DE2459946A1

DE2459946A1 - Vorrichtung zum versproeden von gegenstaenden

Info

Publication number: DE2459946A1
Application number: DE19742459946
Authority: DE
Inventors: Keith Arthur Miller
Original assignee: Air Products and Chemicals Inc
Current assignee: Air Products and Chemicals Inc
Priority date: 1974-05-01
Filing date: 1974-12-18
Publication date: 1975-11-13
Also published as: ATA1025174A; JPS50141753A; NL7501015A; JPS5312699B2; US3914953A; FR2269689A1; GB1495024A; BE828484A; FR2269689B1; CA1007877A; AT333320B

Description

DR. MÜLLER-BORS Dr³L-INbGROENlNCi DIPL-CHEM. DR. DEUFEL

DIPL-CMCM. DR. SCHt)^ Di.PL-PHYS. HERTEL

PATENTANWÄLTE

München, äen 1 8. DEZ. 197¹»

We/th - A 2404

AIR PRODUCTS Al¹ID CHBHICAIS, BTC. P. O. "box 538, Allentown,Pennsylvania 18105

(V.St.A.)

Vorrichtung zum Verspröden von Gegenständen

Die Erfindung "betrifft eine Vorrichtung zum Verspröden von Gegenständen durch Abkühlung dieser Gegenstände auf ihre Versprödungstemperatur,

Bs sind "bereits zahlreiche Versuche "bekannt, welche dazu dienen, sowohl Metall als auch nichtmetallische Gegenstände dadurch zu verspröden, daß sie durch Kühlmittel abgekühlt werden, wonach die versprödeten Gegenstände solchen Einrich-., tungen zugeführt werden, durch welche sie zerkleinert werden, so daß dadurch die Möglichkeit geschaffen wird, wertvolle Metalle und nichtmetallische Teile voneinander zu trennen und gegebenenfalls wiederzugewinnen. Solche Versuche sind verhältnismäßig erfolgreich gewesen, wenn die zu verspröden-ο den und zu zerkleinernden Gegenstände klein sind. Hingegen O₀ haben sich derartige Versuche als außerordentlich unwirksam £* erwiesen, und zwar vom kommerziellen Standpunkt aus, wenn "·«-. es darum geht, verhältnismäßig große Gegenstände wie Motoren,

σ? Transformatoren und Schrottkraftfahrzeuge zu verspröden. Dies ist weitgehend· auf die unzureichende Abkühlung der großen

Dr. Müller-Böre Dlpl.-lng. Groenlng · Dr. Deufel · Dr. Schön · Dipl.-Phys. Hertel

33 Braunschweig, Am Bürgerpark 8 8 München 22, Robert-Koch-Straße 1

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Gegenstände auf ihre Versprödungstemperatur zurückzuführen, Viozu eine große Menge von verhältnismäßig kostspieligem Kühlmittel erforderlich war. Einer der Hauptfaktoren "bei einem solchen geringen thermischen Wirkungsgrad steht im Zusanffiienhang mit der verhältnismäßig großen Ausdehnung der Kanaleinlaß- und der Kanalauslaßöffnung, welche jeweils erforderlich ist, um die großen Gegenstände hineinzutranaportieren und herauszutransportieren. Außerdem müssen derartige Versprödungskanäle einen großen Querschnitt haften und eine große länge aufweisen, wodurch die Wärmeverluste durch die Kanalwände vergrößert werden, da de.r Wärmeverlust eine direkte Punktion der gesamten Oberfläche des Kanals ist. Das Gewicht und die Größe solcher großen Gegenstände hat ebenfalls ernste Schwierigkeiten "bei der strukturellen Ausbildung des isolierten Kanals aufgeworfen.

Außer diesen Problemen sind wesentliche Schwierigkeiten dabei aufgetreten, die Strömung des verdampften Kühlmittels in solchen großen Kanälen in der v/irksamen Weise zu führen, daß die Eigenwärme dieses kalten gasförmigen Kühlmittels ausgenutzt wird, bevor aus dem Yersprödungskanal austritt. Weiterhin erfordern derartige Kanäle sehr feste Förderbänder, welche Gelenkverbindungen aufweisen, die derart ausgebildet sind, daß überschüssige Kühlflüssigkeit durch die Gelenkverbindungen des Förderbandes nach unten abfließen kann und im Boden dea Kanals angesammelt werden kann, wo nur eine sehr geringe Gaszirkulation herrscht, weil sowohl der obere als auch der untere Lauf des im wesentlichen festen bzw. massiven Förderers den Bodenbereich des Kanals von den Rezirkulations- lttftern trennt, die im oberen Bereich des Kanals oberhalb des Förderers angeordnet sind.

