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Verfahren zur Erzeugung von Schnee-Eis In der Technik sind die verschiedensten
Verfahren bekanntgeworden, die der Erzeugung von Schnee-Eis dienen. Man geht dabei
in der Regel so vor, daß das Eis an Kühlflächen ausgefroren und dann mit Schabeeinrichtungen
entfernt wird. In diesem Zusammenhang haben sich insbesondere Trommeln als vorteilhaft
erwiesen, die innen von Kühlsole oder unmittelbar durch das Kältemittel einer Kälteanlage
gekühlt werden. Diese Trommeln tauchen in einen Trog, der das Gefrierwasser enthält,
und werden auf diese Weise benetzt. Während die Trommel sich langsam dreht, gefriert
die dünne Flüssigkeitsschicht und wird durch eine Schabevorrichtung von der Trommel
entfernt. Als Schabevorrichtungen werden Kratzer oder auch rasch rotierende Fräser
verwendet. Man hat auch bereits vorgeschlagen, die Trommel mit dem Gefrierwasser
zu bespülen und auf diese Weise einen dünnen Flüssigkeitsfilm herzustellen, der
auf der Oberfläche der Trommel zum Gefrieren gebracht wird.
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Nun ist es erwünscht, das Eis in einem trocknen, etwas unterkühlten
Zustand zu.erzeugen. Ist das Eis zu stark unterkühlt, so ist es zu hart, und die
zum Abschaben benötigte Energie steigt erheblich an. Außerdem würde auch der Kälteaufwand
steigen und die Mengenleistung der Trommel sinken. Ist es dagegen zu wässerig, so
entsteht ein Eisschlamm, bei dem erst das Eis vom Wasser getrennt werden muß.
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Bei den bisher bekannten Verfahren ist es schwierig, den richtigen
Zustand des Eises an der Schabestelle herzustellen. Sie erfordern eine fortwährende
Überwacheng.
Die vorliegende Erfindung macht es sich zur Aufgabe,
den richtigen Zustand des Eises an der Schabestelle automatisch zu erzielen. Dies
wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Gefrierwasser sowohl durch Eintauchen
als auch durch Aufspritzen außen auf die innen gekühlte Trommel aufgebracht und
das entstehende Eis durch eine Schabevorrichtung abgeschabt wird. Dabei wird die
Drehzahl der Trommel oder die Stelle, an der das Aufspritzen des Gefrierwassers
auf die Trommel erfolgt, oder beides gemeinsam in Abhängigkeit von der Eistemperatur
so geregelt, daß das abgeschabte Eis etwas unterkühlt, also trocken ist.
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Ist das Eis naß oder schwach unterkühlt, so wird durch die Regeleinrichtung
entweder die Geschwindigkeit der Trommel verringert. Auf diese Weise hat der auf
der Trommel befindliche. Flüssigkeitsfilm mehr Zeit zum Durchfrieren. Es kann aber
auch erfindungsgemäß die Stelle, an der das Gefrierwasser auf die Trommel aufgespritzt
wird, im entgegengesetzten Sinn zur Umdrehung der Trommel vorgelegt werden. Schließlich
ist es auch möglich, die beiden Regelmöglichkeiten gemeinsam auszuüben. Ist das
Eis zu stark unterkühlt, so wird entgegengesetzt verfahren.
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Der Regelimpuls ist die Temperatur des erzeugten Eises, die etwas
unter der Gefriertemperatur liegen soll. Man kann nun entweder die Temperatur des
Eises selbst als Regelimpuls 'verwenden. Andererseits wird auch die Temperatur der
Trommel an der Abschabestelle oder auch die Schabewalze selbst von der Temperatur
des erzeugten Eises beeinflußt, so daß man auch die Temperatur der Trommel an der
Schabestelle oder auch die Temperatur der Schabewalze selbst als Impulsgeber verwenden
kann.
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U m eine möglichst gleichmäßige Kühlung des Trommelinnern bei höchster
Wärmeübertragung zu gewährleisten, wird erfindungsgeanäß das flüssige Kältemittel
im Innern der Trommel nach allen Seiten hin versprüht, so daß die Wandungen im Innern
der Trommel an allen Stellen gleichmäßig benetzt sind. Dabei ist es zweckmäßig,
Kältemittel im Überschuß einzuspritzen. Das verdampfte Kältemittel und das überschüssige
flüssige Kältemittel wird aus der Trommel durch ein Rohr abgesaugt, welches an der
tiefsten Stelle der Trommel ansetzt. So wird erreicht, daß auf der ganzen Länge
der Trommel der Unter= kühlungszustand des Eises an der Schabewalze gleichmäßig
ist.
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In Abb. i ist ein Längsschnitt, in Abb. 2 ein Querschnitt einer solchen
Einrichtung dargestellt. Abb. 3 zeigt schließlich die Steuerung der Aufspritzvorrichtung.
Mit i ist die Trommel bezeichnet, die durch gewölbte Böden 2 und 3 an den beiden
Enden abgeschlossen ist. An diesen Böden sind die Lagerhülsen 4 und 5 starr verbunden.
Diese Hülsen sind drehbar gelagert um Hohlzapfen 6 und 7, die durch Füße mit einem
Gestell oder Fundament verschraubt sind. In den Hohlzapfen 6 sind konzentrisch zwei
Rohre 8 und 9 eingezogen, so daß zwei geschlossene ringförmige Hohlräume entstehen.
