DE3034341A1

DE3034341A1 - Process and apparatus for making asphalt concrete

Info

Publication number: DE3034341A1
Application number: DE803034341A
Authority: DE
Inventors: P Bracegirdle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-02-22
Filing date: 1980-02-15
Publication date: 1981-04-09
Also published as: US4245915A; US4378162A; AU5577080A; AU519913B2; JPH0324423B2; CA1148935A; BE902667Q; DE3034341C2; JPS6325254A; USRE32206E; GB2059274B; JPS6237162B2; GB2059274A; WO1980001816A1; JPS56500221A

Description

- At-

Energiewertes des entfernten Dampfes stellen wichtige Gesichtspunkte vorliegender Erfindung dar. Anstatt mehr Energie zu benutzen, um die gesamte Feuchtigkeit auszutreiben, wird die darin enthaltene Feuchtigkeit und die Wärme nach der Erfindung ausgenutzt.

Ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, daß im wesentlichen keine Schadstoffe in die Atmosphäre austreten. Der benutzte Ausdruck "im wesentlichen keine" bedeutet, daß der Anteil von Schadstoffen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in die Atmosphäre entweichen, so niedrig ist, daß keine gesundheitlichen Probleme zu befürchten sind. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß der Anteil der Schadstoffe, der in die Atmosphäre unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens freigesetzt wird, unter den Grenzen liegt, die staatliche und lokale Gesetze für Asphaltbetonherstellungsanlagen und Verfahren vorschreiben. Es muß hierbei jedoch berücksichtigt werden, daß diese Bedingungen sogar gegeben sind, wenn Dampf in die Atmosphäre austritt. Bei Anwendung eines Kondensators gibt es überhaupt keine atmosphärischen Emissionen.

KurzbeSchreibung der Zeichnungen

Zur Veranschaulichung der Erfindimg ist in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel einer Anlage dargestellt, die gegenwärtig als bevorzugt angesehen wird. Es ist jedoch klar, daß die Erfindung nicht auf die genaue dargestellte Anordnung und Ausbildung beschränkt ist.

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Fig. 1A stellt eine Seitenansicht des linken Teils eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Asphaltbeton dar.

Fig. 1B stellt eine Seitenansicht des rechten Abschnitts der Vorrichtung gemäß Fig. 1A dar.

Fig. 2A ist eine Draufsicht des linken Teils der Vorrichtung gemäß Fig. 1A.

Fig. 2B ist eine Draufsicht auf den rechten Teil der
Vorrichtung entsprechend Fig. 1B.

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, die das spezifische Gewicht von Asphaltbeton veranschaulicht, der zu 100 % aus Neumaterialien hergestellt wurde, wobei die Dichte des Erzeugnisses, das gemäß bekannten Techniken hergestellt wurde, mit der
Dichte eines Erzeugnisses verglichen wird, welches gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde.

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, welche die Stabilität von Asphaltbeton veranschaulicht, der zu 100 % aus Neumaterialien hergestellt wurde, wobei die Stabilität von Asphaltbeton, der gemäß
bekannten Verfahren erzeugt wurde, mit einem Er-

";■ - 'zeugnis verglichen wird, das gemäß der Erfindung hergestellt wurde.

Fig. 5 zeigt eine graphische Darstellung, die das

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spezifische Gewicht von Asphaltbeton veranschaulicht, der aus etwa 30 % Neumaterial und ungefähr 70 %aufgearbeitetem Material hergestellt wurde, wobei die Dichte eines Erzeugnisses, das gemäß dem Stande der Technik hergestellt wurde, mit der Dichte eines Erzeugnisses verglichen wird, das gemäß der Erfindung hergestellt wurde.

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, die die Stabilität von Asphaltbeton veranschaulicht, der aus etwa 30 % Neumaterial und etwa 70 % aufgearbeiteten Materialien hergestellt wurde, wobei die Stabilität eines Produktes, welches gemäß dem bekannten Stand der Technik hergestellt wurde, mit einem Erzeugnis verglichen wird, das gemäß der Erfindung hergestellt wurde.

Fig. 7 ist eine graphische Darstellung, die veranschaulicht, wie sich das spezifische Gewicht mit dem Dampfdruck bei einem Erzeugnis ändert, welches gemäß dem Beispiel 1 hergestellt wurde, wobei das Erzeugnis auf einer Durchschnittstemperatur von etwa 116 ⁰C (240,3 ⁰P) innerhalb der Mischkammer der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehalten wurde.

Fig. 8 bis 20 stellen Flußdiagramme dar, welche für ,. ..: sich sprechen und die Arbeitsweise des bevorzug- ·.. ten Ausführungsbeispiels der Erfindung erkennen lassen.

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Detaillierte Beschreibung der "bevorzugten Ausführungsbeiapiele __;

In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente. Die Zeichnung zeigt eine Vorrichtung zur Verwirklichung der Erfindung und diese Vorrichtung ist mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet.

Die Vorrichtung 10 kann im Freien oder in einem Gebäude oder auf einem Fahrgestell installiert werden, damit die Vorrichtung an verschiedenen Arbeitsplätzen eingesetzt werden kann. Zum Zwecke der Veranschaulichung weist die Vorrichtung 10 mehrere Vorratsbehälter für die Zuschlagstoffe auf, beispielsweise ein Silo 12 für grobe Zuschlagstoffe von etwa 19,1 mm (3/4·") bis etwa 9,5 mm (3/8"), ein Silo 14 für eine mittlere Teilchengröße von etwa 9,5 mm (3/8") bis etwa 3,8 mm (4· US mesh), ein Silo 16 für feine Zuschlagstoffe mit einer Teilchengröße von etwa 3,8 mm (4- TJS mesh) bis etwa 0,075 mm und ein Silo für sehr feine Zuschlagstoffe von etwa 0,075 mm (200 US mesh) bis etwa 0,025 mm (600 US mesh). Die "mesh"-Zahlenangaben beziehen sich auf Siebe gemäß US-Normung.

Die Zuschlagstoffe können aus irgendeinem inerten Material, beispielsweise Kies, Sand, Huscheln, gebrochenen Steinen, Hochofenschlacke oder Kombinationen hiervon bestehen. (Bei der Hochofenschlacke handelt es sich dabei um ein nicht-metallisches Produkt, welches im wesentlichen aus Silikaten und Aluminö-Silikaten von Kalkstein und anderem Material besteht, welches gleichzeitig mit .·> dem Eisen in einem Hochofen gebildet wird.) Die Größen

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und Typen der Zuschlagstoffe sollen nur der Veranschaulichung dienen, da gewöhnlich für einen speziellen Anwendungszweck genaue Vorschriften hinsichtlich der Teilchengröße und Art der Zuschlagstoffe zu beachten sind. Außerdem können die Zuschlagstoffe aus rohen neuen Materialien oder aufgearbeiteten Materialien bestehen, die dadurch erlangt werden, daß bestehender Straßenbelag von Autobahnen, Parkplätzen oder dergleichen gewonnen und aufgearbeitet wird. Die aufgearbeiteten Asphaltbetonzuschlagstoffe enthalten gewisse Mengen von gehärtetem Bindermaterial, das insgesamt wiedergewonnen wird. Dies kann den Zusatz neuen Bindermaterials und/oder anderer Zusätze erforderlich machen, wie dies dem Fachmann bekannt ist. Die Zuschlagstoffe sollten etwa 94 bis 98 Gew.-% des fertigen Asphaltbetonproduktes ausmachen.

Die Silos werden von einem Rahmen 20 getragen. Jedes Silo ist am Äbgabepunkt mit einem Schwerkraftförderer oder einem volumetrischen Förderer 22 versehen, um selektiv Menge und Zuführungsrate der Zuschlagstoffe aus den verschiedenen Silos zu steuern. Jeder Förderer 22 lagert die Zuschlagstoffe auf einem endlosen Förderriemen 24 ab, der durch irgendeinen konventionellen Motor mit Antriebsmechanismus angetrieben wird. Der Förderriemen 24 steht mit einem Einlaßtrichter 26 in Verbindung.

Außer dem Eahmen 20 weist die Vorrichtung 10 einen Rahmen 21 auf. Zur Veranschaulichung ist der Rahmen 20 höher als der Rahmen 21 angeordnet, weil hierdurch die Diskrepanz der Höhenlage zwischen den Fördervorrichtungen und dem Eingabetrichter 26 vermindert wird. Statt dessen könnte ein einziger Rahmen oder es könnten auch mehrere Rahmen

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in gleicher Höhenlage benutzt werden. Die Rahmen 20 und 21 können feststehend oder transportabel ausgebildet sein, wenn sie auf einem Lastwagen oder einem Anhänger montiert sind.

Vom Rahmen 21 wird eine Nischkammer 28 getragen, die einen Wärmeaustauschermischer besitzt, um indirekt die Asphaltbetonmischung zu erhitzen. Die Mischvorrichtung 28 kann ein hohles Trum, eine hohle Schraubenfördermischvorrichtung, wie in den oben erwähnten Patenten beschrieben, mit einer isolierten Kammer oder in einer Kammer aufweisen, die eine Doppelwand besitzt, zwischen deren Wänden ein Wärmeaustauschermaterial angeordnet ist. Die gegenwärtig bevorzugte Ausbildung des Wärmeaustauschermischers ist eine Ausbildung mit Zwillingswelle, bei der die Wellen und die zugeordneten Mischschaufeln oder dergleichen innen derart erhitzt werden, daß der Asphaltbeton indirekt erhitzt wird. Geeignete Schraubenförderer sind beispielsweise in der US-PS 3 020 025 (O'Mara) beschrieben, bei denen die Mischschaufeln in einem diskontinuierlichen Schraubenmuster angeordnet sind, oder es kann jene Vorrichtung benutzt werden, wie sie von "The Bethlehem Corporation" unter der Bezeichnung "Porcupine" vertrieben wird. Durch indirekte Erhitzung der Asphaltbetonmischung und durch Entfernung der Feuchtigkeit durch den eigenen Druck wird die Erzeugung toxischer Gase und anderer unerwünschter Nebenprodukte weitgehend vermindert. Außerdem wird eine Oxidation der Bestandteile, die in Gegenwart von Sauerstoff stattfindet, der zur Aufrechterhaltung der Verbrennung bei einem direkt beheizten Wärmeaustausch benötigt wird, vermieden. Außerdem wird die Oxidation von Bestandteilen vermieden, die auftreten könnte, wenn

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Sauerstoff in der Luft vorhanden ist, die als Medium zur Entfernung der Feuchtigkeit aus der Mischung bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen benutzt wird.

Der Mischer 28 weist zwei Hohlwellen 30 und 32 auf, die nach hohlen Scharen und/oder Mischschaufeln führen. Die Welle 30 wird von Lagern 29 und 31 getragen und von einem Motor 34- angetrieben, der mit der Welle über ein geeignetes Getriebe gekuppelt ist. Die Welle 32 wird von Lagern 33 und 35 abgestützt und von einem Motor 36 angetrieben, der über geeignete Lager mit der Welle gekuppelt ist. Die Motoren 34 und 36 sind am Rahmen 21 befestigt. Es sind auch noch andere Antriebsanordnungen denkbar und diese können statt des dargestellten Antriebs Anwendung finden.

Die Wellen 30 und 32 können entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn angetrieben werden. Wenn die Vorrichtung kontinuierlich oder halbkontinuierlich arbeitet, kann die Welle 30 im Uhrzeigersinn und die Welle 32 im 'Gegenuhrzeigersinn angetrieben werden, um die Mischung vom Einlaßende nach dem Auslaßende der Mischkammer 28 zu fördern. Wenn die Vorrichtung chargenweise arbeitet, dann können beide Wellen 30 und 32 im Uhrzeigersinn derart gedreht werden, daß die Mischung sich auf einem langgestreckten elliptischen oder hin- und hergehenden Pfad zwischen Einlaß und Auslaß der Mischkammer 28 bewegt.