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Hauptaufgabe der Erfindung ist'es, einen Versprödungskanal durch Abkühlung zu schaffen, welcher in seinem Aufbau und weiterhin auch thermodynamisch den bekannten Kanälen dieser Art überlegen ist". Genauer gesagt, gemäß der Erfindung wird angestrebt, den Verlust an kaltem Kühlgas aus. den Enden des Kanals durch die Yerwendung spezieller Typen von Gasvorhängen zu vermeiden. Es wird gemäß der Erfindung eine in wirksamer V/eise gesteuerte Strömung des kalten Gases erzeugt, welches mit den zu versprödenden Gegenständen in Berührung kommt, indem in verschiedenen Richtungen arbeitende Lüfter eingesetzt v/erden. V/eiterhin werden ein oder mehrere interne Gasvorhänge verwendet, welche den Kanal sowohl in Zonen verschiedener Temperatur zu unterteilen als auch Kühlflüssigkeit verdampfen, welche im Bodenbereich der Gefriereinrichtung eingeschlossen sein kann. Weiterhin liefert die Erfindung einen speziellen Aufbau bzw. eine spezielle Form des Kanals, weiche dazu geeignet ist, der Größe und dem Gewicht von großen Gegenständen Rechnung zu tragen, während zugleich eine hochwirksame Isolierung vorgesehen ist, die jedoch leicht abnehmbar ist, um einen Zugang zum Innenraum des Kanals zu ermöglichen.

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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Pig. 1 eine Draufsicht auf den Kanal,

Pig, 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht, welche die wesentlichen Bauelemente des Versprödungskanals in vereinfachter Form darstellt,

Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt des Kanals entlang der Linie 3-3 in der Pig, 2,

Pig. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in der Pig. 2, welcher bestimmte Einzelheiten der Einlaufseite des Kanals darstellt,

Pig. 5 einen vergrößerten Teilschnitt entlang der Linie 5-5 in der Pig. 4,

Pig. 6 einen vergrößerten Teilschnitt entlang der Linie 6~6 in der Pig. 2,

Pig. 7 einen Schnitt entlang der Linie 7-7 in der Pig. 6 und

Pig. 8 eine perspektivische Teilansicht, welche konstruktive Einzelheiten des Förderbandes darstellt.

Gemäß Pig. 1 bis 4 und 7 bis 8 besteht die Versprödungsgefriereinrichtung, welche in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnet ist, aus einem starren Rahmen, welcher aus I-Glasfaserträgern 11 gebildet ist, welche mit der Grundplatte 12 verbunden sind und sich nach oben erstrecken, wobei ihre oberen Enden durch Querwinkelelemente 13 befestigt sind. Die I-Träger 11 tragen Winkelklammern 14, welche obere und untere Paare Von L-förmig ausgebildeten vorderer Trägerschienen 15 tragen,

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welche rait geeigneten Belägen oder Streifen 15' geringer Reibung versehen sind, um die Reibung entlang den schweren Bereichen des Förderbandes 16 zu vermindern. Das Förderband 16 ist vorzugsweise derart ausgebildet, daß es als Schürzen« förderer oder Plattenförderer bezeichnet werden kann, der eine Vielzahl von V—förmigen Platten 17 aufweist, die eine Art "Pfanne" bilden* deren Seiten durch Schürzenplat'ten 18 verschlossen sind. Die Y-förmigen Pfannen sind gelenkig miteinander verbunden, und das Förderband weist Kettenglieder 19 auf, welche auf den Streifen 15' mit geringer Reibung geführt sind. Die Kettenglieder stehen im Eingriff mit dem Zahnrad einer herkömmlichen Motorantriebsanordnung 20, welche auf der Ausgangsseite der im rechten Teil der Fig. 1 und 2 dargestellten Gefriereinrichtung angeordnet ist, an welcher ein Produkt ausgestoßen wird.

