DE2038989A1

DE2038989A1 - Kontinuierlich arbeitende Tiefkuehleinrichtung

Info

Publication number: DE2038989A1
Application number: DE19702038989
Authority: DE
Inventors: Powell Harold Richard
Original assignee: Pennwalt Corp
Current assignee: Pennwalt Corp
Priority date: 1969-08-15
Filing date: 1970-08-05
Publication date: 1971-02-25
Also published as: GB1314895A; SE362949B; FR2056538A5; US3584471A

Description

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Pennwalt Corporation ·

Philadelphia (Pennsylvania, USA)

Kontinuierlich arbeitende Tiefkühleinrichtung

Die Erfindung betrifft eine kontinuierlich arbeitende Tiefkühleinrichtung, insbesondere einen Tiefkühl-Bandförderer, auf den am einen Ende ein Produkt im flüssigen Zustand aufgegeben wird, damit das Produkt während seiner Bewegung auf dem Förderer jsu dessen anderem Ende in einen tiefgekühlten Zustand überführt wird. Allgemein betrifft die Erfindung Tiefkühl-Bandforderer der in den USA-Patentschriften 2 437 492 und 2 855 093 gezeigten Art.

In den typischen Kühlsystemen zum Tiefkühlen auf einem Bandförderer wird eine Kühlflüssigkeit, z.B. Äthylenglykol, durch einen Kühl-Wärmetauscher umgewälzt und dann in eine Rinne oder ein Gefäß gefördert, in dem die gekühlte Kühlflüssigkeit auf einem allgemein konstanten Niveau gehalten wird. Danach wurde das Tiefkühl-ii'örderband durch die Kühlflüssigkeit bewegt, wobei aber nur die untere Fläche des Förderbandes in die Kühlflüssigkeit eintauchte. Beim Eintauchen in die Kühlflüssigkeit wurde das Förderband, das gewöhnlich aus Metall bestand und z.B. eine Länge von 30 m und eine Breite von 120 cm hatte, stark abgekühlt, wobei auch das auf der Oberseite des Förderbandes befindliche Produkt abgekühlt wurde. Da die in der Kinne befindliche Kühlflüssigkeit der Atmosphäre ausgesetzt war, konnte nur eine Kühlflüssigkeit von geringer Flüchtigkeit verwendet werden. Bei organischen Kühlflüssigkeiten bedeutet eine geringe Flüchtigkeit stets eine hohe

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Viskosität. Daher konnten eine genügende Strömungsmenge und Kühlwirkung nur bei Verwendung von relativ großen, leistungsstarken Pumpen erzielt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, für einen iiefkühl-Bandförderer ein Kühlflussigkeits-Umwälzkühlsystern zu schaffen, in dem nur kleine Pumpen und Wärmetauscher erforderlich sind.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, für

einen Tiefkühl-Bandförderer ein Kühlsystem zu schaffen, in dem die umgewälzte Primär-Kühlflüssigkeit eine geringe Viskosität und eine hohe Flüchtigkeit besitzt.

Ferner besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, für einen Tiefkühl-Bandforderer ein Kühlsystem zu schaffen, in dem zum Aufrechterhalten einer Flüssigkeitssperre für das Tiefkühl-Förderband nur eine minimale Menge einer Sekundär-Kühlflüssigkeit von hoher Viskosität erforderlich ist.

Außerdem besteht eine ^ufgabe der Erfindung darin, für einen Tiefkühl-x)andförderer ein Kühlsystem zu schaffen, das zwei voneinander getrennte Kreislaufsysteme besitzt, von denen das eine ein geschlossenes Kreislaufsystem für die eine niedrige Viskosität aufweisende Kühlflüssigkeit aufweist, während das andere Kreislaufsystem eine offene Rinne für die eine hohe Viskosität besitzende, als Wärmeübertragungsmittel dienende und eine Flüssigkeitssperre für das Förderband bildende Sekundär-Kühlflüssigkeit aufweist.