Es ^;lst wichtig, daß die Mischkammer 28 während des Mischvorganges der Asphaltbetonmischung abgedichtet ist, um die Feuchtigkeit des Asphaltbetonproduktes genau steuern zu können und um eine Oxidation zu vermeiden und die

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Emission von Schadstoffen zu vermeiden. Um einen abdichtbaren Einlaß zu erhalten, ist eine Einlaßsteuerung 38 vorgesehen, um die Zuschlagstoffe in den Mischer 28 einzuführen. Vorzugsweise besteht die Einlaßsteuerung 38 aus einem Schraubenförderer, der genügend Zuschlagstoffe trägt und so bemessen ist, daß wirksam das Innere der Kammer 28 gegenüber der Atmosphäre abgedichtet wird. Anstelle eines Schraubenförderers kann die Einlaßsteuervorrichtung auch irgendwelche Ventil anordnungen aufweisen, die in der Lage sind, Zuschlagstoffe zuzumessen und selektiv die Kammer 28 gegenüber der Atmosphäre abzudichten.

Der Mischer 28 besitzt eine Auslaßsteuervorrichtung 40, die in der gleichen Weise wie die.Einlaßsteuervorrichtung 38 arbeitet. Demgemäß muß die Auslaßsteuervorrichtung in der Lage sein, das Asphaltbetonprodukt aus der Mischkammer 28 abzuleiten und die Mischkammer während der Vermischung abzudichten.

Die Einlaßsteuervorrichtung 38 und die Auslaßsteuervorrichtung 40 können von gleichem oder unterschiedlichem Aufbau sein. Gegenwärtig wird eine Einlaßsteuervorrichtung 38 und eine Auslaßsteuervorrichtung 40 in Gestalt von Schraubenförderern mit geschlossenen Kammern und variabler Drehzahl bevorzugt. Die geschlossene Kammer für die EinlaßSteuervorrichtung 38 steht an einem Ende mit dem Boden des Ausgabetrichters 26 in Verbindung und am anderen Ende mit dem linken Einlaßende des Mischers 28. In gleicher Weise steht die Kammer der Auslaßsteuervorrichtung 40 mit einem Ende mit dem Bodenteil des rechten Auslaßendes des Mischers 28 und mit dem anderen Ende mit

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einem Aufnahmer, einem Fahrzeug 41 oder einer anderen Einrichtung zum Abtransportieren des Asphaltbetons in Verbindung. Die Steuervorrichtungen 3>8 und 40 können jeweils mit einer geeigneten Dichtungsvorrichtung, beispielsweise einem Ventil, ausgerüstet sein, um selektiv die Kammer 28 abzudichten, wenn in den Schraubenförderern kein Material enthalten ist. Es können auch andere Steuermittel für die Einlaßsteuerung 38 und die Auslaßsteuerung 40 vorgesehen werden, beispielsweise Sternventile, Magnetventile oder dergleichen. Wie erwähnt, besteht das einzige Erfordernis für die Einlaß- und Auslaßsteuerungen darin, daß sie eine Zumessung von Material in die Mischkammer 28 und aus dieser heraus ermöglichen und weiter die Möglichkeit schaffen, die Mischkammer 28 während des Mischvorganges abzudichten.

Das Bindematerial, welches mit den Zuschlagstoffen gemischt wird, um Asphaltbeton zu bilden, ist in dem Tank 42 untergebracht, der zur Veranschaulichung am Rahmen 21 in einer Höhenlage über dem Mischer 28 angeordnet ist. Das Bindematerial wird vom Tank 42 mittels einer Pumpe über eine Leitung 44- und ein Ventil 48 in den Mischer 28 gepumpt. Die Betätigung der Pumpe 46 kann durch einen Zeitgeber gesteuert werden. Das Bindermaterial kann der Mischkammer irgendwo über die Länge der Kammer zugesetzt werden, jedoch wird es vorzugsweise in der Nähe des Einlasses zugesetzt, wie dies aus Fig. 1A ersichtlich ist.

Das Bindermaterial kann aus irgendeinem üblichen Bindermaterial bestehen, welches bei der Asphaltbetonherstellung üblicherweise Anwendung findet. Geeignete Arten hierfür sind beispielsweise Asphaltkitt, Asphaltkitt-

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Wasseremulsionen mit einem typischen Anteil von ungefähr 50 "bis 70 Gew.-% Asphaltkitt, ein, Binder auf Schwefelbasis, eine Asphaltkitt-Schwefelmischung oder dergleichen. Im typischen Falle wird das Bindermaterial durch die Arbeit svorschriften für das jeweilige Projekt bestimmt. Die Art des Bindematerials ist nicht so wichtig wie die Kenntnis des Wassergehaltes des Bindermaterials, falls dieses Wasser enthält. Allgemein bildet das Bindermaterial ungefähr 2 bis ungefähr 6 Gew.-% des Asphaltbetonproduktes.

Zusätze, die eine Verschmutzung der Vorrichtung verhindern oder diese Verschmutzung vermindern, können der Mischkammer 28 zugesetzt werden, um die Oberfläche der neuen Zuschlagstoffe zu benetzen und den Bedeckungsgrad durch das Bindermaterial zu vervollständigen und/oder um das aufgearbeitete Zuschlagmaterial zu verjüngen. Vorzugsweise werden diese Zusätze dem Bindermaterial in der Leitung 44 vom Vorratstank 50 über eine Pumpe 52 zugeführt. Die Betätigung der Pumpe 52 kann durch einen Zeitgeber gesteuert werden. Wenn die Zusätze dem Bindermaterial zugefügt werden, dann ist es möglich, eine weitere Leitungsverbindung nach der Mischkammer 28 zu vermeiden, die sonst abgedichtet werden müßte. Natürlich könnte eine zusätzliche abdichtbare Verbindung benutzt werden, wenn dies erforderlich ist, und diese zusätzliche abdichtbare Verbindung könnte irgendwo über der Länge der Mischkammer 28 angeordnet werden, jedoch vorzugsweise in der Nähe des Einlaßendes. Antiverschmutzungsmittel können auch dem Kondensätorsystem zugesetzt werden^ welches weiter unten beschrieben wird.

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Im typischen Fall sollten die Zusatzmittel so dem Bindermaterial zugesetzt werden, daß ungefähr 0,1 bis ungefähr 2,0 % des Zusatzmittels, "basierend auf dem Gewicht des Bindermaterials, dem Mischer zugesetzt werden. Die Endkonzentration des Zusatzes sollte 0,002 "bis ungefähr 0,12 Gew.-% des Gesamtprodukts betragen.

Ein Zusatz, der diese Charakteristiken aufweist, ist ein nicht-ionisches Benetzungsmittel vom Alkylarylpolyätheralkohol-Typ. Ein solches Mittel wird von der The Rohm and Haas Company unter dem Namen "TRITON" vertrieben. Bevorzugte Mittel sind TRITON X-100, TRITON X-102 und TRITON X-207 der Firma Rohm und Haas. TRITON X-100 ist ein Octylphenoxypolyäthoxyäthanol. TRITON X-102 ist Octylphenoxypolyäthoxyäthanol mit 12 bis 15 mol Ithylenox±d. TRITON X-207» das gegenwärtig bevorzugte Mittel, wird als öllöslicher nicht-ionischer Alkylarylpolyätheralkohöl bezeichnet.

Der Wärmeaustauscher-Mischer wird durch ein Wärmeübertragungsmittel aufgeheizt, das in den Hohlwellen, den Scharen und den Schaufeln enthalten ist. Dieses Mittel kann ein Gas, beispielsweise Dampf, oder eine Flüssigkeit, beispielsweise heißes öl, oder eine kommerziell verfügbare geschmolzene Salzmischung sein, beispielsweise eine Mischung von 53 % KNO,, 40 % NaNO₂ und 7 % NaNO₅, oder dergleichen. Die beanspruchte Neuerung betrifft die Art des Wärmeaustauschermittels. Das Wärmeaustauschermittel wird den Mischschaufeln, den Paddeln oder den Scharen über die Wellen 30 und 32 zugeführt. Die Wellen 30 und sind in bekannter Weise durch abdichtbare Drehgelenke 60 und 62 verbunden, die mit einer Einlaßleitung 58 und'

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einer Rückleitung 64 verbunden sind. Die Leitungen 58 und 64 können verschiedene Ventile enthalten. Die Leitungen 58 und 64 sind an ihren anderen Enden an eine Quelle 54 des Wärmeübertragungsmittels angeschlossen. Dieses Mittel wird durch die Pumpe 56 durch die Leitung 58, die Drehgelenke 60 und 62 und die Wellen 30 und 32 nach dem Wärmeaustauscher-Mischer gepumpt. Dann wird das Mittel über die Leitung 64 der Quelle 54 zurückgeführt, wo es auf irgendeine Weise wieder erhitzt wird. Das Strömungsmittel kann beispielsweise durch einen ölbrenner, durch einen Gasbrenner, durch eine elektrische Heizvorrichtung oder durch eine Sonnenheizeinrichtung aufgeheizt werden. Geeignete Heizeinrichtungen werden beispielsweise von der Firma American Hydrotherm Corp. vertrieben.

Die Temperatur des Produktes am Auslaßende der Mischkammer 28 wird allgemein zwischen etwa 60 °C (140 ⁰F) und etwa 150 ⁰O (302 ⁰F) gehalten. Vorzugsweise wird die Temperatur auf einem Wert von 93»3 ⁰C (200 ⁰F) und ungefähr 150 ⁰G (302 ⁰F) gehalten, und die am meisten bevorzugte Temperatur liegt zwischen etwa 100 ⁰C (212 ⁰F) und etwa 121 ⁰C (25Ο ⁰F).

Der Wärmeaustauscher-Mischer kann kontinuierlich arbeiten oder halbkontinuierlich oder chargenweise. Bei halbkontinuierlichem Betrieb findet keine kontinuierliche Abführung des Produktes statt. Statt dessen kann das Produkt in der Mischkammer belassen und intermittierend in eine Anzahl von Behältern, beispielsweise in Fahrzeuge, abgefüllt werden. Bei chargenweisem Betrieb wird der Gesaratinhalt einer Mischungscharge vollständig abgeführt.

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"" Sri ""

Bei kontinuierlichem Betrieb wird das Asphaltbetonprodukt von der Auslaßsteuervorrichtung 40 einem nicht dargestellten Förderer zugeführt, der seinerseits den Asphaltbeton einem Speichersilo (nicht dargestellt) oder einem Fahrzeug 41 zuführt. Wie in Fig. 1B dargestellt, ist insbesondere bei chargenweisem Betrieb oder halbkontinuierlichem Betrieb der Rahmen 21 genügend hoch angebracht, um ein Fahrzeug 41 unter der Auslaßsteuervorrichtung 40 parken zu können, damit es mit dem Asphaltbetonprodukt gefüllt werden kann. Diese Anordnung dient nur der Veranschaulichung und es können zahlreiche Abwandlungen getroffen werden. Falls erforderlich, kann das Fahrzeug auf einer Wägeplattform 43 geparkt werden, um eine genaue Zumessung des Asphaltbetons zu ermöglichen, der vom Fahrzeug aufgenommen wird.

