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DE1523010A1 - Verfahren und Einrichtung zum Abtrennen des Bindemittels aus bindemittelhaltigen Zusammensetzungen - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zum Abtrennen des Bindemittels aus bindemittelhaltigen Zusammensetzungen

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DE1523010A1
DE1523010A1 DE1964S0092407 DES0092407A DE1523010A1 DE 1523010 A1 DE1523010 A1 DE 1523010A1 DE 1964S0092407 DE1964S0092407 DE 1964S0092407 DE S0092407 A DES0092407 A DE S0092407A DE 1523010 A1 DE1523010 A1 DE 1523010A1
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DE
Germany
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container
solvent
binder
periodically
separating
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DE1964S0092407
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Karl Beerli
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USTER SPINDEL MOTOREN MASCHF
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Publication date
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Description

Verfahren und Einrichtung zum Abtrennen des Bindemittels aus Mndemittelhaltigen Zusammensetzungen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Abtrennen des Bindemittels aus bindemittelhaltigen Zusammensetzungen durch Auswaschen mit Hilfe eines Lösungsmittels und anschliessendes Zentrifugieren, welche sich insbesondere zum Abtrennen des Bitumens aus bituminösem Strassenbelag eignen=
Bei einem seit vielen Jahren und in den PrüfVorschriften der American Society for Testing Materials (ASTM) enthaltenen bekannten Verfahren zur Bestimmung des Bitumengehaltgs von bituminösem Strassenbelagsguts wird das Gut zuerst etwa eine Stunde mit einer vorgegebenen Lösungsmitteinenge in einem offenen Behälter eingeweicht. Nach Anbringung eines Deckels unter Zwischenschaltung eines Filters wird der abgeschlossene
Dr.WFm/sn
2 7.7.64
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'Behälter auf eine Zentrifugiereinrichtung aufgesetzt und diese allmählich in Drehung versetzt, bis das Bitumen mit dem Lösungaittel, infolge der Zentrifugalwirkung radial durch den zwischen Behälter und Deckel angeordneten Filter austritt« Anschliessend wird die Drehzahl weiter bis zu einem Höchstwert von 3600 Umdrehungen pro Minute erhöht und aufrechterhalten, bis keine Flüssigkeit mehr austritt. Danach wird die Zentrifugiereinrichtung zum Stillstand gebracht und es werden etwa 200 cm3 Lösungsmittel zugegeben, wonach die Einrichtung wieder in oben beschriebener Weise erneut in Drehung versetzt wird»bis keine Flüssigkeit mehr austritt. Dieser letzte Vorgang wird dann so oft wiederholt, bis die austretende Flüssigkeit eine konstante charakteristische (strohgelbe) Färbung aufweist. Das in oben erwähnter Weise vom Bindemittel befreite ffut wird anschliessend getrocknet und gewogen, wobei dfe Differenz zwischen dem ursprünglichen Gewicht und dem Gewicht nach der Trocknung den Bindemittelgehalt im Gut angibt. Der oben beschriebene bekannte AbscheideVorgang dauert naturgemäss einige Stunden und die Genauigkeit der Messung bzw. der Grad der Bindemittelabseheidung hängt weitgehend von der Dauer des Waschvorganges ab. Da der Arbeitsprozess nicht geschlossen durchgeführt werden kann, wird ferner das Bedienungspersonal den gesundheitsschädlichen Lösungsmitteldämpfen stark ausgesetzt.
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Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Abtrennen des Bindemittels aus bindemittelhaltigen Zusammensetzungen zu schaffenf welches keinen der oben erwähnten Nachteile aufweist. Die Erfindung bezweckt daher eine vollständige Abtrennung des Bindemittels in der möglichst kürzesten Zeit. Es soll ferner das erfindungsgemasse Verfahren die Möglichkeit bieten,ein Entweichen des gesundheitsschädlichen Lösungsmitteldampfes zu unterbinden.
Zu diesem Zweck ist das erfindungsgemässe Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass dem Gut Lösungsmittel in einem · geschlossenen rotierenden Behälter zugegeben wird, dass die Drehbewegung des Behälters während einer gegebenen Zeitdauer periodisch kurzzeitig unterbrochen wird, dass der Behälter anschliessend zum Auszentrifugieren des Lösungsmittels mit dem Bindemittel einer kontinuierlichen Drehbewegung bei erhöhter Drehzahl unterworfen wird, dass frisches Lösungsmittel während der Sentrifugierung in bemessener Menge kontinuierlich dem Gut zugeführt wird, bis das Bindemittel vollständig aus dem Gut entfernt und mit dem Lösungsmittel auszentrifugiert worden κ t.
