DE1773147A1

DE1773147A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung von Bitumen

Info

Publication number: DE1773147A1
Application number: DE19681773147
Authority: DE
Inventors: Bors Petrus Gerlach Desiderius
Original assignee: Boral Industrie en Handelsonderneming
Current assignee: Boral Industrie en Handelsonderneming
Priority date: 1967-04-07
Filing date: 1968-04-06
Publication date: 1972-01-27
Also published as: DE1773147B2; GB1201833A; NL6804716A; US3524353A; DE1773147C3

Description

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BORAL Industrie- en Handelsonderneming, Pastoor
Schmidtstraat 8, Venlo-Blerick (Holland)

Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung
von Bitumen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung .zur Durchführung des Verfahrens zur Bestimmung des Gehaltes und der granulometrisehen Zusammensetzung der unlöslichen Bestandteile von Bitumen durch Entmischung der löslichen und unlöslichen Bestandteile mit einem Lösungsmittel in
einem Entmischer mit einer rotierenden, mit einem abnehmbaren Deckel und Filterelementen versehenen Trommel und
Trennung der flüssigen Phase von den unlöslichen Bestandteilen, die danach durch Sieben granulometrisch bestimmt werden*

Beim bekannten Verfahren wird das Bitumen in einer Trommel

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mit vertikaler Drehachse entmischt» Diööe irömmei ist nach oben hin erweitert ausgebildet und mit iinem Beökel abgeschlossen, zwischen dem ein filterelement angeordnet ist. Mitten im Deckel ist einö Zuführungsleitung füi» das Lösungsmittel angeordnet, die düröh das lPiltöreiöment hindurch geht. Durch die Drehung del* bommel wird das Bitumen entmischt, und die lösliche BitüMönfMktiön steigt zusammen mit dem Lösungsmittel gegen die sich nach oben hin erweiternden Wände empo£ und dringt durch däi Filterelement hindurch, während die festen Bestandteile dutch das Filterelement zurückgehalten werden. ITach Verdunstung des Lösungsmittels werden die voneinander getrennten festen Bestandteile durch Sieben in mehrere granulometrische Fraktionen zerlegt, die danach gewogen werden.

Beim Sieben treten jedoch insofern Probleme auf, als der Füllstoff des Bitumen, nämlich die Flugasche, aufgrund der sehr kleinen Abmessungen sich nur sehr langsam aus den anderen Beständteilen heraussieben lässig Die Gesamtdauer der Analyse ist dann hauptsächlich wögen des langen Siebvorgangs verhältnismässig lang; sie beträgt nämlich etwa 2 Stunden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Gewicht der Proben, die in der bekannten Vorrichtung behandelbar sind, auf etwa 1 kg beschränkt ist. Daraus folgt, dass.die analysierte Probe oft nicht repräsentativ für die Gesamtmenge des Bitumens ist.

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Diese Nachteile werden durch ein erfindungsgemässes Verfahren verädeden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Entmischung in etwa hoi2ontaler Lage der Drehachse der Trommel erfolgt, die zugleich als Schleudertrommel ausgebildet ist, wobei die Teilchen, die unterhalb eines bestimmten Durchmessers liegen, zusammen mit dem Lösungsmittel und der löslichen Bitumenfraktion über Siebe oder Filter, welche die grösseren Teilchen zurückhalten, den Entmischer verlassen und einem Zentrifugalseparator mit herausnehmbaren Bechern zugeführt werden, in denen die festen Teilchen zurückbleiben, während die geklärte Flüssigkeit abgeführt wird, und wobei am Ende des Entmischungsvorgangs die in der Trommel zurückgebliebenen festen Bestandteile geschleudert werden.

Beim Gebrauch von flüchtigen toxischen Lösungsmitteln, gewöhnlich Chloräthylen, wird das erfindungsgemässe Verfahren vorzugsweise in einer luftdicht abgeschlossenen Vorrichtung durchgeführt, wobei die. während der Behandlung entwickelten Dünste über Dunst-Flüssigkeitsabscheider nach aussen abgeführt werden. ....-.:

Weil beim erfindungsgemässen Verfahren der feine Füllstoff bereits vor dem Siebvorgang abgetrennt wird, treten beim Sieben keine Schwierigkeiten ,mehr auf-., Auch die Entmischung geht schneller vor sich,, weil, in d^ei'.iiorj fontal angeordneten Trommel die Vermischung des Feststoffes mit dem

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Lösungsmittel viel stärker ist. Zugleich kann eine grössere Probe, beispielsweise 6 kg, behandelt werden. Dadurch wird eine repräsentativere Wiedergabe der gesamten Bitumensubstanz erhalten. Letzterer Punkt ist besonders wichtig für die Beurteilung der Eigenschaften des Strassenbelags.

