DE2211660A1 - Einrichtung zur trubausraeumung bei einem setzbottich - Google Patents

Description

• Einri¢htung zur Trubausräumung bei einem Setzbottich Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Trubausräumung bei einem Setzbottich, insbesondere einem Wirbel-Setzbottich, mit Hilfe von einlaufendem Wasser und einer Ablauföffnung im Bottichboden.
• Die Erfindung ist vor allem im Brauwesen von Bedeutung.
• Dort wird die noch heiße Bierwtfrze von den Sudpfannen in den Setzbottich ausgeschlagen, in dem sich die nicht mehr löslichen Eiweißverbindungen und Hopfenrückstände als "rub" absetzen. Zur Erhöhung der Absetzgeschwindigkeit wird gewöhnlich ein Wirbel-Setzbottich, ein sogenannter "Whirlpool" verwendet, bei dem die ausgeschlagene Würze unter hoher Geschwindigkeit, die vom Bottichdurchmesser abhängt und beispielsweise 15 m/s beträgt, bei nahezu Siedetemperatur mit erheblicher.Tangentialkomponente in den runden Setzbottich eingespritzt wird, in dem sie schnell rotiert und dabei einen Niederschlagskuchen in Form eines Trubkegels am Bottichboden absetzt. Nach einiger Zeit des Rotierens und Abkühlens wird die nun geklärte Kürze abgeleitet; sodann wird der Trubkegel aus dem Setzbottich ausgeräumt, um diesen für den nächsten Trubabsatz frei zu machen. Der rubkegel hat hierbei eine mehr oder weniger lehmartige Konsistenz, die mit zunehmender Abkühlung und Austrocknung an Zähigkeit zunimmt.
• Es ist bekannt, diesen lrubkegel durch Ausschaufeln durch die Ausräumöffnung hindurch zu entfernen. Hierzu betritt eine Person durch ein Mannloch den Setzbottich, schaufelt den Trub hinaus und reinigt schließlich mit Hilfe eines Wasserschlauchs den Bottich von den Resten. Erst dann ist der Bottich für die nächste Trubabscheidung bereit.
• Nit der zunehmenden Erfordernis der Automation im Brauwesen erscheint die herkössliche Art der Trubausräumung unbefriedigend.
• Auch auf anderen Gebieten der Technik, bei denen einen Trubsatz aus einem Abscheidungsbehälter entfernt werden soll, wird die bisherige umständliche Art der Ausräumung als nachteilig empfunden.
• Der Erfindung liege die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe eine schnelle und vollautomatische Trubausräumung ohne weiteres durchführbar ist.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch mindestens eine am Boden des Setzbottichs rotierend angeordnete, in einer im wesentlichen horizontalen Ebene einen Wasserstrahl ausstoßende Düse. Eine solche praktisch unten im Trubsatz befindliche Düse zerschneidet mit ihrem scharfen, über den Boden dahinstreichenden Wasserstrahl den zumeist kegelförmig darüberliegenden, entsprechend nachrutschenden Trubsatz in schraubenflächige Scheiben und entfernt den losgelösten Trub, indem es ihn durch die Ablauföffnung wegschwemmt. Diese Ablauföffnung ist im Fall eines Wirbel-Setzbottichs zweckmäßigerweise am Rand angeordnet, also außerhalb des Bereichs, auf dem der Trubkegel ruht.
• Vorzugsweise ist bei einem zylindrischen Wirbel-Setzbottich die Düse im wesentlichen konzentrisch am Boden angeordnet, so daß sie einerseits das Absetzen des rubkegels in keiner Weise stört und andererseits in sämtlichen Richtungen den Umfang des Trubkegels gleich gut erreicht. Dies ist wichtig, da, wenn heißes Wasser zur Trubkegelausräumung verwendet wird, dieses bei zu großer zugemuteter Kegeldurchdringung den Kegelmantel unter Umständen nicht erreicht, sondern bereits vorher verdampft. Die Düse ist vorzugsweise an einen gleichmäßigen Wasserdruck von 4 bis 6 atü angeschlossen, um so einen ausreichend scharfen Strahl zum Zerschneiden des rubkegels liefern zu können. Der Wasservorlauf wird in Abhängigkeit von der Bottichgröße installiert. Die bevorzugte Drehzahl der Düse liegt im Bereich von 1 bis 2 Umdrehungen pro Minute.
• Zum Antrieb der Düsenumdrehung kann ein Elektromotor vorgesehen sein. Zweckmäßigerweise ist dieser elektrische Antrieb mit der Düse über eine rotierende Welle verbunden, die im Wasserzulaufrohr der Düse verläuft, so daß der eigentliche Antriebsmotor nicht im unmittelbaren Bereich des heißen Setzbottichs sein muß.