Ferner ist eine erfindungsgemässe Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens vorgesehen, die gekennzeichnet ist durch einen rotierbaren nach oben sich erweiternden Behälter mit einem Abschlussdeckel und einem
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ringförmigen Filter, regelbare Mittel zur Speisung des abgeschlossenen rotierenden Behälters mit Lösungsmittel, Mittel zum Antrieb des Behälters mit variabler Drehzahl und Mittel zum periodischen kurzzeitigen Unterbrechen der Drehbewegung des Behälters.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemässen Einrichtung,
Fig. 2 den Behälter nach Fig. 1 am Anfang des Waschvorganges,
Fig. 3 den Behälter nach Fig. 1 v/ährend ues Waschvorgangf3nachdem dan Gut bereits zerfallen ist, und
Fig. 4 den i-ehälter nach i-'i". 1 während dee Nachwaschv organ,1 ·€ s
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemässe Einrichtung im Stillstand bei eingefülltem Gut }/ und Lösungsmittel, aln nach oben sich erweiternder wegnehmbarer Behälter 1 iot in
einem Gehäuse 2 auf einer senkrechten Antriebswelle 5t die eine Bremstrommel 4 trügt und mit einem nicht gezeigten j'.lektro motor verbunden ist, angeordnet. Der ^eBslter 1 weist einen nand-Flansch [> auf, auf welchem ein ringförmiger Filter 6 und ein Deckel 7 wcgneJimbar angebracht sind. Das Gehäuse 2
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weist eine· geneigte innere Sammelrinne 8 auf, die zur Wegführung der aus dem Behälter 1 beim Zentrifugieren durch den Filter 6 austretenden Flüssigkeit dient. Die liinne 8 ist mit einer au einem geschlossenen Sammelbehälter 9 führenden Ablaufleitung 10 verbunden· Der Sammelbehälter 9 weist ein oberes Abzugsrohr 11, das zum Wegführen der unerwünschten Lösungsmitteldampfe ins Freie dient. Es versteht sich, dass das Gehäuse 2 weitgehend gegen die Umgebung abgedichtet ist, um ein Entweichen der Lösungsmitteldämpfe in den Aufstellungsraum der Einrichtung au verhindern.
Der Tehälter 1 weist eine Uabe 12- auf, die auf der Antriebswelle ό gelagert ist, wobei ein gelochtes Sprührohr/aie Nabe 12 im Abstand umgibt und beide konisch ausgebildet sind und οinen ringförmigen mit den Lochungen 14 des Sprührohres 13 in Verbindung stehenden Kanal 15 bilden. Das Sprührohr 13 weist einen oberen nur Zentrierung des Deckels 7 und zur r.ofestigung desselben durch eine Flügelmutter 16 dienenden Abschlussteil 17 auf, wobei dieser eine axiale Oeffnung 18 aufweist, die zur Aufnahme eines axial bewegbaren Speiserohres 19 dient. Ein Lösungsmittelbehälter 20 ist mit dem Speiserohr 19 über ein Kegelventil 21 verbunden.
Die Bremstrommel 4, die mit der Antriebswelle 3 drehfest verbunden ist, weist eine obere konische Auflagefläche 22 auf,
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an v/elcher der Behälter 1 mittels ,einer entsprechend ausgebildeten iläche 23 'aufliegt. Obwohl die Möglichkeit besteht, Mittel zur drehfesten Verbindung des Behälters 1 mit der Antriebswelle 3 bzw. der Iremstrommel 4 vorzusehen, ist die in Fig. 1 gezeigte Anordnung, bei welcher der Lehälter gegen einen drehenden Teil angelegt und durch das eigene Gewicht in itei bungs verbindung mit diesem i'eil steht, in den meisten Pullen befriedigend. Eine auf die Bremstrommel 4 wirkende, schetilatisch angedeutete Hemmvorrichtung 24, beispielsweise ein Bremsband, wird durch nicht gezeigte, vorzugsweise magnetische Mittel betätigt, wobei diese Mittel durch entsprechende Steuermittel die Bremsvorrichtung 4, 24 periodisch zur Wirkung bringen, derart, dass der Behälter 1 in regelmässigen einstellbaren Zeitabständen abgebremst wird.
