SE432827B - Sett att alstra en upphettad bituminos blandning - Google Patents

Description

-7807111-5 2 dukterna med en tillsats i en serie av steg konstruerade att praktiskt taget eliminera alstringen av fria finkorn inom trum- man. Dock har den förra av dessa ansatser visat sig vara mycket dyrbar, medan den senare har resulterat i en orimligt hög nivå av oxidation av bitumen och förluster av bitumen genom upptag- ning i utloppsflödet. En annan ansats har varit att reducera luftflödesfordringarna genom att sätta in mera sofistikerade mekaniskt fördelade vätskebränslebrännare i stället för rela- tivt mycket enklare luftfördelarbrännare vilka traditionellt användes, men detta har visat sig vara endast en partiell lind- ring.

Grundvalen för föreliggande uppfinning är till en del klargörandet att fördelaktiga resultat kan åstadkommas genom att styra luftflödet från trumman i beroende på ett tillstånd vilket övervakas inom trumman.

Uppfinningen avser ett sätt att alstra en upphettad sam- mansatt blandning enligt patentkravet 1.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas mera detaljerat med hänvisning till bifogade ritningar, i vilka fig. l schematiskt i sidovy tydliggör huvudkomponenterna hos en anläggning vilken kan utnyttjas för framställning av upphettad bituminös blandning enligt uppfinningen, fig. 2 är en schematisk sidovy av en bituminös blandnings- reaktor vilken kan utgöra en del av anläggningen avbildad i fig. l, och fig. 3 är ett blockschema över övervaknings~ och styrkret- sar för reaktorn visad i fig. 2, där huvuddelarna hos reaktorn visas schematiskt .

Anläggningen visad i fig.l kan med fördel vara placerad vid eller ligga i närheten av en aktuell plats vid vilken sam- mansättningsmaterial löpande utvinnes. Anläggningen kan betrak- tas som bestående av fyra lätt åtskiljbara underanläggningar: en lagrings- och proportioneringsenhet 10, en kollergång 12, en upphettad bituminöst blandad reaktor 14 och en blandningslag- ringsenhet l6.Dessa fyra underanläggningar är åtskilda på en markyta 18 och är ömsesidigt anslutna i rak ordningsföljd genom 7807111-1 successiva materialtransportörer 20a, 20b och 20c. Tanken är att underanläggningarna lO och 12 skall vara tillgängliga för behandling av skilda material och framställning av malda pro- dukter av olika typer och grader och att enheterna 14, 16 skall vara anordnade som en tillsats för enheterna 10 och 12 i den meningen att de kan frigöras från dessa och ej är inblandade i de andra avsedda användningarna för proportioneringsenhet och kollergångskombination. j Följaktligen innefattar enheten 10 ett antal sammansätt- ningslagringsfickor 22 monterade på ett eller flera ramverk 24 och vilka har respektive bottenutloppsmatare 26 anordnade att direkt tömmas på en eller flera tvärtransportband 28. Dessa transportband är monterade så att de bär material mot och på transportbandet 20a varvid sammansättningsblandningar av olika proportioner kan prepareras på det senare transportbandet. En- heten 10 kan också omfatta behållare för lagring av andra pro- dukter sådana som silos för fyllmaterial och liknande och tan- kar för bitumen eller andra vätskeprodukter.

Kollergången 12 innefattar en inloppsöppning 30 vid dess ovansida och en utloppsöppning 32 på dess undersida. Hela aggregatet är monterat på en upphöjd benunderstödd plattform 34 så att transporttruckar sådana som avbildats vid 35 kan drivas junder konstruktionen för att mottaga blandade produkter från kvarnen under det att de uppehåller sig i utrymmet 37.

