包裝瀝青的方法
2023-05-15 07:55:31
專利名稱：包裝瀝青的方法
技術領域：
本發明涉及在大體積的一次性運輸單元中包裝瀝青、特別是築路瀝青以在冷的狀態下運輸瀝青的方法。
背景技術：
瀝青的加工對溫度的依賴性很大，這是因為瀝青在高溫下是液體，而在低溫下是堅硬的固體；在高低溫之間，其物理狀態有很寬的過渡範圍，包括粘流態和糊狀，且在其物理狀態從固體改變為液體的同時，粘彈的瀝青性能發生很大的變化。
為了長距離運輸瀝青，使用加熱的卡車來達到這個目的是低效率的做法，因為這需要將瀝青持久地保持在其軟化點以上的溫度。而且，這些運輸車需要周密的安全防範措施，以便保護環境免於遭受瀝青洩漏所造成的危害。考慮到對環境的危害和運輸方面的高能耗，已經出現減少以液體形式運輸瀝青的趨向。
如果必須長距離運輸瀝青，則通常是把熱的液體形式的瀝青灌入薄板金屬桶並讓它冷卻，然後，或者是在在現場切開金屬桶而就是為了從桶中取出冷的瀝青，或者把瀝青加熱成液體形式傾倒出來。這兩種方法都不能令人滿意，因為一次性容器成了廢料，並且由於它們被瀝青汙染而極難處置。
因此在特定的瀝青、如屋頂瀝青和工業瀝青的情況下，已經改變做法，將瀝青包裝成容量為30千克的小單元，它們充裝在塑料薄膜中，這樣的塑料薄膜以後被熔化並和裡面的瀝青一起被加工。這些薄膜放在特殊的模具中，然後接受熱的瀝青以便固化。但是，這一方法對於大量的瀝青(如築路瀝青的情況)是難以採用的，因為這需要許多這樣的瀝青能在其中冷卻的容器。而且，由於築路瀝青的軟化點較高，通常所用的塑料薄膜不能應用於築路瀝青。
由於特別是在道路建築中需要大量瀝青，人們已經作出努力去開發比傳統的可攜帶包裝大的包裝單元。除了更容易充裝以外，這種大包裝單元具有的優點是，與傳統的小包裝單元比，大包裝單元中熔化的塑料與瀝青的比例明顯有利於瀝青。大包裝單元通常由於以下的情況而失敗將具有粘彈性能的瀝青充裝入大體積的塑料容器無法避免這樣的危險，即塑料材料被熔化掉或軟化到這樣的程度，以至於它們失去其形狀的穩定性並且發生膨脹從而開始撕裂。
人們已經知道如何將築路瀝青包裝在多層塑膠袋中，這樣的多層塑膠袋然後會與瀝青一起熔化掉。已知的包裝(美國專利5,452,800 A)是小單元的，在這個出版物中沒有提及充裝的類型或具體的充裝參數。這樣的小包裝只在用於包裝小量瀝青時是有效率的，因為包裝和運輸大量瀝青就需要相對大量的包裝材料。此外，在熔化後在瀝青中有相當部分的包裝材料。
在加工瀝青的時候，基本地應該考慮到的是，它沒有確定的熔點，而是具有一個很寬廣的從固體經過狀糊到粘流態以及最後到液態的熱過渡範圍，如開始的時候所說的那樣，這使得瀝青的粘彈性能高度依賴於溫度。
發明內容
本發明基於這樣的任務創造一種在一開始就敘述過的方法，即，也可以選擇用於大量瀝青的包裝，該包裝可以和瀝青一起熔化而不會不利地影響瀝青的質量。
根據本發明，該任務是這樣完成的製造由熔點比瀝青軟化點高20度-50度之間的柔性塑料製成的一次性包裝單元，並且在充裝之前將瀝青冷卻到接近被加工的瀝青的軟化點的溫度。這使得瀝青處於這樣的一種狀態它雖然已經是粘性的，但是仍可以泵取。在這種狀態下，瀝青在與冷的塑料外層接觸時很快冷卻，該塑料外層是良好的導熱體，它使得瀝青很快達到環境溫度；這使直接鄰近塑料薄膜的一層瀝青已經冷卻。這樣，一方面，一次性包裝單元不會被損壞，另一方面，在瀝青被充裝入冷的包裝材料後瀝青很快在側部形成一穩定坯體。在它的內部，瀝青也在慢慢地冷卻下來。
在道路建造中，通常使用的瀝青品質具有不同的軟化點RaB，其範圍在45攝氏度和最高60攝氏度之間，這種瀝青一般在約140-160℃的溫度下以液態儲存。所用的每一種品質的瀝青被冷卻到一個精確指定的充裝溫度，該溫度定義為每種瀝青各自的實際軟化點，在該溫度下瀝青雖然已經是粘稠的，但仍是可泵取的。而且，在用作包裝的塑料材料的熔點和要被加工的瀝青的加工溫度或軟化點之間有一個清晰的關係，遵守塑料材料熔點和被泵入的瀝青溫度的這個關係，就能夠實現這個所想要的「冷卻」效應，從而藉助於瀝青來保護包裝單元。
包裝材料一般選自熔點在約115-130℃的塑料，並且在充裝溫度，該塑料仍有足夠的尺寸穩定性可以接受瀝青而不被損壞。在選擇塑料時，還要考慮的是，它在常規的加工溫度(在約140-160℃)會完全熔化，而不留下任何纖維狀殘渣，因為後者會嚴重影響進一步的加工。
瀝青可通過熱油來冷卻，它的好處是，可以選擇油的溫度使它精確等於最終的瀝青溫度並在加工過程中穩定在這個值上。