• Es ist möglich, hierfür eine starre Welle zu verwenden, was eine sichere Übertragung des Drehmoments auch beim etwas schwierigen Anlauf ergibt, oder eine Biegewelle zu verwenden, die eine größere Freizügigkeit der Installation ermöglicht, insbesondere, wenn die erfindungsgemäße Einrichtung in einen bereits vorhandenen Setzbottich eingebaut werden soll.
• Es ist jedoch auch möglich, die Düse hydraulisch durch das auszustoßende Wasser anzutreiben. Diese bevorzugte Ausführung bietet den Vorteil, daß keinerlei zusätzliche Energiezuleitung vorgesehen zu werden braucht. Insbesondere ist es günstig, wenn die Düse von einer durch das zuströmende Wasser angetriebenen Turbine über ein Untersetzungsgetriebe antreibbar ist. Mit einsetzendem Wasserausstoß beginnt hierbei gleichzeitig die Düse mit der gewünschten Drehzahl zu rotieren. Die Turbine kann beispielsweise die Form eines kleinen Wasserrades haben, das wegen der erheblichen Untersetzung nur ein mäßiges Drehmoment aufzubringen braucht.
• Nach einer betorsugten Ausführung ist die Düse an einem rotationssynimetrischen, vorzugsweise halbkugelförmigen Spritzkopf montiert, der wegen seiner Form weder dem Würzewirbel bei der Trubabscheidung noch dem Anlauf bei Beginn der Düsendrehung störend entgegensteht. In diesem Spritzkopf können die Turbine und das Untersetzungsgetriebe ortsfest untergebracht sein, während seine Außenwand mit der Düse rotiert. Bei größeren Anlagen können am Spritzkopf mehrere Düsen synintetrisch angeordnet sein, insbesondere kommen zwei gegenüberliegende Düsen in Frage, wodurch die Ausräumgeschwindigkeit erhöht und die statische RUckstoßbelastung des Spritzkopts aufgehoben wird.
• zur Erleichterung des Anlaufs erweist es sich als günstig, wenn die Düse bzw. die Düsen in der Außenwand des Spritzkopfs im wesentlichen versenkt sind. Außerdem erweist es sich als günstig, wenn die Düse bzw. die Düsen eine Tangentialkomponente der iusstoßrichtung entgegen der Drehrichtung aufweisen und damit durch einen kräftigen Rückstoß mithelfen, sich beim Anlauf vom darumliegenden Trub zu lösen.
• Es kann zweckmäßig sein, die erfindungsgemäße Einrichtung intermittierend zu betreiben. Dies kann handgesteuert oder proc grammgesteuert erfolgen. Hierdurch lassen sich Schwierigkeiten vermeiden, die auftreten können, wenn der Trubablauf zu langsam erfolgt und der ausräumende Wasserstrahl ein ungünstiges Ansteigen des Wasserspiegels im Setzbottich bewirkt.
• Durch die erfindungsgemäße Einrichtung zur Trubausräumung bricht der Trubkegel innerhalb kürzester Zeit in sich susaFmen.
• Wegen der Schnelligkeit der Ausräumung ist der Wasserverbrauch sehr gering und beträgt etwa ein Drittel des Verbrauchs bei herkömmlichem Trubausspülen. Die Einrichtung zur Trubausräumung kann ohne weiteres in bereits vorhandene Setzbothiche eingebaut werden. Wasserzulauf und Antrieb können hierbei, je nach den örtlichen Verhältnissen, unterflur eingebaut oder von oben durch den Setzbottieh herabreichend vorgesehen werden.
• Zweckmäßigerweise wird im Wasservorlauf ein Schmutzfänger vorgesehen.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausftihrungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
• Es zeigen: Figur 1 einen schematisierten Querschnitt durch einen Wirbel-Setzbottich mit einer Einrichtung zur Trubausräumung, mit Turbinenantrieb und mit dem Wasserzulauf von oben, Figur 2 eine Darstellung entsprechend Figur t mit dem Wasserzulauf und einem elektrischen Antrieb von unten; Figur 3 einen Querschnltt durch einen turbinengesteuerten, von unten gespeisten Spritzkopf; Figur 4 einen Querschnitt durch einen turbinengetriebenen, von oben gespeisten Spritzkopf; Figur 5 einen Querschnitt durch einen von unten extern, insbesondere elektrisch angetriebenen und von unten gespeisten Spritzkopf; Figur 6 einen Querschnitt durch einen von oben extern angetriebenen und von oben gespeisten Spritzkopf.