Ferner besteht eine aufgäbe der Erfindung darin, für einen Tiefkühl-Bandförderer ein Wärmeübertragungssystem zu schaffen, in dem eine kleine Menge einer Kühlflüssigkeit von hoher Viskosität als Flüssigkeitssperre für das Förderband verwendet wird, so daß kleine Pumpeh und Wärmetauscher verwendet werden können und nur eine kleine Bodenfläche erforderlich ist.

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Die Erfindung hat außerdem die Aufgate, für einen kontinuierlich arbeitenden TiefkiiMl-Bandförderer ein mit sehr hohem Wirkungsgrad arbeitendes Wärmeübertragungssystem zu schaffen.

Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen in der Schaffung einer verbesserten Einrichtung der angegebenen Art, die leicht und wirtschaftlich hergestellt werden kann, eine robuste Konstruktion besitzt und mit guter Wirkung und mit hohem Wirkungsgrad arbeitet.

Die Erfindung schafft eine kontinuierlich arbeitende l'ief kühl einrichtung, in der unter einem endlosen Tiefkühl-Förderband eine wärmeübertragende Kühlplattenanordnung angeordnet ist. Eine Primär-laihlflüsslgkeit von niedriger "Viskosität wird in einem geschlossenen Kreislauf durch die Kühlplattenanordnung hindurch umgewälzt. Ferner wird durch die"Kuhlplattenanordnung hindurch im Wärmetausch mit der Primär-Kühlflüssigkeit eine Sekundär-Kühlflüssigkeit umgewälzt. Die durch die Primär-Kühlflüssigkeit gekühlte Sekundär-Kühlflüssigkeit sickert aus der Kühlplattenanordnung heraus, wobei sie in dichtende Berührung mit dem Förderband kommt, und wird dann in einem offenen Kreislauf zurückgeführt.

Die vorstehend angegebenen und damit im Zusammenhang stehende Aufgaben der Erfindung werden durch die Konstruktionseinzelheiten und die Anordnung von Teilen betreffenden Merkmale der Erfindung gelöst, die aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung anhand der Zeichnungen hervorgehen. In diesen zeigt

Pig. 1 in einer Seitenansicht einen erfindungsgemäßen Tiefkühl-Bandförderer,

Fig. 2 den Tiefkühl-Bandförderer in einer Draufsicht, Fig. 3 einen Schnitt nach der linie 3-3 in Fig. 1, Fig. 4- einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 1,

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Fig. 5 einen Schnitt nach der linie 5-5 in Fig. l und

Fig. 6 schaubildlich einen Teil der erfindungsgemäß verwendeten Kühlplattenanordnung.

in den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen ähnliche Teile. Ein kontinuierlich arbeitendes Tiefkühlsystem besitzt ein endloses Förderband A und eine Kühlplattenanordnung B, die unmittelbar unterhalb der Unterseite des oberen Trums des Förderbandes A angeordnet ist. Ein geschlossenes Kreislaufsystem für eine Primär-Kühlflüssigkeit ist durch die Plattenanordnung B geführt. Mit dem Primär-Kreislaufsystem steht ein Kreislaufsystem D für eine Sekundär-Kühlflüssigkeit in Wärmetauschbeziehung. Die Sekundär-Kühlflüssigkeit sickert aus der Plattenanordnung B heraus und tritt mit der Unterseite des Förderbandes in dichtende Berührung.

