
  • Die Benetzung der Oberfläche kann vollständig oder im Wesentlichen vollständig sein.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens werden in Schritt a) die Schüttgutkörner in vereinzelter Form mit dem Imprägniermittel in Kontakt gebracht. Erfindungsgemäß ist es generell der Fall, dass die Schüttgutkörner vor Herstellung einer Schüttung mit dem Imprägniermittel in Kontakt gebracht werden. In dieser Ausführungsform werden die Schüttgutkörner noch vereinzelt, und liegen dann vereinzelt zur Imprägnierung vor, sodass die Oberfläche der Schüttgutkörner für das Imprägniermittel besser erreichbar ist. Eine Vereinzelung kann beispielsweise erfolgen, indem die Schüttgutkörner auf einer Unterlage ausgebreitet werden, bevor sie mit dem Imprägniermittel in Kontakt gebracht werden. Eine mögliche Unterlage ist beispielsweise ein nachfolgend anhand einer anderen Ausführungsform erwähntes Transportmittel, insbesondere Transportband.
  • Das Imprägniermittel hat die Eigenschaft, vorzugsweise nach Entfernung einer flüssigen Phase, in welcher es bei Aufbringung vorhanden ist, Feinpartikel zu binden. Feinpartikel haften an dem Imprägniermittel an. Ferner verhindert das Imprägniermittel einen Abrieb von Feinpartikeln von dem Schüttgut. Unter Feinpartikeln sind insbesondere Partikel zu verstehen, die Stäube ausbilden, und/oder Partikel die wesentlich kleiner sind als die Schüttgutkörner (beispielsweise feinste Basaltpartikel/ Basaltfasern im Fall von Schottersteinen aus Basalt). Feinpartikel sind insbesondere Partikel mit einem Durchmesser von ≤ 5 mm, vorzugsweise ≤ 1 mm, mehr bevorzugt
    ≤ 500 µm, noch mehr bevorzugt ≤ 100 µm, oder ≤ 50 µm, meist bevorzugt ≤ 10 µm. Liegen unterschiedliche Richtungen unterschiedliche Durchmesser vor, wird der längste Durchmesser zugrunde gelegt.
  • Das Imprägniermittel kann ein Feststoff oder eine Flüssigkeit sein oder in einer Flüssigkeit enthalten sein. Das Imprägniermittel kann in einer flüssigen Phase verteilt, insbesondere gelöst, emulgiert oder suspendiert sein.
  • In einer Ausführungsform ist das Imprägniermittel ein flüssiges Imprägniermittel und in Schritt a) erfolgt nach dem in Kontakt bringen der Vielzahl Schüttgutkörner mit dem Imprägniermittel eine Trocknung.
  • Die flüssige Phase kann nach Aufbringen auf die Oberfläche der Schüttgutkörner entfernt werden, beispielsweise durch Trocknen, insbesondere Verdunsten. Das Trocknen kann durch konditionierten Lufteintrag (Wärme, Kälte, natürliche Belüftung) beschleunigt werden. Nach dem Trocknen verbleibt das Imprägniermittel auf der Oberfläche der Schüttgutkörner. Nicht alles eingesetzte Imprägniermittel verbleibt zwingend auf der Oberfläche. Ein Überschuss kann vorliegen, der nicht an der Oberfläche verbleibt
  • Das In Kontakt bringen in Schritt a) kann erfolgen durch in Kontakt bringen mit einer Flüssigkeit, welche das Imprägniermittel und eine flüssige Phase aufweist. Die Erfindung gibt in dem Fall ein Verfahren an, aufweisend:
    1. a) In Kontakt bringen einer Vielzahl Schüttgutkörner mit einer Flüssigkeit, welche das Imprägniermittel und eine flüssige Phase aufweist, und Entfernen der flüssigen Phase, sodass auf der Oberfläche der Schüttgutkörner ein Film oder eine Schicht aus dem Imprägniermittel verbleibt,
    2. b) Herstellen einer Schüttung oder Bildung eines Zusammenbaus aus der Vielzahl der in Schritt a) erhaltenen Schüttgutkörner.
  • Alle speziellen Ausführungsformen dieser Erfindung können auch auf das vorangehend genannte speziellere Verfahren Anwendung finden.
  • Erwähnter Film oder Schicht aus dem Imprägniermittel müssen die Oberfläche nicht lückenlos bedecken, aber dies ist vorzugsweise der Fall oder im Wesentlichen der Fall. In dieser Variante ist vorzugsweise die Oberfläche mit dem Film benetzt oder mit der Schicht beschichtet. Die in Schritt a) erhaltenen Schüttgutkörner werden auch als imprägnierte Schüttgutkörner bezeichnet.
