DK172038B1 - Fremgangsmåde til at opskumme bitumen - Google Patents

Description

DK 172038 B1

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til at opskumme bitumen, der skal benyttes f.eks. som en belægning eller en hinde på vejmaterialer, såsom grus, knust sten og tilsvarende materialer. Til dette formål opvarmes bitumen til 5 en temperatur, ved hvilken den forekommer i en flydende tilstand. Formålet med opskumningen er at forøge bitumenets rumfang og således tilvejebringe en tyndere belægning og en bedre udnyttelse af bitumenmaterialet end det ville være muligt ved at sprøjte flydende bitumen uden nogen form for op-10 skumning.

Opskumning af bitumen udføres på kendt måde ved at lade varm flydende bitumen, der normalt har en temperatur på 120 - 160°C, strømme gennem et rør og lade det møde en vandstrøm umiddelbart foran rørudløbet, idet den så forekommende øje-15 blikkelige fordampning af vand får bitumenet til at skumme op samtidig med, at det udtømmes fra røret for at blive blandet med det vejmateriale, der skal belægges. Almindeligvis tilsættes en vis aminmængde til bitumenet for at forøge dets klæbeevne. Aminer er ustabile ved de temperaturer, hvortil 20 bitumenet opvarmes, og aminerne kan derfor ikke tilsættes til bitumenet før umiddelbart inden bitumenets udledning for således at undgå en væsentlig forringelse af klæbevirkningen.

Af samme grund kan kun forholdsvis begrænsede bitumenmængder ad gangen blandes med aminer.

25 Fra AU-C-433003 kendes en fremgangsmåde til opskumning af bitumen (side 10 og 12), ved hvilken flydende vand blandes intimt med varm bitumen under et overtryk, der er indstillet til at reducere fordampningen af flygtig væske og blandingen dernæst ledes ind i et miljø med et lavere tryk til at bevir-30 ke en hurtig fordampning af vandet og en deraf følgende skumdannelse. I skriftet foreslås forskellige metoder til blanding af bitumen og damp, men der advares mod at danne en meget fin dispersion.

DK 172038 Bl 2

Det er den foreliggende opfindelses formål at anvise en mere effektiv fremgangsmåde til at opskumme bitumen end den kendte fremgangsmåde.

Dette formål opnås ifølge den foreliggende opfindelse ved at 5 blande vand med varm flydende bitumen ved et tryk, der er større end vanddampens mætningstryk ved bitumenets temperatur, og dernæst lade blandingen ekspandere ved et tryk, der er lavere end mætningstrykket, og som er ejendommelig ved at blandetrinnet omfatter ultralydshomogenisering.

10 Ved at benytte ultralydshomogenisering opnås en gennemsnitsstørrelse af bitumenpartiklerne i skummet, som er meget mindre end ved hidtil kendte metoder, hvilket på sin side virker til at fordele bitumenpartiklerne mere jævnt i skummet og derved sikre den bedst mulige bitumenbelægning eller omhyl-15 ning af grus- eller stenpartiklerne.

Ifølge en foretrukken udføreIsesform tilsættes aminer til vandet, før dette blandes med bitumenet.

Et hensigtsmæssigt apparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen omfatter en beholder for varm flydende 20 bitumen og en beholder for vand, der skal blandes med det flydende bitumen, og et blandeapparat indrettet til at blande bitumen og vand ved et tryk, der er større end vanddampens mætningstryk ved bitumenets temperatur, pumper indrettet til at hæve bitumenets og vandets tryk til den ønskede værdi, og 25 en ventil, hvorigennem bitumen/vandblandingen vil ekspandere ved nedsat tryk samtidig med, at der udvikles vanddamp.

Opfindelsen forklares nærmere nedenfor under henvisning til tegningen, der skematisk viser et apparat til at opskumme bitumen ifølge opfindelsen.