Wie am deutlichsten aus der Fig. 3 ersichtlich ist, ist das Kanalgehäuse vorzugsweise aus einer Vielzahl von als Modul ausgebildeten und mit einer Nut bzw. einer Feder ausgestatteten Blechen oder Tafeln gebildet, von denen jede zwei Metallwände aufweist, welche durch eine Urethanschaumisolierung von etwa 10 cm '(four inches) isoliert sind. Diejenigen Platten, welche den Boden 21 bilden, liegen auf Kreuzträgern 22, während diejenigen Tafeln, welche die Seitenwände 23 bilden, lösbar am Boden 21 befestigt sind und auch lösbar an der oberen Wand 24 angebracht sind, und zwar durch geeignete Yerriegelungseinrichtungen, wie sie in der US-Patentschrift 3 353 314 beschrieben sind. Auf diese Weise trägt das isolierte Kanalgehäuse kein Gewicht des Förderers oder der Gegenstände, und die.Seitenwände können teilweise oder vollständig heraus-, genommen werden, wobei die obere Wand 24 auf den Kreuzelementen 13 abgestützt bleibt.

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Eine Kühlflüssigkeit wie flüssiger Stickstoff oder flüssiges Kohlendioxid oder andere Tiefkühlmittel, die einen normalen Siedepunkt unterhalb von -73,3 ⁰C (100 ⁰F) aufweisen, v/erden ü"ber einen Sprühkopf 26 in den Versprödungskanal eingebracht, und zwar derart, daß sie mit den Gegenständen direkt in Berührung gebracht werden, welche versprödet werden sollen. Die latente Wärme des Kühlmittels "bzw« der Kühlflüssigkeit wird unverzüglich dazu verwendet, die Gegenstände derart abzukühlen, daß die Flüssigkeit verdampft und zu einem gasförmigen Kühlmittel wird, welches eine Temperatur hat, die dem normalen Siedepunkt oder der Sublimationstemperatur entspricht, welche für flüssigen Stickstoff bei etwa -196 ⁰C (-320 ⁰F) und für flüssiges Kohlendioxid bei etwa 78 ⁰C (-109 ⁰F) liegt. Während der größte Teil des flüssigen Kühlmittels durch Berührung mit den zu versprödenden Gegenstanden verdampft wird, gibt es gewöhnlich eine geringe Überschußmenge an flüssigem Kühlmittel, welches nicht unverzüglich verdampft. Von diesem Überschuß an flüssigem Kühlmittel kann ein kleinerer Teil durch die Gelenkverbindungen des Förderers hindurchgehen und sich im Bodenbereich des Kanals ansammeln, wo es zur Verdampfung gebracht wird und einen wirksamen Wärmeübergang zu den Gegenständen durch eine spezielle Einrichtung bewirkt, die nachfolgend beschrieben wird. Der größte Teil des überschüssigen Kühlmittels wird jedoch in den V-förmigen Pfannen 17 des oberen Bereiches des Förderers gefangen und in diesen Pfannen zwischen der Sprühzone und der Austrittsseite des Kanals verdampft, so daß dadurch die Nachfolgezone des Kanals gegenüber der Sprühzone direkt gekühlt wird.

Um im wesentlichen die gesamte zur Verfügung stehende Wärme des kalten Kühlgases zu verwenden, welches durch die Verdampfung der Flüssigkeit in der Sprühzone ebenso wie durch den aus den Fördererpfannen in der Kachfolgezone verdampften Teil erzeugt

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wird, sind eine Vielzahl von Rezirkulationslüfteranordnungen 30 entlang dem Tunnel sowohl in der Vorkühlungszone vor der Sprühzone als auch in der Nachfolgezone angeordnet. Während nur drei solcher LufteranOrdnungen in den Pig. 1 und 2 dargestellt sind, ist ersichtlich, daß in der Praxis eine größere Anzahl verwendet werden können, und da jede Rezirkulationslüfteranordnung identisch.ist, ist nur eine im einzelnen beschrieben.