  • In einer Ausführungsform erfolgt in Schritt a) das In-Kontakt-bringen durch Eintauchen, Begießen, Beregnen oder Besprühen der Schüttgutkörner. In dieser Ausführungsform wird entweder ein flüssiges Imprägniermittel verwendet oder ein in einer flüssigen Phase enthaltenes Imprägniermittel. Nach dem Eintauchen, Begießen, Beregnen oder Besprühen der Schüttgutkörner kann eine Trocknung erfolgen. Hierauf wird an anderer Stelle noch eingegangen. Beispielsweise kann hierbei eine flüssige Phase entfernt werden.
  • Ein Eintauchen kann mittels eines Tauchbades erfolgen. Ein Beregnen oder Besprühen kann mittels eines Sprühbogens/ Sprühbalkens durchgeführt werden.
  • In einer Ausführungsform weist das Verfahren vor und/oder nach dem oben genannten Schritt a) den Schritt auf: Waschen der Schüttgutkörner zum Entfernen anhaftender oder sich im/ an diesem befindlicher Fest/ Feinstoffe, insbesondere genannte Feinpartikel.
  • Mit dieser Ausführungsform können steigende Anforderungen an die Reinheit von Schüttgut, insbesondere Baustoffen wie Kies, Sand, Splitt und Baustoffrecyclingmaterial, erfüllt werden.
  • Substanzen, die durch das Waschen entfernt werden können, können beispielsweise ausgewählt sein aus Lehmen, Schluffen, feinen Teilen, Holz und Kohle, Humus, insbesondere Feinpartikeln aus dem gleichen Stoff wie die Schüttgutkörner oder Stoffen, die im Schüttgutkorn vorhanden sind.
  • Das Waschen erfolgt vorzugsweise mit Wasser oder einer wässrigen Flüssigkeit, die neben Wasser weitere Zusatzstoffe enthalten kann. Das Waschen kann durch Eintauchen, Begießen, Beregnen oder Besprühen der Schüttgutkörner mit einer Waschflüssigkeit, insbesondere erwähntem Wasser, erfolgen. Alternativ ist auch eine Wind-/ Rüttelseparierung vorstellbar.
  • Wird das Waschen vor Schritt a) durchgeführt, dient es dient vorwiegend zur Entfernung bereits anhaftender Verunreinigung, insbesondere anhaftender staubbildender Partikel.
  • Wird das Waschen erst oder zusätzlich nach Schritt a) durchgeführt, dient es vorwiegend zur Entfernung überschüssigen Imprägniermittels bzw. nicht von der Imprägnierung dauerhaft umschlossener Feinstoffe, insbesondere oben genannte Feinpartikel.
  • Zum Waschen eingesetztes Wasser kann in einem weiteren Verfahrensschritt aufbereitet werden, insbesondere durch Reinigen. Das zum Waschen eingesetzte Wasser wird mit den abgewaschenen Stoffen oder Partikeln belastet.
  • Um das Waschwasser mehrfach verwenden zu können, muss es gereinigt werden.
  • Eine Reinung überschüssiger, das Imprägniermittel enthaltender Flüssigkeit, oder einer überschüssigen flüssigen Phase, in der das Imprägniermittel enthalten ist oder war, und die nach Schritt a) überschüssig ist (beispielsweise nach Benetzung abtropft), kann erfolgen, wodurch die Effizienz des Verfahrens gesteigert werden kann.
  • Eine Möglichkeit hierfür ist die Verwendung eines Absetzbereichs, in dem grobe Verschmutzungen sedimentieren.
  • Alternativ oder zusätzlich können Schrägklärer oder Lamellenklärer verwendet werden, welche eine kostengünstige, platzsparende und effiziente Alternative zur Waschwasseraufbereitung bieten. Solche Vorrichtungen werden angeboten von der Firma Leiblein. Abgewaschene Feststoffe setzen sich innerhalb der Lamellenpakete ab und werden in einem Schlammtrichter gesammelt. Das gereinigte Wasser (Klarwasser) wird wieder in den Waschprozess zurückgeführt. Um den Klarwasseranteil zu erhöhen können die sedimentierten Feststoffe mit Hilfe eines Vakuumbandfilters noch weiter entwässert werden. Der Vakuumbandfilter ist eine kostengünstige und platzsparende Alternative zu den häufig eingesetzten Kammerfilterpressen. So auch zum Beispiel im Bereich gleisgebundener Schotteraufbereitung (https://www.leiblein.de/loesungen/kies-und-sandindustrie.html).