30 På tegningen angiver henvisningstallene 1, 2 og 3 beholdere eller reservoirer for henholdsvis bitumen, vand og amin. Bi- 3 DK 172038 B1 tumen i beholderen 1 opvarmes til en temperatur mellem 120 -160°C og er derfor til stede i en forholdsvis let strømmende flydende tilstand. Bitumen og vand pumpes via doseringspumper 4 henholdsvis 5 og kontraventiler 6 henholdsvis 7 til et luk-5 ket kammer i blandeapparatet 8 udstyret med omrøreorganer ved et tryk, der altid er større end vanddampenes mætningstryk ved den oven for nævnte temperatur for bitumenet.

På grund af det høje tryk, der råder i blandeapparatet 8, koger vandet ikke, medens det effektivt blandes med bitumen.

10 Den til bitumenet tilsatte vandmængde vil normalt være fra 1 til 3 vægt%, således som det er almindeligt, afhængigt af den ønskede opskumningsgrad. Vandindholdet kan imidlertid om ønsket selvfølgelig være større, idet gunstige resultater er blevet opnået med et vandindhold så stort som 30%.

15 Ifølge et foretrukket træk ved opfindelsen tilsættes amin til vandet før vandpumpen 5 via en doseringspumpe 9.

Aminen vil være af den art, der normalt benyttes til sådanne formål, f.eks. diamin, og i de sædvanlige mængder, f.eks.

0,2- 1,5 vægt% af bitumenmængden.

20 Fra blandeapparatet 8 ledes blandingen af bitumen, vand og amin til en regulerbar ventil 10, fortrinsvis en drosselventil, hvorigennem blandingen får lov til at ekspandere ved et tryk, der er lavere end det oven for definerede mætningstryk, til et ekspansionskammer i form af en hul sprøjtebom 11, der 25 har et antal udløbsdyser 12. Under trykfaldet på ventilen 10's lavtryksside vil vandet i den varme bitumenblanding øjeblikkeligt begynde at koge og således medføre bitumenets op-skumning, medens det strømmer ind i ekspansionskammeret og udtømmes gennem dyserne 12.

30 Som blandeapparat 8 kan ethvert hensigtsmæssigt kendt apparat benyttes. Et apparat, der er fundet særlig egnet til dette formål, er en ultralydshomogeniserings- eller emulsifice- DK 172038 B1 4 ringsenhed, f.eks. af typen "Reson-Heat" som beskrevet i US patentskrift nr. 4.302.112 og leveret med forskellige standardkapaciteter fra Reson Systems ApS, Hillerød, Danmark.

Trykket i blandeapparatet 8 reguleres ved hjælp af ventilen 5 10 afhængig af bitumenets temperatur, således at trykket ved ethvert tidspunkt er tilstrækkelig stort til at forhindre vandets kogning på ventilen 10's højtryksside. Normalt benyttes et tryk på ca. 981 kPa (10 kp/cm2) svarende til et vandkogepunkt på 180°C.

10 Trykket på ventilen 10's lavtryksside vil være 98-294 kPa (1 - 3 kp/cm2) over atmosfæretryk, tilstrækkelig til at tvinge bitumenskummet ud gennem dyserne 12 med den ønskede hastighed. Dyserne 12 kan være almindelige sprøjtedyser, når apparatet har en beskeden kapacitet, f.eks. op til 10 liter 15 bitumen pr. minut, medens de for større kapaciteter på fordelagtig måde kan være spalte-dyser med indstillelige dyseåbninger.

Claims (1)

1. Fremgangsmåde til at opskumme varmt flydende bitumen, omfattende følgende trin: blande den varme flydende bitumen 5 med vand, udsætte blandingen for et tryk, der er større end vanddampens mætningstryk ved den varme bitumenets temperatur og lade blandingen ekspandere ved et tryk, der er lavere end det nævnte mætningstryk, kendetegnet ved, at blandingstrinnet omfatter ultralydshomogenisering. 10