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Kristallkochapparat
Die Erfindung betrifft einen Kristallkochapparat, insbesondere für die Zuckerindustrie, mit einem zylindrischen Behälter mit vertikaler Achse.
Bei den Apparaten der angegebenen Art ist einerseits anzustreben, dass der Inhalt möglichst gleichmässig und rasch sowie unter bester Ausnützung der zur Verfügung stehenden Wärmemenge erwärmt wird.
Zu diesem Zwecke wird ein Kristallkochapparat mit im unteren Teil des Behälters angeordnetem Rührwerk, insbesondere einem Rührflügel mit vertikaler, zum Behälter konzentrischer Achse vorgeschlagen, wobei erfindungsgemäss das Rührwerk von einem Ringheizkörper umgeben ist.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht der Ringheizkörper aus mehreren konzentrischen, vom Heizmedium durchströmbaren hohlen Heizringen von länglichem Querschnitt mit im wesentlichen vertikal verlaufenden Längsseiten und aus mindestens einem im wesentlichen radial verlaufenden Verteilerkasten für das Heizmedium, mit welchem bzw. welchen Kasten die Heizringe in Verbindung stehen.
Im folgenden soll der erfindungsgemässe Apparat an Hand der Zeichnungen genauer erläutert werden, in welchen Fig. l einen vertikalen Axialschnitt nach der Linie I - I in Fig. 2 und Fig. 2 einen horizontalen Querschnitt nach der Linie 11 - 11 in Fig. 1 zeigen.
Der Behälter 1 des Kristallkochers hat die Form eines Zylinders mit vertikaler Achse und ist an seinen beiden Enden durch einen kegeligen Boden 2 bzw. einen ebenfalls kegeligen Deckel 3 abgeschlossen. Im Boden 2 befindet sich eine grosse Öffnung 4, die durch ein kegeliges, mittels einer nicht gezeigten Einrichtung auf-und abbewegbares Verschlussstück 5 abgeschlossen ist. Das Verschlussstück 5 befindet sich in einem Gehäuse 6, von welchem das Austragrohr 7 ausgeht.
Auf dem Deckel 3 ist ein Saftfänger 8 mit abschraubbarer Abdeckung 9 angeordnet. Innerhalb des Saftfängers befinden sich zwei konzentrische Zylinderstücke 10 und 11, welche zur Brüdenumlenkung dienen. Vom Saftfänger 8 geht das Brüdenabzugrohr 12 aus ; unterhalb des Saftfängers ist ein konisches Abdeckblech 13 vorgesehen, welches sich im Abstand vom Deckel 3 befindet.
Das Rührwerk wird von einem Rührflügel 14 gebildet, der mit seiner konischen Nabe am unteren Ende einer den Kochapparat durchsetzenden, zu diesem konzentrischen Welle 15 sitzt. Diese Welle ist nahe ihrem freien Ende von einem Stützlager 16 gehalten, das von Armen getragen ist. Der Rührflügel 14 ist innerhalb eines zum Behälter 1 konzentrischen Leitzylinders 17 angeordnet, der an seinem oberen Ende mit einem Eintrittskragen 17'versehen ist und in welchen das Zuführungsrohr 18 mündet, durch welches das im Kochapparat zu bearbeitende Gut eingebracht wird. Zum Antrieb des Rührflügels 14 dient ein Motor 19, der zusammen mit dem Untersetzungsgetriebe 20, welches gegebenenfalls mit zwei oder auch mehreren wahlweise einschaltbaren Geschwindigkeitsstufen, z.
B. durch leicht auswechselbare Riemenscheiben, versehen sein kann, auf einem Gestell 21 befestigt, das vom Behälter 1 getragen wird.
Zwischen dem Leitzylinder 17 und der Wandung des Behälter 1 ist die Heizeinrichtung angeordnet.
Die Heizeinrichtung besteht aus zwei einander gegenüberliegenden Verteilerkasten 22 und diese
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verbindenden Heizringen 23, welche letztere dementsprechend Halbkreisform haben und konzentrisch zur Behälterachse und zur Rührwerkswelle 15 verlaufen. Der Querschnitt der Heizringe 23 gleicht hochgestellten, sehr langen Rechtecken, an deren beiden Enden je ein Dreieck angesetzt ist. Dadurch entstehen an den Schmalseiten der Heizringe Kanten 24, welche das Einströmen bzw. das Ausströmen des zu behandelnden Gutes in die Räume zwischen den Heizringen bzw. aus diesen Räumen erleichtern, insbesondere wenn es sich um zähflüssige Massen handelt.