• Nach Figuren 1 und 2 hat sich in einem Ausschlagbehälter oder Wirbel-Setzbottich 1 nach dem Absetzen des Trums und Ableiten der klaren Würze am Boden um die Mitte ein Trubkegel 3 gebildet. Nach Figur 1 befindet sich konzentrisch am Boden des runden Setzbottichs 1 ein Spritzkopf 5, der scharfe Wasserstrahlen 7 aus zwei am Spritzkopf gegenüberliegenden Düsen 9 in den Trubkegel 3 ausstößt. Der Spritzkopf 9 hat gegen den Boden einen gegebenen Winkel, da der Boden aus Gründen des Ablaufs eine leichte Schräge aufweist. Er wird über ein Zulaufrohr 11 mit Wasser versorgt, das von oben her in den Setzbottich eingeführt ist und im Spritzkopf 5 mündet. Das Rohr 11 ist im Setzbottioh 1 unbeweglich. Im Spritzkopf 5 läuft das Wasser zu den Düsen 9 über eine Turbine, die einen Teil des Spritzkopfs 5 mit den Düsen 9 in langsame Umdrehung versetzt. Hierdurch laufen die beiden scharfen Wasserstrahlen 7 im Trubkegel 3 um und zerschneiden diesen an zeiger Unterseite, sodaß er innerhalb kürzester Zeit in sich zusammenfällt. Das Wasser spült den losgelösten Trub durch eine seitliche Ablauföffnung 13 aus dem Setzbottich hinaus.
• Nach Figur 2 werden die Wasserstrahlen 7 von einem Spritzkopf 15 erzeugt, der unterflurgesteuert ist. Dieser Spritzkopf 15 sitzt auf einem Nippel im Behälterboden, an den sich unten ein Zulaufrohr 17 anschließt. Im Zulaufrohr 17 verläuft eine starre Welle 19, die von einem Elektromotor 21 mit Untersetzungsgetriebe angetrieben wird und die Außenwand des Spritzkopfs 15 mit den Düsen 9 in langsame Umdrehung versetzt.
• Die Ausführungsform nach Figur 2 ist noch dahingehend abwandelbar, daß das Zulaufrohr 17 im Bogen verläuft und die starre Welle 19 durch eine flexible Welle ersetzt ist, die sich dem gebogenen Rohrverlauf anpaßt. Die Ausführungsformen nach Figuren 1 und 2 stellen Beispiele für die verschiedenen Installationsmöglichkeiten dar, die weiterhin beispielsweise einen Wasserzulauf eines turbinengetriebenen Spritzkopfs von unten oder einen Wasserzulauf und einen elektrischen Antrieb von oben umfassen können.
• Beim in Figur 3 dargestellten Spritzkopf handelt es sich um einen von unten gespeisten, durch das eingespeiste und auszustoßende Wasser turbinengetriebenen Spritzkopf. Diese Ausführung stellt die bevorzugte Installationsweise für Neuanlagen dar. In den Bottichboden 23 ist ein Nippel 25 eingeschweißt, an den an der Unterseite der Wasserzulauf anschließt und auf den an der Oberseite der Spritzkopf aufgeschraubt ist. Das unter einem Druck von 4 bis 6 atu stehende Zulaufwasser wird über sinnvoll angeordnete Kanäle zu einer Turbine 27 in Form eines Wasserrads geleitet, durch deren Uberströmkanal es in eine ein verhältnismäßig großes Speichervolumen umschließende Rotorglocke 29 des Spritzkopfs strömt. Aus dem Raum unter der Rotorglocke 29 wird das Wasser sodann über einen Labyrinth-Gleitring 31 und über die entsprechend groß vorgesehenen Auslaufdüsen 9 in den Setzbottich gespritzt. Die Düsen 9 haben, was aus der Zeichnung nicht ersichtlich ist, eine Tangentialkomponente ihrer Spritzrichtung zur Erzielung einer Rückstoßwirkung.
• Die Abtriebswelle der Turbine 27 stellt die Antriebswelle eines Untersetsungsgetriebes 33 dar, das eine hohe Untersetzung, z.B. mit einem Verhältnis von 1:440, aufweist. Von diesem Getriebe wird die Rotorglocke 29 mit dem Gleitring 31 und den Düsen 9 in langsame Umdrehung versetzt.
• Während das Untersetzungsgetriebe 33 gegen das Wasser abgedichtet ist, ist eine vollständige Abdichtung zwischen dem rotierenden Labyrinth-Gleitring 31 und dem feststehenden, auf den Nippel 25 aufgeschraubten Sockel des Spritzkopfs nicht dringend erforderlich, da an dieser Stelle ausströmendes Wasser sich zur Reinigung des schmalen Ringraums unterhalb des Spritzkopfs als nützlich erweist.