Bei Testdurchlaufen eines laboratoriumsmäßigen Apparates, die in Verbindung mit der Erfindung durchgeführt wurden, ergaben sich nur Spuren von teilchenförmigen Schadstoffen oder Kohlenwasserstoffen, wobei die Mengen innerhalb der Grenzen der heutigen Verschmutzungsgesetze lagen. Falls erforderlich, kann überschüssige Feuchtigkeit in Form von Wasserdampf und/oder anderen Gasen in die Atmosphäre über ein geeignetes Abzapfventil im Oberteil der Mischkammer abgelassen werden. Um die atmosphärischen Emissionen auf Null zu halten, ist jedoch ein Wasserdampfkondensationssystem zu bevorzugen, das weiter unten.beschrieben wird.

Wasserdampf und andere Gase, die aus der Asphaltbetonmischung innerhalb der Mischkammer 28 verdampfen, werden vorzugsweise aus dieser entfernt und in irgendeiner Weise kondensiert. Zur Veranschaulichung werden zwei

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unterschiedliche Typen von Kondensatoren dargestellt. Bei dem einen Ausführungsbeispiel wird das aus der Mischkammer 28 verdampfte Wasser in einem Kondensator 66 kondensiert, der durch ein Gebläse 67 luftgekühlt wird, das durch einen Motor 69 und einen Antriebsriemen 71 angetrieben wird. Ein geeigneter Kondensator ist verfügbar von der Firma "Happy Division of Therma Technology, Inc.". Es können auch andere Kühlmittel benutzt werden, um den Kondensator zu kühlen, beispielsweise auch eingeschlossene Wärmeaustauschmittel und dergleichen.

Die Mischkammer 28 ist mit dem Kondensator 66 über Leitungen 68 und 72 verbunden. Das Ventil 70 dichtet selektiv die Kammer 28 von der Leitung 68 ab. Das Ventil 76 dichtet selektiv die Kammer 28 gegenüber der Leitung 72 ab. Eine Pumpe 74- pumpt Wasserdampf und andere Gase durch die Leitung 72 und sie ist nur erforderlich bei Endprodukttemperaturen in der Kammer 28, die unter 100 ⁰C liegen. Wahlweise kann ein Drucksensor 96 vorgesehen werden, der den Druck in der Leitung 72 ab fühlt, um einen Druckabfall in der Leitung festzustellen oder um den Anteil des vom Kondensator 66 erzeugten Vakuums zu bestimmen, wenn das System im Vakuumbetrieb arbeitet. Zweckmäßigerweise läßt man den Wasserdampf und andere Gase aus der Mischkammer unter ihrem eigenen Dampfdruck abströmen.

Ein weiteres und gegenwärtig bevorzugtes Ausführungsbeispiel zur Kondensation von Wasserdampf und anderen Gasen, die aus dem Produkt in der Kammer 28 verdampfen, besteht darin, die Zufuhrungssilos 12, i4, 16 und/oder 18 als ··> Wärmesenken zu benutzen, in denen eine Kondensatorspule angeordnet wird. Dies hat den Vorteil, daß das

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Ausgangsmaterial benutzt werden kann, um den Wasserdampf und/oder die Gase zu kondensieren, wodurch die Kosten für die Vorrichtung insofern vermindert werden, als keine getrennte Kondensatorhaueinheit 66 erforderlich ist und indem die sonst verlorengehende Energie des Wasserdampfes erhalten bleibt. Durch dieses Verfahren können die Zuschlagsstoffe vorerhitzt werden. Eine hierzu geeignete Anordnung ist beispielsweise in der US-PS 2 519 148 (McShea) beschrieben. Jedoch braucht die Kondensatoranordnung nicht derart komplex zu sein. Allgemein wird es genügen, wenn die Anordnung so getroffen wird, wie dies schematisch mit strichlierten Linien in Fig. 1A und 1B dargestellt ist.

Wasserdampf und andere Gase können abgepumpt werden oder sie können vorzugsweise aus der Mischkammer 28 durch ihren eigenen Dampfdruck über Leitungen 72 und 73 abgeführt werden. Die Leitung 73 kann nach einer Kondensatorspule 75 des Aufgabetrichters 18 führen oder einstückig mit dieser hergestellt sein. Die Kondensatorspule 75 kann einstückig mit der Leitung 77 hergestellt oder mit dieser verbunden sein, um die Strömung des Kondensators zu steuern. Die Kondensatorspule 75 liegt gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel im Aufgabetrichter 18, jedoch können auch andere Kondensatorspulen in anderen Vorratsbehältern 12, 14 und/oder 16 oder sogar im Einlaßtrichter 26 in Reihe mit den Leitungen 73 und 77 oder in Parallelschaltung angeordnet werden. Dabei können geeignete Ventile in dem Aufgabetrichter-Kondensatorsystem eingebaut werden.

Das Kondensat, das zum größten Teil aus Wasser besteht,

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wird vom Kondensator 66 oder 75 über eine Leitung 78 oder 77 abgeführt und fließt in einen Speichertank 80. Zur Bestimmung der Kondensatmenge, die vom Kondensator 66 oder 75 nach dem Tank 80 strömt, wird ein Strömungssensor 79 benutzt. Sämtliche Kohlenwasserstoffe oder sämtliche unerwünschte Materialien, die im Kondensat vorhanden sind, können erforderlichenfalls aus dem kondensierten Wasser durch herkömmliche Vorrichtungen entfernt werden, bevor das Wasser in den Speichertank 80 eintritt. Eine typische Vorrichtung, die geeignet ist zur Benutzung für die Entfernung von Kohlenwasserstoffen aus dem kondensierten Wasser, ist der "BilgeMaster"-Separator, der von der "National Marine Service, Inc." geliefert wird. Die Spuren von Kohlenwasserstoffen oder anderen kondensierten Materialien können zurückgewonnen und/oder gemäß herkömmlichen Methoden vernichtet werden. Eine Überprüfung des Kondensats aus dem Asphaltbeton, der in einem laboratoriumsmäßigen Gerät gemäß der Erfindung gewonnen wurde, hat gezeigt, daß das Kondensat die gegenwärtigen Forderungen im Hinblick auf eine Vernichtung erfüllen.

Der Speichertank 80 kann mit einer herkömmlichen Pegelsteuerung, einem Abzugsrohr und einem Wassereinlaß versehen werden, und diese Mittel sind von herkömmlicher Bauart und erfordern daher keine zeichnerische Darstellung. Wasser aus dem Tank 80 kann in die Mischkammer 28 zurückgeleitet werden, indem es durch die Pumpe ,82 durch die Leitung 84- und das Ventil 86 in die Einlaßsteuervorrichtung 38 gepumpt wird. Es ist nicht-erforderlich, daß die Leitung 84 in die Einlaßsteuervorrichtung 38 führt. Statt dessen kann erforderlichenfalls eine mit Ventil versehene Leitung 84 direkt mit der Mischkammer 28 irgendwo

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verbunden werden, jedoch vorzugsweise in der Nähe des Einlaßendes. Das Wasser kann vor Einführung in die Kammer 28 durch überschüssige Hitze der Heizvorrichtung 54· oder durch Wärme des Dampfkondensatorsystems vorerhitzt werden.

Informationen in Gestalt elektrischer Signale werden durch Sensoren, beispielsweise durch Feuchtigkeitssensoren, Drucksensoren, Strömungssensoren und Temperatursensoren, erzeugt. Derartige Sensoren oder Wandler sind von herkömmlicher Bauart und leicht kommerziell verfügbar.

Ein Feuchtigkeitssensor 88 wird benutzt, um den Feuchtigkeitsgehalt der Zuschlagstoffe im Einlaßtrichter 26 festzustellen. Ein Temperatursensor 92 bestimmt die Temperatur der Asphaltbetonmischung in der Mischkammer 28. Ein Temperatursensor 92 liegt vorzugsweise in einem Seitenteil der Mischkammer 28, derart, daß genau die Temperatur der Asphaltbetonmischung festgestellt werden kann.

Ein Drucksensor 94· bestimmt den Druck innerhalb der Mischkammer 28. Ein Drucksensor 94- sollte im Oberteil der Mischkammer 28 über dem Pegel der darin befindlichen Mischung angeordnet werden.

Funmehr soll die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben werden.

Die genauen Mengen von Zuschlagstoffen, die gemäß einer speziellen Arbeitsmischformel vorgegeben werden, werden aus den Silos 12, 14, 16 und 18 über die Fördervorrichtungen 22 auf das Förderband 24- gebracht. Dann werden die

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Zuschlagstoffe in den Einlaßaufgabetrichter 26 abgelagert. Dort wird die Feuchtigkeit der Zuschlagstoffe durch Feuchtigkeitsfühler 88 bestimmt.

Die Einlaßsteuervorrichtung 38 mißt eine genaue Menge von Zuschlagstoffen zu, die in die Kammer 28 gelangen. Das Bindermaterial aus dem Tank 4-2 wird zusammen mit Zusätzen aus dem Tank 50 oder auch ohne solche Zusätze in die Mischkammer 28 eingeführt. Vorzugsweise werden Zuschlagstoffe und Bindermaterial in die Mischkammer 28 eingeführt, wenn der Wärmeaustauscher-Mischer in Betrieb befindlich ist. Die Anteile von Materialzusätzen werden so gesteuert, daß sie mit der Mischrate des Asphaltbetonmischers und mit der Auslaßsteuervorrichtung koordiniert werden. Wenn die Asphaltbetonmischung die Auslaßsteuervorr-ichtung 40 erreicht, dann sollten die Ausgangsmaterialien vollständig vermischt sein und es sollte ein Produkt erzeugt sein, welches der jeweiligen Arbeitsmischformel ent spricht.

In der Mischkammer 28 können zwei generalisierte Bedingungen bezüglich Temperatur und Druck herrschen. Die Temperatur kann größer als, gleich wie oder geringer als 100 ⁰C (212 ⁰F) sein und der Druck kann größer als, gleich mit oder kleiner als der atmosphärische Druck (0 p.s.i.g.) sein. Diese Bedingungen werden durch den Temperatursensor 92 und den Drucksensor 94- festgestellt. Da die Menge des Materials innefhalb der Mischkammer leicht auf einem konstanten Wert gehalten.'-Werden kann, 1st das Volumen innerhalb der Mischkammer 28 im wesentlichen konstant. Demgemäß sind Druck und^Temperatur die Variablen und nicht nur die Temperatur wie beim Stande

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der Technik.

Wenn die Temperatur in der Mischkammer 28 unter 100 ⁰C liegt, dann wird der Druck innerhalb der Mischkammer 28 im allgemeinen über O p.s.i.g. liegen. Unter der Annahme, daß die Arbeitsmischformel einen Feuchtigkeitsgehalt im Asphaltbetonendprodukt von beispielsweise 2 % fordert und der Feuchtigkeitsgehalt der Zuschlagstoffe im Einlaßtrichter 26 beispielsweise 3»5 % beträgt (und unter der Annahme, daß keine weiteren Quellen von Wasser vorhanden sind), dann wird es notwendig, 1,5 % Wasser zu entfernen, um den vorgeschriebenen Feuchtigkeitsgehalt im Endprodukt zu erhalten.

Die in der Beschreibung benutzten Ausdrücke "Prozent" und "%" bedeuten Gewichtsprozente, bezogen auf das Gesamtgewicht des unter Diskussion stehenden Materials. Wenn gemäß der-Beschreibung die Zuschlagstoffe einen Feuchtigkeitsgehalt von 3,5 % besitzen, so bedeutet dies, daß die Feuchtigkeit in den Zuschlagstoffen 3,5 Gew.-% des Gesamtgewichts von Feuchtigkeit plus Zuschlagstoffen beträgt.