Das erfindungsgemasse Verfahren erfährt eine vorteilhafte Weiterbildung, indem ein Entmischer verwendet wird, dessen Trommel herausgenommen werden kann. Dadurch wird die Entnahme der darin zurückgebliebenen festen Substanz nach der Entmischung sehr erleichtert.

Das Beschicken der Trommel lässt sich erleichtern, indem erfindungsgemäss die Trommel um eine senkrecht auf der Drehachse stehende . Achse kippbar angeordnet vird. Nach der Füllung der Trommel wird sie zu Beginn der Entmischung wieder in die horizontale Lage gebracht.

Das erfindungsgemasse Verfahren lässt sich vorzugsweise bei leichter Erwärmung durchführen, wodurch der Entmischungsvorgang bedeutend beschleunigt wird.

Die Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens geht aus von einem Entmischer mit einem mit einem Deckel versehenen Gehäuse, mit einer mit einer Antriebsvorrichtung verbundenen und mit einem abnehmbaren Deckel und Filterelementen

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versehenen Trommel, sowie mit einer an die Trommel angeschlossenen Zuführungsleitung für ein Lösungsmittel, und mit einer an das Gehäuse angeschlossenen Abführungsleitung, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse ^ der zugleich als Zentrifugaltrommel ausgebildeten Trommel horizontal liegt, wobei die Antriebsvorrichtng auf wenigstens zwei Drehzahlen einstellbar ist, dass der Entmischer Siebe oder Filter enthält, die derartige Durchlassöffnungen aufweisen, dass Teilchen unterhalb eines bestimmten Durchmessers zusammen mit dem Lösungsmittel und der löslichen Bitumenfraktion durch die Abführungsleitung abgeführt werden können, und dass die Vorrichtung einen Zentrifugalseparator mit herausnehmbaren Bechern enthält, der an die Abführungsleitung des Entmischers angeschlossen ist und eine Abführungsleitung für die geklärte Flüssigkeit besitzt.

Beim Gebrauch eines flüchtigen toxischen Lösungsmittels wird die erfindungsgemässe Vorrichtung vorzugsweise derart ausgebildet, dass der Entmischer und der Separator luftdicht abgeschlossen werden können, wobei in der Leitung zwischen dem Entmischer und dem Separator und in der Abführungsleitung des Separators Gas-Flüssigkeitsabscheider angeordnet sind.

Die Siebe werden derart angeordnet, dass während des Ent-

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mischungs- und des darauf folgenden Schleudervorgangs die flüssigkeit mit den feinsten Fraktionen der festen Bestandteile leicht abfliessen kann. Gemäss einer vorteilhaften Ausbildung der erfindungsgemässen Vorrichtung ist die Trommel als ein geschlossener Zylinder ausgebildet, wobei der Trommeldeckel in der Nähe des ümfangs mit Sieben versehen ist. Erfindungsgemäss ist eine noch bessere Ausführung dadurch erzielbar, dass in der Trommel ehe zweite

HF Trommel angeordnet wird, die im Deckel der ersten Trommel befestigt ist, durchlöchert ist und sich mit einem Deckel abschliessen lässt. Durch die durchlöcherte Ausführung der Trommel geht der Sch^eudervorgang sehr schnell vor sich, und dadurch, dass die Siebe mit den groben festen Teilen, die durch die Löcher zurückgehalten werden, nicht in Beruh-,rung kommen, ist jede Gefahr einer Beschädigung ausgeschlossen. Gemäss einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden die Siebe in hohlen Gewindestöpseln ange-

^ bracht, die sich in mit Gewinde versehene Bohrungen schrauben lassen.

