Aparato y método para una planta de asfalto de mezclado en caliente que usa un alto porcentaje de productos asfálticos recirculados.

Planta (100) de asfalto de mezclado en caliente para producir asfalto de mezclado en caliente usando productos asfálticos recirculados (RAP),

comprendiendo dicha planta (100):

(a) una primera secadora (102) que incluye un tambor (12) y adaptada para recibir y mezclar agregados vírgenes y finos de RAP;

(b) un primer conjunto (104) de quemador adaptado para producir una llama de quemador y calentar y secar los agregados vírgenes en la primera secadora (102);

(c) una segunda secadora (130) adaptada para recibir RAP gruesos;

(d) un segundo conjunto (132) de quemador adaptado para producir una llama de quemador y calentar y secar los RAP gruesos en la segunda secadora (130);

(e) una amasadora (116) adaptada para recibir los agregados vírgenes y los finos de RAP desde la primera secadora (102) y los RAP gruesos desde la segunda secadora (130) y mezclar los agregados vírgenes, los finos de RAP y los RAP gruesos para producir asfalto de mezclado en caliente (HMA),

caracterizada porque:

(i) la planta (100) de asfalto de mezclado en caliente es para producir asfalto de mezclado en caliente usando un alto porcentaje de hasta el 80% de RAP;

(ii) los finos de RAP son RAP que tienen un tamaño de aproximadamente 4,8 mm (3/16 pulgadas) o menor;

(iii) los RAP gruesos son RAP que tienen un tamaño de más de aproximadamente 4,8 mm (3/16 pulgadas);

y

(iv) dicha planta (100) incluye además medios para controlar las proporciones de RAP de tamaño diferente usados para producir el asfalto de mezclado en caliente.

Campo de la invención

La presente invención se refiere de manera general a plantas de asfalto de mezclado en caliente adaptadas para producir asfalto de mezclado en caliente, y particularmente a plantas de asfalto de mezclado en caliente que usan un alto porcentaje de productos asfálticos recirculados para producir asfalto de mezclado en caliente.

Antecedentes y descripción de la técnica anterior

Se conoce mezclar productos asfálticos recirculados ("RAP") con agregado virgen para producir asfalto de mezclado en caliente ("HMA"). Normalmente, en primer lugar se calienta el agregado virgen y se seca en un tambor rotatorio de una secadora a contraflujo y después se mezcla con RAP y asfalto líquido en una cámara de mezclado separada de la secadora a contraflujo para formar una mezcla de asfalto caliente adecuada para pavimentar. Una secadora a contraflujo de este tipo, fabricada por Astee Industries, Inc. y conocida comúnmente como "secadora de doble cuba", se ilustra esquemáticamente en la figura 1. La secadora 1 a contraflujo ¡lustrada en la figura 1 comprende un tambor 12 interno y una camisa 14 externa fija montados en un armazón 16 común de una manera inclinada. El tambor 12 interno está montado de manera rotatoria en el armazón 16 mediante una pluralidad de cojinetes 18 y se acciona para rotar mediante un motor 2 adecuado. Un quemador 22 dirige una llama 24 de manera generalmente axial dentro del interior del tambor 12 interno.

El tambor 12 interno tiene en su primer extremo 26 (superior) una entrada 28 de agregado virgen y una salida 3 de productos de combustión y tiene en su segundo extremo 32 (inferior) una pluralidad de aberturas 34 que forman salidas de agregado virgen calentado y secado. El tambor 12 interno también soporta una pluralidad de paletas 36

que se extienden al interior de una cámara 38 de mezclado formada entre el tambor 12 Interno y la camisa 14

externa. El interior del tambor 12 interno está funcionalmente separado en una zona de combustión ubicada en la proximidad de la llama 24 del quemador y una zona de secado ubicada entre la zona de combustión y el primer extremo 26 del tambor 12.