Wenn es notwendig ist, 1,5 % Feuchtigkeit aus der Mischung zu entfernen, um das Produkt unter atmosphärischem Druck und unter 100 ⁰C zu erzeugen, dann wird das Ventil 76 geöffnet und die Pumpe 74 wird betätigt, um zu bewirken, daß der Dampf aus der Kammer 28 über die Leitung 72 entfernt und in den Kondensator 66 oder über die Leitung 73 nach der Kondensatorspule 75 überführt wird. Nach der Kondensation können alle nicht-kondensierte Gase der Mischkammer 28 über die Leitung 68 und das Ventil 70

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zurückgeführt werden. Falls erforderlich, kann das Ventil 70 geschlossen bleiben, und dann werden keine unkondensierten Gase wieder zurückgeführt. Dies würde einen Vakuumbetrieb zur Folge haben, wodurch die Verdampfungstemperatur der Feuchtigkeit verringert wird.

Wenn die Temperatur in der Kammer 28 mehr als 100 ⁰C beträgt, dann befindet sich in der Kammer 28 ein positiver Dampfdruck. Die Größe des positiven Dampfdruckes wird durch einen Drucksensor °A festgestellt. Wenn die Temperatur und demgemäß der Druck in der Kammer 28 ausreicht, um den Druck zu überwinden, der in der Leitung 68 oder und dem gewundenen Pfad der Leitungen innerhalb des Kondensators 66 oder der Kondensatorspule 75 herrscht, dann wird ein Signal erzeugt, um das Ventil 70 zu schließen und das Ventil 76 zu öffnen. Venn das Ventil 76 geöffnet ist, dann wandert der heiße, unter Druck stehende Wasserdampf nach der kalten Quelle, die durch den Kondensator 66 oder die Kondensatorspule 75 repräsentiert ist, so daß eine Gleichgewichtstemperatur erreicht und der Druck vermindert wird. Demgemäß treten Wasserdampf und andere Gase in die Leitung 72 oder die Leitung 73 ein und strömen über den Kondensator 66 oder die Kondensatorspule 75» veranlaßt durch den Dampfdruck innerhalb der Kammer 28. Das aus dem Dampf kondensierte Wasser wird im Speichertank 80 gesammelt.

Unter der Annahme, daß eine abgemessene Menge von Wasser dem Asphaltbeton zugesetzt wird, um eine Arbeitsmischformel zu erfüllen, dann kann das Wasser der Mischkammer 28^; dadurch zugesetzt werden, daß es vom Speichertank 80 durch eine Pumpe 82 durch die Leitung 84, das Ventil 86

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und die Einlaß steuervorrichtung 38 abgezogen wird. Wenn der Feuchtigkeitsfühler 88 feststellt, daß die Zuschlagstoffe einen Feuchtigkeitsgehalt besitzen, der unter dem erforderlichen Feuchtigkeitsgehalt liegt, beispielsweise um 2 % zu wenig ist, dann wird die Differenz unter Benutzung der Pumpe 82 durch das Steuersystem ausgeglichen, indem die richtige Wassermenge zugesetzt wird.

Wenn die richtige Wassermenge in der Mischung vorhanden ist, beispielsweise dadurch, daß die richtige Menge aus dem Tank 80 zugesetzt wurde, dann werden sämtliche Ventile geschlossen und das Produkt kann einfach durch die Auslaßsteuervorrichtung 40 abgeführt werden. Das Verfahren und die Vorrichtung arbeiten besonders wirkungsvoll, wenn die Mischung die richtige Wassermenge enthält. Sollte der Tank 80 nicht genügend Wasser aus den vorherigen Produkt ions gangen enthalten, unrdas für einen speziellen Durchlauf benötigte Wasser zuführen zu können, dann kann zusätzlich Wasser dem Tank 80 aus einer Wasserquelle über eine geeignete Ventilanordnung zugeführt werden. Es erscheint nicht erforderlich, die Wasserquelle und die dann erforderlichen Ventileinrichtungen in der Zeichnung darzustellen.

Ein Steuersystem integriert die Information vom Feuchtigkeitsfühler 88, vom Temperaturfühler 92, vom Strömungssensor 79 und vom Drucksensor 94-· Basierend auf den Signalen dieser Sensoren, öffnet und schließt das Steuersystem die Ventile 70, 76 und 86 zur richtigen Zeit, und es wird die Einlaßsteuervorrichtung 38 und die Auslaßsteuervorrichtung 40 betätigt und die Drehzahl der Mischschaufeln eingestellt sowie die Arbeitsweise der Pumpen 74· und

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3/

82 bestimmt. Auf diese Weise und durch die anfängliche Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes des Ausgangsmaterials kann der Feuchtigkeitsgehalt der Asphaltbetonmischung und des Endproduktes an gewissen Punkten zwischen 0,1 und etwa 10 % gesteuert werden und vorzugsweise an einem Punkt etwa zwischen 1 und 4- %,

Die detaillierte Arbeitsweise des Steuersystems ist aus den aus sich selbst heraus verständlichen Strömungsdiagrammen der Fig. 8 bis 20 erkennbar. Die Strömungsdiagramme beziehen sich auf eine Zahl verschiedener Komponenten der Vorrichtung gemäß den Fig. 1A, 1B, 2A und 2B.

Nachstehend wird das erfindungsgemäße Verfahren unter Bezugnahme auf folgende nicht beschränkende Beispiele beschrieben, die auf laboratoriumsmäßigen Daten und Daten verschiedener Hersteller von Ausrüstungsvorrichtungen beruhen.

■■■■■■'■■■'■■·■'·· ■·■ ■■;■ ■■'■ Beispiel 1 "■'■■■ '..■"'■■

Dieses Beispiel bezieht sich auf eine Asphaltbetonzusammensetzung aus rohen neuen Zuschlagstoffen. Die folgenden Bestandteile wurden in den angegebenen Mengen benutzt, um eine Mischung für 4-7,7 kg herzustellen.

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Bestandteile Gew.-?6

Steinzuschlagstoffe mit einer Teilchengröße von 9»5 mm (3/8") mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 2,0 % 4-6,3

Sandzuschlagstoffe mit 8,0 % Feuchtigkeitsgehalt 4-5,4

Füllstoffe (Kalksteinabrieb) mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 0 % 2,6

Asphaltkitt (AC-20) 5,67

Oberflächenbenetzungsmittel (TRITON X-207) 0,03

insgesamt 100,00

Die Zuschlagstoffe und die Füllstoffe werden abgewogen und in einem abgedichteten Behälter so angeordnet, daß ein 5-%iger Gesamtfeuchtigkeitsgehalt aufrechterhalten wurde (bestimmt nach dem ASTM CI36 Prüfverfahren). Der Asphaltkitt wird mit dem Oberflächenmittel vermischt und die flüssige Mischung wird auf 140 ⁰C vorerhitzt. Die Zuschlagstoffe und die Füllstoffe werden in den Wärmeaustauscher-Mischer eingeführt, wobei sich die Schaufeln drehen, und dann wird der erhitzte Asphaltkitt und das Oberflächenmittel in die Mischkammer eingeführt.

Der Wärmeaustauscher-Mischer wird dann abgedichtet, mit Ausnahme eines Auslasses, der an ein T-Stück angeschlossen wird. An ein Ende des T-Stückes wird ein Druckmesser angeschlossen und an den anderen Schenkel des T-Stückes wird ein Teilchenprüffilter der Bauart "EPA method 5" angeschlossen, dem ein Kondensator nachgeschaltet ist.

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Die Asphaltbetonmischung wird erhitzt, wobei ein Dampf bei 150 p.s.i.g. mit einer Temperatur von 185 °C benutzt wird. Die Temperatur der Versuchsmischung steigt von Raumtemperatur auf 100 ⁰C innerhalb von 2 Minuten an. Wenn heißes öl ait einer Temperatur von etwa 34-3 ⁰C benutzt würde, dann beträgt die Zeit für die Erhöhung der Temperatur der Mischung von Umgebungstemperatur auf 100 ⁰C nur etwa zwei Drittel dieser Zeit, d. h. ungefähr MO s.

Die Mischung verbleibt 5 rain lang auf dieser Temperatur von 100 ⁰C und dabei wird freies Wasser verdampft. Es werden mehrere Chargen hergestellt und das Wasser wird aus der Mischung unter verschiedenen Dampfdrücken und Temperaturen verdampft. Während einer Zeitdauer von 5 weiteren Minuten wird die Temperatur auf 15Ο ⁰C angehoben und der Dampfdruck wird Null, nachdem sämtliches Wasser verdampft ist. Ein Dampfdruck von etwa 1 p.s.i.g. ist erforderlich, um zu bewirken, daß der freie heiße Wasserdampf in der Mischkammer nach dem kühleren Kondensator als' Funktion der Kondensator ausbildung wandert. Bei vorgewählten Temperaturpegeln, wie sie in Fig. 3 und M dargestellt sind, wird das Asphaltbetonprodukt aus der Mischkammer entfernt und in 1,25 kg schwere Prüflinge unterteilt, um die folgenden Versuche vornehmen zu können.

Beispiel 2

Dieses Beispiel steht für ein Erzeugnis, welches wiedergewonnenen Asphaltbeton enthält.

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Bestandteile G-ew.-%

Wiedergewonnener Asphaltbeton (KaItplanierungsverfahren) mit einem Feuchtigkeitsgehalt von O % 68,9

Steinzuschlagstoffe mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 9,5 mm (3/8") mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 3 % 29,6

Asphaltkitt (AC-20) 1,4-5

Oberflächenmittel (TRITON X-2O7) 0,05

insgesamt 100,00

Der Asphaltbeton wurde aus einer beschädigten und abgenutzten Autobahn der New Jersey Department of Transportation wiedergewonnen. Dieser wiedergewonnene Asphaltbeton wurde gebrochen und es ergaben sich die folgenden Partikelgrößen, bestimmt nach dem Verfahren ASTM 0136: 98,8 % durchliefen ein Sieb mit öffnungen von 12,7 mm (1/2"), 95,9 % durchliefen ein Sieb mit öffnungen von 9,5' mm (3/8"), 64,8 % durchliefen ein Nr. 4- US-Sieb, 4-5,3 % durchliefen ein Nr. 8 US-Sieb, 21,7 % durchliefen ein Nr. 50 US-Sieb und 7Λ % durchliefen ein Nr. 200 US-Sieb (Nr. 4- US-Sieb entspricht 3,75 mm, Nr. 8 US-Sieb entspricht 1,86 mm, Nr. 50 US-Sieb entspricht 0,3 mm, Nr. 200 US-Sieb entspricht 0,075 mm).

Die Menge von Asphaltkitt, die in dem wiedergewonnenen Asphaltbeton enthalten war, wurde gemäß dem Verfahren ASTM D2172 in Verbindung mit dem Versuchsverfahren für das spezifische Gewicht gemäß ASTM D2726 durchgeführt und die Verdichtungsprüfung, sowie die Prüfung auf Stabilität

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SS-

land Strömung gemäß ASTM D1559· Unter Benutzung dieser Prüfmethoden und nach Vermischung des wiedergewonnenen Materials mit Steinzuschlägen, dem neuen Asphaltkitt und dem Oberflächenmittel wurde der Gehalt des wiedergewonnenen Asphaltkitts in dem wiedergewonnenen Straßenmaterial zu 6 % des wiedergewonnenen Materials bestimmt. Demgemäß beträgt der Gesamtasphaltkittgehalt in der Mischung 5,58 %.