Es sei noch erwähnt, dass für den Antrieb der oben beschriebenen erfindungsgemässen Einrichtung ein mittels Bürstenverstellung in der Drehzahl stufenlos regulierbarer Repulsionsmotor vorgesehen ist. Es kann jedoch jede andere Type von Elektromotor, z.B. ein Kuriischlussmotor oder ein Gleichstrommotor, zu diesem Zweck verwendet werden, falls dies sich als zweckmässig erweisen sollte. Es sei nur in diesem Zusammenhang auf die zusätzlichen Kosten hingewiesen, die durch die Verwendung von Getrieben und anderen Hilfsmitteln bedingt sind.
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Die I1Ig. 2 zeigt den Behälter 1 während dieser am Anfanp des Waaohvorganges sich dreht. Das Gut befindet sich in ciienem Stadium noch in Form relativ grosser trocken, die aus durch aan lindemittel verbundenen Füllkörpern verschiedener Üröose bestehen, so dass bei der Drehung des Behälters mit relativ niedriger Drehzahl nur das Lösungsmittel durch i'entrifugalwirkung gegen die Sei tenwandung des Behälters gedrückt wird, während das Gut am Tehälterboden liegen bleibt.
Mit Hilfe der im Zusammenhang mit Fig. 1 oben erwähnten periodisch wirkenden bremse wird nun der Behälter wiederholt kurzzeitig zum Stillstand gebracht und dann wieder freigegeben. Dauurch kommt die Lösung jeweils in ihre in Fig. 1 gezeigte Ruhestellung, bei welcher sie das Gut am Behälterboden umgibt, und bewegt sich anschliessend radial nach aussen bsw. nach oben, so dass bei jedem Abbremsen sowie bei jedem Anfahren des ieliälters das Gut in der oben erwähnten bzw. in der umgekehrten ifichtung durch das Lösungsmittel durchspült wird, wodurch eine irtensjve \tenohwirkung erzielt wird.
Dor obenbeschriebene Waschvorgang bewirkt eine rasche Lösung der- i-indemittels im Lösungsmittel, so dass das Gut progressiv zerfällt, bis es zuletzt nur noch aus abgesonderten unlöslichen Festkörpern, an denen noch der unaufgelöste Teil des Bindemittels haftet, besteht.
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Me Fig. 'ό zeigt den Behälter, in welchem das Gut bereits derart zerfallen ist, dass es infolge des verringerten Gewichtes seiner Guts körper nun durch die Drehung des Behälters ebenfalls gegen die Seitenwand desselben gedrückt wird, -is ist ersichtlich, dass bei einer Fortsetzung des oben beschriebenen Waschvorganges, bei welchem der Behälter weiterhin zeitweise zum Stillstand gebracht wird, daß Gut einerseits und die Flüssigkeit andererseits wiederholt zum Boden absinken und zur Seitenwand des Behälters aufsteigen, wobei das Gut zwangsläufig langsamer aufsteigt und schneller herunterfällt als dio .flüssigkeit. Dadurch tritt eine die Waschwirkung stark erhöhende !Relativbewegung zwischen dem Gut und der Flüssigkeit auf.
Nachdem das Gut zürn grössten Teil vom Bindemittel befreit worden ist, wird wie folgt vorgegangen:
Es werden die Steuermittel für die Bremsvorrichtung ausgeschaltet und er> wird dem Behälter eine langsam ansteigende Drehbewegung erteilt. Dabei schichtet sich das Gut, wie aus Fig. 4 ersehen werden kann, je nach Grö3se der unlöslichen Festkörper derart, dass die kleinstexi Partikel aussen bzw. oben zu liegen kommen, wodurch das Gut selbst als Vorfilter für die auszuzentrifugierende Flüssigkeit dient. Während des
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■A-uszentrifugierencwird durch das zentrale Sprührohr frisches Lösungsmittel in dosierter Menge radial auf das an der Seitenwand anliegende Gut gespritzt, um eine Nachwae ellung desselben zu bewirken. Vorzugsweise wird dies erst dann durchgeführt, wenn das anfänglich zugegebene Lösungsmittel mit dem gelösten Bindemittel zum wesentlichen Teil auszentrifugiert worden ist.