Zwischen dem einen Ende des Zapfens 6 und der Hülse 4 ist eine abdichtende Packung
io angebracht, z. B. eine Schleifringpackung. An das innere Rohr 3 des Höhlzapfens
sind nach abwärts Rohre ii angefügt, die Kältemitteldampf und überschüssige Flüssigkeit
durch die Rohre 8 und 12 in den Abscheider 13 leiten, aus dem der nicht gezeichnete
Verdichter durch die Leitung 14 die Dämpfe absaugt. Die abgeschiedene Flüssigkeit
sammelt sich unten im Abscheider 13 und wird durch die Leitung 15 der Pumpe 16 zugeführt
und von dieser durch die Leitung 17 in den Ringraum zwischen den Rohren 8
und 9 gedrückt. An diesen Ringraum sind Spritzrohre mit Düsen so angeschlossen,
daß der Mantel i überall reichlich mit Kältemittelflüssigkeit bespritzt wird. Die
vom nicht gezeichneten Verflüssiger kommende Flüssigkeit durchströmt über die Leitungen
i9 .und 2o den Hohlraum des Zapfens 7 und den Ringraum zwischen Zapfen 6 und Rohr
9, erwärmt dadurch die Lagerung der Trommel, so daß sich an diesen. Stellen kein
Eis bilden kann, zumal die Böden 2 und 3 und die Lagerhülsen 4 und 5 außen isoliert
werden. Ans dem Ringraum zwischen Zapfen 6 und Rohr 9 strömt die Flüssigkeit durch
die Leitung 21 zum Schwimmerregelventi122, das durch die Leitungen 23 und 24 mit
dem Innern des Abscheiders verbunden ist. Durch das Schwimmerventil 22 wird ein
stets gleich hoher Flüssigkeitsstand im Abscheider 13 eingeregelt.
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Die Trommel i mit den Teilen 2, 3, 4 und 5 wird durch ein schematisch
angedeutetes Triebwerk 25 in langsame Umdrehung versetzt. Seitlich unten ist eine
Schabewalze 26 angebracht, die messerartige Riefen oder aufgesetzte Messer hat und
bei rascher Umdrehung das Eis von der-Trommel abschabt. Die Eisflocken werden abgeschleudert,
durch ein Gehäuse 27 zusammengehalten und fallen auf eine Fördereinrichtung 28 (Band
oder Schnecke, welche den Eisschnee zur Abnahmestelle bringt). Unmittelbar unter
der Schabewalze 26 befindet sich ein Wassergefäß 29, in welches die Trommel i mit
ihrem unteren Teil eintaucht. Durch Überlauf in das anschließende Gefäß 30 bleibt
der Wasserspiegel im Gefäß 29 stets auf gleicher Höhe. Im Gefäß 30 ist ein
nicht gezeichnetes Schwimmerventil angebracht, welches die entsprechend der Eiserzeugung
zufließende Wassermenge unten an die Ränder der'Trommel leitet, wodurch durch die
hierdurch . erfolgte Erwärmung ein Vereisen der Trommelenden verhindert wird. Diese
Wassermenge läuft in die Gefäße 29 und 3o ab. Aus dem Gefäß 30 fördert eine Pumpe
31 Wasser durch die biegsame Leitung 32 in die Wasserverteilung 33, die die Trommel
in fast der ganzen Länge gleichmäßig berieselt. Das hierbei nicht anfrierende Wasser
läuft in die Behälter 29 und 30 zurück.
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Die Drehzahl der Trommel i und die Lage der Wasserverteilung 33 bedingen
bei gegebener Innentemperatur der Trommel, mit welcher Unterkühlung oder auch Nässe
das Eis an der Schabewalze 26 anlangt. Die Regelung erfolgt selbsttätig, ausgehend
von der Oberflächentemperatur der Trommel bei der Sehabewalze, oder von der Temperatur
der Schabewalze oder von der Temperatur des abgeschabten Eises. Vorrichtungen und
Schaltungen, solche Regelurigen durchzuführen, sind allgemein bekannt.
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In Abb. 3 sind die bereits erwähnten Bauelemente mit denselben Bezugszeichen
versehen wie in den
Abb. i und 2. Abb. 3 zeigt eine Ausführung für
den Fall, daß der gewünschte Zustand des Eises durch Einstellung der Aufspritzstelle
des Gefrierwassers automatisch eingehalten wird. Die Wasserverteilung 33 ist an
einem Bügel 34 befestigt, der sich um die Achse der Trommel i drehen kann. Die Verdrehung
erfolgt durch das Zahnrad 35 und die Schnecke 36, die vom Elektromotor 37 gedreht
wird. Die Steuerung des Motors erfolgt mit Hilfe eines Fühlers 38, der von der Temperatur
der Schabewalze 26 beeinflußt wird. Die Impulse werden dem Motor über ein Schrittschaltwerk
39 zugeführt.
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Zwecks guter Zugänglichkeit sämtlicher Teile wird an der Maschine
außer den beiden Böden und den kaltes Kältemittel führenden Teilen nichts isoliert.
Dafür aber wird die Maschine in einen gut isolierten Raum gestellt, dessen Temperatur
stets auf etwa o° oder darunter gehalten wird.