På undersidan av plattformen 32 är fästat ett glidaggregat l3 innefattande en matningsficka l3a. Transportören 20b är rörlig in och ut ur fickan l3a mellan ett första visat till- stånd, i vilket den är placerad för att mottaga malet material från utloppet 32 och ett andra tillstånd i vilket den förflyt- tas till ena sidan så att material kan passera genom fickan till en lastbil eller liknande fordon. I Reaktorn 14 kan vara av vilken som helst konstruktion med respektive transportörer 20b och 20c vilka avlämnar råmatning och bindemedel och vilka tar ut färsk blandning från lämpliga punkter i anläggningen. Transportören 20c riktar den upphettade blandningen till ett övre intag 35a för en eller flera stora 7807111-5 _- 4 hetblandningslagringsfickor 36 vilka har förhöjda trattmatare 38 för att rikta den heta blandningen ned i lastbilar för leve- rans till en upplagsplats. Utan tvivel inses, att den visade anläggningen utgör en väsentlig förbättring gentemot kända het- blandningsframställningsanläggningar på så sätt att sammansätt- ningsprepareringsstegen hos anläggningen är separat användbara för andra aggregatbehandlingsfunktioner. Det bör också märkas .att varje komponent i anläggningen kan sammansättas för att medge dess enkla transport från plats till plats.

En form av hetblandningsreaktorn 14 vilken är i enlighet med uppfinningen visas i fig. 2 och 3. För användning i pro- cessen enligt uppfinningen prepareras sammansättningar i för- hållanden valda vid enhet 10 genom att blandas i kollergången 12 med bituminöst bindemedel för att ge en i huvudsak stabili- serad homogen "kallblandnings"-matning av sammansättningar och finkornfördelat bindemedel. Om så önskas, kan denna kalla blandning lagras genom att tagas ut vid kollergången 12. Den kan senare föras till reaktorn, antingen utan vidare prepare- ring eller efter att ha underkastats ytterligare stabilise- a ringsprocesser.

Den kalla blandningen bäres på transportbandet 20b till inloppsporten 44 (fig. 2) av en utdragen ihålig trumma 52 var- vid det inre av trununan 52 vilken utgör en del av reaktorn 14 definierar en behandlingskammare 63 (fig. 3L Trumman 52 är upphängd med dess axel lutad en liten vinkel mot horisontalpla- net på en upphöjd plattform 54 vilken som visas i sin tur understödjes på markytan 18 via ett flertal med mellanrum upp- ställda stolpar 56. Trumman kan naturligtvis uppbäras på alter- nativt sätt för enkel transport. Trumman är av helt konventio- flnell uppbyggnad och försedd med åtskilda ringformiga spår 58, i58af vilka uppbär trumman på respektive uppsättningar 60, 60a av rullar vilka är tappupphängda på plattformen 54. Trumman är roterbar runt sin längdaxel genom respektive motor och diffe- rentialenhet kopplad till rulluppsättningen 60; en sådan repre- sentativ enhet är avbildad vid 62 i fig. 2. Blad och luftare är anordnade inom trumman för att åstadkomma tumling av dess inne- 7807111-5 håll när trumman roteras. Inloppsglidbanan 44 kommunicerar med det inre av trumman 52 medelst en flödeskänslig klaff och en ringformig labyrinttätning vilken gör inloppet i huvudsak luft- tätt. Trumman kan termiskt isoleras om det är önskvärt eller anses nödvändigt.

Parametrar sådana som lutning och rotationshastighet hos trumman och detaljer i dess inre konstruktion bestämmer till- sammans varaktighetstiden för materialet i trumman och instäl- les i överensstämmelse med specifikationen av det önskade ut- gångsmaterialet. I allmänhet är trumman av standardkonstruktion och dess lutningsvinkel är justerbar vid installation med hän- syntilldenallmännaartenavarbetesomönskasochvarvidro- tationshastigheten ger en finjustering.

