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Verfahren züm Herstellen von Eisblöcken Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren zum Herstellen von. Eisblöcken und eine Vorrichtung zum Ausübendes
Verfahrens.
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Es ist ein Verfahren zum Herstellen von Blockeis in stationären Formen
unter Verwendung eines die Formen umspülenden Kältemittels bekannt, bei dem das
Kältemittel nach Fertigstellen der Eisblöcke einem besonderen Aufnehmer zugeführt
wird und ,die Eisblöcke durch Einführen eines Abtaumittels in die sie umgebenden
Zellen abgetaut werden und, nachdem sie infolge ihrer Schwerkraft nach unten wegbefördert
wurden, das Kältemittel wieder in die Zellen zurückgeführt wird.
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Ferner gibt es ein Verfahren zum Herstellen von Eisblöcken, bei welchem
eine Batterie von mit Wasser gefüllten Behältern von oben her in eine Kühlsole
eingesenkt wird, in welcher die Behälter in waagerechter Richtung stehend hindurchwandern
und am Ende der Wanderung aus der Kühlsole herausgehoben und in einen mit warmem
Wasser gefüllten Behälter gesenkt und dort abgetaut werden, worauf die Behälterbatterie
umgekippt wird und die fertigen Eisblöcke auf eine Rutsche gelangen.
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Ferner gibt es ein Verfahren zum Herstellen von Blockeis, .das als'
Raketenverfahren. bezeichnet wird, bei .dem der mit Kühlzylindern versehene Ve@rdampfer
in einem Wasserbad liegt. In dem Zylinder gefriert das Wasser durch direkte. Verdampfung
des Kältemittels. Nach .dem Gefrieren treten durch Umschalten warme Kältemittelgase
in den Verdampfer, und die fertigen Eisblöcke schießen infolge ihres geringen spezifischen
Gewichtes gegenüber dem Wasser nach oben und werden entfernt.
Der
Vollständigkeit halber sei noch auf ein bekanntes Verfahren hingewiesen, bei .dem
es sich jedoch nicht um die Herstellung von Blockeis handelt; bei .diesem bekannten
Verfahren wird eine Mehrzahl von, dünnen Zylindern und feststehenden Röhren von
einem Kältemittel umspült, und das Eis in den Röhren wird fortlaufend an .den unteren
Enden der Röhre abgesplittert.
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Die Erfindung ist auf die Herstellung von Blockeis abgestellt. Sie
bezweckt, in erster Linie ein Verfahren. und Vorrichtungen zur Herstellung von Blockeis
zu schaffen, wodurch die Blockeisherstellung gegenüber .den bekannten Verfahren
beschleunigt wird. Weiterhin wird mit der Erfindung bezweckt, die Blockeisherstellung
in vollautomatisch arbeitenden Betrieben durchzuführen. Auch der vollautomatische
Betrieb von. Eis-erzeugungsanlagen unter Verwendung je eines Sole- und Kühlraumthermostaten,
wovon der erste die Sole und der zweite .die Solepumpe steuert, wurde bereits durchgeführt.
Die Vollautomatik wird hierbei aber nur in einer Anlage verwendet, bei der eine
Kältemaschine die .Gesamtleistung auf einen durch Sole gekühlten Eiserzeuger abgibt
und gleichzeitig die erzeugte kalte Sole dazu verwendet wird, einen Raum zu kühlen.