La camisa 14 externa está separada del tambor 12 Interno por una distancia suficiente como para formar una cámara 38 de mezclado que es lo suficientemente ancha como para proporcionar espacio para las paletas 36. La camisa 14 externa tiene una entrada 4 de RAP superior, una entrada 42 de agregado virgen que actúa

conjuntamente con las aberturas 34 del tambor 12 interno, y una salida 44 de mezcla de asfalto. La camisa 14

externa también recibe equipo adecuado (no mostrado) para inyectar asfalto líquido en el interior de la cámara 38 de mezclado.

En uso, se alimenta agregado virgen al interior de la entrada 28 de agregado virgen del tambor 12 interno mediante un transportador 46 adecuado y se calienta y se seca a medida que se desplaza hacia abajo a través del tambor 12 inclinado contrario a la dirección de la llama 24 del quemador 22. El agregado calentado y secado en el segundo extremo 32 del tambor 12 cae a través de aberturas 34 en el tambor 12, a través de la entrada 42 en la camisa 14, y al interior de la cámara 38 de mezclado. Se alimenta RAP simultáneamente al interior de la cámara 38 de mezclado desde la entrada 4 de la camisa mediante un transportador 48 adecuado y se mezcla mediante las paletas 36 con el agregado virgen calentado y secado. Normalmente también se inyecta asfalto líquido en este momento, formando así una mezcla de pavimentado de asfalto. Además de mezclar el agregado virgen, RAP y asfalto líquido, las paletas 36 también transportan la mezcla resultante a la salida 44 de la cámara de mezclado, en la que se descarga la mezcla de la secadora 1 a contraflujo. Los productos de combustión formados durante el funcionamiento de la secadora 1 a contraflujo suben fuera del tambor 12 interno a través de la salida 3 y se transportan a un dispositivo aguas abajo tal como una cámara de filtros.

También se conoce usar una secadora a contraflujo en combinación con una secadora a flujo paralelo para producir HMA. Las plantas de HMA convencionales que emplean una secadora a contraflujo y una a flujo paralelo usan la secadora a flujo paralelo para calentar y secar los RAP, y la secadora a contraflujo para calentar y secar el agregado virgen y para mezclar el agregado virgen con cemento de asfalto líquido.

Sin embargo, las plantas de asfalto de mezclado en caliente convencionales que usan secadoras a contraflujo y/o secadoras a flujo paralelo para producir HMA presentan varias desventajas. Por ejemplo, las plantas convencionales están limitadas en cuanto al porcentaje de RAP que puede usarse para producir HMA. Las plantas convencionales también generan y emiten humo y otras emisiones dañinas producidas por RAP. Es caro hacer funcionar las plantas convencionales y producen HMA que tiene calidad inferior. Además, las plantas convencionales requieren colocar cargas de calentamiento y secado significativas en la secadora a flujo paralelo. Todavía adicionalmente, las plantas convencionales no recirculan una gran proporción de los gases producidos por la secadora a flujo paralelo. Además, las plantas convencionales no separan RAP según la granulometría. Las plantas convencionales tampoco controlan las características del HMA producido por la planta mediante control de la granulometría de RAP usada. Además, las

plantas convencionales no Introducen en RAP en diferentes secadoras dependiendo de la granulometrfa de los RAP. Todavía adicionalmente, las plantas convencionales no reducen suficientemente las partículas de RAP transportadas por el aire o la adhesión entre partículas de RAP y el equipo de la planta.