  • In einer Ausführungsform weist das Verfahren auf: Reinigen einer überschüssigen Flüssigkeit, welche aus dem Imprägniermittel besteht oder das Imprägniermittel aufweist. In Schritt a) kann solche Flüssigkeit, welche aus dem Imprägniermittel besteht oder das Imprägniermittel aufweist, im Überschuss zu den Schüttgutkörnern eingesetzt werden, auch unabhängig von dieser Ausführungsform. Nach dem Schritt a) des Verfahrens bleibt dann solch überschüssige Flüssigkeit zurück. Diese überschüssige Flüssigkeit kann ebenso belastet sein wie oben genanntes Wasser, das zum Waschen verwendet wurde. In analoger Weise kann genannte Flüssigkeit gereinigt werden. Oben genannte Vorrichtungen können eingesetzt werden
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens weist das das In-Kontakt-bringen der Vielzahl Schüttgutkörner mit dem Imprägniermittel folgende Schritte auf:
    • Hindurchführen der Schüttgutkörner mittels eines kontinuierlichen Transportes durch eine Flüssigkeit, welche das Imprägniermittel aufweist oder aus dem Imprägniermittel besteht,
    • Trennen überschüssiger Flüssigkeit von den Schüttgutkörnern, vorzugsweise durch Abtropfen
    • teilweises oder vollständiges Trocknen der Schüttgutkörner.
  • Die Schüttgutkörner können in die Flüssigkeit vollständig eingetaucht werden.
  • Die Schüttgutkörner können durch die Flüssigkeit transportiert werden.
  • Die Flüssigkeit kann in Form eines Tauchbades bereitgestellt werden.
  • Die Flüssigkeit weist das Imprägniermittel und eine flüssige Phase auf. Das Imprägniermittel kann in einer flüssigen Phase gelöst, emulgiert oder suspendiert sein. Beim teilweisen oder vollständigen Trocknen der Schüttgutkörner wird flüssige Phase entfernt.
  • Die Flüssigkeit kann in einem Behältnis befindlich sein. In dem Behältnis können die Schüttgutkörner mit der Flüssigkeit in Kontakt gebracht werden. Anders ausgedrückt können die Schüttgutkörner durch dieses Behältnis und die darin enthaltene Flüssigkeit hindurch geführt werden.
  • Das Hindurchführen der Schüttgutkörner durch die Flüssigkeit kann beispielsweise mittels eines beweglichen Transportmittels, insbesondere eines Transportbandes, eines Transportkorbes oder einer Schütte erfolgen. Das bewegliche Transportmittel kann relativ zu der Flüssigkeit bewegt werden. Vorzugsweise ist die Flüssigkeit stationär und das Transportmittel wird bewegt, sodass das Transportmittel durch die Flüssigkeit hindurch bewegt oder hindurch geleitet oder hindurch geführt wird.
  • Zuvor genannte Ausführungsform kann stationär, also an festem Ort, durchgeführt werden, beispielsweise in einem Schüttgutwerk, insbesondere einem Schotterwerk. Alternativ kann vorgenannte Ausführungsform auf einer beweglichen Schüttgutaufbereitungsanlage erfolgen, beispielsweise als Teil einer Bettungsreinigungsmaschine oder einer temporären Schotteraufbereitungsfläche, wie sie beispielsweise im Zuge von Gleisbauumbaumaßnahmen eingesetzt wird.
  • Das erwähnte Trennen überschüssiger Flüssigkeit von den Schüttgutkörnern kann erfolgen durch:
    • Transportieren der Schüttgutkörner über ein Abtropfbecken
  • Dieses Transportieren kann insbesondere mittels eines zuvor bereits erwähnten beweglichen Transportmittels erfolgen. Dieses bewegliche Transportmittel kann dazu so ausgebildet sein, dass es das Hindurchfließen von Flüssigkeit ermöglicht. Beispielsweise kann ein bewegliches Transportband Löcher aufweisen oder die überflüssige Flüssigkeit durch Flieh- oder Anziehungskraft vom Schotterstein trennen.
  • Erwähntes Abtropfbecken kann eine Rückführeinrichtung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, die im Abtropfbecken gesammelte überschüssige Flüssigkeit wieder dorthin zu verbringen, wo die Schüttgutkörner durch die Flüssigkeit hindurchgeführt werden. Beispielsweise kann die überschüssige Flüssigkeit in oben erwähntes Behältnis eingeleitet werden, durch das die Schüttgutkörner hindurch geführt werden, und dort mit bereits vorhandener Flüssigkeit vereinigt werden. Anders ausgedrückt kann die überschüssige Flüssigkeit in ein Tauchbad zurückgeführt werden, durch welches die Schüttgutkörner hindurch geführt werden. In einer speziellen Variante wird die Flüssigkeit vor einer solchen Rückführung gereinigt, insbesondere durch Filtern, Absetzen oder oben bereits erwähntes Reinigungsverfahrens.
  • In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist das In-Kontakt-bringen in Schritt a) folgende Schritte auf:
    • Einbringen der Schüttgutkörner in eine Drehtrommel, in deren Inneren sich das Imprägniermittel befindet,
    • Drehen der Drehtrommel, wodurch das In-Kontakt-bringen der Schüttgutkörner mit dem Imprägniermittel erfolgt.
  • Die Drehtrommel kann ein Flüssigkeitsreservoir aufweisen. Das Flüssigkeitsreservoir kann kapselbar oder verkapselt sein.