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In Übereinstimmung mit dem Lösungsgedanken der Erfindung wird ein
Verfahren zum Herstellen von Blockeis in stationären Formen unter Verwendung eines
die Formen umspülenden Kältemittels, bei dem das Kältemittel nach Fertigstellen
der Eisblicke einem besonderen: Aufnehmer zugeführt wird und die Eisblöcke durch
Einführen eines Abtaumittels in die sie umgebenden Zellen abgetaut werden und, nachdem
sie infolge ihrer Schwerkraft nach unten befördert wurden, das Kältemittel wieder
in die Zellen zurückgeführt wird, dadurch verbessert, .daß ein, in einer zuletzt
gefrierenden Zone des- Eisblockes, nämlich im Zentrum der oberen Stirnseite .desselben
angeordneter Thermostat im Augenblick des beginnenden Gefrierens dieser Zone nacheinander
folgende Steuerbewegungen auslöst.: i. Absperren des Kältemitteleinlasses, 2. Herausführen
.des Kältemittels, 3. Einführen eines, Abtaumittels. daß anschließend durch die
Bewegung des sich unter dem Gewicht des herausgleitenden abgetauten Eisblockes selbsttätig
öffnenden Bodens der einzelnen, die Eisblöcke enthaltenden Formen .die Steuerbewegungen
zum Wiedereinführen des Kältemittels in die die Formen umgebenden Zellen bzw. Räume
ausgelöst werden. und daß, sobald der nach dem Herausgleiten des Eisblockes sich
selbsttätig unter dem Druck des Gegengewichtes oder einer anderen Gegenkraft schließende
Boden dichtend angefroren ist, neue zu gefrierend,- Flüssigkeit unter dauernder
Aufrechterhaltung der Kühlung durch das Kältemittel in die Eiszelle eingelassen
wird.
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Nach einem weiteren Erfindungsgedanken wird die Steuerbewegung zum
Einlassen der zu geifrierenden Flüssigkeit von einem Thermostaten am Boden der Form
abgeleitet, nach dem Füllen der Form mit zu erstarrender Flüssigkeit die Absperrurig
weiterer Flüssigkeitszufuhr durch einen weiteren Thermostaten am oberen Ende der
Form verursacht.
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Die Erfindung ist weiter darauf abgestellt, den Kühlvorgang für die
zu erstarrenden Blöcke durch die Verwendung weiterer Hilfsmittel zu verbessern.
Es ist jedoch auch die Möglichkeit gegeben, zur Beschleunigung des. Erstarrungsvorganges
in den Formen ein Vakuum zu erzeugen.
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:Nach einer weiteren praktischen Ausführungsform .der Erfindung kann
die Bewegung der Steuermittel zum Zuführen und Absperren der innerhalb der Formen
zu erstarrenden Flüssigkeit selbsttätig erfolgen.
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Zu diesem Zweck kanngemäß der Erfindung nahe ,dem Boden einer Form
oder mehrerer und nahe dem oberen Ende der Form bzw. am Flüssigkeitsspiegel je ein
Thermostat vorgesehen sein, von denen der untere beim Beginn des Kühlvorganges über
Steuereinrichtungen ein oder mehrere Ventile zum Einlassen der Flüssigkeit öffnet,
während der obere Thermostat, nach Erreichen des gewünschten Flüssigkeitsspiegels
die Zufuhr von Flüssigkeit absperrt.
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Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung zum Durchführen
der Verfahren nach der Erfindung.
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In der Zeichnung ist die neue Vorrichtung an einem Ausführungsbeispiel
dargestellt.
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Fig. i zeigt schematisch eine Seitenansicht einer Anlage zum Herstellen
von Blockeis in teilweisem Schnitt; Fig. 2 zeigt eine Draufsicht.der Anlage im Schnitt
nach Linie x-x der Fig. i ; Fig. 3 zeigt eine Endansicht der Fig. i teilweise im
Schnitt, jedoch ohne die Anlage zur Kälteerzeugung; Fig. q. zeigt in vergrößertem
Maßstab einen Querschnitt durch eine Batterie von Formen zum Herstellen von Blockeis;
Fig. 5 zeigt eine Teilansicht der Umschaltemittel für .das Kältemittel.
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Gemäß Fig. i weist die Anlage ein Fundament auf, das allgemein mit
5 bezeichnet ist und das im Abstand vom Boden eine Batterie von Formen zur Aufnahme
der zu erstarrenden Flüssigkeit trägt; diese Batterie ist allgemein mit 6 bezeichnet.
