制造用于沥青混合料制造的结合剂泡沫的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种按照独立权利要求的前序部分所述的、制造用于沥青混合料制 造的结合剂泡沫、尤其是用于制造泡沫沥青的方法、用于制造包括按照之前提到的方法制 造的结合剂泡沫的沥青混合料的方法、用于实施最先提到的方法的设备以及所述设备的应 用。
【背景技术】
[0002] 为了在沥青混合料制造时减少能量需求和C02排放，在近年来开发了不同的技术。 其中一种技术是通过使用泡沫沥青降低沥青混合温度。通过对沥青发泡，其体积暂时增大， 并且与此关联地其粘性暂时降低。由此，要与沥青混合成沥青混合料的碎石只须被较少加 热，以便保证碎片颗粒表面的完全润湿。相应地需要更少燃料并且借此也产生更少的C02。
[0003] 在现今已知的制造用于沥青混合料制造的结合剂泡沫的方法中，将水喷射到热 的、处于过压下的沥青流中。沥青和水的这样获得的混合流必要时在其先行在压力下穿过 混合器之后被通过发泡喷嘴引导至大气压，其中，沥青通过在其中一起携带的水的蒸发而 发泡。
[0004] 在此，以已知的方法获得的沥青泡沫的质量显著变化。
[0005] 为了获得在混合时碎石的良好润湿和沥青混合料的长的渗入（Einbau)时间，值 得期望的是，使用具有尽可能精细的气泡结构的强烈发泡的结合剂泡沫，因为这样的泡沫 只非常缓慢地缩小并且结合剂由此相对长时间地具有减小的粘性。
[0006] 这样的泡沫现今只能以相对耗费的方法制造，例如其中沥青和水的混合流在发泡 之前被引导通过静态混合器。然而由此产生相对大的设备技术的花费，并且经济性被混合 器的经常的净化/保养的必要性不利地影响。
[0007] 与之相反，利用现今已知的以简单的低成本的设备在没有混合装置的情况下可实 施的简单的方法不能够达到希望的泡沫质量。
【发明内容】
[0008] 因此提出的任务是，提供方法和装置，其不具有或至少部分地避免现有技术的之 前所述的缺点。
[0009] 该任务通过独立权利要求的技术方案解决。
[0010] 相应地，本发明的第一方面涉及一种用于制造用于沥青混合料制造的结合剂泡沫 的方法，优选用于制造泡沫沥青。在此，作为最初产品提供被加热的并且处于过压下的结合 剂、例如沥青的流以及液体、例如水，所述液体具有在大气压时比提供的结合剂流的温度低 的蒸发温度。液体通过一个或多个喷嘴在与结合剂流的流动方向成大于90°的角度的情 况下在过压下喷入结合剂流中，从而在喷入的位置下游存在结合剂连同在其中分布的液滴 或连同在其中分布的液滴和从所述液滴中产生的汽泡的处于过压下的混合流。进一步在下 游，该混合流的压力如此程度地减小，优选至大气压，使得由于在结合剂中包含的液滴的蒸 发和/或由于从在其中包含的液滴中产生的汽泡的膨胀而发生该结合剂的发泡。
[0011] 换句话说，本发明的第一方面涉及一种制造用于沥青混合料制造的结合剂泡沫的 方法，其中，将在大气压时具有比被加热的结合剂流的温度低的蒸发温度的液体、优选水在 与结合剂流的流动方向成大于90°的角度的情况下这样喷入被加热的结合剂、优选沥青的 处于过压下的流中，使得在喷入位置下游存在结合剂连同在其中分布的液滴或连同在其中 分布的液滴和从所述液滴中产生的汽泡的处于过压下的混合流。然后降低该混合流的压 力，优选至大气压，由此由于在结合剂中包含的液滴的蒸发和/或从液滴中产生的汽泡的 膨胀而发生该结合剂的发泡。
