Brevet FR2777299A1 — publié le 19991015

La présente invention a pour objet une unité de production d'asphalte. Elle se rapporte d'une manière générale à l'élaboration d'asphalte dit "synthétique" destiné aux revêtements de voirie de type trottoirs ou chaussées urbaines, aux dallages industriels, aux revêtements spéciaux de type "chambres froides", etc. L'asphalte "synthétique" est produit à l'aide de pétrins-malaxeurs chauffés alimentés d'une part en bitume à partir d'une citerne chauffée elle aussi et, d'autre part, en produits en vrac (poudre d'asphalte, agrégats et filler calcaire) provenant généralement de trémies stockeuses doseuses. En raison de leur conception, les installations classiques de fabrication d'asphalte "synthétique" doivent être équipées d'un four sécheur et d'un système de dépoussiérage. En outre, ce type d'installation nécessite, en plus des brûleurs de chauffage des pétrins-malaxeurs, un brûleur pour la citerne à bitume, et un brûleur pour le four sécheur, ce qui entraîne une consommation importante d'énergie. Le dispositif selon la présente invention a pour objectif de remédier à cet état de choses. Il permet en effet une réduction des investissement par la suppression du four sécheur et du système de dépoussiérage, ainsi qu'une diminution sensible de besoins d'énergie grâce à la suppression des brûleurs de la citerne à bitume et du four sécheur. Il est constitué d'une unité de production d'asphalte sans four sécheur ni système de dépoussiérage dans laquelle la citerne à bitume et les trémies de stockage et de dosage des agrégats et du filler calcaire sont calorifugés et chauffés au moyen d'un réseau de tuyaux dans lequel circule un fluide caloporteur chauffé dans un faisceau de tubes disposés sur le parcours des gaz brûlés provenant de la chambre de chauffe des pétrins- malaxeurs comportant également un calorifugeage. Sur les dessins schématiques annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif d'une des formes de réalisation de l'objet de l'invention: les figures 1 et 2 représentent l'ensemble de l'installation vue respectivement en plan et en élévation, la figure 3 est une coupe transversale agrandie d'un pétrin-malaxeur, la figure 4 est une coupe verticale également agrandie des trémies de stockage et de dosage des agrégats et les figures 5 et 6 sont des coupes respectivement longitudinale et transversale, à des échelles différentes, d'une vis d'extraction de filler calcaire. Le dispositif, figures 1 à 6, est constitué d'une structure de fabrication 1 de l'asphalte, d'un ensemble de stockage et de dosage 2 d'éléments en vrac desservi par un chariot 3 alimentant une benne mobile 4 élévatrice, d'une citerne à bitume 5 et d'un réseau de conduits 6 véhiculant un fluide caloporteur. La structure de fabrication 1 est équipée pour l'essentiel de deux pétrins malaxeurs 7 à enveloppe calorifugée 8 comportant en partie basse une chambre de chauffe 9 avec un brûleur 10 au gaz naturel, surmontée d'une cuve 11 chaudronnée en acier réfractaire spécial haute température, traversée par un arbre longitudinal 12 en acier portant un jeu de bras avec palettes réglables en extrémité également en acier, l'arbre longitudinal étant entraîné à une vitesse de rotation de l'ordre de 4 à 6 tours/mn par un ensemble électro-mécanique avec système d'accouplement hydraulique. Deux réseaux 13 de tubes de 50 mm de diamètre situés dans les flan'cs des pétrins malaxeurs 7 et placés dans l'évacuation des gaz brûlés 14 permettent de chauffer le fluide caloporteur circulant dans les conduits 6. L'ensemble de stockage et de dosage 2 d'éléments en vrac comporte successivement une trémie à froid 15 "prédoseuse" de poudre d'asphalte naturel positionnée en bout de ligne de l'installation, trois trémies de stockage d'agrégats 16 (sable et gravillons) d'une capacité unitaire de 4 m3 et deux silos 17 d'une capacité unitaire de 25 m3 de stockage et distribution du filler calcaire. Les trémies de stockage d'agrégats 16 sont isolées thermiquement par une paroi calorifugée 18 et réchauffées par un faisceau 19 de tubes acier d'un diamètre de 50 mm transportant le fluide caloporteur d'une température de 200 C. L'échange thermique permet d'évacuer l'humidité des matériaux et de porter ceux-ci à une température comprise entre 130 et 150 C. L'extraction des agrégats s'effectue à la