Innerhalb jedes der Heizringe sind querstehende und nach Schraubenlinien verlaufende (Wendelflächen bildende) Leitwände 25 angeordnet, die sich in Stromungsrichtung des Heizdampfes absenken und der Ableitung von Kondenswasser dienen und eine Verbesserung des Wärmeüberganges bewirken.
Jeder der beiden Verteilerkasten 22 ist mit zwei vertikalen, bezüglich der Radialrichtung schräg- gestellten Trennwänden 26 versehen, die den Innenraum jedes Kastens, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, in drei voneinander abgeschlossene Abschnitte 27, 28 und 29 teilen. Beim gezeigten Ausführungbeispiel gehen von diesen Abschnitten fünf bzw. zehn bzw. fünf Heizringe aus. Die Verteilerkasten sind mit ihrem vollen Querschnitt durch die Wand des Behälters 1 nach aussen geführt und dort mit einem Flansch 30 versehen, an welchem mittels Schrauben lösbar der Flansch 31 eines geneigt verlaufenden Dampfrohr-Anschlussstutzens 32 befestigt ist.
Der in die beiden Verteilerkasten 22 eintretende Heizdampf durchströmt zuerst über den aussen liegenden Abschnitt 27 des Kastens die Gruppe der jeweils zugehörigen drei äusseren Heizringe und gelangt in den mittleren Abschnitt 28 des jeweils andern Kastens, geht von dort in die zugehörige Gruppe der drei inneren Heizringe und in den innenliegenden Abschnitt 29 des ursprünglichen Kastens zurück, von wo er samt dem gebildeten Kondenswasser über die Leitungen 33 abgeführt wird. An die Kasten sind weiters nicht gezeigte Entlüftungsrohre angeschlossen. Infolge der Hintereinanderschaltung von äusseren und innerenHeizringen wird die Temperatur des Heizdampfes, wenn dieser die innen liegende Ringgruppe durchströmt, bereits abgenommen haben.
Es ist daher Vorsorge getroffen, dass die innen liegenden Heizringe eine grössere Heizfläche haben als die äusseren, u. zw. dadurch, dass sich die Querschnittlänge der Ringe bei gleichbleibender Breite derselben von Ring zu Ring nach innen hin vergrössert. Wie in Fig. l zu erkennen ist, liegen dabei die Oberkanten 24 der Heizringe in der gleichen horizontalen Ebene und die Unterkanten der Heizringe liegen etwa auf einer Kegelfläche. Dementsprechend sinken auch die Böden der beiden Kasten 22 nach innen hin und damit zu den Leitungen 33 ab, während die Oberseiten der Verteilerkasten horizontal verlaufen ; die Verteilerkasten erhalten damit einen trapezartigen Längsschnitt.
Der äusserste der Heizringe 23 ist an der Aussenseite der Wand des Behälters 1 angeordnet, so dass eine unerwünschte Abkühlung des Gutes an der Behälterwand vermieden wird. Hiebei kann die Behälterwand zugleich die Innenwand dieses äussersten Heizringes bilden. Der innerste der Heizringe ist gegenüber dem Leitzylinder 17, der das Rührwerk umgibt, mittels einer Schicht 34 eines wärmeisolierenden Materials abgeschirmt.
Der Behälter 1 ist mit nicht gezeigten Mannlöchern, Schaugläsern, Inhalts-Standanzeigern, Geräten zur Messung des im Behälter herrschenden Über- oder Unterdruckes usw. versehen.
Die Arbeitsweise des beschriebenen Apparates ist wie folgt : Über das Zuflussrohr 18 wird das zu behandelnde Gut, beispielsweise einzudickenderoder zur Kristallbildung zu bringender Zuckersaft, in den Behälter bis zur gewünschten Höhe, die oberhalb der Oberkanten 24 der Heizrohre liegt, eingeführt. Das Rührwerk wird in Bewegung gesetzt, wobei sich der Flügel 14 mit beispielsweise 70 oder 80 Umdr/min in Pfeilrichtung dreht, und durch die Heizringe wird Dampf hindurchströmen gelassen. Das Gut strömt in Richtung der in Fig. 1 eingezeichneten Pfeile durch die Zwischenräume zwischen den Heizringen hindurch nach oben und wird hiebei gleichmässig erwärmt ; beim Durchgang durch das Rührwerk wird es unter Vermeidung örtlicher Über- oder Untersättigungen gut durchgemischt.
Die entstehenden Dämpfe können über das Brüdenabzugsrohr 12 entweichen. Das fertig behandelte Gut wird durch zeitweiliges Absenken des Verschlussstückes 5 über das Austragsrohr 7 entnommen. Wird zugleich mit dem Abziehen fertig behandelten Gutes neues Material in den Behälter eingebracht, so kann in kontinuierlicher Weise gearbeitet werden.