  • Die Drehtrommel kann eine Zuführungsöffnung und eine Entleerungsöffnung aufweisen, oder eine Öffnung, die für beide Funktionen vorgesehen ist. In dieser kann sich eine Transportschnecke befinden.
  • Die Drehtrommel kann örtlich mobil bereitgestellt werden. Beispielsweise kann die Drehtrommel an ein Fahrzeug angekoppelt sein und/oder selbst fahrbar sein. Insbesondere kann die Drehtrommel an eine Großmaschine, wie Bagger, Radlader, betonmischerähnliche LKW, etc. angekoppelt sein.
  • In einer spezielleren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Verfahren zusammen mit einem Bettungsreinigungsverfahren durchgeführt, vorzugsweise direkt vor (vorlaufender Prozess) einem Bettungsreinigungsverfahren und/oder innerhalb eines Bettungsreinigungsverfahrens, und/oder direkt nach (als nachlaufender Prozess) einem Bettungsreinigungsverfahren. In einer speziellen Variante wird das Verfahren innerhalb einer Bettungsreinigungsmaschine durchgeführt. Hierauf wird nachfolgend anhand eines weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens und einer Vorrichtung noch eingegangen.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens weist das Imprägniermittel eine oder mehrere der folgenden Substanzen aufweist, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Acrylat, Silikat, Polyurethan, Polyharnstoff, Kunstharz, insbesondere Acrylharz, Silikon. Ein besonders geeignetes Imprägniermittel ist das Produkt DMI Dust Control 150, ein Produkt und eine Marke der Firma DMI.
  • In einer Ausführungsform weist das Verfahren als weiteren Schritt auf:
    • In Kontakt bringen der Schüttgutkörner mit Fasern, welche nach dem Beschichten oder Benetzen der Oberfläche mit dem Imprägniermittel zumindest teilweise, insbesondere ganz oder teilweise, aus einer nach dem Beschichten oder Benetzen erhaltenen Oberfläche heraus ragen.
  • Das in Kontakt bringen der Schüttgutkörner mit Fasern kann gleichzeitig mit dem in Kontakt bringen mit dem Imprägniermittel erfolgen. Das in Kontakt bringen der Schüttgutkörner mit Fasern kann stattdessen getrennt von dem in Kontakt bringen mit dem Imprägniermittel erfolgen, vorzugsweise danach, wobei sich dieses vorzugsweise in einer Deckschicht befindet.
  • Imprägniermittel und Fasern können als Feststoffgemisch vorliegen Imprägniermittel und Fasern können stattdessen in einer flüssigen Phase vorliegen. Die flüssige Phase kann wie oben bereits erwähnt entfernt werden, sodass Imprägniermittel und Fasern auf der Oberfläche der Schüttgutkörner zurückbleiben.
  • Werden die Schritte getrennt durchgeführt, können die Fasern in einer flüssigen Phase vorhanden sein. Nach Aufbringen der die Fasern enthaltenen Flüssigkeit kann die flüssige Phase entfernt werden, insbesondere durch Trocknen, sodass die Fasern zurückbleiben.
  • Durch die Fasern kann die Oberfläche der Schüttgutkörner vergrößert werden, um staubbildende Partikel besser zu binden.
  • In einer speziellen Variante sind die Fasern aus einem elektrostatisch aufladbaren Material. Die Fasern sind vorzugsweise Kunstfasern. Bei einer elektrostatischen Aufladbarkeit können nach einer Aufladung der Fasern Feinpartikel noch besser daran haften bleiben. Eine Aufladung kann beispielsweise durch Reibung erfolgen, beispielsweise bereits bei der Verarbeitung der Schüttgutkörner, beispielsweise bei Transport oder Verarbeitung oder im Zuge stattfindender Kornumlagerungen durch Fahrtdynamiken im Umfeld regulärer Zugfahrten/ -bewegungen.
  • Ein Vorteil dieser vorangehend genannten Ausführungsform im Zusammenhang mit Schotter ist, dass nach Einbringen des applizierten Schotters weiterhin Abriebe und Feinstoffe, die durch die Dynamik und durch Abriebe aus dem Rolling Stock (z.B. Bremsstäube und Abriebe aus Fahrdraht und Stromabnehmer und Rieselverluste und Abriebe durch Kornumlagerung) angezogen werden und am Schotterstein anhaften. Solche Anhaftungen können in einem späteren Schritt abgewaschen oder abgesaugt werden. Sind die Schüttgutkörner zu einer Schüttung verarbeitet, beispielsweise einem Schotterwerk, kann durch das Waschen erreicht werden, dass die Anhaftungen von oben liegenden Schüttgutkörnern entfernt werden und zu weiter innen liegenden Schüttgutkörnern der Schüttung transportiert werden. Hierdurch wird eine Aufwirbelung der Anhaftungen durch Luftkonfektion wirksamen verringert, beispielsweise eine Luftkonvektion wie sie bei Überfahren eines Gleisbettes durch ein Schienenfahrzeug entsteht oder im Zuge von typischer Weise stattfindenden Luftbewegungen durch Temperaturunterschieden innerhalb von Tunneln.