Sie weist eine .Mehrzahl von einzelnen, mit Abstand voneinander angeordneten Formen
auf, in welchen eine Flüssigkeit zum Erstarren gebracht wird und welche im Querschnitt
beliebig, z. B. quadratisch (Fis. 2) oder rechteckig (Fis. ¢), ausgebildet sein
können.,Zweckmäßig ist jede der Formen sich nach unten etwas konisch erweiternd
ausgebildet. Die einzelnen Formen, von denen eine einer Batterie mit 7 und eine
zweite einer Batterie mit 8 bezeichnet ist, sind jeweils von Hohlräumen 9 umgeben,
durch welche die einzelnen Formen 7 und 8 von den Seiten her mit einem Kältemittel
umspült werden können. Wie allgemein in den Fig. 2 und 4 angedeutet ist, können
diese Hohlräume 9 mit Rippen versehen sein, welche z. B. nicht dargestellte Löcher
aufweisen. Diese Rippen können auch nach Schraubenlinien verlaufen, um eine gleichmäßige
Umspülung
der einzelnen Formen 7 und 8 der Batterien zu erreichen. Diese Leit- oder Lenkmittel
für ein Kühlmittel sind in den Fig. 2 und 4 allgemein mit io bezeichnet. Die Batterie
von Hohlformen 7 bzw. 8 und die Räume 9 für das Kältemittel sind an :den Seiten
von einem Isoliergehäuse umschlossen, das allgemein mit i i bezeichnet ist. Diese
zusätzliche Isolation der Batterien dient dazu, ein unerwünschtes Abstrahlen des
Kältemittels an die umgebende Atmosphäre zu verhindern.
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Jede einzelne Form 7 bzw. 8 ist durch einen Deckel 12 verschlossen,
der über eine zweckmäßig biegsame Leitung 13 mit einem Ventil 14 in Verbindung steht.
Jedes Ventil 14 der einzelnen Formen 7 bzw. 8 steht mit einer Sammelleitung 15 in
Verbindung, aus welcher die zu erstarrende Flüssigkeit unmittelbar zugeführt wird,
z. B. aus einer Wasserleitung, wenn es sich um die Herstellung von Wassereis handelt.
An Stelle der Sammelleitung können oberhalb der Ventile Aufnahmebehälter (nicht
dargestellt) für die Flüssigkeit angeordnet sein, aus denen die Flüssigkeit durch
Schwerkraft in .die einzelnen Hohlformen 7 bzw. 8 zugeführt wird.
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Jede Hohlform 7 bzw. 8 ist mit einem Boden. 18 versehen, der nach
der dargestellten Ausführungsform der Fig. 3 als Schwenkboden ausgebildet ist. Der
Boden ist bei i6a schwenkbar gelagert und besteht aus einem zweiarmigen Hebel, dessen
einer Arm 18 die Hohlform 7 bzw. 8 verschließen kann, während der andere Arm 16
ein Gegengewicht 17 trägt. Für die Ausführung der Erfindung ist die Verwendung eines
schwenkbaren Bodens nicht Voraussetzung. Es ist die Möglichkeit begeben, den Boden
heb- und senkbar zu machen oder für eine Batterie von Hohlformen einen gemeinsam
heb-und senkbaren Boden vorzusehen, der seitlich geführt sein kann und der unter
Einfluß einer mechanischen oder einer sonstigen Druckkraft beim Arbeiten derAnlage
gegen, die untere-Stirnwandung der Batterie gedrückt werden kann. Jedoch ist. die
Verwendung von schwenkbaren Böden oder jeweils eines gemeinsamen schwenkbaren Bodens
für eine Mehrzahl von Hohlformen 7 bzw. 8 vorzuziehen. Nach der Erfindung wird die
Bewegung des Bodens 18, 16 bzw. die Schwenkbewegungdazu ausgenutzt, um als Impulsgeber
für die Vornahme von später zu beschreibenden Arbeitsvorgängen zu dienen.