Die eigentlichen Axiallüfterblätter 31 werden durch Wellen angetrieben, welche mit Motoren 33 über Keilriemenuntersetzungsantriebe 34 verbunden sind. Jeder dieser Lüfter ist durch einen einstellbaren Abschirmring 36 umgeben, der auf vier Stützen 38 angeordnet ist, deren untere Enden mit Gewinde versehen sind, in welchen die Abschirmringe durch Einstell— muttern angebracht sind. Somit läßt sich die Winkeis teilung der Abschirmringe verändern, und zwar gegenüber der horizontalen Ebene, damit dem zirkulierenden Gas eine Vorwärtsgeschwindigkeitskomponente in Richtung auf die Einlaßseite der Gefriereinrichtung erteilt v/erden kann und dadurch das gewünschte Maß der Vorwärtsbewegung des Gases eingestellt werden kann.

TJm ein Ausfiltern des kalten Gases aus der Auslaßseite, des Versprödungstunnels ebenso wie das Eintreten v/armer Umgebungsluft zu verhindern, verwendet die bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung eine Luftvorhanganordnung.40, wie es am deutlichsten aus den Pig. 1 und 2 hervorgeht. Diese Anordnung v/eist ein Paar von durch einen Motor angetriebenen Zentrifugallüfter. 42 auf, welche Umgebungsluft ansaugen und diese Luft durch Zwischenrohre 44 in eine Speicherkammer 46 leiten, die einen Schlitz aufweist, welcher sich quer über die Breite des Bodens der Speicherkammer erstreckt, so daß mit hoher Geschwindigkeit ein Luftvorgang quer über die Eingangsöffnung des Kanals nach unten erzeugt wird, wie es durch den Strömungspfeil A angegeben ist.

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Ein wirksamer Gasvorhang wird weiterhin an dem vorderen oder dem Einlaßende der Gefriereinrichtung erzeugt, wie es in den Pig. 1, 2, 4 mid 5 dargestellt ist. Während der oben genannte Luftvorgang nach dem Prinzip arbeitet, daß eine Strömung mit hoher Geschwindigkeit aus einer Vorratskammer austritt, was nachfolgend als positiver Gasvorhang bezeichnet wird, tritt bei dem Gasvorhang, der auf äer Einlaßseite der Gefriereinrichtung vorgesehen ist, keine Gasströmung mit hoher Geschwindigkeit aus der Öffnung aus, sondern diese Anordnung arbeitet mehr nach, einem Saugprinzip und wird nachfolgend als negativer Luftvorhang bezeichnet. Dieser negative Gasvorhang wird durch eine Saugkammer erzeugt, die allgemein mit dem Bezugszeichen 50 bezeichnet ist, und diese Kammer ist allgemein in Form eines umgekehrten U ausgebildet, wobei sie einen oberen Teil 51 und ein Paar von Seitenkammemteilen 52 aufweist. Die Kammer 50 ist aus Blechmaterial gebildet und ist vollkommen abgeschlossen, und zwar mit Ausnahme eines Paares von Öffnungen 53 und eines Saugschlitzes, der die Form eines umgekehrten U auf v/eist, wie es allgemein durch das Bezugs zeichen 54 angegeben ist, wobei ein horizontaler Teil 55 und ein Paar von Seitenteilen 56 vorgesehen sind, die zur Erreichung einer entsprechenden mechanischen Festigkeit durch Bleche versteift sind. In einer alternativen Ausführungsform kann der Saugschlitz 54 die Form einer Vielzahl von kreisförmigen oder langgestreckten Öffnungen aufweisen, die insgesamt als ein einziger U-förmi— ger Schlitz arbeiten. Somit ist die Kanaleinlaßöffnung auf drei Seiten durch den Saugschlitz 54 der Saugkammer 50 umgeben.

Die Öffnungen 53 der Saugkammer sind durch geeignete Leitungen über Heiζeinrichtungen 57 ^it den Einlassen eines Paares von durch einen Motor angetriebenen Zentrifugallüfter 58 verbunden. Somit erzeugen die Lüfter 58 einen starken negativen

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Druclc in der Kammer 50, Vielehe den Kanaleinlaß umgibt, wodurch ein Luftvorhang aus TJmgebungsluft mit hoher Geschwindigkeit erzeugt wird, welcher durch den Strömungspfeil B angedeutet ist, und Kühlgas, welches durch den Strömungspfeil C angedeutet ist, strömt durch den Saugschlitz 54 in die Kammer 50, und zwar über die Öffnungen 53, die Heiζeinrichtungen 57 und die Lüfter 58, um in die Atmosphäre auszutreten« TJm das Eintreten von warmer, feuchter Umgebungsluft zu verhindern, trägt der negative Druck, welcher auf der Produkteinlaßseite der Gefriereinrichtung erzeugt wird, dazu bei, das kalte Kühlgas von der Sprühzone nach vorne zn saugen, in welcher es erzeugt wird, und zwar im Gegenstrom —Wärmeaustausch mit den Gegenständen auf dem Förderband.