Es ist erfindungsgemäss auch vorteilhaft, die Entnahme der festen Teile aus der Trommel dadurch zu erleichtern, dass die trommel des Enknischers herausnehmbar ist. Bei einer bevorzugten Ausführung nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, dass im Deckel des Entmischers ein Lager angeordnet ist, das in one zentrale Aussparung des Deckels der Trommeln des Entmischers eingreift, und dass der Antrieb

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der Trommel mittels eines konischen Stiftes und eines Mitnehmers geschieht, die in entsprechende Löcher an der Rückseite der Trommel eingreifen können. Bei dieser Ausführungsform kann die Trommel durch das öffnen des Deckels herausgenommen werden. Vorzugsweise wird nach der Erfindung das Gehäuse des Entmischers durch eine drehbare Welle getragen, die senkrecht auf der Drehachse der Trommel steht. Diese Anordnung erleichtert das Füllen der Trommel sehr.

Überlicherweise wird die erfindungsgemasse Entmischungsvorrichtung mit einer Heizvorrichtung ausgeführt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind einem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, das in der Zeichnung dargestellt ist und nachfolgend näher beschrieben wird. Es zeigen

Figur 1 eine schaubildliche Darstellung der erfindungsgemässen Vorrichtung,

Figur 2 eine Vorderansicht des erfindungsgemässen Entmischers,

Figur 3 einen Schnitt durch den Entmischer gemäss der Linie A-A in Figur 2 und

Fip;ur 4- einen Längsschnitt durch den Separator.

Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung beisteht aus einem Entmischer 1 und einem Separator 2. Der Enti'ii.scher jPt

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mittels einer Abführungsleitung 3 über einen Gas-FlüssigkeitsabsctL^eider 4 mit einer Abführungsleitung 5 für die Dünste an den Separator 2 angeschlossen. Die geklärte Flüssigkeit verlässt den Separator 2 durch eine Leitung 6, die in einen zweiten Gas-Flüssigkeitsabscheider 7 mündet, ·: der eine Gasabführungsleitung 8 und eine Abführungsleitung 9 für die geklärte Flüssigkeit aufweist. Das Lösungsmittel wird mit einer Pumpe aus einem Vorratsbehälter 10 angesaugt. Im Gehäuse 12 des Entmischers ist der Antriebsmotor mit der dazugehörenden Regelapparatur und der Pumpe angeordnet. An der Vorderwand des Gehäuses 12 sind ein Regelknopf 13 zur Einstellung der Motordrehzahl sowie einige Signallampen 14 angeordnet. Das Gehäuse 12 ist in Lagern 15 von Stützen 16 drehbar. Der Entmischer 1 kann weiter mit einem Aussendeckel 17 abgeschlossen werden, der an einem Arm 18 befestigt ist, welcher um ein Scharnier 19 drehbar ist, und kann mit einem Schliesselement 20 geschlossen werden.

Der innere Bau des Entmischers 1 ist in Figur 3 dargestellt. Die Entmischung erfolgt in einer Trommel, die aus einer Innentrommel 21 mit Löchern besteht, um die herum eine zweite Trommel 22 angeordnet ist. Die Trommel 22 ist mit einem Deckel 23 abgeschlossen, dessen Innenseite mit einem Kragen 24 versehen let, auf dem der umgebogene Hand 25 der Innen troramtl PI ruht* Die öffnung der Innentrommel wird mit einem Deckel 26 abgeschlossen.

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Die Flüssigkeit und die feinsten Teilchen verlassen die Entmischungstrommel durch Siebe 27, die in regelmäsßigen Abständen am Umfang des Deckels 23 verteilt sind und aus hohlen Gewindestöpseln, in denen eine Siebgaze angeordnet ist, bestehen, und fliessen weiter durch ein Schneckengehäuse 28 und die Leitung 3 zum Gas-Plüssigkeibsabscheider 4 ab.