• Nach Figur 4 ist der Spritzkopf an ein von oben kommendes Zulaufrohr 35 angeschlossen. In diesem Fall ist im Boden des Setzbottichs genau im Zentrum eine einfache Lagerung 37 angebracht, die die rotierenden Teile des Spritzkopfs trägt. Die Grundbestandteile, also die Turbine, das Untersetzungsgetriebe, der Raum innerhalb der Rotorglocke und die Düsen entsprechen nach ihrer Grundfunktion denen nach Figur 3 und brauchen deshalb nicht nochmal beschrieben zu werden. Die Anordnung dieser Teile ist aus der Figur ersichtlich. Der gesamte Spritzkopf ist noch mit einer Schutzglocke 39 umgeben, die unbeweglich am ebenfalls unbeweglichen Zulaufrohr 35 angeschweißt ist.
• Die Einrichtung nach den Figuren 3 und 4 arbeitet in folgender Weise: Zum Einleiten der Trubausräumung wird durch entsprechende Ventilöffnung (nicht dargestellt) über das Zulaufrohr 17 bzw.
• 35 Wasser unter einem Druck von 4 bis 6 atü in den vorerst noch stillstehenden Spritzkopf eingepumpt. Das Wasser dringt sofort in den Turbinenraum und von diesem noch ohne wesentlichen Widerstand in den Raum unter der Rotorglocke 29 vor und setzt dabei sogleich die Turbine in Umdrehung. Damit reißen sich auch die rotierenden äußeren Teile des Spritzkopfs, also die Rotorglocke 29 und die Düsen9 nach Figur 3 bzw. im wesentlichen die Düsen allein nach Figur 4, vom hierauf lagerndem Trub frei und beginnen zu rotieren. Gleichzeitig beginnt das Wasser im kräftigen Strahl aus den Düsen 9 auszuspritzen und den sie umgebenden rubkegel auszuspülen.
• In den Figuren 5 und 6 sind extern, insbesondere elektrisch angetriebene Spritzköpfe dargestellt, die im Vergleich zu den turbinengetriebenen Spritzköpfen ein etwas geringeres Gesalutvolumen haben, zi.i jedoch der zusätzlichen Antriebsquelle bedürfen. An Figur 5 ist das in Figur 2 erkennbare Zulaufrohr 17 mit der koaxial darin verlaufenden starren Welle 19 in größerem Maßstab dargestellt. Die Welle 19 versetzt eine Rotorglocke 41, in die die Düsen 9 eingebaut sind, in Umdrehung. Das Wasser strömt durch das Zulaufrohr 17 und einen Verteiler 43 in den Raum unter der Rotorglocke 41 und tritt durch die Düsen 9 aus. Die Rotorglocke 41 ist über nichtrostende Kugeln am feststehenden Bauteil des Verteiler 43 gelagert. Außerdem ist die Welle 19 bei 47 am oberen Ende des Zulaufrohrs 17 gelagert.
• Die Ausführung nach Figur 6 entspricht derjenigen nach Figur 5 darin, daß der Antrieb von einem Antriebsmotor über eine Antriebswelle 47 erfolgt, und entspricht der Ausführung nach Figur 4 darin, daß der Wasserzulauf über ein Zulaufrohr 49 sowie die Steuerung von oben erfolgen. Der Spritzkopf ruht deshalb auf einer einfachen, am Bottichboden angeschweißten Lagerung 51.
• Die Spritzköpfe nach Figuren 5 und 6 werden durch Einschalten des Antriebsmotors und gleichzeitiges Einschalten des Wasserzulaufs in Betrieb gesetzt.
• Als Beispiel praktisch ausgeführter Einrichtungen zur rubausräumung seien solche nach Figur 3 erwähnt, von denen einer, der für einen Bottichdurchmesser bis zu 4 m ausgelegt ist, mit einem Betriebsdruck von 4 bis 6 atü und einem Wasserzulauf von in gebaut ist. Eine andere Einrichtung für einen Bottichdurchmesser von 6 m weist einen Wasseranschluß von 5/4 auf. Die Oberfläche der Rotorglocke ist poliert, so daß nur ein geringer Reibungswiderstand vorliegt und der Anlauf des Spritzkopfs nicht in Frage gestellt ist. Die Auswahl der verwendeten Werkstoffe ist besonders beachtlich. Alle mit einem Reinigungsmedium in Berührung kommenden Teile sind korrosionssicher, nämlich bestehen die Innenteile aus Sonderbronze, die Schneckenräder des Untersetsungsgetriebes aus hochwertigen Sonderbronzen und die Schnecken aus nichtrostendem Stahl. Sämtliche Schrauben und sonstigen Teile sind aus korrosionsfesten Werkstoffen. Die Rotorglocke besteht aus nichtrostendem Stahl der Werkstoffnummer 4571 entsprechend V4A. Selbst wenn also die Gesamtanlage des Setzbottichs mit scharfen Laugen gereinigt wird, kann hierdurch die Einrichtung zur Trubausräumung keinen Schaden nehmen.