Wie weiterhin aus der Fig. 5 ersichtlich ist, kann die Breite des Saugschlitzes 54- derart verändert werden, daß die Strömung des kalten Gases in Richtung auf die Produkteinlaßzone verändert wird, während weiterhin eine wirksame Abdichtung gegen das Eindringen warmer TJmgebungsluft in die Einlaßseite des Kanals gewährleistet ist. Die Einstellung des Saugschlitzes 54 kann auf verschiedene Arten erfolgen, und in der Fig. 5 ist eine Möglichkeit dargestellt, Vielehe einen verschiebbaren Verschlußdämpfer 59 aufweist, der durch Bolzen geführt ist oder in anderer Weise angebracht· ist, und zwar an der Kammer, so daß er in der Weise verschiebbar ist, daß mehr oder weniger von dem Saugschlitz abgedeckt wird. Wie oben bereits ausgeführt wurde, kann der Schlitz die Form einer Yielzahl von Öffnungen aufweisen, und es ist ersichtlich, daß getrennte Schieber verwendet werden können, um individuell die Strömung durch den horizontalen Schlitzabschnitt 55 und diejenige durch die Schlitzabschnitte 56 {jeweils zu steuern. Weil die warme, feuchte TJmgebungsluft mit dem gasförmigen Kühlmittel gemischt wird, welches sich noch bei einer Temperatur befinden kann,

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die wesentlich niedriger liegt als diejenige der Umgebungsluft, kann ein ernsthaftes Frostproblem auftreten, und zwar in Abhängigkeit von der Temperatur der Umgebungsluft und ihrer relativen Feuchtigkeit. Aus diesem Grunde sind Heizeinrichtimg en 57 vorgesehen, um das Gemisch aus luft und Kühlgas unterhalb des Frostpunktes zu halten, so daß die Lüfter 58 nicht durch Prost beeinträchtigt werden. Die Heizeinrichtungen 57 können beliebiger bekannter Art sein, sie können beispielsweise die Form elektrischer Widerstandsspulen aufweisen, welche die leitung zwischen der Kammer 50 und den lüftern 58 umgeben. I_n alternativen Ausführungsformen kann eine beliebige andere Wärmequelle verwendet werden, beispielsweise warme Luft oder warmes Wasser, welches man derart zirkulieren läßt, daß ein indirekter Wärmeaustausch nit dem Gemisch aus Luft und Kühlgas erfolgt.

In besonders ungünstigen Fällen, in welchen die Umgebungεluft außerordentlich warm und feucht ist, kann ein Frostproblem weiterhin in der Kammer 50 auftreten, wo es zur Vereisung der Innenflächen der Kammer kommen kann. In den meisten Fällen läßt sich die Kammer derart ausbilden, daß sie eine ausreichende Größe besitzt, so daß ein gewisses Maß an Vereisung zulässig ist, ohne daß die Strömung des Gasgemisches beeinträchtigt wird. Im Hinblick auf unkontrollierbare Veränderungen in der relativen Feuchtigkeit ebenso v/ie bezüglich der Einstellungen in bezug auf die Temperatur des Gases jedoch, was für Gegenstände mit verschiedener Größe von Bedeutung sein kann, ist gemäß der Erfindung weiterhin eine Hilfsheizeinrichtung 57' in der Saugkammer 50 vorgesehen, wie es aus der Fig. 4 ersichtlich ist. Die Heizeinrichtung kann wiederum eine Vielzahl beliebiger geeigneter Formen aufweisen, wobei schematisch eine Heizeinrichtung dargestellt ist, die elektriscce Widerstandsspulen in den Seitenteilen 52 und in dem

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Oberteil 51 eier Kammer "aufweist.