Im Arm 18 des Aussendeckeis ist eine Lagerbuchse 29 angeordnet, in der ein Stift 30 mit einem Kragen 31 drehen jfl kann. Der Sbifb 30 ist an der Vorderseite konisch ausgeführt und passt in eine entsprechend ausgebildete Aussparung 32 des Deckels 26. DerStift besitzt eine zentrale Bohrung 33 für die Zufuhr eines Löangsmittels. An der Rückseite der Entmischungstrommel ist eine Lagerbüchse 34 angeordnet, in der die Antriebswelle 35 gelagert ist. Die Antriebswelle 35 ist an der Vorderseite konisch ausgeführt und passt in einen hohl ausgebildeten Stift 36 der Trommel 22. Die Antriebswelle enthält weiter noch einen Kragen 37 mit einem daran befestigten Stift 38, der in öffnungen '

eingreifen kann, die in einem doppelten äusseren. Boden 39 vorgesehen sind, der hinter der Trommel 22 angeordnet ist. Das Lösungsmittel wird mit einer Pumpe 40 aus dem Vorratsbehälter 10 gepumpt und geht über eine Leitung 41, die durch die Achse des Scharniers 19 und den Arm 18 und ferner durch die Bohrung 33 in die Trommel 21 läuft. Die Mischtrommel wird über einen regelbaren Riemenantrieb 42 durch einen Gleichstrommotor 43 angetrieben, der mit einem Regeltransformator 44 gesteuert wird. Die Mischvorrichtung kann ferner

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mit den thermostatisch geregelten Heizelementen 45 erwärmt werden.

Der Separator ist in einem Längsschnitt in Figur 4 dargestellt. Er besteht aus einem Gehäuse 46 mit einem abschliessbaren Deckel, unter dem ein Sieb 47 angeordnet ist. Der Separator besitzt eine zentrale Welle 48 mit einem Kragen 49, auf dem eine Platte 50 ruht. An der Oberseite der zentralen Welle 48 ruht eine zweite Platte 51·

in Die Platten 50 und 51 sind mit Aussparungen verseien,/denen Becher 52, 53 und 54 angeordnet sind. Die Becher 52, 53 und 54 werden zwischen den Platten 50 und 51 ehgeklemmt durch eine Mutter 55, die in eine mit Gewinde versehene Bohrung 56 der Welle 48 eingeschraubt werden kann.

In der zentralen Welle 48 ist eine Querbohrung 57 vorgesehen, durch die die Flüssigkeit zum ersten Trennbecher fliessen kann.

Der von der Flüssigkeit im Separator durcbflossene Weg ist mit Pfeilen angegeben. Die geklärte Flüssigkeit strömt schliesslich in einen zylinderförmigen Raum 58 und von dort zum Gas-Flüssigkeitsabscheider 7 über die Leitung 6 (Figur 1). Die zentrale Welle 48 ist hohl ausgeführt und wird von einer Welle 59 getragen, die mittels eines Riemenantriebs durch eiien Gleichstrommotor 61 angetrieben werden kann, dessen Drehzahl mittels des Regeltransformators 62

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regelbar ist. Damit der Separator leicht auseinandergenommen werden kann, ist das Gehäuse 4-6 in zwei Teilen ausgeführt, von denen der obere Teil, der Hut 63, auf dem unteren Teil 64- mit einer Klemmvorrichtung 65 befestigt ist. In den Separatorbechern 52, 53 und 54- können Papiermanschetten angeordnet werden, in denen der Feststoff gesammelt wird. Sie werden danach herausgenommen und gewogen.

Die Wirkungsweise der erfinduq^emässen Vorrichtung ist wie folgt:

Nach dem Pullen der Innentrommel 21 mit der Bitumenspeise wird das Lösungsmittel (Chloräthylen) zugesetzt und es wird die Heizvorrichtung eingeschaltet. Der Regeltransformator wird in eine derartige Stellung geschaltet, dass die Drehzahl etwa 60 Umdr./Min. beträgt. Während fortschreitender Entmischung strömen die freigemachten festen Bestandteile durch die durchlöcherte Trommel 21, wobei die feinsten Teilchen zusammen mit der Flüssigkeit zum Separator hin abgeführt werden. Am Ende der Entmischung erfolgt . ein Schleudervorgang mit einer Drehgeschwindigkeit von 600 Umdr./Min. Nach dieser Behandlung wird der Deckel 17 geöffnet. Die Trommeln 21 und 22 werden herausgenommen. Der Feststoff wird sodann gesammelt, getrocknet und danach granulometrdsch bestimmt.

Der in den in den Separatorbechern angeordneten Papiermanschetten geeammelte Feststoff wird pptrr.r npfc und gewogen.

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Die Drehzahl des Separators beträgt 6000 Umdr./Min.

