用于采用再生材料生产沥青碎石的设备的旋转干燥器

摘要

一种用于采用再生材料生产沥青碎石的设备的旋转干燥器，包括：中空旋转圆筒(2)；与所述圆筒(2)的一个端部(4)连接的加热装置(9)；与所述圆筒(2)的一个端部(3)、(4)连接的集料进料部分(7)；以及与另一个端部(3)、(4)连接的干燥材料出料部分(8)；以及用于将切割的再生材料插入到所述圆筒(2)中的插入部分(24)，所述插入部分与所述圆筒(2)的中间部分连接。所述圆筒(2)的内部轴向划分成配备有材料倾卸叶片(14)的第一对流热交换区域(12)和第二辐射传导热交换区域，并且所述切割材料插入部分(24)设置在所述第一热交换区域(12)内。倾卸叶片(14)的第一组(25)在所述插入部分(24)和所述第二热交换区域(13)之间周向地安装在所述圆筒(2)内。

说明书

技术领域

本发明涉及在权利要求1的前序部分中所述类型的、用于采用再 生材料生产沥青碎石的设备的旋转干燥器。

背景技术

这种类型的干燥器包括中空旋转圆筒，该圆筒至少在操作中倾斜 成使得其两端部相对于地面处于不同的高度处。总体而言，轴线相对 于水平面的角度大约为几度。

设有与圆筒的一个端部连接的加热装置，所述加热装置通常由产 生出在圆筒内延伸的火焰的燃烧器构成。

燃烧烟雾然后穿过圆筒的其余部分并且到达烟囱，该烟囱通常与 圆筒的与连接至燃烧器的端部相对的端部连接。

另外，在圆筒的两个端部处连接有进料部分和出料部分，待被干 燥的集料穿过所述进料部分插入，经处理的材料穿过所述出料部分从 圆筒取出。根据进料部分是连接到与燃烧器连接的端部或是连接到另 一个端部，将该干燥器称为顺流式(由于烟雾和材料的进给方向相同) 或者逆流式(由于材料的进给方向与烟雾的进给方向相反)。

但是，与干燥器的类型无关，进料部分总是在操作时在地面上方 较高的端部处与圆筒连接，从而圆筒旋转和倾斜的组合作用使得材料 穿过圆筒进给。

在圆筒内通常设有许多叶片组，这些叶片组设计用来混合并进给 正在处理的材料并且便于热交换。

具体地说，只是用于供料的叶片可以采用相对于旋转轴线的完全 螺旋形状，但是还用于混合和/或热交换的那些叶片通常与旋转轴线至 少大体上平行地延伸。

根据叶片的结构，用于混合和/或热交换的叶片可总体上分成倾卸 叶片(tipping blades)和容纳叶片(containment blades)。倾卸叶片 的特征在于，它们具有用于材料的、宽度明显大于叶片深度(理解为 在叶片边缘和其最里面位置之间的距离)的口部以及防止形成突出部 分(undercut)的轮廓。所述叶片设计成当它们在下部旋转区域中通 过时收集材料，并且将材料倒出，从而它通过穿过圆筒的中央部分的 燃烧烟雾而向下倾泻。

在采用合适的结构的情况下，在实际中紧接着在倾卸叶片已经到 达最高旋转位置(只有在那时它们的口部面向下)之后，可以将容纳 在倾卸叶片中的材料的大于80％的材料卸载。相对照地，容纳叶片为 这样的叶片，即其中口部的宽度与深度大体上相当(相同或稍小于/ 大于)，并且它们具有形成能够保持材料的突出部分的圆化轮廓。这些 叶片设计成使得通过燃烧烟雾卸载以便倾泻的材料量最小化。采用上 述形状，可以确保在旋转期间叶片通过最高点时，使得卸载甚至小于 初始装载材料的20％。