Zusätzlich zu dem positiven luftvorhang auf der Auslaßseite der Gefriereinrichtung und dem negativen Luftvorhang, wie er oben für die Einlaßseite der Gefriereinrichtung "beschrieben wurde, hat sich gezeigt, daß es eine Anzahl von wesentlichen Vorteilen·mit sich "bringt, interne Gaszonen-Vorhänge vorzusehen. Die Pig. 1 und 2 veranschaulichen die Verwendung von zwei solcher Zonengasvorhangsanordnungen, die allgemein mit 6OA und 6OB "bezeichnet sind. Ka der Aufbau der "beiden Anordnungen im wesentlichen identisch ist, sind für entsprechende' Bauelemente dieselben Bezugsζeichen verwendet, und es wird nur eine der Anordnungen im Detail erläutert. Gemäß Pig. 1, 2, 6 und 7 ist ein Zentrifugallüfter 61 im Bereich der Oberseite des Kanals angeordnet und wird durch eine Geschwindigkeit saunters e-tzungs-e inr ichtung angetrieben, welche eine Riemenscheibe und einen Riemen 62 aufweist, die an einen Motor 63 angeschlossen sind. Der Mitteleinlaß des Lüfters ist mit einer sich |n .Querrichtung erstreckenden Leitung 64 verbunden, welche Paare von Öffnungen 65 und 66 aufweist. Öffnungen 66 stehen direkt mit dem Innenteil des Kanals in Verbindung, während Öffnungen 65 mit Leitungen 67 in Verbindung sind., die sich auf gegenüberliegenden Seiten des Förderbandes in Räumen zwischen den I-Trägern 11 nach unten- erstrecken. Die öffnungen 65 und 66 sind mit Verschlußplatten 65' und 66' jeweils verschlossen, welche manuell dadurch betätigt werden können, daß Stangen 68 bewegt werden, und zwar in der Weise, daß die Öffnungen jedes Paares entweder geöffnet oder geschlossen werden. Auf diese Weise kann kaltes Kühlgas aus dem oberen Teil des Kanals entnommen werden, wie es durch die Strömungspfeile D dargestellt ist, und/oder auch aus den unteren Teilen des Kanals zwischen und unter den Bereichen des Förderers, wie es durch die Strömungspfeile E und P in der Fig. 7 dargestellt ist.

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Der Auslaß des Lüfters 61 ist über eine kurze Verbindungsleitung 70 angeschlossen, die ein flexibler Schlauch sein kann, und zwar an eine Auslaßleitung 72, welche eine nach unten gerichtete Düse oder einen nach unten gerichteten Schlitz 7'5 aufweist, der sich über die volle Breite der Gefriereinrichtung derart erstreckt, daß ein nach unten gerichteter Vorhang aus Kühlgas mit hoher Geschwindigkeit gebildet wird, wie es durch den Strömungspfeil G- dargestellt ist. Die Leitung 72 ist vorzugsweise von der Abdeckung 24 durch ein gelenkig oder schwenkbar angebrachtes Verbindungsstück 24 gehalten, und der Winkel des ZonengasVorhanges G kann gegenüber der vertikalen Richtung dadurch verändert werden, daß die Stange 75 derart eingestellt wird, daß eine kleine Geschwindigkeitskomponente entsteht, die entweder vorwärts oder rückwärts gerichtet ist.

Es ist ersichtlich, daß die inneren Zonengasvorhangsanordnungen nicht nur solche Gasvorhänge bilden, welche deutlich unterschiedene Temperaturzonen innerhalb der Gefriereinrichtung erzeugen, so daß die,Rate der Wärmeübertragung erhöht wird, sondern sie fördern vielmehr auch die Zirkulation des Gases unter dem festen Förderband derart, daß irgendwelches flüssiges Kühlmittel im Bodenbereich des Kanals verdampft wird und somit der Kühlwert von solchem oder in anderer Weise gefangenen Kühlmittel wirksam ausgenutzt wird, und zwar im Hochges-chwindigkeitsgaskontakt mit den Gegenständen auf dem Förderband. Außerdem arbeitet der Gasvorhang G der Anordnung 6OA mit dem positiven Luftvorhang A i'n der Weise zusammen, daß eine kurze Zwischenzone entsteht, die als toter Raum von im wesentlichen stationärem Gas wirkt, welches eine Temperatur aufweist, die wesentlich geringer ist als diejenige der Umgebungsluft, jedoch höher als diejenige in der Sprühzone. Somit bildet die Kombination aus den zwei Gasvorhängen und