[0012] 已表明，利用按照本发明的方法以小的设备技术的花费能够制造具有精细的气泡 结构的在质量方面高品质的结合剂泡沫，从而在对泡沫质量有高的要求时也可以放弃用于 混匀结合剂连同在其中分布的液滴或连同在其中分布的液滴和从所述液滴中产生的汽泡 的混合流的机械式混合装置、例如静态混合器，这也相应于按照本发明的方法的一种优选 的实施形式。
[0013] 优选，喷入液体到结合剂流中在与结合剂流的流动方向成大于120°的角度的情 况下、还更优选成180°的角度的情况下、即沿倾斜相反于或完全相反于结合剂流的流动方 向的方向进行。
[0014] 同样优选，喷入液体到结合剂流中在结合剂流的中心进行。
[0015] 通过这些措施能够实现液体在结合剂流中的特别良好的分布，由此能够进一步改 善泡沫质量。
[0016] 有利地提供和喷入如下液体，在所述液体中结合剂不可溶或仅部分地可溶。由此 产生如下优点，即，全部喷入的液体量或至少其大部分可用作用于使结合剂发泡的发泡剂。
[0017] 在所述方法的一种优选的实施形式中，在压力下将液体喷入结合剂流中，所述压 力高于在喷入位置处结合剂流中的压力，并且更确切地说是优选高于在喷入位置处结合剂 流中的压力至少1巴。
[0018] 在此进一步优选，这样调节液体的喷入压力，使得液体的喷入速度为结合剂流在 喷入位置的区域中的流动速度的至少两倍那样大。
[0019] 已表明，这些措施有利于在结合剂流中形成精细的液滴并且借此能够实现泡沫质 量的进一步改善。
[0020] 在所述方法的另一种优选的实施形式中，这样调节结合剂流的流动速度，使得至 少在结合剂流的一部分区域中、优选在喷入位置的区域中并且有利地附加地至少在喷入位 置下游的一定的部分区域中存在拉伸流（Dehnstrdmung)。
[0021] 在此还更优选的是，在喷入位置和混合流的压力为了使结合剂发泡而降低所在的 位置之间的结合剂流的整个延伸尺寸上或在所述延伸尺寸的大部分上存在拉伸流。
[0022] 通过产生拉伸流而可能的是，将在喷入位置之后在结合剂流中一起携带的液滴进 一步分成更小的液滴，这对由混合流产生的结合剂泡沫的精细的泡沫结构有促进。
[0023] 有利地在按照本发明的方法中，这样选择在喷入位置和混合流的压力为了使结合 剂发泡而降低所在的位置之间的结合剂流的延伸尺寸，使得该延伸尺寸相应于在喷入位置 处结合剂流的直径或液压直径的多倍、优选在二十五倍至五十倍之间。这样的尺寸确定被 证实为特别能实行的。
[0024] 结合剂连同在其中分布的液滴或连同在其中分布的液滴和从所述液滴中产生的 汽泡的混合流的压力为了使结合剂发泡而降低优选通过一个或多个、优选相同的发泡喷 嘴、例如直接到沥青混合料搅拌机之中地进行。喷嘴的使用能够实现连续的过程引导和受 控制的压力降低。
[0025] 每单位时间喷入的液体量优选为在喷入位置处结合剂流的体积流量的1至8体积 百分比、还更优选为其2至4体积百分比。这样的量比例在实际中被证实为特别适合的。
[0026] 在所述方法的还另一种优选的实施形式中，这样选择结合剂流和喷入的液体的温 度和压力，使得在喷入位置处存在在喷入的液体和结合剂之间的大于〇. 5、优选大约1. 0的 粘度比例。由此有利于在结合剂流中形成精细的液滴，这有益于良好的泡沫质量。
[0027] 在所述方法的还另一种优选的实施形式中，这样选择结合剂流和喷入的液体的温 度及其量比例，使得对于喷入的液滴保持液相的情况，混合流的理论混合温度超过液体在 大气压时的蒸发温度至少30%、优选至少50%并且还更优选至少60%。
[0028] 在所述方法的还另一种优选的实施形式中，这样调节在喷入位置和混合流