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Claims

1773H7 kl Patent-CSchutz-OAnsprüche

1. Verfahren zur Bestimmung des Gehaltes und der granulometrischen Zusammensetzung der unlöslichen Bestandteile von Bitumen durch Entmischung der löslichen und unlöslichen Bestandteile mit einem Lösungsmittel in einem Entmischer -Λ mit einer rotierenden, mit einem abnehmbaren Deckel und Filterelementen versehenen Trommel und Trennung der , , flüssigen Phase von den unlöslichen Bestandteilen, die danach durch Sieben granulometrisch bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Entmischung in etwa horizontaler Lage der Drehachse der zugleich eine Schleudertrommel bildenden Trommel erfolgt, wobei die Teilchen, die unterhalb eines bestimmten Durchmessers liegen, .zusammen mit dem Lösungsmittel und der löslichen Bitumenfraktion über Siebe oder Filter, welche die grösseren Teilchen zurückhalten, den Entmischer verlassen und einem Zentrifugalseparator mit herausnehmbaren Bechern zugeführt werden, in denen die festen Teilchen zurückbleiben, während die geklärte Flüssigkeit abgeführt wird, und wobei am Ende des Entmischungsvorgangs die in der Trommel zurückgebliebenen festen Bestandteile geschleudert werden.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es in eher luftdicht geschlossenen Vorrichtung durchgeführt wird, wobei die sich im Verfahrensverlauf entwickelnden Dünste über Dunst-Flüssigkeitsabscheider nach aussen abgeführt werden.

3· Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es bei leichter Erwärmung durchgeführt wird.

4·. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, die einen Entmischer aufweist mit einem mit einem Deckel versehenen Gehäuse, mit einer mit einer Antriebsvorrichtung verbundenen und mit einem abnehmbaren Deckel und mit Filterelementen versehenen Trommel, sowie mfc einer an die Trommel angeschissenen Zuführungsleitung für ein Lösungsmittel, und mit· einer an das Gehäuse angeschlossenen Abführungsleitung, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse der zugleich als Zentrifugaltrommel ausgebildeten Trommel horizontal liegt, wobei die Antriebsvorrichtung auf wenigstens zwei Drehzahlen einstellbar ist, dass der Entmischer (1) Siebe (27) oder Filter enthält, die derartige Durchlassöffnungen aufweisen, dass Teilchen unterhalb eines bestimmtem Durchmessers zusammen mit dem Lösungsmittel und der löslichen Bitumenfraktion durch die Abführungsleitung abgeführt werden können, und dass die Vorrichtung einen Zentrifugalseparator

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(2) mit herausnehmbaren Bechern (52, 53» 5*0 aufweist, der an die Abführungsleitung (3) des Entmischers (1) angeschlossen ist und eine Abführungsleitung (6) für die geklärte Flüssigkeit besitzt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, dass

der Entmischer (1) und dei· Separator (2) luftdicht ab-

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schliessbar sind, wobei in der Leitung/zwischen dem Entmischer (1) und dem Separator (2) und in der · Abfüh- m ¹rungsleitung (6) des Separators (2) Gas-Flüssigkeitsab-

scheider (4 bzw. 7) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4·,oder 5> dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (22) als abgeschlossener Zylinder ausgebildet ist, wobei der Trommeldeckel (23) in der Nähe des Umfangs mit Sieben (27) versehen ist.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Trommel (22) eine zweite Trommel (21) angeordnet ist, die im Deckel (23) der ersten Trommel (22) befestigt, durchlöchert und mit einem Deckel (26) verschliessbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebe (27) in hohlen Gewindpriöpaeln angeordnet sind, die in mit Gewinde versätiene Bohrungen einschraubbar sind.

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9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (22) des Entmischers (1) herausnehmbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (18) des Entmischers (1) ein Lager (29) aufweist, das in eine zentrale Aussparung des Deckels (26) der Trommel (21 und 22) des Entmischers (1) eingreift, und dass der.Antrieb der Trommel (21 und 22) mittels eines koniichtn Stiftei (35) und «inet Mitnelunirs (58) geschieht«

11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Entmischer (1) um eine senkrecht zur Drehachse der Trommel (22) stehende Achse kippbar ist.

12. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in den Bechern (52, 53, 54) des Separators (2) Papiermanschetten angeordnet sind, die nach dem Schleudervorgang zusammen mit den ausgeschiedenen festen Teilchen herausnehmbar sind.

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