Das Verfahren zur Herstellung von Asphaltbeton aus einer Mischung von wiedergewonnenem Asphaltbeton, neuen Zuschlagstoffen und Asphaltkitt ist grundsätzlich das gleiche wie bei dem Verfahren gemäß Beispiel 1. So wurde zunächst der neue Asphaltkitt und das Oberflächenmittel vermischt und auf 140 ⁰C erhitzt. Dann wurdaa der wiedergewonnene Asphaltbeton und die Zuschlagstoffe dem Wärmeaustauschermischer zusammen mit der neuen Asphaltkittoberflächenmischung zugesetzt. Dann wurde der Wärmeaustauscher-Mischer in der gleichen Weise wie bei dem Beispiel 1 abgedichtet und das freie Wasser wurde unter dem eigenen Dampfdruck entfernt. Die Temperaturen und Zeiten, die beim Beispiel 1 unter Bezugnahme auf Asphaltbeton beschrieben wurden, der aus neuen Ausgangsmaterialien hergestellt wurde, gelten auch für das vorliegende Beispiel. Während der Erhitzung des Asphaltbetonprodukts wurden 1,25 kg schwere Prüfstücke zur Prüfung entfernt, wie dies im folgenden beschrieben wird.

Prüfungen hinsichtlich des spezifischen Gewichts und der Stabilität wurden bei den Versüchskb'rpern gemäß Beispiel. 1 und 2 durchgeführt. Außerdem wurden die gleichen Prüfungen bei Asphaltbetonprüflingen durchgeführt, die gemäß

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bekannten Verfahrenjhergestellt wurden. Die Ergebnisse sind in den Pig. 3 bis 6 graphisch dargestellt.

Es wurden Prüflinge hergestellt und getestet, um ihr spezifisches Gewicht und die Stabilität zu bestimmen, und die Prüfung erfolgte unter Berücksichtigung der Normen, die in der Asphaltbeton-Straßenbauindustrie üblich sind. Eine kurze Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung der Prüflinge unter Bezugnahme auf gültige ASTM-Testmethoden folgt.

Prüflinge der verschiedenen Prüfchargen würden sogleich nach Entnahme des Produkts aus der Mischvorrichtung hergestellt. Dann wurden "Marshall Specimens" gemäß den Lehren ASTM D 1559 hergestellt. Es wurde ein Thermometer benutzt, um die Temperatur des entnommenen Asphaltbetonprodukts zu messen. Die Temperatur der Prüflinge, die von der Charge des Asphaltbetonprodukts hergestellt wurden, wurde kurz vor der Verdichtung gemessen. Die Zeitdauer von der Entnahme des Produktes aus der Mischkammer bis zur. Verdichtung der Prüflinge betrug 3 bis 10 min. Während der Entnahme bis zur Verdichtung ergab sich kein wesentlicher Temperaturabfall.

Das spezifische Gewicht der Proben wurde gemäß dem Verfahren ASTM D2726 durchgeführt und aufgezeichnet, wodurch die graphischen Darstellungen gemäß Pig. 3 "und 5 gewonnen wurden. Die Stabilität der Proben wurde gemäß dem Verfahren nach ASTM D1559 bei verschiedenen Verdichtungstemperaturen gemessen und graphisch aufgezeichnet, wodurch sich die Pig. 4- und 6 ergeben.

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In jeder der graphischen Darstellungen repräsentiert das Symbol Δ Daten bezüglich Proben des Produkts, die gemäß den Lehren vorliegender Erfindung hergestellt waren. Das Symbol ^37 repräsentiert Daten, die sich auf Proben beziehen, die gemäß der Erfindung hergestellt wurden, jedoch, nachdem der Feuchtigkeitsgehalt absichtlich im erfindungsgemäßen Produkt belassen war, durch Ausbrennen des Produkts in einem Ofen unter Atmosphärendruck bei 140 ⁰C ausgetrieben war, nachdem dieses Verfahren 1 h lang durchgeführt war. Die Proben für die Daten, die durch ^7 repräsentiert sind, wurden mit abnehmenden Temperaturen geformt,statt mit ansteigenden Temperaturen wie bei den Daten, die durch Δ. repräsentiert werden.

Das Symbol 0 repräsentiert Daten mit Bezug auf Proben, die von Asphaltbeton gewonnen wurden, der gemäß dem Stande der Technik hergestellt war. Die gleichen Ausgangsmaterialien in gleichen Anteilen wurden benutzt wie bei den Beispielen 1 und 2, mit dem einzigen Unterschied, daß kein Oberflächenmittel für die Proben benutzt wurde, die gemäß dem Stande der Technik hergestellt wurden. Das Verfahren nach dem Stande der Technik bestand darin, die Zuschlagstoffe auf etwa 138 bis 160 ⁰C (280 bis 320 ⁰F) zu erhitzen. Die erhitzten Zuschlagstoffe wurden dann in einem nicht abgedichteten Mischer erhitzt und der Asphaltkitt, der auf 140 ⁰C vorerhitzt war, wurde den erhitzten Zuschlagstoffen im Mischer zugesetzt. Die Mischung wurde durchgemischt, bis das Asphaltbetonprodukt gleichförmig und homogen war, und es wurden 1_?25 kg schwere Proben wie bei den Erzeugnissen gemäß den Beispielen 1 und 2 ge- :_s formt.

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In Fig. 3 veranschaulicht die Linie A-E-P-D, wie sich das spezifische Gewicht mit der Verdichtungstemperatur bei Proben verändert, die aus dem Erzeugnis gemäß Beispiel 1 nach der Erfindung hergestellt wurden. Die Linie A-B-C-D veranschaulicht, wie sich das spezifische Gewicht mit der Verdichtungstemperatur bei Proben ändert, die aus Asphaltbeton gemäß dem Stande der Technik hergestellt wurden. Obgleich das spezifische Gewicht des Erzeugnisses, das gemäß der Erfindung unter 100 ⁰C (Punkt E) hergestellt wurde, kleiner ist als das spezifische Gewicht des Erzeugnisses, welches gemäß dem Stande der Technik hergestellt wurde, ist das spezifische Gewicht des Erzeugnisses gemäß vorliegender Erfindung bei 104,4- ⁰C (220 ⁰F) beträchtlich größer als das spezifische Gewicht des Produktes nach dem Stande der Technik. Dies ergibt ohne weiteres ein Vergleich des Punktes F mit dem Punkt B in Fig. 3.

An der Stelle E, entsprechend einer Temperatur von 100 ⁰C, war keine Feuchtigkeit aus der Asphaltbetonmischung verdampft. Wenn eine Probe aus dieser Asphaltbetonmischung bei 100 C hergestellt wurde, dann enthielt die Probe zu viel Feuchtigkeit (5 %)> um ein geeignet dichtes Produkt zu erzeugen.

Am Punkt F enthält das Produkt, welches gemäß der Erfindung hergestellt wurde, den optimalen Feuchtigkeitsgehalt für,die jeweilige Arbeitsmischformel, nämlich 2,0 % bei 104,4- ⁰C (220 ⁰F). Zu dieser Zeit, zu der die Asphaltbetonmischuiig 104-,4· C erreicht, ist der Feuchtigkeitsgehalt auf 2 ⁰Jo durch gesteuerte Verdampfung reduziert, .was durch Messung der kondensierten Wassermenge erreicht

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wurde.

Bei Temperaturen von mehr als etwa 104,4· ⁰C kann kein wesentliches Ansteigen des spezifischen Gewichtes der Asphaltbetonmischung erreicht werden. Um bei einem gemäß dem bekannten Stand der Technik durchgeführten Verfahren das gleiche spezifische Gewicht zu erhalten, wäre es notwendig, eine Erhitzung auf 121,1 °C (250 ⁰F) durchzuführen und eine Verdichtung vorzunehmen. Daraus ergibt sich ein klarer Vorteil der Erfindung insofern, als ein Asphaltbetonprodukt mit einem höheren spezifischen Gewicht bei wesentlich niedrigeren Temperaturen im Vergleich mit Verfahren nach dem Stande der Technik erlangt werden kann. Dies führt offensichtlich zu einer bedeutenden Energie- und Kostenersparnis.

Im folgenden wird weiter auf Fig. 3 Bezug genommen. Die Linie D-C-B-G veranschaulicht, wie sich das spezifische Gewicht mit der Verdichtungstemperatur bei Proben ändert, die von Asphaltbeton gemäß der Erfindung hergestellt sind, bei denen jedoch das gesamte im Produkt enthaltene Wasser verdampft wurde. Der Zweck dieses Verfahrens besteht darin zu demonstrieren, daß die Feuchtigkeit und nicht das Oberflächenmittel des Asphaltbetonproduktes, welches gemäß der Erfindung vorbereitet wurde, für das erhöhte spezifische Gewicht im Vergleich mit Erzeugnissen verantwortlich ist, die nach dem Stande der Technik hergestellt sind. Die Daten bestätigen diese Schlußfolgerung. Demgemäß ändert sich das spezifische Gewicht des Erzeugnisses gemäß der Erfindung, welches jedoch keine Feuchtigkeit enthält (da die Feuchtigkeit ausgetrieben''' wurde}, mit der Verdichtungstemperaturkurve in einer

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Weise, die sehr ähnlich der Kurve ist, die für ein Produkt gilt, welches gemäß dem Stande der Technik erzeugt wurde. Da der einzige Unterschied zwischen dem Produkt, dessen Daten in der Linie A-E-F-D, und dem Erzeugnis, dessen Daten durch die Linie D-C-B-G aufgezeichnet sind, in dem Feuchtigkeitsgehalt liegt, ergibt sich, daß das Oberflächenmittel keine wesentliche Wirkung auf das spezifische Gewicht des Erzeugnisses ausübt. Der Zweck des Oberflächenmittels besteht darin, die Mischung der flüssigen und festen Bestandteile zu verbessern.

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die veranschaulicht, wie sich die Stabilität mit der Verdichtungstemperatur bei den gleichen Produkten ändert, auf die die Fig. 5 Bezug nimmt. Die Linie A-F-G-E repräsentiert die Daten für das Erzeugnis gemäß dem Beispiel 1. Die Linie E-C-H repräsentiert die Daten für das. gleiche Produkt nach völliger Verdampfung der Feuchtigkeit. Die Linie A-B-C-D-E repräsentiert die Daten für ein Produkt, welches gemäß dem Stande der Technik hergestellt wurde, wobei kein Augenmerk darauf gerichtet wurde, den Feuchtigkeitsgehalt des Produktes zu steuern.

Die Stabilität der Probe ist ein Maß der Festigkeit und indirekt ein Maß für die Beständigkeit. Wie zu erwarten, entsprechen die Stabilitätsdaten den Daten des spezifischen Gewichts. Demgemäß hat Asphaltbeton mit einem höheren spezifischen Gewicht allgemein weniger Lufteinschlüsse,, wobei eine größere Zahl von Poren mit Asphaltkitt ausgefüllt ist, und daher rührt die größere Stabilität und Festigkeit gegenüber dem gleichen Erzeugnis her, das ein geringeres spezifisches Gewicht besitzt. Der Versuch

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für diese Charakteristiken wurde gemäß den Verfahrensvorschriften von ASTM C127, ASTM C128, ASTM D2726 und ASTM D1559 durchgeführt.

Fig. 4 zeigt, daß ein Produkt mit wesentlich größerer Stabilität im Vergleich mit Produkten erlangt werden kann, die gemäß dem Stande der Technik erzeugt wurden. Demgemäß ergibt sich bei einer Temperatur von 104,4· ⁰C (220 ⁰P) an Stellen in der Nähe des Buchstabens C gegenüber dem bekannten Erzeugnis und dem Erzeugnis, welches gemäß der Erfindung hergestellt wurde, bei dem jedoch die Feuchtigkeit ausgetrieben wurde, eine Stabilität bzw. Festigkeit von 544,31 kg (1200 pounds). Das Produkt, welches gemäß der Erfindung hergestellt wurde, besitzt eine Festigkeit von etwa 669,05 kg (1475 pounds) bei der gleichen Verdichtungstemperatur (Punkt G). Das Erzeugnis, welches gemäß den Verfahren nach dem Stande der Technik hergestellt wurde, erreicht diesen Stabilitätsgrad nicht vor 119 ⁰C (246 °F). Wiederum stützen die Daten die Vermutung, daß das verbesserte Produkt gemäß der Erfindung bei' niedrigeren Temperaturen hergestellt werden kann.

