DE2201224C3 - Eisgenerator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Eisgenerator gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein solcher Eisgenerator ist aus der CH-PS 3 91 750 bekannt.

Der Arbeitsablauf bei einem solchen Eisgenerator geht so vor sich, daß flüssiges Kühlmittel von einem Flüssigkeitsabscheider um die Rohre im Behälter des Eisgenerators geleitet wird, während Wasser durch die Rohre gepumpt wird und das Gefrieren durch Verdampfung des Kühlmittels geschieht. Wenn die Eisdicke in den Rohren die gewünschte Stärke erreicht hat, wird die übriggebliebene Kühlmittelflüssigkeit von warmem Gas aus einem Kühlkompressor zu dem Flüssigkeitsabscheider zurückgedrückt, indem das Gas zunächst in den oberen Teil des Behälters geleitet wird, um die Kühlmittelflüssigkeit herauszupressen. Dadurch wird das Gas zum Boden des Behälters geleitet, um ein effektives Auftauen des Eises am unteren Ende der Rohre zu gewährleisten, so daß das Eis aus den Rohren gleiten kann.

Um die Umschaltung der Zufuhr des warmen gasförmigen Kühlmittels vom oberen Teil zum unteren Teil des Behälters im richtigen Augenblick und ohne Zeitverlust durchzuführen, werden bei der bekannten Anordnung die entsprechenden Ventile durch eine Regeleinrichtung betätigt, die mittels eines kommunizierenden Rohres den Stand des flüssigen Kühlmittels im Behälter abtastet. Diese Regeleinrichtung stellt einen erheblichen Aufwand dar. Der bekannte Eisgenerator hat ferner den Nachteil, daß das mit einer niveauabtastenden Steuereinrichtung arbeitende Dränierventil nur zur Abführung der Kühlfüssigkeit während des Abtauvorganges verwendbar ist. Für die Zuführung des Kühlmittels während des Gefriervorganges ist ein zusätzliches Ventil vorhanden.

Aus der SW-PS 1 79 726 ist es bereits bekannt, bei Eisgeneratoren Ventile zu verwenden, deren Arbeitsstellung von der Lage eines in dem Ventilgehäuse enthaltenen Schwimmers abhangt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Eisgenerator des beschriebenen bekannten Typs derart weiterzuentwickeln, daß der Aufwand an Ventilen und der zu ihrer Betätigung erforderlichen Steuereinrichtungen wesentlich vermindert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Eisgenerator nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, der erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen genanni.

Bei dem Eisgenerator nach der Erfindung werden vier selbständige Ventile des bekannten Eisgenerators in einer baulichen Einheit zusammengefaßt. Das Schwimmerventil tibernimmt durch seine Beaufschlagung in beiden Richtungen die Funktion zweier Ventile bei der bekannten Anordnung. Eine besondere Regeleinrichtung zur Steuerung der beiden Ventile für das warme Abtaugas entfällt völlig, da diese beiden zu einem Dreiwegeventil zusammengefaßten Ventile von den Stellungsveränderungen des Schwimmerventils selbst gesteuert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

F i g. 1 zeigt schematisch einen Eisgenerator.

Fig.2 zeigt das Gasverteilungsventil gemäß der Erfindung für einen Eisgenerator.

Fig. 1 zeigt einen Eisgenerator mit einem Behälter 20, der aus einem zylindrischen Mantel 21 mit Rohrboden 23, 24 beisteht, zwischen denen Rohre 22 befestigt sind. Durch die Mitte des Behälters 20 geht eine vertikale Welle 26, die an ihrem oberen Ende von einem Motor 25 mit Keilriemen angetrieben wird und

22 Ol

ύ\ζ an ihrem unteren Ende ein Messer 6 und einen Schleuderkorb 27 hat.

Am unteren Ende des Behälters 20 ist ein Einlauf 28 für Wasser. Das Wasserniveau 29 um Boden des Behälters 20 wird mit Hilfe eines nicht gezeigten Schwimmerventils konstantgehalten, das den Einlauf 28 verschließt, wenn das Wasserniveau zu hoch wird.

Mittels einer Pumpe 5 wird das Wasser vom untersten Boden des Behälters 20 in den obersten Teil des Behälters 20 gepumpt, von wo es durch die Rohre 22 nach unten rinnt, wobei es gefriert. Dieses Gefrieren geschieht durch Verdampfung einer Kühlmittelflüssigkeit an der Außenseite der Rohre. Ein Kühlmittelflüssigkeitsabscheider 18 ist mit Oberteil und Boden des Behälters 20 durch Ventile 1 bzw. 2 verbunden. Während des Gefrierprozesses sind diese beiden Ventile geöffnet, und der Behälter 20 wird so gut wie ganz mit Kühlmittelflüssigkeit aus dem Flüssigkeitsabscheider 18 gefüllt, der deshalb eine ausreichende Flüssigkeitsmenge enthalten muß.

