CZ283389B6 - Míchací lopatkový rotor pro rmutovací nádoby - Google Patents

Abstract

Míchací lopatkový rotor (1) pro rmutovací nádoby (8) používané v pivovarnictví je uložen otočně nad dnem rmutovací nádoby (8) a obsahuje nejméně dvě radiálně probíhající míchací lopatky (2), z nichž každá je tvořena nejméně jedním šikmo orientovaným lopatkovým dílem (3a, 3b). Pro dosažení účinného průběžného promíchávání je každý lopatkový díl (3a, 3b) tvořen nejméně jednou lopatkovou částí, která je ve směru otáčivého pohybu přední části (7a) a je ukončena v podstatě rovnoběžně se dnem rmutovací nádoby (8), nahoru orientovanou střední částí (7b) míchací lopatky (2), která je strmější než přední část (7a) lopatky (2), a také lopatkovou částí, která je ve směru otáčivého pohybu zadní části (7c) lopatky (2) a je orientována v podstatě rovnoběžně se dnem rmutovací nádoby (8).ŕ

Description

Vynález se týká míchacího lopatkového rotoru pro rmutovací nádoby používané v pivovarnictví, uloženého otočně nade dnem rmutovací nádoby a obsahujícího nejméně dvě radiálně probíhající míchací lopatky, z nichž každá je tvořena nejméně jedním šikmo orientovaným lopatkovým dílem.

Dosavadní stav techniky

Tyto míchací lopatkové rotory jsou používány ve rmutovacích nádobách, například rmutovacích pánvích nebo zapařovacích kádích při výrobě piva. V průběhu rmutovacího procesu se usazený rmut průběžně promíchává pomocí míchacího lopatkového rotoru, poháněného motorem umístěným mimo prostor rmutovací nádoby. Míchací lopatkový rotor je umístěn v blízkosti dna rmutovací nádoby.

U známých konstrukčních řešeních, z nichž některá jsou popsána ve Steineckerově brožuře 3/95 MaischgefáPe (Rmutové nádoby), jsou jednotlivé úseky míchacích lopatek míchacího lopatkového rotoru upevněny v šikmých polohách na hřídeli rotoru pro plynulé promíchávání rmutu ve zdokonaleném provedení. Každý úsek této míchací lopatky má v průřezu tvar čtvrtiny kruhu. V oblasti míchacího úseku, který se nachází v blízkosti hřídele, je přibližně čtvrtkruhový průřez orientován tak, že jeho konkávní strana je obrácena kupředu ve směru otáčivého pohybu rotoru a tím se rmut v průběhu otáčivého pohybu rotoru vytlačuje směrem dolů. Toto konstrukční řešení vyžaduje umístění míchacího lopatkového rotoru v dostatečném odstupu ode dna rmutové nádoby, protože jinak by se rmut mohl hromadit a stlačovat pod lopatkovým dílem. Jestliže je rmutovacím procesem zpracováván zejména hustší rmut, není dostatečně zajištěno důkladné promíchávání rmutu ve střední části rmutové nádoby. Především v oblastech lopatkových dílů, nacházejících se ve velkých radiálních vzdálenostech od hřídele míchacího lopatkového rotoru, vzniká při pohybu míchacího lopatkového rotoru rmutem velké zatížení, vyvozované odporem míchacích lopatek, majících v průřezu v podstatě tvar čtvrtkruhu.

Průřez míchací lopatky, který má v podstatě tvar čtvrtkruhu, působí tak, že část lopatkového dílu, která je ve směru otáčivého pohybu zadní částí, je v podstatě orientována ke dnu rmutové nádoby a tím je směrována v podstatě kolmo na směr pohybu rotoru. Při pohybu rotoru rmutem se tímto pohybem může vyvolávat na zadním konci lopatkových dílů strhávací víření a rmut se může stahovat směrem k hřídeli rotoru, přičemž oba tyto jevy jsou pro rmut škodlivé. Kromě toho působí konec lopatkového dílu, orientovaný směrem ke dnu rmutové nádoby, značným tlakem na rmut, který je tak stále více vystavován působení smykových sil, které mohou být pro rmut značně škodlivé a mohou zvyšovat jeho viskozitu, což může vést k problémům při vystírání v následujícím vystíracím procesu.

Proto je úkolem vynálezu vyřešit takový míchací lopatkový rotor uvedeného typu, který by umožňoval účinné a přitom šetrné plynulé promíchávání rmutu a který by měl jednoduché konstrukční vytvoření.