總之，本發明方法的優點是，在充裝的過程中表現出精確限定的溫度狀態，因為在瀝青團的內部平均溫度是恆定的，容差在±2℃之內。因此，對於各種瀝青品質，在整個一般要連續數日的充裝過程中可以保持充裝溫度的恆定性；如此，一方面，通過使用受控的低溫度，使不利地熔化包裝塑料的危險降到最低，工作安全性得到實現；另一方面，連續的充裝不會被因材料過冷並因而固化而中斷。這就使得我們能夠實現在大體積包裝單元(約1米3)中的大體積(如50,000-100,000TPA)經濟的自動化包裝。
在實施該方法的一個優選實施例中，提供一個用來冷卻瀝青的板式熱交換器，冷卻介質和在熱交換器出口處的瀝青的溫差在10℃和25℃之間，優選的是在15℃-20℃之間。橫跨這種板式熱交換器的溫度可以很好地保持在恆定的溫度，由於熱傳導面積大，這就可以進行有效的和快速的溫度適應。為了恆溫，新近的熱交換器可以安裝加熱系統(如電熱元件)。這可用作一個預防措施，防止工廠在短期停工的時候瀝青固結在熱交換器內，如果發生固結，在重新進行瀝青加工之前就要完全拆卸平板熱交換器。而且，在充裝頭上可提供一個回管，該回管在充裝閥附近分支開來並回到儲存罐。這樣，即使充裝過程中斷，瀝青也可繼續循環，因此可以避免發生固化。通過使用加熱元件(特別是電加熱元件)可使充裝頭保持在充裝溫度，使得在充裝頭內的瀝青總是保持在液態，即使在充裝過程停止時也不會固化。
圖1是充裝工廠的總體布局圖。
具體實施例方式
請參閱圖1，1是儲存罐，在該儲存罐中用加熱裝置2可使瀝青保持在約140-160℃的儲藏溫度。一加料泵3從儲存罐1中把瀝青泵入瀝青管5，若在沒有瀝青可抽出的情況下，則瀝青通過回管4泵回儲存罐。瀝青管5通到熱交換器6，在該熱交換器6處瀝青被冷卻，然後通過充裝管7送到充裝頭8。瀝青通過充裝頭8充裝入容器9以便運輸。
通過冷卻劑循環管10，用泵11向熱交換器加入冷卻劑(在本情況下為熱油)，該冷卻劑的溫度用冷卻器12保持在所想要的值，在冷卻劑和熱交換器出口處的瀝青之間的溫差為10℃和25℃之間，優選的是在15℃和20℃之間。
13代表充裝之前的空的運輸容器，14是充裝後的滿的運輸容器。整個車間的溫度用常規的熱電偶監測，並由中心計算機控制。熱電偶和控制計算機在圖中沒有示出。
充裝是通過充裝秤上的充裝閥在電子控制下進行的。諸平板架(特別是鋼平板架)上有特別的懸吊裝置，用於接納一次性運輸單元的吊耳。一次性運輸單元由支撐裝置支撐，直到瀝青已充分穩定而不再需要支撐時為止。充裝好的容器14然後停在一個有頂棚但通風良好的地方，使瀝青以及其內部也冷卻到環境溫度。由於瀝青是良好的絕熱體，對於大約1立方米容積的容器，冷卻過程可能需要4-7天，這取決於環境溫度。
然後，可將按照這個方法充裝的容器用常規的交替工具進行運輸，如用沒有任何恆溫裝置的火車、輪船或卡車，並在到達目的地後，可以將瀝青和一次性包裝一起熔化並進行進一步加工。
權利要求
1.一種在大體積一次性運輸單元中包裝瀝青、特別是築路瀝青以在冷的狀態下運輸瀝青的方法，其特徵在於，所述的一次性包裝單元是用熔點比瀝青的軟化點高20-50℃之間的柔性塑料製成的，並且，在充裝之前將瀝青冷卻到接近該被加工的瀝青的軟化點的溫度。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，瀝青是以與熱油進行熱交換的方式被冷卻的。
3.一種實施如權利要求1或2所述的方法的車間，其特徵在於，設有板式熱交換器來冷卻瀝青，其中冷卻劑和在熱交換器出口處的瀝青之間的溫差為10-25℃，優選的是15-25℃。
4.如權利要求3所述的車間，其特徵在於，所述的板式熱交換器設有用於保持恆溫的加熱裝置，例如電加熱元件。
5.如權利要求3或4所述的車間，其特徵在於，在充裝頭上設有回管，所述回管在靠近充裝閥處分支出來並且導回儲存罐。
6.如權利要求5所述的車間，其特徵在於，所述的充裝頭通過使用加熱元件、特別是電加熱元件而保持在恆定的充裝溫度。
全文摘要
本發明提供一種在大體積一次性運輸單元中包裝瀝青、特別是築路瀝青以在冷的狀態下運輸瀝青的方法。為了使這樣的一次性運輸單元能夠被精確地充裝並加工，它們用熔點比瀝青的軟化點高 20℃－50℃之間的柔性塑料製成，並且，在充裝之前將瀝青冷卻到接近其相應的軟化點的溫度。實施這個方法的車間設有板式熱交換器，用來冷卻瀝青。在該平板熱交換器中，冷卻劑和在熱交換器出口處的瀝青之間的溫差保持在10℃－25℃的範圍內。
文檔編號B65B3/12GK1738745SQ200380108935
公開日2006年2月22日 申請日期2003年11月19日 優先權日2002年11月22日
發明者A·波納 申請人:坡納工程局有限公司