圆筒的内部从第一端部处开始轴向地划分成第一热交换区域和第 二热交换区域，在第一热交换区域中主要通过对流进行热交换，在所 述第二热交换区域中主要通过辐射和传导进行热交换。通过在其中烟 雾温度更低的第一热交换区域中采用倾卸叶片、而在其中由于烟雾的 存在而温度明显更高的第二热交换区域中采用容纳叶片来实现不同的 热交换。

至于再生材料，用于生产沥青碎石的设备通常采用从切割现有路 面所获得的材料，这些材料通常以预定的比例与新的集料混合。

为此，本发明所用的干燥器包括用于将再生材料插入到圆筒中的 插入部分，该插入部分与圆筒的中间部分连接。具体地说，插入部分 可以以其直径变化而连接至圆筒或不以其直径变化而连接至圆筒。

根据现有技术，插入部分设置在第一热交换区域和第二热交换区 域之间，从而再生材料主要通过传导和辐射经受加热。

还根据现有技术，插入部分包括形成在圆筒壁中的一个或多个径 向开口和用于从外部将再生材料导引到这些开口的供给装置。在圆筒 内部，可以设有管状结构，该管状结构与圆筒共轴并且设计成防止进 入的再生材料直接穿过燃烧烟雾，从而使再生材料沿着圆筒的侧向壁 在切线方向上转移(例如参见专利EP1624109)。

但是，所有这些类型的现有技术干燥器(不论是逆流式的或是顺 流式的)都存在缺点。

具体地说，所有现有技术设备对于使用再生材料的可能性都存在 限制。在高于大约15-20％的预定限度的情况下，包含在再生材料中 的沥青通常使得材料压紧在一起，从而附着到叶片和圆筒。

现有技术设备的第二个缺点在于这样的事实，即它们不能保证热 的集料和所加入的冷的切割材料的良好混合，从而意味着在切割材料 中温度分布非常不均匀，由此造成形成对环境有害的排放物。

发明内容

在该情况下，形成本发明基础的技术目的在于提供用于采用再生 材料生产沥青碎石的设备的旋转干燥器，所述旋转干燥器克服了上述 缺点。

具体地说，本发明的技术目的在于提供用于生产沥青碎石的设备 的旋转干燥器，该干燥器与现有设备相比允许使用更多量的再生材料。

本发明的技术目的还在于提供用于生产沥青碎石的设备的旋转干 燥器，该干燥器保证热的集料和冷的再生材料的混合比在现有技术设 备中的混合更好。

本发明的再一个技术目的在于提供用于生产沥青碎石的设备的旋 转干燥器，该干燥器保证符合环保规定，即，使得有害排放物的形成 最少。

所具体描述的技术目的和所述的目的基本上通过在所附权利要求 中所述的、用于采用再生材料生产沥青碎石的设备的旋转干燥器来实 现。

附图说明

本发明另外的特征和优点在针对用于采用再生材料生产沥青碎石 的设备的旋转干燥器的优选的非限制性的实施方案的详细说明中变得 更加清楚，所述优选的非限制性的实施方案在附图中示出，其中：

图1为根据本发明制成的干燥器的侧视图；

图2为图1的干燥器的纵向轴向剖面；

图3为图2的被切割的干燥器的轴测图；

图4示出了图3的干燥器的详细视图，其中一些部分切掉以更好 地示出其它部分；

图5示出了图3的干燥器的另外的细节；

图6为根据VI-VI线剖开的图1的干燥器的横截面，其中为了清 楚起见切掉了一些背景细节；

图7为从外部并且从图1的干燥器的中间部件顶部看的轴测图， 其中一些部分切掉以更好地示出其它部分(该圆筒是从与在图1中的 侧相对的侧看的)；以及

图8示出了图2的干燥器，示出了加热装置9。

具体实施方式

参照这些附图，附图标记1整体示出了根据本发明制成的用于采 用再生材料生产沥青碎石的设备的旋转干燥器。已知的是，干燥器1 包括第一中空旋转圆筒2，该圆筒包括第一端部3、第二端部4和从第 一端部3延伸至第二端部4的旋转轴线5。