Das Förderband A kann aus Kunststoff oder Metall bestehen, vorzugsweise aus Metall, weil es eine höhere Leitfähigkeit hat, und soll so lang sein, daß die am einen Ende aufgegebene, flüssige Substanz vor dem Erreichen des in Fig. 1 und 2 rechten-Endes vollständig gefroren ist. Beispielsweise kann das Förderband eine Länge von 15-36 m und eine Breite von 90-150 cm haben und aus mehreren geschweißten Teilen aus nichtrostendem Stahl bestehen, die als Tiefkühlfläche dienen. Das endlose Förderband ist um eine hintere Umlenkwalze 12 und eine vordere Umle~nkwalze 14 herumgeführt. Die Walzen 12 und 14- sind zweckmäßig in seitlichen Stehlagern 16 und 18 gelagert. Die hintere Umlenkwalze 12 wird über eine Kupplung 22 von einer drehzahlregelbaren Antriebseinrichtung 20 angetrieben, die aus einem Elektromotor ■und einem Untersetzungsgetriebe besteht.

Die Kühlplattenanordnung B besteht aus z.B. 10-20 in der Längsrichtung miteinander verbundenen Kühlplattenelementen, die in Reihe geschaltet und unmittelbar unter dem oberen Trum des Förderbandes angeordnet sind. Von den Kühlplattenelementen erstrecken sich mehrere in Querabständen voneinander angeordnete Rippen 24 aufwärts, die in einer einzigen Ebene angeordnet sind

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und eine Mittelabstützung für das Förderband ^Α 'bilden. Jedes der Kühlplattenelemente hat eine Länge von etwa 180 cm und wird einzein temperaturgeregelt. Jedes der Kühlplattenelemente B ist von mehreren Längsführungen 26 durchsetzt, die in Querabständen voneinander angeordnet sind. Im Wechsel' mit den Bohrungen 26 sind mehrere "Leitungen 28 vorgesehen. Die Rippen 24- und die Oberfläche der Kühlplattenelemente sind von in Abständen voneinander angeordneten Quernuten 30 durchsetzt, die durch Öffnungen 32 mit allen Leitungen 28, aber nicht mit den Bohrungen 26 in Verbindung stehen.

Jedes Kühlplattenelement B empfängt die Primär-Kühlflüssigkeit über einen Verteiler 34. -Die Primär-Kühlflüssigkeit strömt dann in der Längsrichtung von links nach rechts durch die Bohrungen 26. Über den Sammler 36 und eine Pumpe 38 wird die Primär-Kühlflüssigkeit zu einem Wärmetauscher oder Kühler 40 zurückgeführt. Die Primär-Kühlflüssigkeit fließt daher in einem vollständig geschlossenen Kreislauf und ist der Atmosphäre nicht ausgesetzt.

Der Kreislauf D für die Sekundär-Kühlflüssigkeit weist eine Pumpe 4-2 auf, welche die eine hohe Viskosität besitzende Sekundär-Kühlflüssigkeit über einen Verteiler 43 an die Leitungen 28 abgibt, die parallel zu den Bohrungen 26 angeordnet sind und mit der in diesen fließenden Primär-Kühlflüssigkeit in Wärmetauschbeziehung stehen. Teile der Sekundär-Kühlflüssigkeit sickern durch die Löcher 32 in die Nuten 30, so daß die Sekundär-Kühlflüssigkeit durch die Zwischenräume zwischen den Rippen 24 hindurch an die Unterseite des Förderbandes A gelangt, um danach in eine Rinne 44 überzulaufen. Die Seiten- und Stirnwände der Rinne 44 befinden sich unterhalb des Förderbandes und vorzugsweise knappi unterhalb der Rippen 24, Wenn eine Temperaturregelung für die einzelnen Kühlplattenelemente erwünscht ist, sind mehrere Rinnen 44 j|e einem Kühlplatteneleinent B zugeordnet. Die Sekundär-Kühlflüssigifeeit kehrt unter Schwerkraftwirkung durch einen Abfluß 46 und einiBohr 48 zu der Umwälzpumpe 42 zurück. Der Kreislauf D für die Seltiaclär-Kühlfltissigfceit ist daher offen. Die Primär-Kühl flüssigkeit kann im Gegenstrom zu der Sekundär-Kühlflüssig-'kalt uagewälat werden»