Wenn die Eisdicke in den Rohren 22 die gewünschte Stärke erreicht hat, wird die Pumpe 5 gestoppt, wonach das Eis »geerntet« wird, indem es von den Innenseiten der Rohre abgetaut wird, so daß die Eisrohre zu dem Messer 6 gleiten, das rotiert, nachdem der Motor 25 gestartet worden ist. Dabei wird das Eis in Stücke geschnitten, die in den Korb 27 fallen und durch die öffnung 30 in der unteren Wand des Behälters 20 herausgeschleudert werden. Etwaiges Wasser wird an die Wand unter dem Auslauf 30 geschleudert und läuft hinunter auf den Boden des Behälters 20.

Der Tauprozeß beginnt damit, daß das Ventil 1 geschlossen und das Ventil 3 geöffnet wird. Das Ventil 4, ein Dreiwegeventil, ist anfangs so eingestellt, daß das Gas von dem Kühlmittelkompressor 19 durch die Ventile 3, 4 und das Rohr 12 in den oberen Teil des Behälters 20 strömt, wobei die Kühlmittelfüssigkeit durch die Rohre 16, 17 und das Ventil 2 in den Flüssigkeitsabscheider 18 gepreßt wird. Wenn die ganze Kühlmittelflüssigkeit in den Kühlmittelflüssigkeitsabscheider 18 gepreßt worden ist, wird das Ventil 2 geschlossen und das Ventil 4 derart umgestellt, daß das warme Gas durch die Leitung 13 zum Boden des Behälters 20 strömt, wonach das richtige Abtauen von unten her beginnt, indem das Gas abkühlt und auf den Rohren kondensiert. Voraussetzung dafür, daß die Eisstäbe aus den Rohren 22 gleiten können, ist nämlich, wie oben erwähnt, daß das Abtauen über die ganze Länge der Rohre gleichzeitig geschieht, damit ein partielles Abtauen und damit ein Verlust gefrorenen Eises vermieden wird.

Die Ventile 2 und 4, die gemäß der Erfindung eine Einheit A bilden, sind in F i g. 2 genauer gezeigt. Das Ventil 4 ist, wie erwähnt, ein Dreiwegeventil mit einem Einlauf 11 vom Kompressor 19 und zwei Ausläufen 12 und 13 zum Oberteil bzw. Boden des Behälters 20. Das Umschalten zwischen den beiden Ausläufen geschieht durch eine horizontale Klappe 7, die sich zwischen den öffnungen 14 und 15 der Rohre 13 bzw. 12 auf und ab bewegen kann.

Das Ventil 2 ist ein Schwimmerventil, das über die Rohre 16 und 17 an den Boden des Behälters 20 bzw. den Flüssigkeitsabscheider 18 angeschlossen ist. Der Schwimmer selbst besteht aus einer Schale 10, die oben offen ist und in die die Rohre 16 und 17 eintauchen. Die Schaie hat am Boden eine Dichtung 10a, die in der höchsten Lage der Schale das Rohr 17 am unteren Ende verschließt und damit den Flüssigkeitsabscheider 18 von dem Behälter 20 trennt. Die Schale 10 ist mittels eines Stabes 9 und einer Feder 8 mit der Ventilklappe 7 des Ventils 4 verbunden.

Das Gefrieren beginnt, indem man das Ventil 1 in F i g. 1 öffnet und gleichzeitig die Pumpe 5 startet. Das Ventil 3 ist hierbei geschlossen.

Wenn das Ventil 1 offen ist, wirken der Behälter 20 und der Flüssigkeitsabscheider 18 wie verbundene Gefäße, so daß die Flüssigkeit im Rohr 17 die Schale 10 nach unten preßt und die Schale und das Ventilgehäuse 2 mit Flüssigkeit gefüllt werden, die danach durch das Rohr 16 läuft und den Behälter 20 füllt. Die gefüllte Schale 10 sinkt in ihre untere Lage, und die Klappe 7 des Ventils 4 verschließt die öffnung 14 des Rohres 13. Dies ist jedoch für diesen Teil des Prozesses bedeutungslos, da das Ventil 3 in F i g. 1 geschlossen ist.

Das Abtauen beginnt, wie erwähnt, indem das Ventil 3 geöffnet und Ventil 1 geschlossen wird. Hierbei strömt das Gas vom Kompressor 19 durch die Rohre 11 und 12 in den oberen Teil des Behälters 20 und die Flüssigkeit darin wird nach unten durch das Rohr 16 hinausgepreßt. Im Ventil 2 wird die Flüssigkeit aufwärts in das Rohr 17 gepreßt, und wenn der Behälter 20 leer ist, strömt durch das Rohr 16 Druckgas ein und füllt das Ventilgehäuse 2 mit Druckgas bis zur oberen Kante der Schale 10. In der Schale 10 sinkt das Flüssigkeitsniveau weiter, was ?ur Folge hat, daß die Schale 10 allmählich an die Oberfläche kommt, so daß sie auf der Flüssigkeit im Ventilgehäuse 2 schwimmt, und schließlich verschließt die Klappe 10a das Rohr 17. Gleichzeitig bewegt sich die Klappe 7 des Ventils 4 nach oben, öffnet das Rohr 13 und schließt das Rohr 12. Auf diese Weise wird das Druckgas zum Boden des Behälters 20 geleitet.