  • In einer weiteren Variante weist das Verfahren auf, nach dem Schritt b) der Herstellung der Schüttung,
    • Applikation von Fasern auf die Schüttgutkörner, vorzugsweise zumindest auf die von außerhalb der Schüttung zugänglichen Schüttgutkörner.
  • Auf die vorangehende Offenbarung zu Fasern und ihrer Aufbringung wird Bezug genommen. Dieser Ausführungsform erfolgt die Imprägnierung und die Aufbringung von Fasern getrennt.
  • In diesem Fall werden Fasern vorwiegend oder ausschließlich auf die Oberfläche der von außerhalb der Schüttung zugänglichen Schüttgutkörner aufgebracht. Dies hat zur Folge, dass alle Schüttgutkörner imprägniert sind, gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, aber nur ein Teil der Schüttgutkörner in einem oder mehreren Außenbereichen der Schüttung (je nach Richtung der Aufbringung) zusätzlich mit Fasern versehen sind. Die mit einer Imprägnierung versehenen Schüttgutkörner ohne Fasern sind vorwiegend dazu bestimmt, anhaftende Stäube dauerhaft zu binden. Die im Außenbereich der Schüttung befindlichen mit Fasern versehenen Schüttgutkörner können Feinpartikel zunächst mithilfe der Fasern binden und dem Fall einer elektrostatischen Aufladung sogar anziehen. Im Laufe der Zeit können diese Feinpartikel auch weiter innen liegende Bereiche transportiert werden und an dortigen Schüttgutkörnern anhaften.
  • In einer speziellen Variante der vorangehenden Ausführungsform sind die Fasern mit einem wasserabweisenden Mittel beschichtet, vorzugsweise mit Öl oder Wachs imprägniert, welches vorzugsweise über eine definierten Zeitraum biologisch abbaubar ist.
  • In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Reinigung von Schottersteinen eines alten Gleisbettes und Herstellung eines neuen Gleisbettes, aufweisend:
    • Ausheben der Schottersteine des alten Gleisbettes,
    • Trennen des Schotters von Abraum,
    • In-Kontakt-bringen der Schottersteine mit einem Imprägniermittel derart, dass die Oberfläche der Schottersteine mit dem Imprägniermittel beschichtet oder benetzt wird,
    • Herstellen eines neuen Gleisbettes aus den so erhaltenen Schottersteinen, d.h. den imprägnierten Schottersteinen.
  • Dieses Verfahren enthält das zuvor erläuterte Verfahren zur Imprägnierung und Weiterverarbeitung eines Schüttgutes, sodass auf die vorangehende Offenbarung vollumfänglich Bezug genommen wird. Der Schritt des Herstellens einer Schüttung aus der Vielzahl Schüttgutkörner entspricht in diesem Verfahren dem Herstellen eines neuen Gleisbettes aus den Schottersteinen.
  • Das vorangehend genannte Verfahren kann z.B. integriert in einer Bettungsreinigungsmaschine oder als (vorlaufende) ergänzende Maschineneinheit zu einer Bettungsreinigungsmaschine durchgeführt werden, die dazu eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren zur Imprägnierung und Weiterverarbeitung eines Schüttgutes durchzuführen.
  • Zuvor genanntes Verfahren zur Reinigung kann vor dem Schritt "Ausheben der Schottersteine des Gleisbettes" in einer Ausführungsform folgenden Schritt aufweisen:
    • In Kontakt bringen einer Vielzahl Schüttgutkörner mit einem Imprägniermittel derart, dass die Oberfläche der Schüttgutkörner mit dem Imprägniermittel beschichtet oder benetzt wird.
  • Zuvor genanntes Verfahren zur Reinigung kann vor dem Schritt "Ausheben der Schottersteine des Gleisbettes" in einer weiteren Ausführungsform folgenden Schritt aufweisen:
    • In Kontakt bringen einer Vielzahl Schüttgutkörner mit einer Flüssigkeit, welche das Imprägniermittel und eine flüssige Phase aufweist,
    • Entfernen der flüssigen Phase, sodass auf der Oberfläche der Schüttgutkörner ein Film oder eine Schicht aus dem Imprägniermittel verbleibt. Dieses Entfernen wird auch als Trocknen bezeichnet.
  • Bei beiden vorangehend genannten Ausführungsformen findet eine Imprägnierung zusätzlich vor dem Ausheben der Schottersteine des Gleisbettes statt, auch bezeichnet als Vor-Imprägnierung. Eine weitere oder erneute Imprägnierung stellt dann das nochmalige In-Kontakt-bringen der Schottersteine mit einem Imprägniermittel nach dem Trennen des Schotters von Abraum dar.