Por tanto, sería deseable que pudiera proporcionarse un aparato y método para una planta de asfalto de mezclado en caliente que usen un alto porcentaje de RAP. También sería deseable que pudiera proporcionarse una planta de este tipo que reduzca el humo y otras emisiones dañinas producidas por RAP. Sería adicionalmente deseable que pudiera proporcionarse una planta de este tipo que produzca asfalto de mezclado en caliente de alta calidad, rentable. Sería todavía adicionalmente deseable que pudiera proporcionarse una planta de este tipo que reduzca las cargas de calentamiento y secado colocadas en la secadora a flujo paralelo. Además, sería deseable que pudiera proporcionarse una planta de este tipo que recircule una gran proporción de los gases producidos por la secadora a flujo paralelo. También sería deseable que pudiera proporcionarse una planta de este tipo que separe RAP según la granulometrfa. Sería adicionalmente deseable que pudiera proporcionarse una planta de este tipo que controle las características del HMA producido por la planta mediante control de la granulometría de RAP usada. Sería todavía adicionalmente deseable que pudiera proporcionarse una planta de este tipo que introduzca RAP en diferentes secadoras dependiendo de la granulometría de los RAP. Adicionalmente, sería deseable que pudiera proporcionarse una planta de este tipo que reduzca las partículas de RAP transportadas por el aire. También sería deseable que pudiera proporcionarse una planta de este tipo que reduzca la adhesión entre partículas de RAP y el equipo de la planta.

En la patente US 461955 se da a conocer una planta de asfalto de mezclado en caliente de la técnica anterior adicional (en la que se basan los preámbulos de las reivindicaciones independientes de aparato y de método). La planta tiene las características expuestas en el preámbulo de la reivindicación 1.

Ventajas de las realizaciones preferidas de la invención

Por consiguiente, una ventaja de las realizaciones preferidas de la invención descritas en el presente documento es proporcionar un aparato y método para una planta de asfalto de mezclado en caliente que usa un alto porcentaje de RAP. Una ventaja de las realizaciones preferidas de la invención también es reducir el humo y otras emisiones dañinas producidas por RAP. Otra ventaja de las realizaciones preferidas de la invención es producir asfalto de mezclado en caliente de alta calidad, rentable. Una ventaja adicional de las realizaciones preferidas de la invención es reducir las cargas de calentamiento y secado colocadas en la secadora a flujo paralelo. Una ventaja todavía adicional de las realizaciones preferidas de la invención es recircular una gran proporción de los gases producidos por la secadora a flujo paralelo. Además, una ventaja de las realizaciones preferidas de la invención es separar RAP según la granulometría. Una ventaja de las realizaciones preferidas de la invención también es controlar las características de asfalto de mezclado en caliente producido por la planta... [Seguir leyendo]

Planta (1) de asfalto de mezclado en caliente para producir asfalto de mezclado en caliente usando productos asfálticos reclrculados (RAP), comprendiendo dicha planta (1):

(a) una primera secadora (12) que Incluye un tambor (12) y adaptada para recibir y mezclar agregados vírgenes y finos de RAP;

(b) un primer conjunto (14) de quemador adaptado para producir una llama de quemador y calentar y secar los agregados vírgenes en la primera secadora (12);

(c) una segunda secadora (13) adaptada para recibir RAP gruesos;

(d) un segundo conjunto (132) de quemador adaptado para producir una llama de quemador y calentar y secar los RAP gruesos en la segunda secadora (13);

(e) una amasadora (116) adaptada para recibir los agregados vírgenes y los finos de RAP desde la primera secadora (12) y los RAP gruesos desde la segunda secadora (13) y mezclar los agregados vírgenes, los finos de RAP y los RAP gruesos para producir asfalto de mezclado en callente (HMA),

caracterizada porque:

(i) la planta (1) de asfalto de mezclado en caliente es para producir asfalto de mezclado en caliente usando un alto porcentaje de hasta el 8% de RAP;

(ii) los finos de RAP son RAP que tienen un tamaño de aproximadamente 4,8 mm (3/16 pulgadas) o menor;

(iii) los RAP gruesos son RAP que tienen un tamaño de más de aproximadamente 4,8 mm (3/16 pulgadas);

y

(iv) dicha planta (1) incluye además medios para controlar las proporciones de RAP de tamaño diferente usados para producir el asfalto de mezclado en caliente.

Planta (1) de asfalto de mezclado en caliente según la reivindicación 1, en la que la primera secadora (12) es una secadora a contraflujo adaptada para recibir agregados vírgenes en un extremo de la secadora opuesto al primer conjunto (14) de quemador.