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Da die Primär-Kühlflüssigkeit in einem geschlossenen Kreislauf fließt, kann man jede Wärmeübertragungsflüssigkeit unbeschadet ihrer Flüchtigkeit oder Giftigkeit verwenden. Beispielsweise kann man als Primär-Kühlflüssigkeit Trichloräthylen oder sogar ein direkt expandierendes Kühlmittel, z.B. einen der üblichen Fluorkohlenwasserstoffe verwenden, beispielsweise das Kühl mittel 12. Infolge der niedrigen Viskosität der Primär-Kühlflüssigkeit genügen relativ kleine Pump- und Kühleinrichtungen. Da die Kühlplattenanordnung B direkt unter dem förderband A angeordnet ist, genügt eine kleine Menge einer eine hohe Viskosität besitzenden Sekundär-Kühlflüssigkeit, z.B. A* thylenglykol, zur Bildung einer Flüssigkeitssperre zwischen dem Förderband A und der Wärmetausch- und Kühlplattenanordnung B. Daher genügen kleinere, außen angeordnete Pumpen 42 zum Fördern der eine hohe Viskosität besitzenden Kühlflüssigkeit und kleinere Pumpen 58 und Wärmetauscher 40 zum Kühlen der Sekundär-Kühlflüssigkeit.

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Claims

I Iy Kontinuierlich arbeitende Tiefkühleinrichtung mit einem endlosen Förderband zum Tragen von tiefzukühlendem Gut, sowie mit einer Einrichtung zum "Umwälzen einer mit dem Förderband in WärmetauschbeZiehung stehenden Kühlflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß in nächster iiähe des Förderbandes eine Kühlplattenanordnung (B) vorgesehen ist, durch welche eine Primär-Kühlflüssigkeit in einem geschlossenen Kreislaufsystem (34, 26, 36, 38, 40) umgewälzt wird, und daß durch die Kühlplattenanordnung (B) hindurch und auf ihr eine Sekundär-Kühlflüssigkeit in einem offenen Kreislaufsystem (42, 43, 28, 32, 30, 44, 46, 48) derart umgewälzt wird, daß sie die Unterseite des Förderbandes (A) berühren kann.
2. Tiefkühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlplattenanordnung (B) mehrere aufwärtsgerichtete Rippen (24) besitzt. ·
3. i'iefkühleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundär-Kühlflüssigkeit eine Flüssigkeitssperre zwischen dem Förderband und der Plattenanordnung bildet.
4. iiefkühleinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreislaufsystem für die Primär-Kühlflüssigkeit mehrere Bohrungen (26) besitzt, welche die Plattenanordnung (B) in der Längsrichtung durchsetzen.
5. Tiefkühleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das offene Kreislaufsystem für die Sekundär-Kühlflüssigkeit mehrere im Wechsel mit den Bohrungen (26) angeordnete !leitungen (28) sowie Buten (30) besitzt, die mit den Leitungen in Verbindung stehen und im Betrieb die öekundar-Kühlflüssigkeit an Zwischenräume zwischen den Hippen (24) abgeben.

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6. iiefkühleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreislaufsysteme für die Primär- und die Sekundär-Kühlflüssigkeit so angeordnet sind, daß die Primär-Kühlflüssigkeit und die Sekundär-Kühlflüssigkeit im Gleichstrom durch uie Bohrungen (26) "bzw. die Leitungen(28) geführt werden.
7. Tiefkühleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (30) quer zu den Leitungen angeordnet sind und mit ihnen in Verbindung stehen.
8. Tiefkühleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Plattenanordnung

k (B) eine Rinne (44) zur Aufnahme der überlaufenden Sekundärioihlflussigkeit angeordnet ist.
9.'Tiefkühleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Primär-Hühlflüssigkeit ein Kühlmittel von niedriger Viskosität ist.
10. i'iefkühleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Primär-Kühlflüssigkeit ein direkt expandierendes Kühlmittel ist.

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L e e r s e i t e