Das Druckgas kondensiert an den Rohren 22 und die kondensierte Kühlmittelflüssigkeit läuft durch das Rohr 16 in die Schale 10, die dadurch etwas sinkt und Flüssigkeit in das Rohr 17 läßt. Die Ventilklappe 10;) arbeitet auf diese Weise während des Tauprozesses als Dränierungsventil.

Der wesentliche Gedanke der Erfindung besteht also darin, daß das Dreiwegeventil 4 mit Hilfe eines Schwimmers in Abhängigkeit von dein Flüssigkeitsniveau im Behälter 20 gesteuert wird. Der nächste Schritt der Erfindung besteht darin, daß derselbe Schwimmer ein Dränierungsventil für den Behälter 20 steuert. Hieraus geht hervor, daß der Erfindungsgedanke nicht auf die besondere Ausbildung gemäß F i g. 2 beschränkt ist. Beispielsweise kann das Rohr 16 an einer beliebigen Stelle in das Ventilgehäuse 2 münden und braucht nicht wie gezeigt angeordnet zu sein, um korrekt zu arbeiten. Es ist jedoch ein Vorteil, wenn das Rohr 16 über der Scuale 10 mündet, so daß die Dränierungsflüssigkeit nahezu umgehend die Klappe 10;i öffnet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

22 Ol Patentansprüche:

1. Eisgenerator mit einem vertikalen zylindrischen Behälter, durch dessen Böden vertikale Rohre zum Gefrieren von Wasser verlaufen, mit einem Kiihlmuttelkompressor und einem auf höherem Niveau als der Behälter angeordneten Kühlmittelflüssigkeitsabscheider, mit Ein- und Austrittsöffnung(en) für die Kühlflüssigkeit sowie mit einer oberen und einer unteren Eintrittsöffnung im Behälter für unter Druck stehendes warmes gasförmiges Kühlmittel von dem Kompressor, wobei Ventile vorgesehen sind, die während des Abtauvorganges derart in Abhängigkeit des Kühlmittelflüssigkeitsstancles im Behälter regelbar ist, daß zu Beginn des Abtauvorganges das warme Gas durch die obere Eintrittsöffnung in den Behälter strömt und nach Verdrängung des flüssigen Kühlmittels aus dem Behälter durch die untere Eintrittsöffnung einströmt, und mit einem am 2c Boden des Behälters vorhandenen Abflußventil, welches in Abhängigkeit des Kühlmittelflüssigkeitsniveaus des Behälters während des Abtauvorganges derart steuerbar ist, daß es öffnet, wenn sich flüssiges Kühlmittel am Boden des Behälters ansammelt, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Abflußventil (2) derart als Schwimmerventil ausgebildet ist, daß während des Gefriervorj;anges in Richtung zum Behälter (20) drückendes flüssiges Kühlmittel einen Schwimmer (10) betätigen kann, wodurch das Abflußventil öffnet, daß die Ventile zur Einführung des warmen Gases während des Abtauvorganges zu einem Dreiwegeventil (4) zusammengefaßt sind und daß das Dreiwegeventil (4) mit dem Schwimmerventil (2) eine solche bauliche Einheit bildet, daß beim Vorhandensein von flüssigem Kühlmittel am Boden des Behälters (20) und im Schwimmerventil das Dreiwegeventil (4) den Kompressor mit der oberen Eintrittsöffnung (12) des Behälters (20) verbindet und beim Nichtvorhandensein von flüssigem Kühlmittel an den ebengenunnten Stellen das Dreiwegeventil (4) den Kompressor mit der unteren Eintrittsöffnung (13) verbindet.

2. Eisgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer des Schwimmerventils (2) aus einer nach oben geöffneten Schale (10) besteht, die sich vertikal in dem Ventilgehäuse bewegt, daß in die Schwimmerschale (10) ein in Verbindung mit dem Flüssigkeitsabscheider (18) stehendes vertikales Rohr (17) taucht, daß im Boden der Schwimmerschale (10) unterhalb des Rohres (17) eine Verschlußpackung (10a) vorhanden ist und daß ein zweites Rohr (16), welches den Boden des Behälters 20 mit dem Ventilgehäuse verbindet, und daß das erste Rohr (17) tiefer in die Schwimmerschale hineinreicht als das zweite Rohr (16).

3. Eisgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Rohr (16) koaxial um das erste Rohr (17) angeordnet ist.