Vor jeder Inbetriebnahme, insbesondere wenn längerer pausenloser Betrieb zu erwarten ist (Zuckerkampagne), ist eine Kontrolle der Schweissnähte erforderlich, mit welchen die Heizringe 23 mit den Seitenwänden der Verteilerkasten 22 verbunden sind. Zu diesem Zwecke genügt es beim erfindungsgemässen Apparat, die Rohr-Anschlussstutzen 32 nach Lösen der Flanschenschrauben zu entfernen. Die Kasten 22 liegen nunmehr mit ihrem grössten Querschnitt frei und die Anschlussstellen der Heizringe können in bequemster Weise nachgesehen und erforderlichenfalls instandgesetzt werden, ohne dass der
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Behälter 1 selbst vorher gereinigt, gekühlt und geöffnet werden müsste.
Der erfindungsgemässe Apparat ist natürlich nicht auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt. Der Rührflügel kann durch ein andersartiges Rührwerk oder eine sonstige Umwälzvorrichtung ersetzt werden. An Stelle von zwei Verteilerkasten 22 ist es möglich, nur einen einzigen Verteilerkasten anzuordnen, wobei dann jeder Heizring fast über einen vollen Kreis verläuft, oder es können auch mehr als zwei Verteilerkasten vorgesehen sein. An der Aussenseite kann der Behälter 1 und zugleich damit der äusserste Heizring mit einer Schicht wärmeisolierenden Materials überzogen sein. Die Rührwerkswelle 15 kann von einem Schutzrohr, welches gegebenenfalls auch die Wellenlager tragen kann, umgeben sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kristallkochapparat, insbesondere für die Zuckerindustrie, mit einem zylindrischen Behälter mit vertikaler Achse, in dessen unterem Teil ein Rührwerk, insbesondere ein Rührflügel mit vertikaler, zum Behälter konzentrischer Achse, angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rührwerk von einem Ringheizkörper umgeben ist.
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radial verlaufenden Verteilerkasten (22) für das Heizmedium besteht, mit welchem bzw. welchen Kasten (22) die Heizringe (23) in Verbindung stehen.
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Crystal cooker
The invention relates to a crystal cooking apparatus, particularly for the sugar industry, with a cylindrical container with a vertical axis.
In the case of apparatus of the type specified, the aim should be on the one hand that the contents are heated as evenly and quickly as possible and with the best possible use of the amount of heat available.
For this purpose, a crystal cooking apparatus with a stirrer arranged in the lower part of the container, in particular a stirrer blade with a vertical axis concentric to the container, is proposed, the stirrer being surrounded by a ring heater according to the invention.
According to a further feature of the invention, the ring heater consists of several concentric, hollow heating rings through which the heating medium can flow and of elongated cross-section with essentially vertical longitudinal sides and of at least one essentially radial distribution box for the heating medium, with which box the heating rings are connected stand.
In the following, the apparatus according to the invention will be explained in more detail with reference to the drawings, in which FIG. 1 shows a vertical axial section along the line I - I in FIG. 2 and FIG. 2 shows a horizontal cross section along the line 11-11 in FIG .
The container 1 of the crystal cooker has the shape of a cylinder with a vertical axis and is closed at both ends by a conical bottom 2 and a likewise conical cover 3. In the base 2 there is a large opening 4 which is closed off by a conical closure piece 5 which can be moved up and down by means of a device not shown. The closure piece 5 is located in a housing 6 from which the discharge pipe 7 extends.
A juice catcher 8 with a screw-off cover 9 is arranged on the cover 3. Inside the juice catcher there are two concentric cylinder pieces 10 and 11 which are used to deflect the vapors. From the juice catcher 8, the vapor discharge pipe 12 goes out; A conical cover plate 13 is provided below the juice catcher and is located at a distance from the cover 3.
The agitator is formed by an agitator blade 14, which sits with its conical hub at the lower end of a shaft 15 which extends through the cooking apparatus and is concentric to it. This shaft is held near its free end by a support bearing 16 which is carried by arms. The agitator blade 14 is arranged within a guide cylinder 17 which is concentric to the container 1 and which is provided with an inlet collar 17 ′ at its upper end and into which the feed pipe 18 opens, through which the material to be processed in the cooking apparatus is introduced. To drive the impeller 14, a motor 19 is used, which together with the reduction gear 20, which optionally has two or more optionally switchable speed levels, eg.
B. by easily replaceable pulleys, mounted on a frame 21 which is carried by the container 1.
The heating device is arranged between the guide cylinder 17 and the wall of the container 1.