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dem toten Raum eine hochwirksame Gasdichtung an der Auslaßseite des Kanals, wodurch Terhindert wird, daß das sehr kalte und dichte G-as von der -Sprühzone auf der Auslaßseite des Kanals einen wesentlichen Verlust an thermischer Wirksamkeit hervorruft. Weiterhin ermöglichen die Zonengasvor— hänge, daß ein etwas oberhalb des atmosphärischen Druckes liegender Überdruck des Kühlgases im Kanal aufrechterhalten wird, so daß Luft ausgeschlossen ist und der Kanal vollständig und ausschließlich- mit dem kalten gasförmigen Kühlmittel gefüllt ist. Während der Zonengasvorhang der Anordnung 60Λ vorzugsweise unter einem rechten Winkel gegenüber dem Förderband derart nach unten gerichtet ist, daß ein vertikaler Gasvorhang parallel zu demjenigen des positiven Luftvorhanges A gebildet wird, ist der Zonengasvorhang der Anordnung 6OB vorzugsweise durch die Stange 75 derart ausgerichtet, daß er eine Yorwärtsgeschwindigkeitskomponente in Richtung auf die Einlaßseite der Gefriereinrichtung aufweist. Dadurch wird eine zusätzliche Steuerung der vorwärts gerichteten Strömung an kaltem Gas von der Sprühzone durch die Zonen hoher Rezirkulationsgeschwindigkeit unterstützt und gefördert, welche durch die Rezirkulatiqnslüfteranordnungen 30 zum Einlaßende der Gefriereinrichtung hin erzeugt wird, von wo ein Austritt über den Durchgang durch den Saugschlitz 54, die Kammer 50 und die Lüfter 58 erfolgt. Während zur Vereinfachung nur eine interne Zonengasvorhangsanordnung 6OB zwischen der Sprühzone und der Gefriermitteleinlaßseite veranschaulicht wurde, kann gemäß der Erfindung auch eine Vielzahl solcher interner Zonengasvorhänge vorgesehen sein, wodurch eine Vielzahl von Zonen verschiedener Temperatur zwischen der Umgebungstemperatur und der Temperatur der Sprühzone gebildet werden und wodurch weiterhin der Austrittswinkel jeder Zonengasvorhangsanordnung in der Weise gesteuert werden kann, daß die Vorwärtsgeschwindigkeitskomponente des Kühlgases im Gegenstromwärmeaustausch zu den zu versprödenden Gegenständen verändert wird. Demgemäß

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-H-

ist ersichtlich, daß gemäß der,Erfindung eine Gefrier-
bzw, eine Kühleinrichtung geschaffen wird, die einen verbesserten thermodynamisehen Wirkungsgrad aufweist, eine erhöhte mechanische Zuverlässigkeit hat und leicht zu "betreiben ist«

- Patentansprüche -

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Claims

' Patentansprüche

' 1 J Vorrichtung zum Verspröden Von Gegenständen durch Abkühlung -^ auf ihre Versprödungstemperatur, dadurch gekennzeichnet, daß ein langgestreckter Kanal mit offenen Enden vorgesehen ist, welcher isolierte Boden? Seiteny und Deckwände aufweist, daß weiterhin eine Fördereinrichtung .vorhanden ist, welche sich durch den Kanal hindurch erstreckt und dazu dient, die zu versprödenden Gegenstände von der offenen Einlaßseite zu der offenen Auslaßseite zu fördern," daß weiterhin eine Einrichtung vorgesehen ist, welche dazu dient, die Gegenstände mit einem flüssigen Kühlmittel in Berührung zu bringen urid den größten Teil dieses flüssigen Kühlmittels in ein kaltes Kühlgas zu verdampfen, daß weiterhin eine Vielzahl von Lüftern vorgesehen sind, welche oberhalb des Förderers angeordnet sind und dazu dienen, das Kühlgas derart zum Rezirkulieren zu bringen, daß es mit den zu versprödenden Gegenständen in einer Vielzahl von Hochgeschwindigkeits-Rezirkulationszonen in Berührung kommt, daß weiterhin eine Einrichtung vorhanden ist,-welche dazu dient, einen Luftvorhang auf der Auslaßseite des Kanals zu erzeugen, um das Eindringen von Umgebungsluft und das Austreten von kaltem Kühlgas zu verhindern, daß weiterhin eine Einrichtung vorgesehen.ist, welche eine Saugkammer auf der Einlaßseite der Gefriereinrichtung bildet, die einen Saugschlitz in der Form eines umgekehrten TJ aufweist, welcher die Oberseite und die Seitenteile der Einlaßöffnung umgibt, und daß eine Lüftereinrichtung vorgesehen ist, welche eine Saugseite aufweist, welche mit der Kammer verbunden ist, um einen negativen Gasvorhang am Einlaß des Kanals zu bilden, wobei der negative Gasvorhang ein Gemisch aus TJmgebungsluft und Kühlgas enthält, welches aus dem Kanal ausgeblasen wird.

