NO337011B1 - Anordning og prosess for framstilling av asfalt, med tilsetning av vann - Google Patents

Abstract

Anordning til framstilling av asfaltmasse, hvorved anordningen omfatter et blandeverk (10), en kilde for tørrstoff (14), to kilder for bitumen (11, 12), en bitumenvekt (16) med blandeorgan i strømningsmessig forbindelse med blandeverket (10) via ledning (25), en kilde for amin (13), og en kilde for vann (15) for skumming av bitumen. En bufferbeholder (17) er arrangert i ledning (25) mellom bitumenvekta (16) og blandeverk (10) for mottak av tilmålt bitumen. En blandeanordning med rotor (23) er arrangert ved blandeverket (10) i forbindelse med en vannkilde (15) og bitumen fra bufferbeholderen (17). Anordningen tilbyr en høy produksjonsrate for bitumen.

Description

Oppfinnelsen angår en anordning og en prosess for framstilling av asfalt, slik det framgår av den innledende del av henholdsvis patentkrav 1 og 4.

Bakgrunn

Asfalt er en blanding av et bitumenholdig bindemiddel med mineralaggregat (stein), sand og fyllmateriale. Asfalt inneholder typisk 4-7 vektprosent bitumen og anvendes hovedsakelig til veidekker. Sammensetningen varierer alt etter hvilken hardhet somønskes, klimatiske forhold osv.

Det finnes i dag kommersielt tilgjengelige anlegg som er designet for produksjon av asfalt blandet med amin og tørrstoff, og asfalt fra en bitumenemulsjon der flytende bitumen skummes med vann og danner en emulsjon med en bestemt mengde vann. Amin tilsettes for å oppnå bedre adhesjon mellom bitumen og grusmateriale.

Under produksjon av asfalt med bitumenemulsjon, blir først tørrstoff i form av grus, sand og andre additiver veid opp og tilført et blandekar. Tilsvarende blir det i en variant foretatt innveiing av tyntflytende bitumen, for eksempel V-1500 og amin, som begge blandes i en annen beholder (bitumenvekt). Etter at tørrstoffet er tilført blandekaret, tilføres blandingen av det tyntflytende bitumen og amin fra bitumenvekta til blandekaret. Deretter tilføres et mer tyktflytende bitumen, for eksempel 70/100, fra en annen tilførsel enn bitumenvekta. Det tyktflytende bitumen tilføres vann ved høyt trykk og temperatur for å danne en olje-i-vann-emulsjon med bitumen dispergert i en vannfase. Bitumenemulsjonen føres deretter videre bil blandekaret hvor det tyntflytende bitumenet med amin, tørrstoffet og bitumenemulsjonen blandes ved en temperatur og i et tidsrom tilstrekkelig til å produsere en homogen asfaltmasse. En slik prosess krever følgelig to separate tilførselsledninger for bitumen.

En ulempe med den ovennevnte framgangsmåten er at de ulike operasjonene må foregå sekvensielt. Dette representerer en ulempe når en av bitumentypene skal skummes med vann for å produsere bitumenemulsjon. Først må tørrmaterialene veies opp og tilføres blandekaret og det tyntflytende bitumenet veies opp, blandes med amin, og tilføres blandekaret. Først da kan det tyktflytende bitumenet måles ut, skummes opp med vanndamp for å produsere bitumenemulsjonen og tilføres blandekaret sammen med resten av komponentene.

Det foreligger derfor et behov for en enklere og raskere prosess for framstilling av asfalt. Det foreligger også et behov for en enklere prosess for framstilling av asfalt.

NO 311140 Bl beskriver en framgangsmåte for framstilling av en lunken masse asfaltsammensetning, der et aggregatmateriale som blandes med et mykt bitumenbindemiddel, tilsettes et skummet hardt bitumenbindemiddel med innhold av 2-7 vektprosent vann.

Formål

Formålet med oppfinnelsen er å anvise en prosess og anordning for framstilling av asfaltmasse på en enklere og raskere måte enn med kjente prosesser.

Oppfinnelsen

Dette oppnås med en anordning ifølge den karakteriserende del av patentkrav 1 og en prosess ifølge den karakteriserende del av patentkrav 4. Ytterligere fordelaktige trekk framgår av de tilhørende uselvstendige kravene.