Ett cylindriskt hus 66 är fast monterat på plattformen 54 och ger en främre förbränningskammare vilken utgår koaxiellt från den höJda änden av trumman och är av generellt konisk upp- byggnad med dess bredare ände öppnande sig i det inre av trum- man. Trumman 52 gör ingrepp i huset 66 för relativ rotation i ett i huvudsak lufttätt aggregat medelst ovan nämnda labyrint- tätning. Huset 66 är anordnat mellan trumman och en vätske- bränslefördelningsbrännare 68 vilken kan vara en mekaniskt för- delad brännare av den typ som tillverkas av Weishaupt-företags- gruppen. Brännaren 68 innefattar en eller flera luftinloppsdäm- pare vilka förenat styrs genom en motor ej visad i fig.2 men indikerad genom block 112 i fig.3. Luftdämparna och bränsle- tillförselventilen styres förenat för att ge balanserade för- bränningstillstånd.

Den totala axiella längden av förbränningskammaren hos brännaren 68 och kammaren 66 är valda så att vid maximal värme- generering, dvs. med brännaren fullt tillslagen, förbränningen är precis fullständig vid den främre änden av kammaren 66 nära intaget 44.

Den nedre änden av trumman 52 är öppen och kommunicerar medelst ett labyrinttätningsarrangemang med det inre av en för- grening eller expansionskammare 80 vilken avsmalnar vid dess nedre ände för att bilda en urladdningsränna 81 för den upphet- i 7807111-5 tade bituminösa blandningen som bildas i trumman. Den upphetta- de blandningen flyter ut ur trumman och nedåt genom en i huvud- sak lufttät klaffstyrd rännöppning 83 för insamling på trans- portbandet 20d (fig. l).

En kanal 84 utsträcker sig horisontellt från expansions- kammaren 80 och kommunicerar med det inre av kammaren med ett vertikalt utblásningsschakt 86. En utblåsningsfläkt är monterad vid 88 i utblåsningsschaktet och drives genom en externt monte- rad motor 90. Denna motor och utblåsningsfläktaggregatet är be- räknat för en konstant volymevakueringshastighet. Kanalen 84 är försedd med en dämparstyrd avtappning 92 vilken är justerbar medelst en modulationsmotor 132 (fig. 3) för att variera mäng- den fläktutblåst flöde vilken härrör från trumman 52.

Det tillförda materialet som införes genom rännan 44 kan vara enbart lös sammansättningsblandning men även i den före- dragna processen som diskuteras, utgörs det inmatade materialet typiskt av förblandade basprodukter innefattande en sammansätt- ningsblandning och ett bituminöst bindemedel för att åtminstone till en större utsträckning stabilisera och homogenisera pro- dukterna innan de matas till kammaren. Föranvänd bituminös blandning kan återcyklas genom införlivning i den förblandade matningen. Det inmatade materialet inträder i den roterande trumman och passerar nedför trumman, varvid det tumlas genom att det uppdelas och lyfts och släppes genom verkan av vingarna och lyftarna inom trumman. Det upphettade gasflödet härrör från förbränningskammaren 66, vilket flöde kan omfatta viss oför- bränd luft och förbränningsprodukter, och vilken har en tempe- ratur som är tillräcklig för att åstadkomma omvandling av det inmatade materialet till upphettad bituminös blandning genom att förånga fuktighet i matningen och samtidigt belägga alla korn med bindemedel till enhetlig tjocklek genom fysisk kontakt av kornen med bitumen i vätskeform.

Med hänvisning till fig. 3 kommer nu arrangemanget för övervakning och styrning av reaktorsystemet att beskrivas i de- talj. Det finns tre övervakningspunkter: ett första termokors 100 fastsatt i kanalen 84 uppströms med avseende på både ut- wuuno ~ -.-. 7807111-5 släppet 92 och fläkten 88'för att ge gensvar på temperaturen pá gaserna vilka blåser ut frán det inre av trumman, ett andra termokors 102 fästat nära blandningsutflödesporten 83 för att mäta temperaturen hos produktblandningen, och en tryckavkännare 104 vilken_overbryggar det inre och yttre av trumman för att övervaka det relativa totala gastrycket i det inre av trumman.