  • Die Vor-Imprägnierung kann mit einer separaten Vorrichtung durchgeführt werden oder sie kann ein integraler oder modularer Bestandteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sein, die nachfolgend noch beschrieben wird.
  • Nach dem Schritt des Trennens des Schotters von Abraum und vor dem In-Kontakt-bringen der Schottersteine mit einem Imprägniermittel kann das Verfahren aufweisen:
    • Waschen der Schottersteine. Hierzu wird auf vorangehende Offenbarungen zu einem Schritt des Waschens Bezug genommen.
  • In den erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Flüssigkeit, die das Imprägniermittel aufweist, gleichzeitig eine Förderflüssigkeit sein. Schüttgutkörner können mit der Flüssigkeit in Kontakt gebracht werden und auch in der Flüssigkeit transportiert werden, beispielsweise innerhalb einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die nachfolgend noch beschrieben ist.
  • Bei dem abschließenden Schritt des Herstellens des neuen Gleisbettes werden die zuvor imprägnierten Schottersteine verwendet. Es handelt sich hierbei auch um aufgearbeitete und rezyclierte Schottersteine, da sie aus einem bereits vorhandenen Gleisbett stammen und verfahrensmäßig gereinigt wurden. Bei dem abschließenden Schritt des Herstellens des neuen Gleisbettes können weitere Schottersteine neu bzw. ergänzend zugeführt werden, d. h. Schottersteine, die nicht zuvor in dem Gleisbett vorhanden waren. Diese neu zugeführten Schottersteine können zuvor imprägniert worden sein, durch in Kontakt bringen mit einem Imprägniermittel derart, dass die Oberfläche der Schüttgutkörner mit dem Imprägniermittel beschichtet oder benetzt wird. Hierzu wird auf die vorangehende Offenbarung verwiesen.
  • In einem Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, die dazu eingerichtet ist, ein vorangehend offenbartes Verfahren zur Imprägnierung und Weiterverabeitung eines Schüttgutes und/oder ein vorangehend offenbartes Verfahren zur Reinigung von Schottersteinen eines alten Gleisbettes und Herstellung eines neuen Gleisbettes durchzuführen. Auf die Offenbarung dieser Verfahren wird vollumfänglich Bezug genommen. Die Vorrichtung kann dazu eingerichtet sein, jegliche spezielle Ausführungsform dieser Verfahren, einzeln oder in Kombination, durchzuführen.
  • Insbesondere ist die Vorrichtung eine Bettungsreinigungsmaschine. In noch einem Aspekt betrifft die Erfindung somit eine Bettungsreinigungsmaschine, die dazu eingerichtet ist, ein vorangehend offenbartes Verfahren zur Imprägnierung und Weiterverarbeitung eines Schüttgutes oder ein vorangehend offenbartes Verfahren zur Reinigung von Schottersteinen eines alten Gleisbettes und Herstellung eines neuen Gleisbettes durchzuführen. Auf die Offenbarung dieser Verfahren wird vollumfänglich Bezug genommen.
  • Insbesondere ist die Vorrichtung eine Stopfmaschine bzw. Gleisstopfmaschine. In noch einem Aspekt betrifft die Erfindung somit eine Stopfmaschine, die dazu eingerichtet ist, ein vorangehend offenbartes Verfahren zur Imprägnierung und Weiterverarbeitung eines Schüttgutes durchzuführen. Auf die Offenbarung dieser Verfahren wird vollumfänglich Bezug genommen.
  • Insbesondere ist die Vorrichtung eine Profilierungseinheit oder Profilierungsmaschine. Mit einer solchen Einheit oder Maschine wird ein Gleisbett (wieder) in ein erwünschtes Profil gebracht. In noch einem Aspekt betrifft die Erfindung somit eine Profilierungseinheit oder Profilierungsmaschine, die dazu eingerichtet ist, ein vorangehend offenbartes Verfahren zur Imprägnierung und Weiterverarbeitung eines Schüttgutes durchzuführen. Auf die Offenbarung dieser Verfahren wird vollumfänglich Bezug genommen.
  • Die Vorrichtung kann eine Einrichtung zur Durchführung eines vorangehend offenbarten Verfahrens zur Imprägnierung und Weiterverarbeitung eines Schüttgutes aufweisen. Eine solche Einrichtung kann aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein, die beispielsweise ausgewählt sind aus einem oder mehreren der oben bereits erwähnten: Tauchbad, Abtropfbecken, Drehtrommel, Schaufelrad, Transportmittel.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen
    • Fig. 1
    eine Vorrichtung zum In Kontakt bringen einer Vielzahl Schüttgutkörner mit einem Imprägniermittel derart, dass die Oberfläche der Schüttgutkörner mit dem Imprägniermittel beschichtet oder benetzt wird;
    Fig. 2
    eine erfindungsgemäße Bettungsreinigungsmaschine.
  • Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum In Kontakt bringen einer Vielzahl Schüttgutkörner mit einem Imprägniermittel derart, dass die Oberfläche der Schüttgutkörner mit dem Imprägniermittel beschichtet oder benetzt wird und den entsprechenden Verfahrensschritt a) das in Kontakt-bringens. Die Schüttgutkörner 10 sind in diesem Fall Schottersteine.
  • Aus dem Trichterbunker 1 werden die Schottersteine 10 auf das erste Transportband (alternativ eine Schnecke) 11 fallen gelassen. Das Transportband 11 bewegt sich in Pfeilrichtung diagonal nach oben und transportiert die Schottersteine 10 entsprechend. Während des Transportes werden diese mittels des ersten Sprühbalkens oder-bogens 2 mit Wasser 13 beregnet, um sie von anhaftenden Verunreinigungen und Feinpartikeln zu waschen. Das Wasser 13 kann aufgefangen, gereinigt und rezykliert und dem Sprühbalken 2 zurückgeführt werden werden, was hier nicht näher dargestellt ist.
  • Am Ende des ersten Transportbands 11 fallen die Schottersteine 10 auf ein zweites Transportband (alternativ Schnecke/ Schaufelrad/Drehtrommel) 14, das die Schottersteine 10 wiederum diagonal nach oben transportiert. Während des Transportes werden diese mittels des zweiten Sprühbalkens 3 mit flüssigem Imprägniermittel 15 beregnet. Überschüssiges Imprägniermittel 15 läuft nach unten ab in das Absinkbecken 4.1 und wird dort gesammelt. Das ausgesonderte Feinmaterial kann ebenfalls in Bauprozessen genutzt werden.
  • Von dem zweiten Transportband 14 fallen die nun imprägnierten Schottersteine 10' in den Lagerbunker 4 für die imprägnierten Schottersteine 10'. Dieser Lagerbunker 4 hat auch die Funktion eines Abtropfbeckens. Darin kann weiteres überschüssiges Imprägniermittel 15 abtropfen und durch die Ablaufleitung 16 in das Absinkbecken 4.2 einlaufen. Vorangehend genanntes Absinkbecken 4.1 ist mit dem Absinkbecken 4.2 über die Rohrleitung 17 verbunden, sodass von dort überschüssiges Imprägniermittel 15 in das Absinkbecken 4.2 überführt werden kann.
  • Durch den Auslaufstutzen 4.3 kann überschüssiges Imprägniermittel 15 abgeleitet werden und nicht näher dargestellten Reinigungsschritten zugeführt werden. Anschließend kann das gereinigte Imprägniermittel 15 dem Sprühbalken 3 wieder zugeführt werden.
  • Aus dem Lagerbunker 4 können die imprägnierten Schottersteine 10' mittels eines nicht dargestellten Transportbandes oder einer nicht dargestellten Schnecke über das Verteilfließband 5 den Transporteinheiten 5.1 (hier Hänger/Ladefläche eines LKW 18, alternativ Waggon eines Schienenfahrzeugs) zugeführt werden. Es ist oberhalb des Verteilfließbands 5 noch eine Trocknungsvorrichtung 19 in Form eines Gebläses vorgesehen, von dem aus (ggfs. konditionierte) Luft 20 zur Trocknung der imprägnierten Schottersteine 10' ausgeblasen wird. Ggfs. kann ein abermaliger Waschvorgang für das Schottermaterial als Zwischenschritt nach Durchlaufen der Trocknungsvorrichtung 19 und vor Verlassen des Verteilerfließbandes 5 vorgesehen werden.
  • Nach dem gezeigten Prozess werden die Schottersteine 10' zu einer Gleisbaustelle transportiert, um dort eine Schüttung in Form eines Schotterbettes herzustellen. Dies ist nicht weiter dargestellt.
  • Fig. 2 zeigt die Bettungsreinigungsmaschine 100. Diese aus mehreren Einheiten zusammengesetzt, die nachfolgend noch genannt werden. Aufgrund der Länge der Bettungsreinigungsmaschine 100 ist diese in der Figur zeilenartig mit Umbrüchen dargestellt, mit dem Anfang links oben und dem (nicht vollständig dargestellten) Ende rechts unten. Zeichnerische Schnitte sind an den Enden der Zeilen zum Teil auch durch die Einheiten vorgenommen worden (gestrichelte Linien). Die Arbeitsrichtung entlang eines Gleises ist durch den nach links zeigenden Pfeil oben links unter dem Antriebswagen 30 gezeigt.
  • Von Anfang bis Ende weist die Bettungsreinigungsmaschine 100 folgende Einheiten in dieser Reihenfolge auf:
    • Antriebswagen 30
    • Imprägnierwagen 40
    • Schotterabsiebwagen 50
    • Aushubmaschine 60
    • Antriebswagen 70
    • Doppelstockwagen 80
    • Überladewagen 90.