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Unterhalb der Formen bzw. je einer Biatterie 7 bzw. 8 ist ein ,allgemein
mit i9 bezeichnetes Gestell vorgesehen, das Schrägrutschen 2o und 21 aufweist, auf
denen die erstarrten Eisblöcke .durch ihr Eigengewicht aus einer senkrechten Inge
in. eine annähernd waagerechte Lage gebracht werden können, wie in Fig. 3 links
in gestrichelten Linien dargestellt ist. Die Rutschen 2o, und 2;i sind mit Endwiderlagern
22 und, 23 versehen..
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Der ein Kältemittel aufnehmende Raum bzw. die Räume: 9 stehen an ihrem
unteren Ende mit einer Zuführungsleitung 26 (Fig. i) in Verbindung, während am oberen
Ende der Batterie eine Leitung 27 zum Wegführen des verdampften Kältemittels vorgesehen
ist. Zur gleichmäßigen Verteilung des Kältemittels in die einzelnen, die Hohlformen
7, 8 jeweils umgebenden Räume 9 können gemeinsame Unter- und Oberleitungen (nichtdargestellt)
angeordnet werden. Die Zuleitung 26 für das Kältemittel steht über e-in Rohr 2-8
mit -einem Aufnahmebehälter 29 in Verbindung, das bis nahe an den Boden des Behälters
29 geführt ist. Von der Leitung 26 führt ein Rohr 30 zu einem Separator 31,
der seinerseits mit :der oberen Leitung 27 zum Wegführen des Kältemittels in Verbindung
steht, die zu einem Kältemittelerzeuger (nicht dargestellt)., beispielsweise einer
Kompressorenanlage, führt. An dem Separator 31 und das Rohr 30 ist eine Abzweigleitung
mit einem Schaurohr 32 .angeschlossen, durch das die Höhe (der Flüssigkeit innerhalb
der Batterie zum Erzeugen von Blockeis jeweils kontrolliert werden kann. (Ansetzen.
von Schnee in Höhe der Kälteflüssigkeit.) Zu einem Kondensator für .das Kältemittel
führt eine Druckausgleichsleitung 3,5, welche insbesondere dazu dient, den später
zu beschreibenden Abtauvo:rgang für die gefrorenen Blöcke zu erleichtern, und, die
beim Abtauvorgarng geöffnet ist. Von dem Separator 31 führt eine' Saugsammelleitung
36 zu einem I#'"on!pressor, ferner ist eine Druckleitung 37 zum Zuführen von Kältemittel
in die Räume 9 vorgesehen. Siaugleitung 36 und Druckleitung 37 stehen, wie in Fig.
5 angedeutet ist, mit einer Umsteuereinrichtung 38 in Verbindung, die beispielsweise
ein Vierwegehahn sein kann.
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Nahe dem Boden einer Batterie 7 bzw. 8 ist ein Thermostat 25 vorgesehen,
welcher über eine Leitung z. B. mit einem Salenoid:ventil 39 verbunden ist, wodurch
das Ventil 14 bzw. eine Mehrzahl von Ventilen geöffnet werden kann. Ferner ist am
oberen Ende einer oder mehrerer Formen 7, 8 ein Thermostatfühler 4o vorgesehen,
der z. B. mit einem Solenoidventil 41 in Verbindung steht, wodurch das Ventil bzw.
die Ventile 14 geschlossen werden können.