The heating device consists of two opposite junction boxes 22 and these
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connecting heating rings 23, which the latter accordingly have a semicircular shape and run concentrically to the container axis and to the agitator shaft 15. The cross-section of the heating rings 23 resembles raised, very long rectangles, each of which has a triangle attached to its two ends. This creates edges 24 on the narrow sides of the heating rings, which make it easier for the material to be treated to flow into or out of the spaces between the heating rings or out of these spaces, particularly when viscous masses are involved.
Inside each of the heating rings there are transverse guide walls 25 that run along helical lines (forming helical surfaces), which lower in the direction of flow of the heating steam and serve to dissipate condensed water and improve the heat transfer.
Each of the two distribution boxes 22 is provided with two vertical partition walls 26 which are inclined with respect to the radial direction and which, as can be seen from FIG. 2, divide the interior of each box into three mutually closed sections 27, 28 and 29. In the exemplary embodiment shown, five, ten or five heating rings are based on these sections. The full cross-section of the junction boxes extends through the wall of the container 1 to the outside and is provided there with a flange 30, to which the flange 31 of an inclined steam pipe connection piece 32 is detachably fastened by means of screws.
The heating steam entering the two distribution boxes 22 first flows through the group of the associated three outer heating rings via the outer section 27 of the box and reaches the middle section 28 of the other box, from there into the associated group of the three inner heating rings and back into the inner section 29 of the original box, from where it is discharged via the lines 33 together with the condensation water formed. Vent pipes, not shown, are also connected to the box. As a result of the series connection of the outer and inner heating rings, the temperature of the heating steam will have already decreased when it flows through the inner ring group.
Provision is therefore made that the inner heating rings have a larger heating surface than the outer ones, u. between the fact that the cross-sectional length of the rings increases inwardly from ring to ring while maintaining the same width. As can be seen in FIG. 1, the upper edges 24 of the heating rings lie in the same horizontal plane and the lower edges of the heating rings lie approximately on a conical surface. Accordingly, the bottoms of the two boxes 22 also sink inwards and thus to the lines 33, while the tops of the distribution boxes run horizontally; the distribution box is thus given a trapezoidal longitudinal section.
The outermost of the heating rings 23 is arranged on the outside of the wall of the container 1, so that undesired cooling of the goods on the container wall is avoided. The container wall can also form the inner wall of this outermost heating ring. The innermost of the heating rings is shielded from the guide cylinder 17, which surrounds the agitator, by means of a layer 34 of a heat-insulating material.
The container 1 is provided with manholes (not shown), sight glasses, content level indicators, devices for measuring the overpressure or underpressure, etc. in the container.
The method of operation of the apparatus described is as follows: the material to be treated, for example sugar juice to be thickened or crystallized, is introduced into the container to the desired height above the upper edges 24 of the heating pipes via the feed pipe 18. The agitator is set in motion, the blade 14 rotating, for example, at 70 or 80 rev / min in the direction of the arrow, and steam is allowed to flow through the heating rings. The material flows upwards in the direction of the arrows drawn in FIG. 1 through the spaces between the heating rings and is heated evenly; When passing through the agitator, it is mixed thoroughly while avoiding local over- or under-saturation.
The vapors produced can escape via the vapor discharge pipe 12. The finished product is removed by temporarily lowering the closure piece 5 via the discharge pipe 7. If new material is introduced into the container at the same time as the material that has already been treated is withdrawn, work can be carried out continuously.
Before each start-up, especially if longer, non-stop operation is expected (sugar campaign), the weld seams with which the heating rings 23 are connected to the side walls of the distribution box 22 must be checked. For this purpose, it is sufficient in the apparatus according to the invention to remove the pipe connecting pieces 32 after loosening the flange screws. The boxes 22 are now exposed with their largest cross-section and the connection points of the heating rings can be checked in the most convenient way and, if necessary, repaired without the
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Container 1 itself would have to be cleaned, cooled and opened beforehand.
The apparatus according to the invention is of course not restricted to the embodiment shown. The agitator paddle can be replaced by a different type of agitator or other circulating device. Instead of two distribution boxes 22, it is possible to arrange only a single distribution box, with each heating ring then running almost over a full circle, or more than two distribution boxes can also be provided. On the outside, the container 1 and at the same time the outermost heating ring can be covered with a layer of heat-insulating material. The agitator shaft 15 can be surrounded by a protective tube, which can optionally also carry the shaft bearings.
PATENT CLAIMS:
1. Crystal cooking apparatus, in particular for the sugar industry, with a cylindrical container with a vertical axis, in the lower part of which an agitator, in particular an agitator blade with a vertical axis concentric to the container, is arranged, characterized in that the agitator is surrounded by a ring heater.
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radially extending distribution box (22) for the heating medium, with which or which box (22) the heating rings (23) are connected.