虽然在这些附图中未示出，至少在操作中，旋转轴线5倾斜成使 得第一端部3和第二端部4处于地面上方的不同高度处。有利的是， 轴线相对于水平面的角度大约为几度(通常在2°至6°之间)，从而圆 筒2在实际中是斜倚式的。

另外，圆筒2具有预定的旋转方向，该旋转方向在所示的实施方 案中参照图6为逆时针方向。可以通过在其内部具有轴承的两个支撑 环6来使得圆筒2转动，这些支撑环6在实际中由设备机架支撑。可 以通过合适的已知类型电机驱动装置(未示出)来驱动圆筒2转动。

根据这些实施方案，圆筒2可以包括沿着整个长度具有恒定直径 的单个主体(如在这些附图中所示的那样)或者具有轴向对准并且带 有相同或不同直径的两个或更多个主体。圆筒2还具有集料进料部分 7和干燥过的材料的出料部分8，所述集料进料部分7在操作中在地面 上方最高的端部3、4处与圆筒2连接，所述出料部分8在另一个端部 3、4处与圆筒2连接。

在其中干燥器1为逆流式的这些附图中，进料部分7与第一端部 3连接，而出料部分8与第二端部4连接。

因此，示出的处于操作中的该实施方案使第一端部3高于第二端 部4。

总体而言，在圆筒2中，材料供给方向总是确定的，从进料部分 7朝出料部分8行进。

在这些附图中，进料部分7和出料部分8没有详细示出，因为它 们通常按照已知的方式包括位于圆筒2的两个端部处或位于所述两个 端部附近的入口和出口。

设有与圆筒2的第二端部4连接的、优选由燃烧器构成的加热装 置9(只在图8中可以看到)。图8示意性地示出了由燃烧器产生出的 火焰10和烟雾的流动方向11。烟雾从燃烧器朝着与圆筒2的第一端 部3连接的烟囱(未示出)运动。

圆筒2的内部在第一端部3处开始轴向地划分成其中主要通过对 流进行热交换的第一热交换区域12和其中主要通过辐射和传导进行 热交换的第二热交换区域13。具体地说，第一热交换区域12有利地 按照这样的方式形成，从而它产生出穿过燃烧烟雾的材料倾泻，而第 二热交换区域13按照这样的方式形成，从而它防止或者至少最小化了 材料和火焰10之间的干涉(因此防止材料向下倾泻)。

第一热交换区域12配备有多个材料倾卸叶片14，而在所示的实 施方案中，第二热交换区域13配备有多个材料容纳叶片15。术语“倾 卸叶片14”和“容纳叶片15”指的是能够相应地最大化和最小化在圆 筒2内的材料的倾泻的已知类型的叶片。有利的是，总体而言它们可 以采用在该说明书开始部分处所指出的已知形状。

具体地说，倾卸叶片14优选大体上由至少一个成形元件16(有 利地为金属)构成，这些成形元件沿着圆筒2的内表面18延伸，并且 具有与圆筒2的内表面18邻接的第一纵向边缘17(术语纵向理解为 参照旋转轴线5的延伸方向)和与圆筒2的内表面18间隔开的第二纵 向边缘19，从而形成叶片口部。成形元件16还具有两个侧向边缘20 (横向于纵向方向)，所述两个侧向边缘分别面向第一端部3和第二端 部4(根据材料供给方向，侧向边缘20也可以限定为前边缘和后边缘)。

下面给出了在所示实施方案中所用的各种叶片的更详细说明。

另外，如在这些附图中所示的那样，在第一端部3附近的第一热 交换区域12还配备有紧挨着一起并且成形的螺旋叶片21，所述螺旋 叶片保证了集料正确插入到圆筒2中，而第二热交换区域13在实际中 围绕着火焰10的区域中也配备有与圆筒2共轴的、成形的管状保护结 构22，但这不是本发明的一部分。

虽然不可见，但是甚至在管状保护结构22处在圆筒2的内表面 18上设有叶片。最后，在燃烧器处，第二热交换区域13配备有大体 上为径向的和纵向的其它成形叶片23，用于将材料卸载到出料部分8。