Fig. 5 veranschaulicht, wie das spezifische Gewicht sich mit der Verdichtungstemperatur eines Produktes gemäß Beispiel 2 ändert, wobei das Produkt gemäß dem Beispiel 2 hergestellt wurde, jedoch die Feuchtigkeit ausgetrieben wurde, wobei zum Vergleich ein Erzeugnis hergestellt wurde, welches die gleiche Art und den gleichen Anteil von aufbereiteten und neuen Bestandteilen wie bei ,Beispiel 2 enthielt^ wobei jedoch nach dem Stande der: Technik gearbeitet wurde. ' '"'■'"■''- '■'"^; ■ ·■■■-:■· ■ ;■■;-.■:■■·■■·. ^- .c. ^

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Die Linie B-C repräsentiert Daten im Hinblick auf Proben, die gemäß dem Stande der Technik hergestellt wurden. Die Linie C-A repräsentiert die Daten, die Proben entsprechen, die gemäß der Erfindung hergestellt wurden, bei denen jedoch die gesamte Feuchtigkeit verdampft wurde. Die Linie D-E repräsentiert Daten im Hinblick auf ein Produkt, welches gemäß dem Beispiel 2 hergestellt wurde, wobei ein beträchtlicher Anteil eines wiedergewonnenen Asphaltbetons verwendet wurde.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ist das spezifische Gewicht des Erzeugnisses gemäß vorliegender Erfindung größer als das spezifische Gewicht bei entsprechenden Verdichtungstemperaturen der beiden anderen Produkte. Um beispielsweise das spezifische Gewicht des Erzeugnisses gemäß der Erfindung bei 104,A- ⁰C (220 ⁰F) zu erhalten, müßte ein Produkt, welches gemäß dem Stande der Technik hergestellt wurde, bei einer Temperatur von 115»6 °C (2AO ⁰F) verdichtet worden sein. Dies läßt wiederum die bedeutende Energie- und Kostenersparnis erkennen, die durch die Erfindung erlangt werden können. Die Linie C-A veranschaulicht, daß die Feuchtigkeit und nicht das Oberflächenmittel in dem Erzeugnis gemäß der Erfindung für das verbesserte spezifische Gewicht verantwortlich ist.

Fig. 6 zeigt eine graphische Darstellung der Daten, die veranschaulichen, wie sich die Festigkeit mit der Verdichtungstemperatur bei den gleichen Produkten ändert, die in Verbindung mit Fig. 5 erläutert wurden. Wiederum zeigen die Daten, die in der graphischen Darstellung nach Fig. 6 aufgetragen sind, klar, daß bei einer gegebenen Temperatur die Stabilität und demgemäß die Festigkeit' '*

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eines Produktes, welches gemäß der Erfindung hergestellt wurde, größer ist als die Festigkeit eines Produktes, welches gemäß dem Stande der Technik hergestellt wurde, oder eines Produktes, welches gemäß der Erfindung hergestellt wurde, bei dem jedoch das Wasser verdampft wurde. Demgemäß hat bei 104,4 ⁰C (220 ⁰P) das Erzeugnis gemäß der Erfindung eine Stabilität von etwa 757,50 kg (1670 pounds), während die anderen Produkte nur eine Festigkeit von 671,32 kg (1480 pounds) aufweisen. Das bekannte Produkt und das Produkt, dessen Wasser verdampft wurde, erlangen die Festigkeit bei 104,4 C nicht, sondern erst bei einer Verdichtungstemperatur von 117 °C (242,5 ⁰F).

Es wurden ζ ahlreiche Chargen von Asphaltbetonerzeugnissen hergestellt, bei denen die gleichen Bestandteile in den gleichen Anteilen wie beim Beispiel 1 angewandt wurden. Dann wurden Proben geformt, um die Daten zu liefern, die in Fig. 3 und 4 aufgetragen sind. Aus Fig. 3 und 4 wird klar ersichtlich, daß ein Asphaltbetonprodukt mit maximalem spezifischem Gewicht und maximaler Stabilität bei ungefähr 104,4 ⁰C (220 ⁰F) erlangt wird. Für das Erzeugnis am Punkt F in Fig. 3 (das gleiche Erzeugnis ist im Punkt G in Fig. 4 aufgetragen) wurde der Feuchtigkeitsgehalt mit 2 % bestimmt. Dies geschah durch Messung der Wassermenge, die aus der Asphaltbetonmischung verdampft und kondensiert wurde,und indem dieser Wert von dem Feuchtigkeitsgehalt des Ausgangsmaterials abgezogen wurde.

Da das Erzeugnis ein optimales spezifisches Gewicht und ,eine optimale Festigkeit bei einem Feuchtigkeitsgehalt ■ ^; •von 2 % besitzt, werden die 2 % Feuchtigkeitsgehalt als optimaler Feuchtigkeitsgehalt für diese spezielle

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Asphaltbetonmischung angesehen. Demgemäß wird der optimale Feuchtigkeitsgehalt definiert als jene Feuchtigkeitsmenge im Asphaltbeton, die ein maximales spezifisches Gewicht und eine maximale Festigkeit für den Asphaltbeton bei der niedrigsten Temperatur ergibt, bei der der Asphaltbeton das maximale spezifische Gewicht und die maximale Festigkeit besitzt.

Bei dieser tiefsten Temperatur maximalen spezifischen Gewichts und maximaler Festigkeit und bei im wesentlichen jeder Temperatur von höher als 100 C, wo ein beträchtlicher Dampfdruck vorhanden ist, kann die zu verdampfende Wassermenge oder Feuchtigkeit aus dem Asphaltbeton dadurch gesteuert werden, daß der Dampfdruck in der Mischkammer eingestellt wird.

Fig. 7 veranschaulicht die Beziehung zwischen spezifischem Gewicht und Dampfdruck bei einem spezifischen Asphaltbeton, der gemäß dem Beispiel 1 hergestellt wurde. Um äe in Fig. 7 aufgetragenen Daten zu erlangen, wurde eine Charge von Asphaltbeton hergestellt, wie in Beispiel 1 angegeben. Jedoch wurde die Temperatur auf einem Durchschnittswert von 116 ⁰C (240,8 ⁰F) gehalten. Diese Temperatur wurde so gewählt, daß der Dampfdruck des Wasserdampfes, der aus dem Asphaltbeton in der Mischkammer verdampft wurde, ungefähr 10 p.s.i.g. betrug, d. h. die maximale Grenze für den Dampfdruck von Wasser bei jener Temperatur.

Der Druck in der Mischkammer wurde geändert, während die Daten für Fig. 7 dadurch gesammelt wurden, daß ein Ventil entsprechend dem Ventil 76 gemäß Fig. 1A geöffnet und

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geschlossen wurde. Der Punkt A in Fig. 7 entspricht einem Erzeugnis mit einem Dampfdruck von O p.s.i.g., weil das Ventil vollständig offen war. Sämtliche Feuchtigkeit verdampfte aus dem Erzeugnis am Punkt A nach Fig. 7- Das spezifische Gewicht dieses Produktes, welches in der gleichen Weise wie oben erwähnt gemessen wurde, entspricht dem spezifischen Gewicht des Erzeugnisses am Punkt B der Fig. 3 gemäß dem Stande der Technik.

Der Punkt E gemäß Fig. 7 entspricht einem Produkt, welches einen Dampfdruck von etwa 10 p.s.i.g. besitzt, weil das Ventil vollständig geschlossen war. Es wurde daher die gesamte Feuchtigkeit in dem Produkt am Punkt E gemäß Fig. 7 zurückgehalten. Das spezifische Gewicht am Punkt E gemäß Fig. 7 entspricht dem spezifischen Gewicht am Punkt Ξ gemäß Fig. 3· -

Das maximale spezifische Gewicht der im wesentlichen identischen Produkte, deren Daten in Fig. 7 aufgetragen wurden, liegt am Punkt C gemäß Fig. 7· Dieser Punkt entspricht einem Dampfdruck von ungefähr 3 p.s.i.g. Der Druck wurde bei 3 p.s.i.g. aufrechterhalten, indem das Ventil teilweise geschlossen wurde. Das spezifische Gewicht wurde aus einer Probe des Produktes bestimmt, die aus der Mischkammer entnommen wurde, nachdem genügend Wasser verdampft War, um einen Druckabfall "auf gerade 3 p.s.i.g. zu bewirken. Der Wert 3 p.s.i.g. repräsentiert den optimalen Feuchtigkeitsgehalt des Asphaltbetonproduktes , welches überprüft 'wurde j' da das maximale spezifische Gewicht -bei diesem Druckcefhalten wird. In diesem,:, Zusammenhang müssen Punkt Cxgeraäß Figi 7 mit den Punkten C und F gemäß Fig. 3 verglichen werden. Weil das '

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maximale spezifische Gewicht bei 104,4· ⁰C erhalten werden kann (Punkt F in Fig. 3)» besteht keine Notwendigkeit, die Mischung auf eine höhere Temperatur zu erhitzen. Ein Dampfdruck von etwa 3 p.s.i.g. kann erhalten werden, indem Wasser auf 104,4· C erwärmt wird. Demgemäß entspricht ein Dampfdruck von 3 p.s.i.g. der niedrigsten Temperatur maximalen spezifischen Gewichts und maximaler Festigkeit und dem optimalen Feuchtigkeitsgehalt für dieses Produkt.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die in den graphischen Darstellungen nach Fig. 3 bis 7 aufgezeichneten Daten eindeutig erkennen lassen, daß der Asphaltbeton, der gemäß der Erfindung hergestellt wurde, ein höheres spezifisches Gewicht und eine größere Festigkeit bei beträchtlich niedrigeren Temperaturen ergibt als Asphaltbeton, der gemäß den Lehren des Standes der Technik hergestellt wurde, oder der durch ein Verfahren hergestellt wurde, bei dem der Feuchtigkeitsgehalt des Endproduktes nicht ordnungsgemäß eingestellt wurde.

Das Ergebnis der Herstellung von Asphaltbeton gemäß der Erfindung besteht darin, daß ein Erzeugnis geschaffen werden kann, welches die gleiche Qualität bei niedrigeren Temperaturen ergibt als dies bei bekannten Verfahren möglich war, was wiederum eine Verminderung des Brennstoffverbrauchs und eine Kostenersparnis nach sich zieht. Beim Stande der Technik war man bestrebt, die gesamte verfügbare Feuchtigkeit zu verdampfen, und die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß ein optimaler Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr 0,1 bis 10 % des Endproduktes nützlich ist. Es wird angenommen, daß die

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potentielle thermische Energie der Feuchtigkeit in den neuen Zuschlagstoffen (im typischen Fall 1 bis 4- %) ungefähr 20 % bis 50 $ der thermischen Energie innerhalb der Asphaltbetonmischung ausmacht. Bei dem zum Stande der Technik gehörenden Verfahren wird diese potentielle Energie vergeudet und es wird mehr Energie zur Verdampfung dieser Feuchtigkeit verbraucht. Gemäß der Erfindung wird Energie eingespart und benutzt, um ein von Qualität gleiches Erzeugnis bei niedrigerer Temperatur zu erlangen. Durch die wirksamen Värmerückgewinnungsverfahren, die oben beschrieben wurden, nämlich die Benutzung von Wärme, die gewöhnlich beim Aufheizen der Wärmeaustauschermittel verlorengeht, und durch die Benutzung der Wärme des kondensierten Dampfes, wird sogar'noch weniger Energie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren benötigt als dies beim Stande der Technik erforderlich war.