Anordningen til framstilling av asfaltmasse ifølge oppfinnelsen omfatter et blandeverk, en kilde for tørrstoff, i det minste to kilder for bitumen, en bitumenvekt med blandeverk i strømningsmessig forbindelse med blandeverket via ledning, valgfritt en kilde for amin, og en kilde for vann for skumming av bitumen for produksjon av en bitumenemulsjon med bitumen dispergert med en viss mengde vann.

I henhold til oppfinnelsen er de to kildene for bitumen i strømningsmessig forbindelse med bitumenvekta. En bufferbeholder er arrangert i ledningen nedstrøms for bitumenvekta og oppstrøms for blandeverket for mottak av tilmålt bitumen. Et blandeorgan, med rotor og motor er arrangert før blandeverket, oppstrøms for samme og i strømningsmessig forbindelse med kilden for vann og med ledningen nedstrøms for bufferbeholderen. Blandeorganet er arrangert for å foreta skumming av bitumen og vann, når dette skal være med i produksjon.

Ei pumpe er med fordel arrangert i ledningen mellom blandeorganet og bufferbeholderen.

Ledningen for tilførsel av vann er med fordel forsynt med en tilbakeslagsventil for å hindre bitumen fra å strømme inn i vanntilførselen i prosesser der bitumen ikke skal skummes.

I en prosess ifølge oppfinnelsen for framstilling av asfalt, tilføres et blandeverk tørrstoff, bitumen og bitumenemulsjon med bitumen dispergert med en innstilt mengde vann, hvorved prosessen omfatter

a) tilmåling av tørrstoff og tilførsel av tørrstoffet til blandeverket (mixe)

b) tilmåling av bitumen fra en første kilde, valgfritt tilsatt amin fra en aminkilde og blanding av nevnte bitumen og amin for å danne en første bitumenblanding

c) tilmåling av bitumen fra en andre kilde

d) valgfri skumming av en eller flere av bitumenkildene i en blandeanordning under tilførsel av vann, og

e) tilførsel av den første bitumenblandingen til blandeverket.

I henhold til oppfinnelsen er begge kildene for bitumen tilført bitumenvekta for tilmåling og

eventuelt blanding med amin, hvoretter det tilmålte bitumen føres ned i bufferbeholderen og tilmåling av ytterligere bitumen starter i bitumenvekta. Bitumen opptatt i bufferbeholderen tilføres deretter til en blandeanordning arrangert oppstrøms for blandeverket, hvorved valgfri skumming av en eller flere av bitumenkildene utføres i en blandeanordning under tilførsel av vann før tilførsel til blandeverket med tørrstoffet.

Tilmålt bitumen i bitumenvekta kan ganske enkelt slippes ned i bufferbeholderen ved å aktivere en ventil eller tilsvarende. Bitumen opptatt i bufferbeholderen pumpes til blandeanordningen, (som har en inne bygd rotor med motor).

Med andre ord, i henhold til oppfinnelsen oppviser prosessen begge tilførselsledningene for bitumen, og amin, inn på bitumenvekta med blandeverk, og en bufferbeholder arrangert nedstrøms fra bitumenvekta, via en pumpe oppstrøms for et blandekar (mixe) for blanding av tørrstoff og bitumen for produksjon av ferdig asfalt.

Oppfinnelsen er i det etterfølgende beskrevet med hjelp av figurer, der like henvisningstall betegner liknende eller identiske komponenter. I figurene vises: Figur 1 viser et sterkt forenklet prosessflytskjema over en prosess for framstilling av asfalt, med og uten emulgert bitumen, i henhold til kjent teknikk

Figur 2 viser et prosessflytskjema tilsvarende figur 1 men i henhold til oppfinnelsen.

I figurene er detaljer vedrørende flytregulering, temperaturregulering og andre prosesstekniske detaljer utelatt for enkelhets skyld for å forenkle forståelsen av oppfinnelsen. En fagperson vil i kraft av sin fagkunnskap og den foreliggende beskrivelsen kunne lede seg fram til en fullt ut operativ prosess.

Med henvisning til figur 1, er det i form av et sterkt forenklet flytdiagram, illustrert en prosess fra den kjente teknikk for framstilling av asfalt med mulighet for bruk av bitumenemulsjon med bitumen dispergert med en viss mengde vann, også kalt skumming.