Podstata vynálezu

Tento úkol je vyřešen míchacím lopatkovým rotorem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že nejméně jeden z lopatkových dílů obsahuje lopatkovou část, která je ve směru

- 1 CZ 283389 B6 otáčivého pohybu přední částí a je ukončena v podstatě rovnoběžně se dnem rmutovací nádoby, nahoru orientovanou střední část míchací lopatky, která je strmější než přední část lopatky, a také další lopatkovou část, která je ve směru otáčivého pohybu zadní částí lopatky a je orientována v podstatě rovnoběžně se dnem rmutovací nádoby.

Část lopatky, která je ve směru otáčivého pohybu přední částí, zajišťuje šetrné zvedání rmutu ode dna rmutové nádoby, střední část každé lopatky odvádí rmut nahoru a třetí část lopatky, která je ve směru otáčivého pohybu rotoru zadní částí, zajišťuje plynulé odvádění rmutu s povrchu lopatek, při které nedochází k víření ve vrstvě rmutu.

U tohoto řešení nedochází k hromadění rmutu pod míchací lopatkou, protože rmut se pomocí lopatkových úseků dostává do pohybu směrem vzhůru. Míchací lopatkový rotor, vytvořený podle vynálezu, se tak může pohybovat těsně nade dnem rmutové nádoby a tím se zajišťuje účinné promíchávání rmutu. Protože zadní část lopatkového dílu, která končí v podstatě rovnoběžně se dnem rmutové nádoby, prakticky nezpůsobuje žádné víření, rmut je promícháván velmi šetrně. Při tomto provedení také nevznikají ve vnější oblasti míchací lopatky zvýšené smykové síly. Rmut tak není vystaven působení žádných sil, které by mohly být pro něj škodlivé nebo by mohly být příčinou nežádoucího zvýšení jeho viskozity. Lopatkové díly míchacího lopatkového rotoru podle vynálezu mohou být jednoduše vytvořeny například ohýbáním tvarově odpovídajícího přířezu kovového plechu.

Ve výhodném provedení vynálezu má nejméně jeden míchací lopatkový díl průřez ve tvaru roztaženého písmena Z nebo roztaženého písmena S.

V dalším výhodném provedení rotoru podle vynálezu obsahuje každá míchací lopatka nejméně dva míchací lopatkové díly, které jsou umístěny nad sebou ve vzájemném odstupu. Toto konstrukční řešení se projevuje zlepšeným promícháváním a zdokonaleným vedením rmutu při průchodu míchacích lopatek rmutem.

V ještě jiném výhodném konkrétním provedení rotoru podle vynálezu má přední část každého horního míchacího lopatkového dílu přední hranu umístěnu ve směru otáčení míchacího lopatkového rotoru v kupředu předsunuté poloze, aby se podpořilo promíchávání rmutu.

Každá míchací lopatka je podle dalšího výhodného provedení vynálezu opatřena přídavně nejméně jednou svislou rozdělovači deskou. Tyto rozdělovači desky jednak zvyšují stabilitu míchacích lopatek a jednak zlepšují průběh promíchávání rmutu.

Je také výhodné, jestliže jsou svislé rozdělovači desky orientovány šikmo vůči radiálnímu směru míchacího lopatkového rotoru, takže přídavné radiální síly působí v průběhu rotačního pohybu míchacího lopatkového rotoru příznivě na rmut.

Svislé rozdělovači desky jsou v dalším výhodném provedení rotoru podle vynálezu orientovány šikmo v takovém směru, že jejich část, která je přední náběžnou částí svislých rozdělovačích desek ve směru otáčení míchacího lopatkového rotoru, je umístěna blíže k otočnému hřídeli než další část, která je zadní částí svislých rozdělovačích desek ve směru otáčení míchacího lopatkového rotoru. Při pohybu míchacího lopatkového rotoru rmutem působí tyto svislé rozdělovači desky na rmut radiálními a směrem ven orientovanými silami, takže nemůže docházet k hromadění rmutu ve střední části rmutové nádoby.

Dále je také výhodné, jestliže jsou svislé rozdělovači desky umístěny mezi lopatkovými díly uloženými nad sebou, pokud je rotor opatřen dvěma nebo více nad sebou umístěnými promíchávacími lopatkovými díly. Toto konkrétní provedení zvyšuje stabilitu míchacích lopatek a také zlepšuje promíchávání rmutu při pohybu míchacího lopatkového rotoru rmutem.

-2CZ 283389 B6

V dalším výhodném provedení rotoru podle vynálezu jsou podélné okraje míchacích lopatkových dílů zkoseny, takže při pohybu míchacích lopatkových dílů rmutem se nevyskytují žádné svislé plošky, které by tvořily překážku pro vrstvu rmutu a vyvozovaly na rmut nežádoucí síly.