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ttfeiP
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß stromaufwärts von der Lüftereinrichtimg eine Heizeinrichtung vorgesehen ist, welche dazu dient, eine Vereisung der Lüftereinrichtung zu verhindern.
3. Vorrichtung nach Anspruch'1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine v/eitere Heizeinrichtung in der Saugkamraer angeordnet ist, um eine Vereisung darin zu verhindern.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine interne Gasvorhangsanordnung vorhanden ist, um innerhalb der Gefriereinrichtung einen Gasvorhang zu erzeugen, daß die Gasvorhangsanordmmg eine Lüftereinrichtung aufweist, welche einen Einlaß hat, der mit dem Inneren ddes Kanals in Verbindung steht, um Kühlgas in die Lüftereinrichtung anzusaugen, und daß eine Kammerauslaßeinrichtung vorhanden ist, welche mit dem Auslaß der Lüftereinrichtung in Verbindung steht, um einen Vorhang eines gasförmigen Kühlmittels senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Fördereinrichtung zu erzeugen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die interne GasVorhangsanordnung zwischen der Sprühsone und dem Kanalauslaß angeordnet ist, um eine getrennte Zone von im wesentlichen stationärem Gas zwischen dem Luftvorhang und dem internen Gasvorhang zu bilden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die interne Gasvorhangsanordnung zwischen der Sprühzone und dem Kanaleinlaß angeordnet ist, um wenigstens zwei getrennte Zonen einer Gasrezirkulation von wesentlich verschiedenen Temperaturen zu bilden.

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7» Vorrichtung nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch, gekennzeichnet, daß das Förderband eine Vielzahl von gelenkig miteinander verbundenen Pfannenabschnitten aufweist, welche dazu dienen, überschüssiges flüssiges Kühlmittel, welches in der Sprühzone nicht verdampft wurde, aufzufangen und es zwischen der Sprühzone und dem Auslaß des Kanals zu verdampfen, um ein flüssiges Kühlmittel zur Naehkühlung der Gegenstände zu bilden»
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet,'daß eine Führungseinrichtung vorgesehen ist, deren eines Ende mit dem Einlaß der Lüftereinrichtung verbunden ist und deren anderes Ende sich entlang der Seite der Fördereinrichtung nach unten erstreckt, um eine Zwangs zirkulation des Gases unter dem festen Förderband zu erzeugen, damit überflüssiges flüssiges Kühlmit- tel im Bodenbereich des Kanals verdampft wird.
9· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet j daß die interne Gasvorhangsanordnung weiterhin eine einstellbare Austrittsleitung aufweist, und daß vie it er hin eine Einrichtung vorhanden ist, welche zur Einstellung des Kinkels des Gasvorhanges dient, der aus der Leitung herausführt derart, daß eine Vorwärtsgeschwindigkeitskomponente einstellbar ist, um die Vorwärtsströmung des Kühlgases von der Sprühzone zu dem Kanaleinlaß hin zu fördern und zu steuern.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Lüftern Axialströmungslüfter, weiterhin Führungs- bzw. Abschirmringe aufweisen, welchen jeden der Axialströmungslüfter umgeben, und schließlich eine Einstelleinrichtung haben, welche dazu dient, die Winkelstellung der Führungs- bzw. Abschirmringe gegenüber der horizontalen Ebene derart einzustellen, daß eine Vorwärtskomponente der Geschwindigkeit des Rezirkulationsgases in Richtung auf die Auslaßseite des Kanals hin erzeugt wird.,

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