Avkännaren 104 är belägen vid gränsen mellan förbränningskamma- ren 66 och behandlingskammaren 63.

Avkännarna 100, 102 är kopplade till en första styrkrets 110 vilken bestämmer inställningen av brännarbränsle och luft- intagningsmoduleringsmotorn 112. Produktvariablerna vilka mättes via sensorn 102 matas både till en manöverutläsningsan- ordning 114 och till en styrare 116 vid vilken de önskade vär- ll6b hos styraren ll6 och styrutgången ll8a hos en motsvarande sty- rare 118 vilken är kopplad till ett termokors 100 leder till dena på variablerna inställes. Dubbelstyrutgångarna l16a, ett omkopplingsrelá 120. Termokorset 100 matar även sina avläs- ningar till en visuell indikator 124 och till ett topptempera- turavstängningsalarm 126. vid uppstartning styres motorn ll2 pà grund av att viss tid förflyter innan produkten uppträder vid utgången 83, i beroende av ungefärliga manuella inställningar som görs antingen på en automanuell styrpanel 122 eller en lik- nande fältstyrning 124 eller vid utsignalerna frän styraren ll8 vilken själv är förinställd i enlighet med ungefärliga fordrin- gar. När en gång en given mätbar produktkvantitet uppträder vid porten 83, kopplar en signal på utgången ll6a om reläet 120 för att därefter överföra styrsignaler från utgången ll6b, dessa är beroende på jämförelse av uppmätta och förinställda värden av produkttemperaturvariablerna. Arrangemanget är sådant att det åstadkommer påsläppning av mera bränsle och luft och därvid ökar förbränningen när produkttemperaturen faller under en föreskriven nedre gräns, under det att inloppet av bränsle och luft reduceras vid upptagning av en temperatur vilken förut- bestämts som allt för hög genom att den befinner sig ovan den förinställda gränsen. 7807111-5 8 Tryckavkännaren l04 är övervakningspunkten för den andra och separata styrkretsen 130 vilken kopplar avkännaren 104 till dämpningsmotorn 132. Avkännaren 104 omfattar en omvandlare 134 för omvandling av tryckgensvaret till en elektrisk signal vilken i sin tur matas till en styrare 136. Resultatet av jäm- förelsen av det upptecknade tryckvärdet med det föreliggande värdet användes för att ställa in dämparen 92 medelst motorn 132, ställning och upphävande styrändamål. Om trycket i trumman en automanuell styrning 138 är anordnad för begynnelsein- faller under en given nedre gräns vilken är inställd vid styraren l36, öppnas avtappningsdämparen 92 för att öka dess proportionella bidrag till det konstanta utblåsningsflödet och sålunda strypa tillbaka utflödet frán trumman. På motsvarande sätt avlastas ett alltför högt trumtryck genom att reducera flödet vid avtappningen. .

Det antas att de önskade värdena för huvudproduktegenska- perna sådana som temperaturen, fuktinnehåll, proportioner av beståndsdelar och utmatningshastighet kan reflekteras i termer av de tvâ övervakade variablerna produkttemperatur och trum- tryck. I enlighet med en föredragen tillämpning av uppfinningen kan det sålunda betraktas som möjligt att styra hela processen genom att bestämma gränserna för dessa två variabler på grund- val av önskade gränser för alla produktvariablerna och därpå införa dessa gränser i respektive styrare 116 och 136. I allmänhet är syftet att styra reaktorn för att tillförsäkra fullständig förbränning vid brännaren och att upprätthålla temperaturen hos gasflödet under det stökiometriska värdet för brännarsystemet vid en nivå som är förenlig med kondensationen men ej ger förbränning eller sönderdelning av bindemedlet, och så att oberoende av syreförbränningen genom brännaren, bort- föringsvolymen är precis den som erfordras för att tillförsäkra effektivt borttagande av gasformiga förbränningsprodukter och oförbrända gaser, och av vattenånga till den grad som erfordras för att reducera fuktighet i den heta utgångsblandningen till den nivå som specificeras, och att upprätthålla en neutral atmosfär i det inre av trumman med hänsyn till bindemedlet. Den 7807111-5 styrda närvaron av en neutral atmosfär med hänsyn till binde- medlet medverkar i omvandlingsprocessen och i minimering av förbränning eller sönderdelning av det bituminosa ämnet.