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In der Mitte nahe dem oberen Ende. einer oder mehrerer Hohlformen
7, 8 ist ein Thermostatfühler 24 angeordnet, .der mit einem schematisch dargestellten
Solenoidventil 42 in Verbindung steht, durch dessen Betätigung der Abtauvorgang
gemäß nachfolgender Beschreibung eingeleitet werden kann. Wie insbesondere aus,
Fig. 3 ersichtlich ist, arbeitet mit dem beweglichen Boden 16, i8 der einzelnenFormen
ein. schematisch dargestellterImpulsgeber 43 zusammen, welcher :dazu dient, nach
Beendigung des Abtauvorganges und Herausführen der gefrorenen Blöcke -das Kältemittel
der Batterie wieder zuzuführen.
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Eine Anlage gemäß der Erfindung arbeitet wiefolgt: Esi sei angenommen,
daß aus der Batterie Eisblöcke herausgegangen sind und der Boden 18 bzw. die Böden
sich in der in Fig. 3 links dargestelltem. Schließlage befinden. In :diesem Augenblick
wird von dem Kompressor der Kälteanlage über die Druckleitungen 34, das Rückschlagventil
33 und die Leitung 26 Kältemittel von. unten her in die Räume 9 eingelassen, wodurch
die Temperatur absinkt. Dadurch wird der Boden 18 zufolge der an ihm
haftenden
Feuchtigkeit an die untere Stirnfläche der einzelnen Formen 7 bzw. 8 angefroren.
Durch Temperatursenkung spricht dann -derThermostat 25 an und öffnet über die Steuereinrichtung
39 das bzw. die Ventile 14, so daß Flüssigkeit aus der Sammelleitung 15 über das
bzw. die Ventile 14 und die Leitungen 13 in die einzelnen Hohlfo-rm-en. 7 bzw. 8
eingeführt wird. Es ist möglich, für die gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit
in die einzelnen Hohlformen 7 bzw. 8 hinein, Verteilungseinrichtungen (nicht dargestellt)
vorzusehen, die beispiels<<veise die Form einer Brause annehmen können; auf
diese Weise werden die Formen 7 bzw. 8 bis zu der Linie x-x (Fig. i und 3) mit Flüssigkeit
gefüllt. Bei Erreichendes Flüssigkeitsspiegels: x-x spricht der Thermostat 4o an
und steuert über .das Solenoi.dventil 41 das bzw. ,die Ventile 14 im Schließsinn,
so daß ;die Zufuhr der zu gefrierenden Flüssigkeit selbsttätig abgesperrt wird.
Durch das weitere Einführen 2n die Hohlräumeg von Kältemittel, beispielsweise Ammoniak,
das dann zufolge Wärmeaustausches mit der in den Formen 7 bzw. 8 befindlichen Flüssigkeit
verdampft, werden die einzelnen Flüssigkeitssäulen zum Erstarren gebracht, wobei
während des Erstarrungsvorganges die Flüssigkeit in Bewegung gehalten werden kann
bzw. ein Vakuum in den Formen 7, 8 angelegt wird. Kältemitteldämpfe werden durch
die obere Leitung 27 weg- und in den Separatur 3 i hineingeführt. Die Gase gehen
dann über die Saugsammelleitung 36 zum Kompressor der Kälteanlage zurück, während
das im Separatur ,ausgeschiedene flüssige Kältemittel über die Leitung 3ot nach
unten geht. Die Kälternitteldämpfe werden dann in bekannter Weise durch den Kompressor
der Kälteanlage wieder flüssig gemacht und gehen über die Leitung 34, das Rückschlagventil
33 und die Zuführungsleitung 26 wieder in die Batterie hinein. Dieser Kreislauf
wird fortgesetzt, bis die innerhalb der Hohlformen 7 bzw. 8 befindliche Flüssigkeit
gefroren ist.
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Der Thermostat 24 ist so, angeordnet, daß sein Ende gerade in der
Höhe der Endgefrierstelle der Flüssigkeit liegt, die bekanntlich zuletzt oben im
Zentrum des Blockes gefriert und dort ein Loch, gefüllt mit Flüssigkeit, beläßt.