Lawiskøst bitumen i beholder 12 blandes med amin fra 13 i en bitumenvekt 16 forsynt med røreverk. Den innveide og omrørte relativt tyntflytende bitumenblandingen tilføres et blandeverk 10, via ledning 25, sammen med tørrstoff, slik som sand og grus indikert ved 14.

Tørrstoffet ved 14 blir naturligvis også innveid før tilførsel til blandeverket (mixa) 10. Relativt tyktflytende bitumen må også tilsettes asfaltmassen. I denne prosessen blir tyktflytende bitumen, for eksempel 70/100, tilført fra beholder 11, tilmålt med en strømningsmåler 22 og regulert med ventil 21 i ledningen 24 og skummet ved tilførsel av vann 15 og deretter tilført blandeverket 10 for blanding med de øvrige komponentene for produksjon av ferdig asfaltmasse.

Det viskøse bitumen som skummes opp, blir ikke tilsatt noe amin i denne prosessen. Som nevnt i den innledende del av beskrivelsen, skjer produksjonen sekvensielt.

Først tilmåles tørrstoff indikert ved 14, slik som grus, sand og andre komponenter, og tilføres blandeverket 10. Samtidig tilføres lawiskøst bitumen og amin bitumenvekta for innveiing og blanding.

Etter at tørrstoffet er tilført blandeverket 10, ledes bitumenblandingen fra bitumenvekta 16 til blandeverket 10. En ventil nedstrøms for bitumenvekta er indikert ved 18. Straks bitumenvekta 16 er tom, starter en ny tilmåling og blanding av lawiskøst bitumen og amin., til neste produksjons sats. I resepter der asfalten skal tilføres viskøst bitumen, starter først nå prosessen med å skumme asfalten med vann for å produsere bitumenemulsjon (O/W).

Nærmere bestemt pumpes bitumen fra beholder 11 til en blandeenhet 17 tilført vann ved 15 for å skumme bitumen som angitt foran. Mengdemålere er for enkelhets skyld utelatt. Den ønskede mengde bitumenemulsjon tilføres videre til blandeverket 10 der det blandes med tørrstoffet og den lavviskøse bitumenblandingen fra bitumenvekta 16 for produksjon av ferdig asfaltmasse.

Som angitt foran, er det siste trinnet før blanding med skumming av viskøs bitumen tidkrevende. Den foreliggende oppfinnelsen illustrert i figur 2 har imidlertid anvist en løsning på dette problemet med en forenklet prosess som dessuten lar seg gjennomføre på kortere tid.

I henhold til den foreliggende oppfinnelsen er den separate tilførsel av viskøs bitumen over mengdemåler for skumming fra beholderen 11 utelatt. I stedet tilføres alle bitumenvarianter til en og samme bitumenvekt 16 for tilmåling og blanding med amin fra beholderne 11,12 og 13.

I henhold til oppfinnelsen er det forsynt en bufferbeholder 17 nedstrøms for bitumenvekta 16. Videre nedstrøms for bufferbeholderen er det forsynt et pumpeorgan eller tilsvarende 19 som er videre forbundet med blandeenheten 23, før det havner i blandeverket 10. Prosessen fungerer som følger: Tilsvarende som for den kjente teknikk, tilmåles tørrstoff ved 14 og tilføres blandeverket 10. Samtidig, eller selv før innveiing av tørrstoff, skjer det en innveiing og blanding av lawiskøst bitumen fra beholder 12 og amin fra beholder 13 i bitumenvekt 16, hvoretter den ferdige bitumenblandingen føres til bufferbeholderen 17, for eksempel ved gravitasjonsflyt.

Straks bitumenvekta er tom, starter en ny sekvens med innveiing av bitumen. Dette er beskrevet i nærmere detalj nedenfor. Straks tørrstoffet er tilført blandeverket 10, ledes bitumen fra bufferbeholder 17 til blandeenheten 23, før blandeverket 10, for eksempel med ei pumpe 19. Straks bufferbeholderen 17 er tom, står den klar til å motta bitumen fra bitumenvekta 16. I resepter der det skal brukes bitumenemulsjon, inneholder bitumenvekta 16 viskøst bitumen. Dette viskøse bitumenet, som skal skummes, ledes ned i den tomme bufferbeholderen 17 og videre til blandeenheten 23, der vann blir tilsatt, før blandeverket 10. En tilbakeslagsventil 20 er forsynt i ledningen 15 for tilførsel av vann. Dette vil hindre at bitumenblanding trenger inn i systemet for tilførsel av vann under tilførsel av bitumenblanding som ikke skal skummes med vann.