Tillräcklig kylning är införd för att bibehålla temperaturen i trumman vid önskade nivåer för kondensation av bitumen under det att förluster av bitumen genom oxidation eller liknande skadliga processer bibehälles inom acceptabla gränser. Närvaron av överflödesluft i trumman och av ett kylande luftflöde av överskottsvolym antas förhindras, varvid sålunda förbränning minimeras och bidrar till att hälla bullernivåerna på ett minimuun Det är också önskvart att trycket i trumman hálles något negativt för att minimera läckaget från denna.

Genom att använda det upphettade gasflödet i trumman för att upphetta basprodukterna och därvid undvika direkt flamkon- takt är det möjligt att införa produkterna som en homogeniserad och stabiliserad blandning. Som följd härav är alstringsgraden av finkorn betydligt reducerad jämfört med de.nivåer som är oundvikliga i tidigare system där en torr sammansättningsbland- ning tumlades och upphettades genom flamkontakt, och ändå hål- les bitumenoxidation och medföring vid acceptabla nivåer.

Claims (6)

7807111-5 10 PATENTKRAV

1. l. Sätt att alstra en upphettad bituminös sammansatt bland- ning, varvid basprodukter innehållande en sammansatt blandning och bituminöst bindemedel matas in i en sluten behandlingskam- mare, ett flöde av gaser genom kammaren upprätthålles, baspro- dukterna tumlas i kammaren medan de med hjälp av en brännare placerad vid behandlingskammarens ena ände upphettas till en temperatur tillräcklig för att omvandla basprodukterna till en upphettad bituminös blandning med önskad specifikation i vilken bindemedlet vidhäftande belägger de sammansatta partik- larna, samt varvid den upphettade blandningen återutvinnes från kammaren via en återutvinningsöppning för upphettad blandning, k ä nxze t e c k n a t av att i och för minime- ring av finkornigt material i avgaserna blandas den samman- satta blandningen och det bituminösa bindemedlet innan dessa matas till behandlingskammaren, begränsas lufttillförseln i huvudsak till bránnaren och bestäms denna i enlighet med det bränsle som tillföras brännaren, genomföras upphettningen utan direkt flamkontakt med basprodukterna samt regleras flödet av gaser genom kammaren i beroende av det i behandlingskammaren övervakade gastrycket.

2. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att regleringen av gasflödet innefattar reglering av gasutblås- ningsflödet från kammaren.

3. Sätt enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att gasutblåsningsflödet regleras så att, oberoende av graden av syreförbränning genom brännaren, det avlägsnade volymflödet är precis så stort som erfordras för att säkerställa effektivt avlägsnande av gasformiga förbränningsprodukter och icke förbrända gaser och vattenånga i den utsträckning som erford- ras för att reducera fuktigheten i den heta utgångsblandningen till den specificerade nivän.

4. Sätt enligt krav 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t av att regleringen av utblåsningsgasflödet åstadkommas genom reglering av andelen yttre luft i en blandning med utblås- 7807111-5 ll ningsgaserna, vilken blandning bortdrages med konstant flödes- hastignet. '

5. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k - n a t av att den luft som tillföres behandlingskammaren och det bränsle som tillföres brännaren gemensamt regleras i_ beroende av temperaturen av den återutvunna blandningen.

6. sätt enligt något av föregående krav, k a n n e t e<:k - n a t av att trycket övervakas något axiellt närmare brän- naren än den av basproduktsxnatningsölapningen och återut- vinningsöppningen för den upphettade blandningen som är belä- gen närmast brännaren.