本发明所用的这种干燥器1还包括用于将切割的再生材料插入到 圆筒2中的插入部分24，该插入部分与圆筒2的中间部分连接。

虽然根据本发明在普通实施方案中插入部分24设置在第一热交 换区域12和第二热交换区域13之间，但是如图2和3所示它设置在 第一热交换区域12内。因此，根据本发明，材料倾卸叶片14的至少 第一组25在插入部分24和第二热交换区域13之间周向地安装在圆筒 2内。

在附图中，第一组25的倾卸叶片14所有都是相同的，所述倾卸 叶片14按照这样的方式安装在圆筒2内，从而它们相对于圆筒2的轴 向延伸部分都处于相同的定位中(换句话说，第一组25的倾卸叶片 14形成围绕旋转轴线5的由叶片构成的单个环)，并且它们沿着圆筒2 的圆周均匀地分布。在任意的情况下，在其它实施方案中，第一组25 的倾卸叶片14可以按照不同方式形成或布置，例如它们可以具有不同 的形状和/或尺寸，或者它们可以分成由叶片构成的两个或更多个环， 或者它们可以设置成轴向偏置，等等。

在逆流式干燥器1的情况下，与现有技术设备相比，将倾卸叶片 14设置在插入部分24的下游能够改善切割的再生材料的加热，并且 总之改善热的集料和冷的切割材料的混合，从而与现有技术干燥器相 比降低了在正被处理的材料内的温度梯度。

在所示的实施方案中，第一组25的倾卸叶片14包括成形元件16， 所述成形元件16用螺栓连接到焊接于圆筒2的内表面18的适当的L 形元件26上(图5，要注意的是在所有附图中，没有示出在各个部件 之间的焊接连接)，并且成形元件16的侧向边缘20是敞开的。

另外，有利的是，第一组25的倾卸叶片14设有多个通孔27，所 述通孔27设计成使得正被处理的材料的一部分能够通过，所述通孔在 所示的实施方案中具有菱形形状。由于这些通孔27，在旋转的第一步 骤(上升步骤)期间，由每个倾卸叶片14聚集的材料的一部分向下落， 从而混合并且由下一个倾卸叶片14收集。这样，在一些用途中，可以 进一步改善集料和再生材料的混合。

但是，根据要求，第一组25的一些或所有倾卸叶片14甚至可以 制成为没有通孔27，从而具有实心的成形元件16。在所述情况下，与 带孔倾卸叶片14相比混合减少的缺点可以通过由于所有材料都通过 对流进行加热而导致的设备热能产出增大的优点来弥补。

换句话说，第一组25的倾卸叶片14也形成有与位于插入部分24 的另一侧上的倾卸叶片14的结构类似的结构。

如图2和3所示，在所示的实施方案中，位于第一端部3和插入 部分24之间的倾卸叶片14按照三个相互径向偏置的、由叶片构成的 相继的环28而成组。另外，所有叶片形成有在实际中具有相同轮廓但 是不同长度的成形元件，这些成形元件用螺栓连接到焊接至圆筒2的 合适的L形元件26上。

最靠近进料部分7的两个由叶片构成的环28中的每个倾卸叶片 14具有在第二纵向边缘19处焊接至成形元件16的多个其它L形元件 26，所述多个其它L形元件26设计成也为L形的支撑部分29，这些 支撑部分29局部地增大了倾卸叶片14的能力。如图3和5所示，L 形部分29的长度大约为相应倾卸叶片14的长度的一半，并且它们可 选地紧固到叶片14的朝向第一端部3的部分以及叶片14的朝向第二 端部4的部分。

在未示出的其它实施方案中，干燥器1可以包括第二组倾卸叶片 14，所述第二组倾卸叶片14靠近插入部分24周向地安装在圆筒2内 并且安装在插入部分朝向第一端部3的一侧上。第二组倾卸叶片14 中的至少一些设有多个通孔27，所述多个通孔27设计成允许正被处 理的材料的一部分通过，如上面对第一组25的倾卸叶片14所述的那 样。