En blandeanordning 23, med motor og rotor er arrangert oppstrøms før blandeverket 10 for å bistå produksjon av bitumenemulsjon der viskøs bitumen tilføres blandeanordningen 23 sammen med vann i ledning 15. En fagperson vil også sette pris på at også det viskøse bitumen kan blandes med amin, i motsetning til prosessen beskrevet i tilknytning til figur 1.

Prosessen ifølge oppfinnelsen er beskrevet med produksjon av asfaltmasse med lawiskøst bitumen blandet med amin og viskøst bitumen skummet med vann. En fagperson vil naturligvis se at prosessen med fordel kan opereres i flere driftsmodus.

I en første utførelsesform kan det produseres asfalt uten skumming av noe bitumen. I en andre utførelsesform kan det produseres asfalt med skumming av det lawiskøse bitumen (V-1500).

I en tredje utførelsesform kan det produseres asfalt med skumming av det viskøse bitumen (70/100), mens det i en fjerde utførelsesform kan produseres asfalt med skumming av begge typer bitumen. Og som antydet foran, kan det i alle utførelsesformene tilsettes amin til begge bitumentypene.

Denne prosessen er følgelig ny og tilbyr driftsfordeler som ikke lar seg oppnå med kjent teknikk.

Claims (6)

1. Anordning til framstilling av asfaltmasse, hvorved anordningen omfatter et blandeverk (10), en kilde for tørrstoff (14), i det minste to kilder for bitumen (11, 12), en bitumenvekt (16) med blandeorgan med blanderotor i strømningsmessig forbindelse med blandeverket (10) via ledning (25), valgfritt en kilde for amin (13), og en kilde for vann (15) for skumming av bitumen for produksjon av en bitumenemulsjon med bitumen dispergert med en innstilt mengde vann, og et blandeorgan (23) for å foreta valgfri skumming av bitumen tilført i ledning (25) med vann tilført i ledning (15),karakterisert vedat nevnte i det minste to kilder for bitumen (11, 12) er i strømningsmessig forbindelse med bitumenvekta (16), hvorved en bufferbeholder (17) er arrangert i ledningen (25) nedstrøms for bitumenvekta (16) til pumpe (19) for mottak av tilmålt bitumen.

2. Anordning ifølge krav l,karakterisert vedat ei pumpe (19) er arrangert i ledningen (25) mellom blandeorganet, med blanderotor (23) og bufferbeholderen (17).

3. Anordning ifølge krav 1,karakterisert vedat ledningen (15) for tilførsel av vann er forsynt med en tilbakeslagsventil (20) for å hindre bitumen fra å strømme inn i vanntilførselen i prosesser der bitumen ikke skal skummes.

4. Prosess for framstilling av asfalt, hvorved et blandeverk (10) tilføres tørrstoff (14), bitumen og bitumenemulsjon med bitumen dispergert med en innstilt mengde vann, hvorved prosessen omfatter: a) tilmåling av tørrstoff (14) og tilførsel av tørrstoffet til blandeverket (10), b) tilmåling av bitumen fra en første kilde (12), valgfritt tilsatt amin fra en aminkilde (13) og blanding av nevnte bitumen og amin for å danne en første bitumenblanding, c) tilmåling av bitumen fra en andre kilde (11), d) valgfri skumming av en eller flere av bitumenkildene (11, 12) i en blandeanordning (23) under tilførsel av vann (15), e) tilførsel av den første bitumenblandingen til blandeverket, karakterisert vedat begge kildene (11,12) for bitumen tilføres ei bitumenvekt (16) for tilmåling og eventuelt blanding med amin, hvoretter det tilmålte bitumen tilføres en bufferbeholder (17) og tilmåling av ytterligere bitumen starter i bitumenvekta (16).

5. Prosess ifølge krav 4,karakterisert vedat tilmålt bitumen i bitumenvekta (16) slippes ned i bufferbeholderen (17).

6. Prosess ifølge krav 4,karakterisert vedat bitumen opptatt i bufferbeholderen (17) pumpes (19) til blandeanordningen (23).