Planta (1) de asfalto de mezclado en caliente según la reivindicación 1, en la que la primera secadora (12) es una secadora a contraflujo adaptada para recibir finos de RAP en una cámara (38) de mezclado y mezclar los agregados vírgenes con los finos de RAP en la cámara (38) de mezclado.

Planta (1) de asfalto de mezclado en callente según la reivindicación 1, en la que la segunda secadora (13) es una secadora a flujo paralelo adaptada para recibir RAP gruesos en un extremo de la segunda secadora (13) adyacente al segundo conjunto (132) de quemador.

Planta (1) de asfalto de mezclado en callente según la reivindicación 1, en la que los finos de RAP se transportan hasta la primera secadora (12) desde un compartimento (16) de finos de RAP por medio de un transportador (18) de finos de RAP, los agregados vírgenes se transportan hasta la primera secadora (12) desde un compartimento (11) de agregado virgen por medio de un transportador (112) de agregado virgen, y los RAP gruesos se transportan hasta la segunda secadora (13) desde un compartimento (134) de RAP gruesos por medio de un transportador (136) de RAP gruesos.

Planta (1) de asfalto de mezclado en callente según la reivindicación 5, en la que se proporciona un tamiz (114) preliminar a lo largo del transportador (112) de agregado virgen, estando dicho tamiz (114) preliminar adaptado para eliminar material sobredlmenslonado de los agregados vírgenes.

Planta (1) de asfalto de mezclado en callente según la reivindicación 1, en la que los finos de RAP y los agregados vírgenes se transportan desde la primera secadora (12) hasta la amasadora (116) por medio de una rampa (118) empinada, y los RAP gruesos se transportan desde la segunda secadora (13) hasta la amasadora (116) por medio de una rampa (138) vertical.

Planta (1) de asfalto de mezclado en callente según la reivindicación 1, en la que el escape se transporta desde la primera secadora (12) hasta una cámara (12) de filtros por medio de un primer tubo (122) de escape, y el escape de la segunda secadora (13) se transporta desde la segunda secadora (13) hasta la cámara (12) de filtros por medio de un segundo tubo (122A) de escape.

9. Planta (1) de asfalto de mezclado en caliente según la reivindicación 1, en la que la amasadora (116) está adaptada para recibir cemento de asfalto líquido y mezclar dicho cemento de asfalto líquido con la combinación de RAP gruesos, finos de RAP y agregados vírgenes para producir asfalto de mezclado en caliente (HMA).

1. Planta (1) de asfalto de mezclado en caliente según la reivindicación 1, en la que un transportador (14) de arrastre transporta asfalto de mezclado en caliente desde la amasadora (116) hasta un silo (142) de HMA.

11.

12.

13.

14.

Planta (2) de asfalto de mezclado en caliente según la reivindicación 1, que comprende además un sistema de recirculación de gas adaptado para recircular una parte del escape desde la segunda secadora (23) y producir una corriente de gas recirculada, comprendiendo dicho sistema de reclrculaclón de gas:

(a) un calentador (252) de aire dispuesto adyacente al segundo conjunto (232) de quemador y adaptado para recibir la corriente de gas reclrculada;

(b) un tubo (244, 245, 246) de reclrculación de gas adaptado para transportar la corriente de gas recirculada desde la segunda secadora (23) hasta el calentador (252) de aire;

(c) un ventilador (25) de recirculación de gas adaptado para impulsar la corriente de gas recirculada hacia el calentador (252) de aire; y

(d) un ciclón (248) separador adaptado para eliminar polvo y partículas de RAP de la corriente de gas recirculada y transportar dicho polvo y partículas de RAP hasta la amasadora (216).

Planta (2) de asfalto de mezclado en caliente según la reivindicación 11, en la que el sistema de reclrculaclón de gas comprende además un soplador (124) de polvo adaptado para soplar polvo al interior del calentador (252) de aire.