Claims (15)

Patentansprüche

1. Einrichtung zur rubausräumung bei einem Setzbottich, insbesondere einem Wirbel-Setzbottich, mit Hilfe von einlaufendem Wasser und einer Ablauföffnung im Bottichboden, gekennzeichnet durch mindestens eine am Boden (23) des Setzbottichs (1) rotierend angeordnete, in einer im wesentlichen horizontalen Ebene einen Wasserstrahl (7) ausstoßende Düse (9).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (9) im wesentlichen konzentrisch am Boden des zylindrischen Wirbel-Setzbottichs (1) angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (9) an einen Wasserdruck von 4 bis 6 atü angeschlossen ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse mit einer Drehzahl von 1 bis 2 Umdrehungen pro Minute umdrehbar ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (9) elektrisch zur Umdrehung antreibbar ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Antrieb (21) mit der Düse (9) über eine im Wasserzulaufrohr (17) der Düse verlaufende rotierende Welle (19) verbunden ist 1.

L'inichtng nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Welle eine Biegewelle ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (9) hydraulisch durch das auszustoßende Wasser zur Umdrehung antreibbar ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse von einer durch das zuströmende Wasser angetriebenen Turbine (27) über ein Untersetzungsgetriebe (33) antreibbar ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (9) an einem rotationssymmetrischen, vorzugsweise halbkugelförmigen Spritzkopf (5, 15) montiert ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine (27) und das Untersetzungsgetriebe (33) in dem Spritzkopf (5; Figur 3) untergebracht sind, von dem Teile der Außenwand mit der Düse (9) rotieren.

12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß am Spritzkopf (5, 15) mehrere Düsen (9) symmetrisch an-'geordnet sind.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse bzw. die Düsen in der Außenwand des Spritzkop£s im wesentlichen versenkt sind.

14-. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse bzw. die Diisen eine Tagentis]-komponente (3er Ausstoßrichtung entgegen der Drehrichtung aufweisen.

15. Verfahren zum Betrieb der Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichiit, daß man sie unter mittierend betreibt.

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