根据要求，干燥器1还可以包括用于减缓从进料部分7朝着出料 部分8的材料供给的减缓装置30。

在所示的实施方案中，所述减缓装置30包括固定在多个倾卸叶片 14和容纳叶片15的成形元件16的、朝向出料部分8的侧向边缘20 上的多个封闭分隔件。封闭分隔件可以完全地(例如与中间环28的容 纳叶片14连接的那些那样-图3)或者只是部分地(如在这些附图中 与在插入部分24上游的倾卸叶片的环28的侧向边缘20连接的那些那 样-图5)封闭成形元件16的侧向边缘10。相对照地，在未示出的其 它实施方案中，减缓装置30可以包括安装在圆筒2的内表面18上相 对于旋转轴线5而横向地延伸的一个或多个环形分隔件。

本发明可以与再生材料插入部分24的形状无关地实施。

但是，切割材料插入部分24优选包括：至少一个径向开口31， 所述径向开口穿过圆筒2的侧壁制成；以及位于圆筒2的外部的、用 于将切割材料供给到开口31的供给装置32。

有利的是，插入部分24还包括覆盖开口31的至少一个结构33， 所述至少一个结构33相对于材料供给方向在开口31上游紧固到圆筒 2的内表面18，沿着供给方向延伸并且在开口31的下游(也相对于供 给方向)与圆筒2的内表面18间隔开。这样，使得开口31与圆筒2 的内部连通，但是同时覆盖结构33防止了集料到达开口31。因此， 集料与再生材料的混合仅在覆盖结构33下游进行。

在未示出的第一实施方案中，开口31是环形的并且围绕着圆筒2 的整个圆周延伸。覆盖结构33也是环形的。

但是，在优选实施方案中，插入部分24包括多个径向开口31， 这些径向开口在圆筒2的内表面18上周向地分布并且由覆盖结构33 覆盖。虽然在图7中这些开口31是相互独立的，但是在其它实施方案 中这些开口可以通过形成围绕着圆筒2的整个圆周延伸的单个环形开 口并且(例如从圆筒2的内部)将它部分地覆盖以形成各个开口31 来获得。

在所示的实施方案中，覆盖结构33包括沿着圆筒2的内表面18 周向地分布的多块分隔板34，从而在每对相邻的分隔板34之间设有 至少一个径向开口31。有利的是，分隔板34形成为使得它们形成用 于将切割材料引导插入到圆筒2中的多个第一通道35。应该注意的是， 分隔板34还可以用来从内部将单个环形开口31划分成如上所述的多 个开口31。

如图5所示，在优选实施方案中，分隔板34沿着以旋转轴线5 为中心的螺旋轨迹而相对于旋转轴线5径向地延伸。它们还具有朝着 出料部分8的第一端侧36和朝着进料部分7的第二端侧37，而且它 们有利地定位成使得在圆筒2的旋转期间每块分隔板34的第二端侧 37倾斜地领先于同一分隔板34的第一端侧36(换句话说，它们定位 成使得它们形成的第一通道35在旋转的上升部分期间朝着出料部分8 倾斜)。

另外，在所示的实施方案中，覆盖结构33包括安装在开口31上 方的覆盖分隔件38，所述覆盖分隔件与开口31间隔开，并且与分隔 板34相连接。

有利的是，覆盖结构33还配备有用于从进料部分7抵达的材料的 引导供给元件39，这些引导供给元件39形成第二通道，这些第二通 道设计成引导从进料部分7抵达的材料直到所述材料与再生材料混 合。在所示的实施方案中，用于集料的引导供给元件39由相对于覆盖 分隔件38向上伸出的分隔板34形成。