Míchací díly jsou podle dalšího výhodného provedení vynálezu skloněny k hřídeli rotoru, takže jejich vnější konce jsou umístěny výše než jejich části v blízkosti hřídele, přičemž rotor je přizpůsoben tvaru rmutové nádoby. Pouze v případě rovinného dna rmutové nádoby svírají míchací lopatky pravý úhel s osou rovinného dna. V důsledku tohoto uspořádání se míchací lopatky pohybují v celé své délce v bezprostřední blízkosti dna rmutové nádoby.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladů provedení zobrazených na výkresech, kde znázorňují obr. 1 schematický osový řez rmutovací nádobou obsahující rotor s míchacími lopatkami, obr. 2 boční pohled na rotor s míchacími lopatkami, obr. 3 pohled shora na rotor s míchacími lopatkami z obr. 2, obr. 4 axonometrický pohled na část lopatkového míchacího dílu, obr. 5 řez rotorem vedený rovinou A-A z obr. 2 a obr. 6 podobný řez rotorem jako na obr. 5, avšak s jiným provedením dvou nad sebou umístěných míchacích dílů.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je schematicky zobrazena rmutovací nádoba 8, například rmutovací pánev nebo zapařovací káď, používaná v pivovarnictví. Na dně této rmutovací nádoby 8 se pohybuje míchací lopatkový rotor 1, poháněný motorem M umístěným na vnější straně rmutovací nádoby 8. Míchací lopatkový rotor 1 obsahuje jednotlivé míchací lopatky 2, které trvale a plynule promíchávají rmut.

Obr. 2 zobrazuje míchací lopatkový rotor 1 podle prvního výhodného provedení vynálezu, otočný kolem hřídele X. Jednotlivé míchací lopatky 2 svírají s hřídelem X úhel y, jehož hodnota odpovídá geometrii dna rmutovací nádoby 8 takovým způsobem, že míchací lopatky 2 se otáčejí v celé své délce co nejblíže ke dnu rmutovací nádoby 8. U dna rmutovací nádoby 8, které je v celé své ploše rovinné, je tedy úhel γ roven 90°. Jestliže se dno rmutovací nádoby 8 svažuje směrem k hřídeli X, jak je to u rmutovacích pánví obvyklé, bude úhel χ shodný s úhlem sklonu dna rmutovací nádoby 8. Ve výhodném provedení sestávají míchací lopatky 2 ze dvou míchacích lopatkových dílů 3a, 3b, jejichž tvar příčného řezu je patrný z obr. 4. Každý z míchacích lopatkových dílů 3a. 3b sestává z přední části 7a, ze střední části 7b a ze zadní části 7c, při pohledu ve směru otáčení, přičemž všechny tři části 7a, 7b, 7c mají v průřezu tvar roztaženého písmena Z. Jak je patrno z obr. 5, přední část 7a je skloněna v úhlu a ke dnu rmutovací nádoby 8, přičemž tento úhel a má být malým úhlem do velikosti 5°. Přední část 7a míchací lopatky 2 vyvolává šetrné zvedání rmutu ode dna rmutovací nádoby 8 předtím než strmější střední část 7b míchací lopatky 2 zvedne rmut nahoru při pokračujícím pohybu míchací lopatky 2 rmutem. Zadní část 7c každé míchací lopatky 2, která je opět plošší a má menší sklon ke dnu, má zajistit nevířivé odcházení rmutu z míchacích lopatkových dílů 3a, 3b. Zadní část 7c míchacích lopatkových dílů 3a, 3b je skloněna v úhlu β k vodorovné rovině, přičemž také tento úhel β může být malým úhlem kolem 5°. Podélné okraje 4a, 4b, 5a, 5b míchacích lopatek 2 jsou navíc zkoseny, takže na rmut nenaráží žádná svislá plocha okrajů v průběhu pohybu míchacích lopatek 2 rmutem. Tyto konstrukční úpravy se projevují šetrným působením v průběhu promíchávání

-3 CZ 283389 B6 rmutu bez vzniku velkých smykových sil. Protože přední část 7a míchací lopatky 2, která je náběžnou částí při otáčivém pohybu, je vytvořena s celé délce míchací lopatky 2 až do svého konce přibližně rovnoběžně se dnem rmutovací nádoby 8 a protože rmut se zvedá nahoru oběma míchacími lopatkovými díly 3a, 3b, může být míchací lopatkový rotor 1 umístěn velmi těsně u dna rmutovací nádoby 8, takže je umožněno průběžné promíchávání. Na rozdíl od známých zařízení podobného druhu je u tohoto řešení vyloučeno vytváření usazenin pod míchacími lopatkovými díly 3a, 3b.