"Der in 1^.1 ■>;. 4 gezeigte i'achv/aschvorgan,, wirä so lange fortresetzt,bis die aus duin rllLor austretende Flüssigkeit eine konstante r'-'.irbung aufweint, die darauf hinweist, dass das Sindemit bei rent los aus dem Gut entfernt worden ist. iis vnrd dann die Zufuhr des Lösungsmitteln unterbrochen und danach wird das ..'eritrii'ugieren solange fortgesetzt, bis die restliche i'liissigkeit aus (iem Gut herausgeschleudert worden ist.
Das-erfindnngsgemässe Verfahren kann mit hilfe der oben beschriebenen Einrichtung wie folgt zum Abtrennen des _li;umens aus bituminösem Strassenbelagsgut durchgeführt Werdens;
jiiü wird yine abgewogone Menge des Lolagsgutes, vorzugsweise etwa 2 kg, in den Drehbehälter eingewogen und dieser unter Zwischenlegung des filters durch den Deckel abgeschlossen, jjer Dreh-Behälter wird anschliessend auf die Welle der ?/at;c:x;.;.;ontrifuge gesetzt und die mit dem Lösungsmittelbehälter
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verbundene Leitung in die Zu fuhr öffnung des Dreh-Behälterdeckels eingeführt. Durch Oeffnen'des entsprechenden Re/.elventils wird eine gegebene Lösungsmittelmenge in dan Drehrehälter eingebracht, wobei entweder gleichzeitig oder kurz danach dem uri;h-Lehältor durch Einschaltung der Steuermittel für die V/aschntufe eine unstetige Drehbewegung erteilt wird. Durch diese wiederholte Durchspülung des Eelagsgu tos mit; dem Lösungsmittel wird das Gut nach etwa 5 Minuten zerfallen. Durch die gegenseitige Bewegung von Gut und Ji'lüsaigkeil Kann auf diese 'Vei.se das Bindern L fctel in insgesamt etwa ib iv.i nuten vom Belagsgut abgelöst werden. Es kann gegebenenfalls nach den ersten Ό Minuten das Lösungsmittel mit dem bereits :;elösten Bindemittel auszentrifu^iert werden, um dam oh nochmals bzw. mehrmals, unter Zuführung frischen Lösungsmittels, den gleichen Uaschvorgang zu wiederholen.
iiach einer gesamten Waschdauer von etwa li> i.iLnuten, wobei der i/aschvorganf entweder durchlaufend durchgeführt oder wie oben erwähnt, unterbrochen und nach der Auszentrifugierung der Flüssigkeit mit frischem Lösungsmittel fortgesetzt wird, wird dem Dreh-Behälter eine progressiv zunehmende Drehung erteilt. Infolge der nach oben sich erweiternden i-'orm der Behälterwand steigen ferner bei zunehmender Drehzahl die kleinsten Partikel dieser Wand entlang und sammeln sich im
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Bereich der Innenseite des ringförmigen Filtere an. Durch Drehung des Behälters mit erhöhter Drehzahl wird die aus Lösungsmittel und Bindemittel "bestehende Flüssigkeit auszentrifugiert, wobei vor Beendung dieses Vorganges frisches Lösungsmittel mit vorbestimmtem Zufluss durch das zentrale Zufuhrorgan kontinuierlich in radialer Richtung auf das Gut gespritzt wird, um eine zusätzliche V/aschwirkung auf das Gut auszuüben bzw. den restlichen Gehalt desselben an !bindemittel zu löson und durch Auszentrifugierung zu entfernen. Sobald die aus dem Filter austretende Flüssigkeit eine unveränderliche Färbung aufweint, wird die Lüsungsmittelzufuhr unterbrochen, so dass durch weiteres Zentrifugieren während l\)-'jO Minuten je nach Art des Belagsgutes ein nahezu trockener Rückstand an unlöslichen Festkörpern im !Behälter zurückbleibt, der praktisch kein bindemittel enthält. Der Behälterinhalt wird zuletzt getrocknet und abgewogen und der Bindemittel- bzw. Mtumengehalt als Differenz zwischen Anfangs- und Endgewicht berechnet.
"recics .'joitersparnis kann ein weiterer Behälter während dem iientrifulleren mit dem Belagsgut gefüllt werden, so dass die Einrichtung praktisch ohne Unterbruch in Betrieb gehalten weraen kann.