Das folgende Beispiel veranschaulicht typische Vorrichtungs- und Verfahrensparameter zur Benutzung der Vorrichtung und des Verfahrens gemäß der Erfindung.

Beispiel 5

Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde eine Mischkammer 28 benutzt, die zwei "PORGÜPniE"-Wärmeaustauscher-Mischschraubenfördervorrichtungen aufwies, die von der.Firma "The Bethlehem Corp. ■".hergestelltt war^n. Jede Schraube besaß einen Durchmesser von 1,20^mund eine länge yon 7,2 m. Unter Benutzung der Daten, die von der Herstellerfirma "The Bethlehem Corp." geliefert wurden, beträgt das

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Mischvolumen innerhalb der Mischkammer 28 etwa 11,33 m (400 ft'). Eine typische Dichte einer Asphaltbetonmischung beträgt ungefähr 120 pounds pro Kubikfuß. Wenn die Mischkammer daher vollständig gefüllt ist, enthält sie 24· t Asphaltbeton. Es wird angenommen, daß die Mischkammer 28 im Betrieb mit 90 % angefüllt ist, und dies ergibt eine Kapazität von etwa 22 t Asphaltbeton.

Es soll angenommen werden, daß die Produktionsrate 250 t pro Stunde oder 4,17 t pro Minute beträgt. Dies ist äquivalent einem Volumen von etwa 2 nr (70 ft*) pro Minute. Unter der Arm ahme, daß die Schaufeln das Produkt um 76,2 mm pro Umdrehung vorschieben (3" pro Umdrehung), bedeutet dies, daß 113,3 1 (^ ft') sich bei jeder Umdrehung bewegen. Wenn 2 m' (70 ft') pro Minute erforderlich sind, dann muß sich die Welle mit 17,5 U/min drehen.

Es soll" angenommen werden, daß die Einlaßsteuervorrichtung 38 und die Auslaßsteuervorrichtung 40 identische Schraubenförderer mit variabler Drehzahl sind, deren Durchmesser jeweils 45,7 cm (18") beträgt. Demgemäß besitzt die Schraube eine Fläche von 0,164- m² (1,77 ft²), und unter der Annahme, daß die Vorschubrate des Materials durch die Schraube 15 cm (0,5 ft) pro Umdrehung beträgt, dann führt jede Schraube 25,06 1 (0,885 ft') Material pro Umdrehung weiter. Der Einlaßschraubenförderer muß voll genug sein, um eine Luft dichtung zu gewährleisten und um die Mischkammer gegenüber der Atmosphäre abzudichten. Um etwa 1685 1 (59,5 ft') Zuschlagstoffe pro Minute zu bewegen (die Zuschlagstoffe betragen ungefähr 85 Vol.-% der Asphaltbetonmischung), muß sich der Schraubenförderer\mit einer Geschwindigkeit von 67,2 U/min drehen.

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Um 2 m* (70 ft*) Asphaltbeton pro Minute aus der Mischkammer zu fördern, muß der Auslaßschraubenförderer sich mit einer Geschwindigkeit drehen, die das zusätzliche Volumen des Binders kompensiert, d. h. der Schraubenförderer muß mit ungefähr 79,1 U/min bei kontinuierlichem Betrieb arbeiten. Bei halbkontinuierlichem Betrieb muß der Auslaßschraubenförderer mit 110 % der Geschwindigkeit laufen, die für kontinuierlichen Betrieb erforderlich ist, um einen Aufbau des Produktes in der Mischkammer während jener Zeit zu ermöglichen, in der ein weiteres Fahrzeug oder ein anderer Behälter unter den Auslaß gesetzt wird. Dies setzt voraus, daß der Auslaßschraubenförderer die, gleichen Abmessungen und die gleiche Vorschubrate wie der Einlaßschraubenförderer besitzt und daß er im komplett vollen Zustand arbeitet, um eine Luftdichtung zu gewährleisten. Herkömmliche lineare Steuervorrichtungen" können die Geschwindigkeit des Einlaßschraubenförderers, die Zuführungsrate des Asphaltkitts und die Zuführungsrate anderer Zusätze und die Geschwindigkeit des Wärmeaustauscher-Mischers und die Drehzahl des Auslaß Schraubenförderers steuern.

Die Temperatur des Asphaltbetonmischers mit Mischkammer 28 wird auf zwischen etwa 176,6 ⁰C (350 ⁰F) und 454,4- ⁰C (85O ⁰F) erhöht. Beim Eintritt in die Mischkammer haben die Zuschlagstoffe eine Temperatur von etwa 21,1 ⁰C (70 F) und einen Dampfdruck von 0 p.s.i.g. Am Auslaßende hat das Produkt eine Temperatur zwischen 93,3 ⁰C ,(200 ⁰F) und 146,9 ⁰O (300 ⁰F). Der maximale Sättigungsdampfdruck in der Mischkammer liegt bei;etwa 26 p.s.i.g., wenn die \ Vorrichtung kontinuierlich oder, halbkontinuierlich arbeitet. Der maximal erlangbare Sättigungsdampfdruck liegt

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bei 52 p.s.i.g. bei Chargenbetrieb.

Die Erfindung kann auch abgewandelt werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Deshalb wird auf die beiliegenden Ansprüche im Hinblick auf den Schutzumfang Bezug genommen und nicht auf die vorstehende Beschreibung, soweit es den Schutzumfang betrifft.

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Claims

Pate ntänwältfe: Ö tp_ I >-1; D *g; C U Γ t W a 11 a C h .:...:.. ---D-rpL-fn-g". Günther Koch 3034341-^4- Dipl.-Phys.Dr.Tino Haibach Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d Datum: 22. Oktober I98O Unser Zeichen: 17 000 - K/Ap Patentansprüche (ursprüngliche Fassung)

1. Verfahren zur Herstellung von Asphaltbeton, umfassend die folgenden Herstellungsstufen:

a) Es wird der Feuchtigkeitsgehalt der Zuschlagstoffe bestimmt, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, welche neue rohe Zuschlagstoffe und aufgearbeitete Zuschlagstoffe sowie Mischungen hiervon umfaßt.

b) Es werden Ausgangsmaterialien in eine Mischkammer eingeführt, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die die Zuschlagstoffe und ein Bindemittel umfaßt.

c) Die Mischkammer wird selektiv so abgedichtet, daß das Innere der Kammer nicht mehr mit der Atmosphäre in Verbindung steht, wenn die Abdichtung erfolgt ist.

d) Die Zuschlagstoffe und das Bindematerial wird in der Kammer indirekt erhitzt und vermischt, wenn die Kammer abgedichtet ist, um eine Asphaltbetonmischung zu erhalten, deren

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Endtemperatur etwa 6O°C bis 15O⁰C beträgt.

e) Es wird der Feuchtigkeitsgehalt der Asphaltbetonmischung auf einen vorbestimmten Wert eingestellt, basierend auf dem Feuchtigkeitsgehalt der Ausgangsmaterialien, und

f) es wird die Asphaltbetonmischung aus der Kammer entnommen, während sie sich auf diesem Temperaturbereich befindet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend die Stufe der Einstellung des Feuchtigkeitsgehaltes der Asphaltbetonmischung auf einen Feuchtigkeitsgehalt im Bereich zwischen 0,1 und

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei in einer Stufe der Feuchtigkeitsgehalt der Asphaltbetonmischung dadurch eingestellt wird, daß Wasser aus der Mischkammer entfernt wird, indem die Gase abgepumpt werden,die Wasserdampf enthalten, wobei diese abgesaugten Gase einem Kondensator zugeführt werden, um den Wasserdampf zu kondensieren und selektiv den Zusatz von Wasser in die Mischkammer zu steuern.

4. Verfahren nach Anspruch jj, weiter umfassend eine Rückführung der Gase aus der Kondensationsvorrichtung nach der Mischkammer.

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5. Verfahren nach Anspruch 1,

wobei die Asphaltbetonmischung einer Temperatur ausgesetzt wird, die höher als 100⁰C ist, und wobei die Feuchtigkeit aus der Kammer in Form von Wasserdampf durch den Dampfdruck des Wasserdampfes ausgetrieben wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5,

bei welchem der Wasserdampf kondensiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1,

wobei Bindermaterial aus der Gruppe ausgewählt wird, die Asphaltkitt, Asphaltkitt-Wasseremulsionen, Schwefel und Mischungen hiervon umfaßt.

8. Verfahren nach Anspruch 1,

bei welchem ein Oberflächenmittel der Mischkammer zugesetzt wird.

9. Vorrichtung umfassend die folgenden Bestandteile:

a) Eine Mischkammer mit einem Einlaß und einem Auslaß und Mitteln Innerhalb der Kammer, um indirekt eine Mischung von Ausgangsmaterialien aufzuheizen, die aus Zuschlagstoffen und Bindermaterial bestehen, wobei diese Mischung durch die Kammer hindurchbewegt wird, und Einlaß und Auslaß selektiv abdichtbar sind, um das Innere der Mischkammer gegenüber der Atmosphäre abzudichten.

b) Es sind Mittel zur Steuerung des Feuchtigkeitsgehaltes der Mischung vorgesehen, und diese weisen Mittel auf, um den Feuchtigkeitsgehalt

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der Zuschlagstoffe festzustellen, bevor diese mit dem Bindermaterial vermischt sind, wobei die Steuervorrichtung Mittel aufweist, um Feuchtigkeit aus der Mischung innerhalb der Kammer in Form von Dampf auszubreiten und die Steuermittel weiter Wasser in die Kammer einführen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9»

bei welcher Leitungen den Kondensator mit der Kammer zur Rückführung des Gases in die Kammer verbinden, nachdem der Dampf aus dem Gas entfernt ist.

11. Vorrichtung zur Herstellung von Asphaltbeton umfassend die folgenden Bestandteile:

a) Eine Mischkammer mit Einlaß und Auslaß und Mitteln innerhalb der Kammer zur indirekten Aufheizung einer Mischung von Ausgangsmaterialien, die aus Zuschlagstoffen und Bindermaterial bestehen, während diese Mischung durch die Kammer bewegt wird, wobei Einlaß und Auslaß selektiv abgedichtet werden können, um die Mischkammer gegenüber der Atmosphäre abzudichten.

b) Es sind Mittel vorgesehen, um den Feuchtigkeitsgehalt der Mischung zu steuern, und diese Mittel umfassen einen Feuchtigkeitsfühler zur Feststellung des Feuchtigkeitsgehalts der Zuschlagstoffe, bevor diese mit dem Bindematerial gemischt werden, wobei weiter ein Kondensator vorgesehen ist, um Wasserdampf aus der Mischung der Kammer zu kondensieren und eine mit Ventil versehene erste Leitung die Mischkammer mit dem

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Kondensator verbindet und eine zweite mit Ventil versehene Leitung den Kondensator mit der Mischkammer verbindet, um Gas in die Kammer zurückzuführen, wobei ein Tank über die Leitung mit dem Kondensator verbunden ist, um Wasser zu speichern, welches vom Kondensator kondensiert wurde, und wobei Leitungen den Tank mit der Mischkammer verbinden, um Wasser in die Kammer einzuführen.