base des trémies de stockage 16 par un transporteur caoutchouc incliné résistant aux hautes températures. Les agrégats sont acheminés dans des trémies de dosage 21 appelées "prédoseurs" permettant ainsi leur remplissage avant la préparation des pesées. Les "prédoseurs" sont réchauffés dans leur flanc par un faisceau 19' de tubes de diamètre de 50 MM transportant le fluide caloporteur et disposés à l'intérieur d'une paroi calorifugée 18'. L'extraction du filler calcaire des silos 17 s'effectue par des vis d'extraction 22 à alvéoles positionnées au-dessus du chariot 3 et pourvues en partie basse d'un faisceau 19" de tubes parcourus par le fluide caloporteur et isolés de l'extérieur par une paroi isolante 18", les cônes des silos étant eux aussi réchauffés. La température du filler est de 100 C environ. L'acheminement des produits en vrac vers le pétrinmalaxeur 7 sélectionné s'effectue au moyen du chariot 3 passant sous les trémies 15, 16 et silos 17 et se déversant dans la benne mobile élévatrice 4 guidée par un chemin de roulement et tirée par un cable monté sur un moto-treuil 23. La citerne à bitume 5, d'une contenance de 50 m3 est positionnée perpendiculairement au circuit des agrégats, de la poudre d'asphalte naturel et du filler, et dans l'environnement arrière des pétrinsmalaxeurs 7. Elle est équipée à sa base d'un tunnel de réchauffement30 traversé par un réseau tubulaire de diamètre 50 mm véhiculant le fluide caloporteur. Un groupe moto-pompe 24 envoie le bitume vers un receveur pondéral 25 situé au-dessus des pétrins malaxeurs 7. Un circuit "trop plein" 26 assurant le retour vers la citerne 5. Le circuit bitume arrivée et retour ainsi que le receveur pondérai sont suivis par un traceur de fluide caloporteur. Après le pesage du bitume, l'injection se fait sur le pétrin malaxeur 7 sélectionné. Le réseau de conduits 6 transportant le fluide caloporteur est constitué dans toute l'installation de tubes en acier de 50 mm de diamètre pourvus d'une coquille de laine de roche recouverte d'aluminium pour toutes les parties extérieures. Chaque coude est constitué d'une bride démontable aux fins de nettoyage et de vérification périodique. Ce réseau se réchauffe dans les flancs des pétrins malaxeurs 7 en récupérant la chaleur des gaz brûlés 14 (350/400 C) en provenance de la chambre de combustion 9. Cet échange thermique permet de monter la température du fluide caloporteur à 220 C environ. Cette température assure le réchauffement du stockage bitume à une température voisine de 150 C (pompabilité du bitume à 130 C) ainsi que'celui du filler et des agrégats. Le fluide caloporteur est mis en circulation par deux pompes de transfert 27, 28 placées en amont et en aval des pétrins-malaxeurs 7. Un vase d'expansion est situé à la partie supérieure du réseau sur le plancher du 2ème niveau au-dessus des pétrins malaxeurs, et Une citerne de récupération du trop plein et des vidanges est prévue en position enterrée. Le réseau est en outre doté d'un circuit parallèle de délestage dit "de refroidissement". L'ensemble de l'installation est piloté par un logiciel informatique assurant en particulier la synchronisation des différentes opérations de dosage et d'acheminement des produits en vrac, ainsi que la compensation automatique, par l'équivalence en provenance des trémies de stockage 16, des quantités extraites des prédoseurs 21. Les vis d'extraction 22 du filler calcaire sont également asservies par le logiciel. La structure de fabrication 1 ainsi que l'ensemble de stockage et de dosage 2 d'éléments en vrac (agrégats, filler, poudre d'asphalte naturel) sont constitués d'éléments de charpente métallique avec toiture en bac acier sec. L'installation est complétée par une salle de contrôle 29, constitué d'un élément monobloc préfabriqué comportant un synoptique de toute l'unité de production et abritant les logiciels informatiques de dosage des produits en vrac et du bitume. Un petit-laboratoire de chantier est installé dans la même pièce. Il est composé d'indentomètres informatisées, d'étuve, de tamis, de passoires, de thermomètres, de contrôle des bains et d'un appareil destiné à mesurer la pénétration des bitumes livrés par les pétroliers. Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des dispositifs similaires. REVENDICATIONS 1 . Unité de production d'asphalte, destinée à l'élaboration de produits utilisés par exemple pour les revêtements de trottoirs ou de chaussées urbaines, les dallages industriels, les revêtements spéciaux de type "chambres froides", du type comportant des pétrins- malaxeurs (7) chauffés alimentés d'une part en bitume à partir d'une citerne (5) chauffée elle aussi et, d'autre part, en produits en vrac (poudre d'asphalte, agrégats et filler calcaire) provenant de trémies de stockage (15, 16) ou de silos (17) équipées de moyens de dosage, caractérisée en ce que la citerne à bitume (5), les trémies de stockage (16) et de dosage (21) des agrégats ainsi que les vis d'extraction (22) et les cônes des silos (17) de filler calcaire sont pourvus de parois calorifugées (18, 18', 18") et chauffés au moyen d'un ensemble de conduits (6) dans lesquels circule un fluide caloporteur chauffé dans un réseau de tubes (13) disposés sur le parcours des gaz brûlés (14) provenant de la chambre de chauffe (10) des pétrins-malaxeurs (7) comportant également une enveloppe calorifugée (8). 2 . Unité de production d'asphalte selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que le réseau de conduits (6) transportant le fluide caloporteur est constitué de tubes en acier de 50 mm de diamètre pourvus d'une coquille de laine de roche recouverte d'aluminium pour toutes les parties extérieures, chaque coude étant constitué d'une bride démontable aux fins de nettoyage et de vérification périodique. 3 . Unité de production d'asphalte selon la revendication 2, se caractérisant par le fait que le réseau de conduits (6) transportant le fluide caloporteur comporte deux pompes de transfert (27, 28) placées en amont et en aval des pétrins-malaxeurs (7), un vase d'expansion situé au-dessus desdits pétrins-malaxeurs, une citerne enterrée de récupération du trop plein et des vidanges et un circuit parallèle de délestage. 4 . Unité de production d'asphalte selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que le réseau de conduits (6) véhiculant le fluide caloporteur est agencé de manière à ce que le dit fluide soit chauffé dans les pétrins- malaxeurs (7) à 220 C environ et élève la température du bitume de la citerne (5) à une valeur de l'ordre de 150 C, celle des agrégats à une valeur comprise entre 130 et 150 C et celle du filler calcaire à environ 100 C. . Unité de production d'asphalte selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'elle est équipée de deux pétrins malaxeurs (7) comportant une chambre de chauffe (9) située en partie basse avec brûleur (10) au gaz naturel, et chacun deux réseaux (13) de tubes de 50 mm de diamètre situés dans les flancs desdits pétrins malaxeurs et placés dans l'évacuation des gaz brûlés (14). 6 . Unité de production d'asphalte selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que la citerne à bitume (5) est équipée à sa base d'un tunnel de réchauffement traversé par un réseau tubulaire de diamètre 50 mm véhiculant le fluide caloporteur, un groupe moto-pompe (24) envoyant le bitume vers un receveur pondéral (25) situé au-dessus des pétrins-malaxeurs (7) et un circuit de trop plein (26) assurant le retour vers la citerne (5), le circuit bitume arrivée et retour ainsi que le receveur pondérai étant suivis par un traceur de fluide caloporteur. 7 . Unité de production d'asphalte selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les cônes des silos (17) de filler calcaire sont réchauffés. 8 . Unité de production d'asphalte selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'elle est pilotée par un logiciel informatique assurant en particulier la synchronisation des opérations de dosage et d'acheminement des produits en vrac, la compensation automatique, par l'équivalence en provenance des trémies de stockage (16), des quantités extraites des prédoseurs (21), et le fonctionnement des vis d'extraction (22) du filler calcaire. 9 . Unité de production d'asphalte selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que l'acheminement des produits en vrac vers les pétrins-malaxeurs (7) s'effectue au moyen d'un chariot (3) passant sous les trémies de stockage et de dosage (15, 16, 22) de la poudre d'asphalte et des agrégats et les silos (17) de filler calcaire, et se déversant dans une benne mobile élévatrice (4) guidée par un chemin de roulement et tirée par un câble monté sur un moto-treuil (23).