In diesem Loch sammeln sich z. B. bei Wasser die Salze des WasseTs und die Unreinigkeiten,
und diese Stelle gefriert zuletzt. Das Salz enthaltende Wasser braucht zum Gefrieren
eine niedrigere Temperatur, und in dem Augenblick, in dem die Gefriertemperatur
erreicht wird, spricht der Thermostat 24 an und steuert über das Solenoildventil
42 die Uinsteuereinrichtung 38 in. Form eines Vierwegehahns. Dadurch wird die Zufuhr
an Kältemitteln abgesperrt und der Arbeitsvorgang der Kälteanlage umgekehrt, d.
h. der Kompressor arbeitet nun im umgekehrten Sinn, so daß verdichtetes und daher
warmes Kältemittel über die Sammeldruckleitung 37 durch den Separatur 31 und die
Leitung 27 nunmehr in die Räume 9 gelangt und das dort befindliche flüssige Kältemittel
über die Leitung 26 und die Leitung 28 in den Aufnehmer 29 hineingeleitet wird.
Beim Herausdrücken des flüssigen Kältemittels aus den Räumen 9 in die Leitung 26,
28 wirkt das Ventil 33 als Rückschlagventil, so daß das flüssige Kältemittel in
den Aufnehmer 29 eintreten muß, ohne daß ein Rückfließen flüssigen Kältemittels
zum Kondensator stattfinden kann. Durch die Einführung der erwärmten Kältemittel-gase-
in die Räume 9 wird ein Abtauvorgang vorgenommen, so .daß die in den einzelnen Hohlformen
7 bzw. 8 befindlichen Eisblöcke von ihren Wandungen abgetaut werden. Zugleich wird
dadurch der Boden i8 abgetaut, und die freiwerdende Schwerkraft .der hergestellten
Eisblöcke drückt den Schwenkboden 16, 18 nach unten (Fig. 3 rechts), so daß die
fertigen Eisblöcke über die Rutschen 2o und 2i herausgeführt und dann von den waagerechten
bzw. etwas schräg liegenden Teilen aufgenommen werden können (Fig. 3 links).
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Wie bereits angedeutet, wird die Bewegung, insbesondere die Schwenkbewegung
des Bodens 16, 18, ausgenutzt, um einen Impuls zum Wiedereinleiten des Kältemittels
in die Anlage vorzunehmen. Nach der dargestellten Ausführungsform schlägt der Boden
18 gegen den schematisch angedeuteten Impulsgeber 43, durch den die Umsteuereinrichtung,
hier das Vierwegeventil 38, in seine ursprüngliche Stellung zurückbewegt wird, so
daß zufolge des im Aufnahmebehälter 29 vorhandenen Überdruckes das flüssige Kältemittel
wieder in die Räume g hineingedrückt wird. Der Kompressor der Kälteanlage arbeitet
wieder wie oben beschrieben, fd. h. über die Zuführungsleitung 34, das Rückschlagventi.l
33 und die I#eitung 26, beginnt der Kreislauf für das Kältemittel von neuem. Benm
Einführen des Kältemittels unten in die Gefrieranlage wird zufolge der anhaftenden.
Feuchtigkeit der Boden 16, 18 sofort wieder angefroren, und dann wird. der vorgekennzeichnete
Arbeitskreislauf mit dem Öffnen und Schließen der Ventile 14 usw. wiederholt.
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Es ist natürlich auch möglich, den Impuls zum Öffnen. und Schließen
des bzw. der Ventile 14 statt von dem Thermostaten 25 über eine Steuereinrichtung
39 von der Bewegung des Bodens, insbesondere des schwenkbaren Bodens 16, 18, abzuleiten,
so daß kurz nachdem ider Boden .die Schließstellung wieder eingenommen hat und angefroren
ist, das Einführen von Flüssigkeit in die, ,einzelnen Hohlformen 7 bzw. 8 beginnt.