Jak je dále patrno z obr. 2, první výhodné provedení míchacího lopatkového rotoru 1 je opatřeno u každé míchací lopatky 2 dvěma svislými rozdělovacími deskami 6, orientovanými šikmo ke směru pohybu, jak je to zobrazeno na obr. 3. Při otáčivém pohybu míchacího lopatkového rotoru 1 působí tyto svislé rozdělovači desky 6 na rmut radiálními silami, které podporují promíchávací proces a zabraňují hromadění rmutu ve střední části rmutovací nádoby 8. Kromě toho je pomocí svislých rozdělovačích desek 6 zvýšena stabilita spodních a horních míchacích lopatkových dílů 3a, 3b.

Obr. 5 zobrazuje možné příkladné uspořádání dvou nad sebou upevněných míchacích lopatkových dílů 3a, 3b, znázorněných v řezu vedeném rovinou A-A z obr. 2. Další možné uspořádání dvou nad sebou umístěných míchacích lopatkových dílů 3a, 3b je zobrazeno na obr. 6, kde je horní míchací lopatkový díl 3b navíc přesazen kupředu oproti spodnímu míchacímu dílu 3a, takže přední hrana 4b přední části 7a horního míchacího lopatkového dílu 3b je přesazena kupředu ve směru otáčivého pohybu, aby se optimalizovalo vedení rmutu.

Při otáčení míchacího lopatkového rotoru 1 prochází rmut mezerami, které jsou vytvořeny mezi horním míchacím dílem 3b, spodním míchacím lopatkovým dílem 3a a svislými rozdělovacími deskami 6. Rmut se šetrně zvedá a pohybuje se nahoru střední částí 7b míchací lopatky 2 předtím než opustí plochy míchací lopatky 2 na jejich zadní části 7c v podstatě bez zvíření.

Claims (10)

1. Míchací lopatkový rotor pro rmutovací nádoby používané v pivovarnictví, uložený otočně nade dnem rmutovací nádoby a obsahující nejméně dvě radiálně probíhající míchací lopatky, z nichž každá je tvořena nejméně jedním šikmo orientovaným lopatkovým dílem, vyznačující se tím, že nejméně jeden z lopatkových dílů (3a, 3b) obsahuje lopatkovou část, která je ve směru otáčivého pohybu přední částí (7a) a je ukončena v podstatě rovnoběžně se dnem rmutovací nádoby (8), nahoru orientovanou střední část (7b) míchací lopatky (2), která je strmější než přední část (7a) lopatky (2), a také další lopatkovou část, která je ve směru otáčivého pohybu zadní částí (7c) lopatky (2) a je orientována v podstatě rovnoběžně se dnem rmutovací nádoby (8).

2. Míchací lopatkový rotor podle nároku I, vyznačující se tím, že nejméně jeden míchací lopatkový díl (3a, 3b) má v pohledu na jeho průřez tvar roztaženého písmena Z nebo S.

3. Míchací lopatkový rotor podle nároků la2, vyznačující se tím, že každá míchací lopatka (2) obsahuje nejméně dva míchací lopatkové díly (3a, 3b), které jsou umístěny nad sebou ve vzájemném odstupu.

-4 CZ 283389 B6

4. Míchací lopatkový rotor podle nároku 3, vyznačující se tím, že přední část (7a) každého horního míchacího lopatkového dílu (3b) má přední hranu (4b), která je umístěna ve směru otáčení míchacího lopatkového rotoru (1) v kupředu předsunuté poloze.

5. Míchací lopatkový rotor podle nároků laž4, vyznačující se tím, že každá míchací lopatka (2) je opatřena přídavně nejméně jednou svislou rozdělovači deskou (6).

6. Míchací lopatkový rotor podle nároku 5, vyznačující se tím, že svislé rozdělovači desky (6) jsou orientovány šikmo vůči radiálnímu směru míchacího lopatkového rotoru (1).

7. Míchací lopatkový rotor podle nároku 6, vyznačující se tím, že svislé rozdělovači desky (6) jsou orientovány šikmo v takovém směru, že jejich část, která je přední náběžnou částí svislých rozdělovačích desek (6) ve směru otáčení míchacího lopatkového rotoru (1), je umístěna blíže k otočnému hřídeli (X) než další část, která je zadní částí svislých rozdělovačích desek (6) ve směru otáčení míchacího lopatkového rotoru (1).

8. Míchací lopatkový rotor podle nároků la4, vyznačující se tím, že svislé rozdělovači desky (6) jsou umístěny mezi nad sebou uloženými lopatkovými díly (3a, 3b).

9. Míchací lopatkový rotor podle nároků laž8, vyznačující se tím, že lopatkové díly (3a, 3b) mají své podélné okraje (4a, 4b, 5a, 5b) zkoseny.

10. Míchací lopatkový rotor podle nároků laž9, vyznačující se tím, žc míchací lopatka (2) je upevněna v příčně nakloněné poloze na hřídeli (X) míchacího lopatkového rotoru (1).