  • Zwischen Antriebswagen 30 und Imprägnierwagen 40 ist zeichnerisch nicht ganz korrekt ein Versatz in dem Schienenniveau dargestellt, der der Realität nicht vorhanden ist.
  • Der Imprägnierwagen 40 weist Einrichtungen zur Durchführung der Imprägnierung von Schotter auf. Gezeigt sind ein Tank 41 und eine Imprägniereinheit 42.
  • Der Schotterabsiebwagen 50 weist das Rüttelsieb 51 das Waschsieb 52 den Prallbrecher 53, den Metallabscheider 54 und das Fingersieb 55 auf.
  • Die Aushubmaschine 60 weist die Schotteraushubkette 61, die Planumsaushubkette 62, den Sandverteilbalken 63, den Plattenverdichter 64, die Schoppeinrichtung 65, die Stopfaggregate 66, die Schotterauslasshossen 67 und die Stopfmaschine 68 auf.
  • Der Antriebswagen 70 weist den Neuschottersilo 71 auf.
  • Der Doppelstockwagen 80 weist den weiteren Neuschottersilo 72 auf.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Imprägnierung und Weiterverarbeitung eines Schüttgutes, insbesondere von Schottersteinen, aufweisend die Schritte:
    a) In Kontakt bringen einer Vielzahl Schüttgutkörner (10) mit einem Imprägniermittel (15) derart, dass die Oberfläche der Schüttgutkörner mit dem Imprägniermittel beschichtet oder benetzt wird,
    b) Herstellen einer Schüttung oder Bildung eines Zusammenbaus aus der Vielzahl der in Schritt a) erhaltenen Schüttgutkörner (10').
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in Schritt a) die Vielzahl Schüttgutkörner (10) mit einer Flüssigkeit in Kontakt gebracht wird, welche das Imprägniermittel und eine flüssige Phase aufweist, und die flüssige Phase entfernt wird, sodass auf der Oberfläche der Schüttgutkörner ein Film oder eine Schicht aus dem Imprägniermittel verbleibt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Imprägniermittel ein flüssiges Imprägniermittel ist und in Schritt a) nach dem in Kontakt bringen der Vielzahl Schüttgutkörner (10) mit dem Imprägniermittel eine Trocknung erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schüttgutkörner (10, 10') Schottersteine sind und in Schritt b) ein Schotterbett hergestellt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Schritt a) die Schüttgutkörner (10) in vereinzelter Form mit dem Imprägniermittel in Kontakt gebracht werden.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Schritt a) das In-Kontakt-bringen durch Eintauchen, Begießen, Beregnen oder Besprühen der Schüttgutkörner erfolgt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das das In-Kontakt-bringen folgende Schritte aufweist:
    - Hindurchführen der Schüttgutkörner mittels eines kontinuierlichen Transportes durch eine Flüssigkeit, welche das Imprägniermittel aufweist,
    - Trennen überschüssiger Flüssigkeit von den Schüttgutkörnern
    - teilweises oder vollständiges Trocknen der Schüttgutkörner.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend vor Schritt a) und/oder nach Schritt a) den Schritt
    - Waschen der Schüttgutkörner.
  9. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das das In-Kontakt-bringen folgende Schritte aufweist:
    - Einbringen der Schüttgutkörner in eine Drehtrommel, in deren Inneren sich das Imprägniermittel befindet,
    - Drehen der Drehtrommel, wodurch das In-Kontakt-bringen der Schüttgutkörner mit dem Imprägniermittel erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zusammen mit einem Bettungsreinigungsverfahren durchgeführt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Imprägniermittel eine oder mehrere der folgenden Substanzen aufweist, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Acrylat, Silikat, Polyurethan, Polyharnstoff, Kunstharz, insbesondere Acrylharz, Silikon.
  12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend
    - In Kontakt bringen der Schüttgutkörner mit Fasern, welche nach dem Beschichten oder Benetzen der Oberfläche mit dem Imprägniermittel zumindest teilweise aus einer nach dem Beschichten oder Benetzen erhaltenen Oberfläche herausragen.
  13. Verfahren zur Reinigung von Schottersteinen eines alten Gleisbettes und Herstellung eines neuen Gleisbettes, aufweisend:
    - Ausheben der Schottersteine des alten Gleisbettes
    - Trennen des Schotters von Abraum
    - In Kontakt bringen der Schottersteine mit einem Imprägniermittel derart, dass die Oberfläche der Schottersteine mit dem Imprägniermittel beschichtet oder benetzt wird,
    - Herstellen eines neuen Gleisbettes aus den so erhaltenen Schottersteinen.
  14. Vorrichtung (100), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1-13 durchzuführen.
  15. Vorrichtung (100) nach Anspruch 14, die eine Bettungsreinigungsmaschine (100), eine Stopfmaschine oder eine Profilierungsmaschine ist.
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