在所示的实施方案中(图5和6)，切割材料供给装置32包括在 插入部分24处围绕着圆筒2的外侧形成的第一环形腔室41。多个收 集器42从圆筒2的外侧在环形腔室41内延伸，并且沿着圆筒2的外 表面周向地分布，从而在每对相邻的收集器42之间设有开口31(为 了清楚起见在图7中切除了收集器42)。用于向环形腔室41供给切割 材料的管道43通入到环形腔室41中，以便在圆筒2的一侧处供给材 料，该管道43在旋转期间向上运动(在图6中，相当近似地，通入到 环形腔室41中的供给管道43的出口与在旋转期间向上运动的圆筒2 的外侧的竖向切线基本上对准)。

另外，有利的是，收集器42在运动方向上相对于圆筒2的外表面 倾斜(或者，换句话说，相对于它们的运动轨迹位于前面)。

供给管道43还配备有可动分隔件44，该可动分隔件44设计成使 再生材料流转移到环形腔室41中(在图6中用连续线示出的位置)或 者朝第二出口45转移(在图6中用虚线示出并且在图4中可以看到的 位置)。在所示的实施方案中，通过围绕着紧固到供给管道43的铰链 46的转动来进行在两个位置之间的转换。

还应该注意的是，图7从靠近供给管道43的位置的角度示出了圆 筒2的、插入部分24所连接的部分，并且在该图中，供给装置32被 完全地移除。

干燥器1的操作直接从上面所述中得出，并且在下面参照在附图 中所示的逆流式干燥器1进行总结概括。对于其它类型的干燥器1而 言，操作类似并且具有相关的变化。

圆筒2制作成以大致在6至11转/分钟之间变化的速度转动，并 且集料通过进料部分7插入。同时，给燃烧器提供空气-燃料混合物， 并且燃烧器产生出如图8所示的火焰10。通过燃烧产生出的烟雾然后 沿着整个圆筒2流动并且通过烟囱排出。

火焰10的温度通常在1600-1300℃之间变化，同时正常行进的烟 雾温度大约在900-150℃之间变化(分别在靠近火焰10的区域中以及 在烟囱入口处)。

在这些附图中，螺旋叶片21将集料从第一端部3供给到倾卸叶片 14，倾卸叶片收集集料并且允许它们落下，从而通过燃烧烟雾而倾泻， 同时保证正确的混合。

在正常行进的情况下，再生材料插入到供给管道43中并且落到环 形腔室41的收集器42上，该收集器在再生材料向上转动期间将它收 集。收集器42的形状和圆筒2的转动的组合作用在实际中使得所有再 生材料穿过径向开口31。没有进入的任意材料在任意情况下都能够由 位于环形腔室41的底部处的排出件47收集，然后回送给供给管道43。

进入开口31的再生材料然后沿着由分隔板34形成的第一供给通 道35流动。当再生材料离开第一通道35时，它与通过也由分隔板34 形成的相应第二引导通道40从上方抵达的集料混合。

这时，集料和再生材料的混合物到达第一组25的倾卸叶片14， 在所示的实施方案中，这些叶片允许部分混合物落下，从而通过燃烧 烟雾而倾泻并且通过它们的通孔27将其一部分释放。

混合物然后由容纳叶片15收集，然后使之在管状结构22外部通 过直到它到达出料部分8，在那里它通常达到大约200℃的温度。

本发明带来了重要的优点。

由于本发明，提供了这样的旋转干燥器，该干燥器使得能够使用 比现有技术设备更多的再生材料量，因为它保证了热的集料和冷的再 生材料的更好混合，从而防止了处于再生材料中的沥青变得压紧在一 起并且堵塞干燥器。

由于再生材料在集料中更好地分布，因此可以实现材料的温度梯 度也受到限制的另外的结果。

另外，由于本发明，可以实现即使没有消除对环境有害的排放物 形成也能够使有害的排放物最少化。

还应该注意的是，本发明相对容易生产，并且甚至与实施本发明 相关的成本也不是非常高。

上述的本发明可以按照几种方式改变和调整且不会脱离本发明构 思的范围。另外，本发明的所有细节都可以用其它等同元件来替换， 并且在实际中所有使用的材料以及各种部件的形状和尺寸都可以根据 要求改变。