5s sei noch erwähnt, dass das erfindungsgemässe Verfahren nicht nur die restlose Abtrennung des Bindemittels in kürzester Zeit erlaubt» sondern, dass die als Füllmaterial verwendeten
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unlöslichen Festkörper in ihrer ursprünglichen Form zurückbleiben. 3s ißt ersichtlich, dass dien in gewissen Fällen ein wichtiger Vorteil ist, vor allem dort wo, wie es bei bituminösem Strassenbelagsgut der Fall int, es wünschenswert wäre, den Anteil an j-efrtkörpern, d.h. Kies bzw. Stein verschiedener Gröcsen im Gut ebenfalls zu kontrollieren. α Im Gegensatz zu dem eingangs erwähnten bekannten Verfahren wird erfindungsgemäss anstelle des Einweichens eine intensive Waschwirkung durch Bewegung de« Gutes mit dem Lösungs mittel in einem praktisch kontinuierlichen Arbeitsgang im geschlossenen hehülter bewerkstelligt. Dadurch wird die Dauer des TrennVorganges wesentlich herabgesetzt und ein 1On!,weichen der Lösungsmitteldampfe unterbunden. Ferner kann mit etwa der doppelten Menge Belags rut ,gearbeitet werden, waa zuverlässigere i.rittelwerte ergibt. α En dürfte oraichtlich sein, dass eine rasche und genaue Bestimmung des Pitu.'iiengohaltes von otrassnnbelagsgut bedeutende Vorteile im Strassenbau mit sich bringt, da dadurch die unkontrollierten Lelagsa trecken v/es ent lieh gekürzt werden können.
Zuletzt sei bemerkt, dass die erfindungsgemäss vorgesehene periodische Unterbrechung der Drehbewegung des Behälters auch als periodische Umkehrung der Drehbewegung durchgeführt werden kann.
Ferner können die Mittel zur zeitweiscn Unterbrechung
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der Drehbewegung nicht nur magnetisch sondern auch pneumatisch* hydraulisch oder mechanisch betätigt werden. Wenn auch bei der obengeschriebenen Hinrichtung elektronische Steuermittel für die einstellbare steuerung der Bremsvorrichtung bevorx zugt werden, so können alle sonatigen ,'-nciigneten Steuermittel zu diesem Zweck verwendet werden.
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Claims (4)

1521SOIO Patentansprüche :
1. Verfahren zum Abtrennen des Bindemittels aus binderaittelhaltigen .uusammennel'umgi.:!], insbesondere des I it urne ns aus bituminorjfji.i otrayaonbelagsgui,, durch Auswaschen mittels oineo Losungsmittels und Zentrifugieren des Gutes, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gut Lösungsmittel in einem geschlossenen rotierenden Behälter zubegeben wird, dass die Drehbewegung des Behälters während einer gegebenen Zeitdauer periodisch kurzzeitig untoi'brochen wird, dasr; dor Behälter anschliessond zum Yiun^ontrifurieren des Lösungsmittels mit dem Bindemittel einer kontinuierlichen Drehbe-Vireguns bei erhöhter ürehaahl unterworfen v/ird, aas;; friscVies Lösungsmittel während der Zentrifugierun,1; in bemessener iienge kontinuierlich dem Gut zugeführt wird, bis das Binueiaitbei vollständig aus dem G-ut entfernt und mit dem Lösungsmittel auszentrifugiert v/orden ist.
2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen rotierbaren nach oben sich erweiternden Behälter mit einem Abschlussdeckel und einem ringförmigen Filter, regelbare Mittel zur Speisung des abgeschlossenen rotierenden Behälters mit Lösungsmittel,
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Mittel zum Antrieb des Behälters mit variabler Drehzahl und Mittel zum periodischen kurzzeitigen Unterbrechen der Drehbewegung den Behälters.
3. Einrichtung nach Anspruch 2,"dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Antrieb des Lehälters einen stufenlos regelbaren Repulsionsmotor aufweisen, dessen Drehzahl durch Pürstenver^telLung einstellbar ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum periodischen kurzzeitigen Unterbrechen" der Drohb'-werung aes Behältern aus einer magnetisch betütigbaren Bremsvorrichtung und Mitteln zur periodischen lotätigung derselben mit einstellbarer Periodenzahl bestehen.
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DE1964S0092407 1964-07-31 1964-07-31 Verfahren und Einrichtung zum Abtrennen des Bindemittels aus bindemittelhaltigen Zusammensetzungen Pending DE1523010A1 (de)

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