Planta (2) de asfalto de mezclado en caliente según la reivindicación 1, en la que el tambor (12) de la primera secadora (12) es un tambor (12) interno que soporta una pluralidad de paletas (36) que se extienden al interior de una cámara (38) de mezclado formada entre el tambor (12) interno y una camisa (14) externa y separada de la llama de quemador producida por el primer conjunto (14) de quemador; y la primera secadora (12) está adaptada para mezclar los finos de RAP y los agregados vírgenes en la cámara (38) de mezclado separada de la llama de quemador producida por el primer conjunto (14) de quemador.

Método para producir asfalto de mezclado en callente (HMA) usando productos asfálticos recirculados (RAP), comprendiendo dicho método:

(a) proporcionar una planta (1) de asfalto de mezclado en callente adaptada para producir asfalto de mezclado en callente usando RAP, comprendiendo dicha planta (1):

(1) una primera secadora (12) adaptada para recibir y mezclar agregados vírgenes y finos de RAP;

(2) un primer conjunto (14) de quemador adaptado para producir una llama de quemador y calentar y secar los agregados vírgenes en la primera secadora (12);

(3) una segunda secadora (13) adaptada para recibir RAP gruesos; y

(4) un segundo conjunto (132) de quemador adaptado para producir una llama de quemador y calentar y secar los RAP gruesos en la segunda secadora (13);

(b) transportar los agregados vírgenes hasta la primera secadora (12);

(c) calentar y secar los agregados vírgenes en la primera secadora (12);

(d) transportar los finos de RAP hasta la primera secadora (12);

(e) mezclar los agregados vírgenes y los finos de RAP en la primera secadora (12);

(f) transportar los RAP gruesos hasta la segunda secadora (13);

(g) calentar y secar los RAP gruesos en la segunda secadora (13);

(h) mezclar los RAP gruesos, los finos de RAP y los agregados vírgenes para producir asfalto de mezclado

en caliente (HMA), caracterizado porque:

(i) la planta (1) de asfalto de mezclado en caliente produce asfalto de mezclado en caliente usando un alto porcentaje de hasta el 8% de RAP;

(¡I) los finos de RAP son RAP que tienen un tamaño de aproximadamente 4,8 mm (3/16 pulgadas) o menor; (i¡¡) los RAP gruesos son RAP que tienen un tamaño de más de aproximadamente 4,8 mm (3/16 pulgadas);

y

(iv) el método incluye controlar las proporciones de RAP de tamaño diferente usados para producir el asfalto de mezclado en callente.

Método según la reivindicación 14, que comprende además:

(i) añadir cemento de asfalto líquido a la mezcla de RAP gruesos, finos de RAP y agregados vírgenes.

Método según la reivindicación 14, en el que la planta (1) de asfalto de mezclado en caliente adaptada para producir asfalto de mezclado en callente (HMA) usando un alto porcentaje de hasta el 8% de RAP comprende además una amasadora (116), adaptada para recibir y que recibe los agregados vírgenes y los finos de RAP desde la primera secadora (12) y los RAP gruesos desde la segunda secadora, y mezcla los agregados vírgenes, los finos de RAP y los RAP gruesos para producir asfalto de mezclado en caliente (HMA), y el método comprende además:

(I) transportar los agregados vírgenes y los finos de RAP desde la primera secadora (12) hasta la amasadora (116);

(j) transportar los RAP gruesos desde la segunda secadora (13) hasta la amasadora (116); y

(k) mezclar los RAP gruesos, los finos de RAP y los agregados vírgenes en la amasadora (116) para producir asfalto de mezclado en caliente (HMA).

Método según la reivindicación 14, en el que el tambor (12) de la primera secadora (12) es un tambor (12) Interno que soporta una pluralidad de paletas (36) que se extienden al Interior de una cámara (38) de mezclado formada entre el tambor (12) Interno y una camisa (14) externa y separada de la llama de quemador producida por el primer conjunto (14) de quemador; y la primera secadora (12) mezcla los finos de RAP y los agregados vírgenes en la cámara (38) de mezclado separada de la llama de quemador producida por el primer conjunto (14) de quemador.