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Patentanwälte D ^; p I;.- ^: Il g. C U rt W a 11 a C h

Dipl.-lng. Günther Koch

3034341 Dipl.-Phys.Dr.Tino Haibach

- 5V0·" Dipl.-lng. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 22. Oktober I98O

Unser Zeichen: I7 QOO - Κ/Αρ

Patentansprüche

(abgeändert mit Eingabe vom 5. August I980 an das Internationale Büro)

1. Vorrichtung umfassend:

a) Eine Mischkammer mit Einlaß und Auslaß und Mitteln innerhalb der Kammer, um indirekt eine Mischung von Ausgangsmaterialien aufzuheizen, während diese Mischung durch die Kammer bewegt wird, wobei Einlaß und Auslaß selektiv abdichtbar sind, um das Innere der Mischkammer gegenüber der Atmosphäre abzudichten.

b) Es sind Mittel zur Steuerung des Feuchtigkeitsgehaltes der Mischung vorgesehen, um diese auf einen vorbestimmten Wert zu bringen, indem Feuchtigkeit aus der Mischung innerhalb der Kammer in Form voö Wasserdampf entfernt wird, wenn der Feuchtigkeitsgehalt größer ist als der vorbestimmte Gehalt,und die Abführung erfolgt so lange bis der Feuchtigkeitsgehalt gleich dem vorbestimmten Feuchtigkeitsgehalt ist.

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2. Vorrichtung umfassend:

a) Eine Mischkammer mit Einlaß und Auslaß und Mitteln innerhalb der Kammer, um indirekt eine Mischung aus Ausgangsmaterialien aufzuheizen, während sich diese Mischung durch die Kammer bewegt, wobei Einlaß und Auslaß selektiv abdichtbar sind, um das Innere der Mischkammer gegenüber der Atmosphäre abzudichten.

b) Es sind Mittel zur Steuerung des Feuchtigkeitsgehaltes der Mischung auf einen vorbestimmten Wert vorgesehen, und diese Mittel bewirken eine Steuerung durch Zuführung von Wasser in die Mischung innerhalb der Kammer, wenn der Feuchtigkeitsgehalt darin kleiner ist als der vorbestimmte Wert und die Zuführung erfolgt

so lange bis der Feuchtigkeitsgehalt gleich dem vorbestimmten Wert ist.

j5. Vorrichtung umfassend:

a) Eine Mischkammer mit Einlaß und Auslaß und Mitteln innerhalb der Kammer, um indirekt eine Mischung aus Ausgangsmaterialien aufzuheizen, während sich diese Mischung durch die Kammer bewegt, wobei Einlaß und Auslaß selektiv abdichtbar sind, um das Innere der

r Mischkammer gegenüber der Atmosphäre abzudichten.

b) Es sind Mittel vorgesehen, um den Feuchtlgkeits-

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gehalt der Mischung auf einen vorbestimmten Wert zu steuern, wobei die Feuchtigkeit aus der Mischung innerhalb der Kammer in Form von Wasserdampf entfernt wird, wenn der Feuchtigkeitsgehalt größer ist als der vorbestimmte Feuchtigkeitsgehalt, und die Abführung erfolgt so lange bis der Feuchtigkeitsgehalt gleich ist dem vorbestimmten Feuchtigkeitsgehalt, wobei weiter Mittel vorgesehen sind, um Wasser der Mischung innerhalb der Kammer zuzusetzen, wenn der Feuchtigkeitsgehalt geringer ist als der vorbestimmte Feuchtigkeitsgehalt und der Zusatz von Feuchtigkeit erfolgt so lange bis der Feuchtigkeitsgehalt den vorbestimmten Wert erreicht hat.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, das Ausgangsmaterial Zuschlagstoffe und Bindematerial enthält.

5. Vorrichtung nach Anspruch h,
wobei

die Mittel zur Steuerung des Feuchtigkeitsgehaltes der Mischung einen Feuchtigkeitsfühler aufweisen, der den Feuchtigkeitsgehalt der Zuschlagstoffe mißt bevor diese Zuschlagstoffe mit dem Bindermaterial vermischt werden, und wobei ein Komparator vorgesehen ist, der den Feuchtigkeitsgehalt der Zuschlagstoffe mit dem vorbestimmten Wert vergleicht und die Mittel zum Zusetzen von Wasser oder Abführen von Dampf aktiviert.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 4,

wobei die Mittel zur Steuerung des Feuchtigkeitsgehaltes der Mischung einen Sensor für die Zuführungsrate der Zuschlagstoffe in die Kammer aufweisen, wobei weiter ein Sensor für die Strömungsrate von Wasser nach der Kammer vorgesehen ist, und ein Komparator die Zuführungsrate der Zuschlagstoffe und die Zuführungsrate von Wasser mit der Strömungsrate des Wassers zur Strömungsrate der Zuschlagstoffe vergleicht, um den vorbestimmten Wert anzuzeigen und wobei die Zuführungsrate des Wassers den vorbestimmten Wert anzeigt, und wobei Mittel vorgesehen sind, um die Wasserzuführung bzw. die Wasserabführung zu aktivieren.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 3, weiter umfassend einen Kondensator um den Wasserdampf zu kondensieren, wobei Leitungen den Kondensator mit der Kammer verbinden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7,

worin die Mischung Zuschlagstoffe und Bindematerial umfaßt, und die Zuschlagstoffe in einem oder mehreren Silos angeordnet sind, wobei außerdem der Kondensator durch wenigstens ein Silo für die Zuschlagstoffe hindurchgeführt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7,

worin der Kondensator eine' mit Ventil versehene erste Leitung aufweist, die die Mischkammer mit dem Kondensator verbindet, und wobei eine zweite mit Ventil versehene Leitung den Kondensator mit der Mischkammer verbindet, um das Gas in die Kammer

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zurückzuführen, und wobei ein Tank über eine mit Ventil versehene dritte Leitung mit dem Kondensator verbunden ist, um das vom Kondensator kondensierte Wasser zu speichern, und wobei schließlich Leitungen den Tank mit der Mischkammer verbinden, um Wasser in die Kammer einzuführen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9*

wobei die Mittel zur Steuerung des Feuchtigkeitsgehaltes der Mischung einen Sensor für die Strömungsrate des kondensierten Wassers in der dritten mit Ventil versehenen Leitung aufweisen und außerdem Mittel zum Vergleichen dieser Strömungsrate mit einer vorbestimmten Strömungsrate, die der vorbestimmten Menge entspricht, und wobei Mittel vorgesehen sind, um die Zuführung bzw. Abführung von Wasser zu aktivieren.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, wobei diese transportabel ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, wobei diese chargenweise, halbkontinuierlich oder kontinuierlich arbeitet.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 oder j5, wobei der Einlaß und der Auslaß von abdichtbaren Schraubenförderern gebildet werden.

14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 4, wobei wenigstens eine Hohlschaufel oder ein Hohlschaufel-Schraubenförderer vorgesehen ist, der ein Wärmeaustausch-Strömungsmittel innerhalb der Mischkammer enthält.

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15. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder J>,

wobei die Mittel zur Steuerung des Feuchtigkeitsgehaltes der Mischung eine Einrichtung aufweisen, um den Dampfdruck der Mischung innerhalb der Kammer festzustellen, und wobei Mittel vorgesehen sind , um den Dampfdruck mit einem vorbestimmten Druck zu vergleichen, der den vorbestimmten Betrag anzeigt, und wobei Mittel vorgesehen sind, die die Zuführung bzw. Abführung von Wasser einleiten.

16. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3> wobei die Mittel zur Steuerung, des Feuchtigkeitsgehaltes der Mischung eine Einrichtung aufweisen, um die Temperatur der Mischung innerhalb der Kammer festzustellen, und wobei Mittel vorgesehen sind, um diese Temperatur mit einer vorbestimmten Temperatur zu vergleichen, die maßgebend für den vorbestimmten Feuchtigkeitsbetrag ist, und wobei Mittel vorgesehen sind, um die Zuführung und Abführung von Wasser zu aktivieren.

17. Vorrichtung nach.den Ansprüchen 1, 2 oder 3, wobei die Mittel zur Steuerung des Feuchtigkeitsgehaltes einen Sensor für die Strb'mungsrate umfassen, um die Ausgangsmaterialien und Wasser in der Kammer festzustellen, wobei Mittel vorgesehen sind, die Rate festzustellen, mit der sich die Mischung durch die Kammer bewegt, wobei Mittel vorgesehen sind, um die Ausstoßrate der Mischung aus der Kammer festzustellen, wobei Mittel vorgesehen

: sind, um diese Ausstoßrate mit der Rate zu vergleichen, mit der sich die,Mischung durch die Kammer bewegt und um die Ausstoßrate mit der Zuführungsrate der Ausgangsmaterialien und Wasser zu vergleichen,

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welche maßgebend ist für die vorbestimmte Feuchtigkeitsmenge, und wobei ein Vergleich mit der Rate erfolgt, mit der sich die Mischung durch die Kammer bewegt, was für die vorbestimmte Menge maßgebend ist und eine Ausstoßrate der Mischung aus der Kammer die vorbestimmte Menge anzeigt, und wobei Mittel vorgesehen sind, um die Zuführung und Abführung von Wasser zu aktivieren.

18. Mischverfahren umfassend die folgenden Schritte:

a) Es wird selektiv eine Mischung von Ausgangsmaterialien derart abgedichtet, daß die Mischung nicht mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

b) Die so abgedichtete Mischung wird vermischt und indirekt beheizt.

c) Es wird der Feuchtigkeitsgehalt der Mischung auf einen vorbestimmten Wert gebracht, indem entweder Feuchtigkeit aus der Mischung in Form von Wasserdampf entfertn wird, wenn der Feuchtigkeitsgehalt größer ist als der vorbestimmte Feuchtigkeitsgehalt, und die Abführung erfolgt so lange bis der Feuchtigkeitsgehalt gleich dem vorbestimmten Feuchtigkeitsgehalt ist, oder indem Wasser der Mischung so lange zugesetzt wird, bis der Feuchtigkeitsgehalt gleich ist dem vorbestimmten Feuchtigkeitsgehalt, falls der Feuchtigkeitsgehalt der Mischung zuvor geringer ist.

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19. Verfahren nach Anspruch 18, bei welchem der Feuchtigkeitsgehalt der Materialien festgestellt wird bevor die Vermischung und indirekte Beheizung erfolgt.

20. Verfahren nach Anspruch 18,

bei dem die Ausgangsmaterialien aus Zuschlagstoffen und Bindematerial bestehen.

21. Verfahren nach Anspruch 20,

bei dem das Bindematerial aus der Gruppe ausgewählt ist, die Asphaltkitt, Asphaltkitt-Wasseremulsionen, Schwefel und Mischungen hiervon aufweisen.

22. Verfahren nach Anspruch 20,

bei dem die Zuschlagstoffe aus einer Gruppe ausgewählt sind, die rohe neue Zuschlagstoffe und aufbereitete Zuschlagstoffe sowie Mischungen hiervon umfassen.

25. Verfahren nach Anspruch 20, bei welchem die Mischung auf eine Endtemperatur in einem Bereich zwischen etwa 6O⁰C und 150⁰C erhitzt wird.

24. Verfahren nach Anspruch 20, bei welchem der Feuchtigkeitsgehalt der Mischung auf einen Feuchtigkeitsgehalt im Bereich zwischen 0,156 und ungefähr 10$ eingestellt wird.

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25. Verfahren nach Anspruch 20,

bei welchem die Mischung auf eine Temperatur von über 10O⁰C aufgeheizt wird und die Feuchtigkeit aus der Mischung in Form von Wasserdampf durch den Dampfdruck dieses Wasserdampfes entfernt wird.

26. Verfahren nach Anspruch 18,

bei welchem der Wasserdampf kondensiert wird, wenn die Feuchtigkeit entfernt wird.

27. Verfahren nach Anspruch 26,

bei welchem die Gase in die Mischkammer zurückgeführt werden, nachdem der Wasserdampf kondensiert ist.

28. Verfahren nach Anspruch 20,

bei welchem ein Oberflächenmittel der Mischung zugesetzt wird.

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