DE2211660B2 - Einrichtung zur Trubausräumung bei einem Wirbel-Setzbottich - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Erfindung ist vor allem im Brauwesen von Bedeutung. Dort wird die noch heiße Bierwürze von den Sudpfannen in den Setzbottich ausgeschlagen, in dem sich die nicht mehr löslichen Einweißverbindungen und Hopfenrückstände als »Trüb« absetzen. Zur Erhöhung der Absetzgeschwindigkeit wird gewöhnlich ein Wirbel-Setzbottich, ein sogenannter »Wirbelpool« 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 Würze abgeleitet; sodann wird der Trubkegel aus dem Setzbottich ausgeräumt, um diesen für den nächsten Trubabsatz frei zu machen. Der Trubkegel hat hierbei eine mehr oder weniger lehmartige Konsistenz, die mit zunehmender Abkühlung und Austrocknung an Zähigkeit zunimmt.

Es ist bekannt, diesen Trubkegel durch Ausschaufeln durch die Ausräumöffnung hindurch zu entfernen. Hierzu betritt eine Person durch ein Mannloch den Setzbottich, schaufelt den Trüb hinaus und reinigt schließlich mit Hilfe eines Wasserschlauchs den Bottich von den Resten. Erst dann ist der Bottich für die nächste Trubabscheidung bereit

Mit der zunehmenden Erfordernis der Automation im Brauwesen erscheint die herkömmliche Art der Trubausräumung unbefriedigend.

Auch auf anderen Gebieten der Technik, bei (Jenen ein Trubsatz aus einem Wirbel-Setzbottich entfernt werden soll, wird die bisherige umständliche Art der Ausräumung als nachteilig empfunden.

Bei Gär- und Lagerbehältern im Brauereiwesen ist es

ίο auch bekannt (DE-PS 15 17 796), im Behälter übereinander eine Mehrzahl von horizontalen Trubabiangflächen einzubauen, auf denen sich der Trüb des jeweils darüber befindlichen Teilvolumens absetzt, so daß insgesamt kein Trubkegel am Bottichboden entsteht, sondern eine Mehrzahl von kleinen Trubablagerungen, die von über ein zentrales Rohr zugeleitetem Wasser abgewaschen werden können. Bei diesem Abwaschen können die tellerartigen Abfangflächen aufgrund eines Antriebs über die zentrale, umdrehbare Hohlwelle, mit der die Abfangflächen gekoppelt sind, so rotiert werden, daß die angesammelten Trubteilchen von diesen Flächen abgeschleudert werden. Eine derartige Vorrichtung, bei der der Trubkegel auf verschiedene Absetzflächen verteilt wird, erfordert eine verhältnismäßig hohe mechanische Installation, die insbesondere bei vorhandenen Anlagen kaum nachzurüsten ist, und eignet sich außerdem nur für eigentliche Gär- und Lagerbehälter, jedoch nicht für reine Wirbel-Setzbottiche, in die die mit Trüb angereicherte Flüssigkeit nur zum Zweck des

ω schnellen Absetzens eingeleitet und alsbald wieder abgezogen wird.

Es sind auch Filterkessel bekannt (GB-PS 5 59 491, 10 83 144), bei denen zur Reinigung des Filtertuchs bzw. Filterbetts rotierende Beregnungsleisten vorgesehen sind, die durch den Rückstoß des ausgestoßenen Wassers in Drehung versetzt werden und hierdurch die Filterrückstände abwaschen. Es ist auch die Umdrehung einer derartigen über dem Filterkuchen rotierenden Düsenleiste durch einen Elektromotor bekannt (GB-PS 8 11 998). Eine entsprechende Anwendung für die Entfernung eines Trubkegels in einem Wirbel-Setzbottich bliebe jedoch im wesentlichen wirkungslos, da sich ein solcher Trubkegel durch eine Beregnung kaum abtragen läßt. Zur Reinigung von Filtern ist außerdem das Rückspülsystem bekannt (GB-PS 7 87 736), bei dem durch das Filterelement Flüssigkeit entgegen der üblichen Durchsatzrichtung gepreßt wird und dadurch die Filterrückstände aus dem Filterelement herausgespült werden. Auch diese Technik legt keine Lösung für die Trubausräumung bei einem Wirbel-Setzbottich nahe.

Schließlich sind auch bei einem Gärbottich rotierende Einlaßdüsen bekannt (US-PS 11 39 507), bei denen die eingegebene Flüssigkeit zur besseren Vermischung mit Tangentialkomponente eingespritzt wird und die Einspritzdüsen an entsprechenden Armen vom Ausstoßrückstoß rotieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der Eingangs genannten Art zu schaffen, mit deren Hilfe eine schnelle und vollautomatische Trubausräumung selbst bei zähem Trubmaterial ohne weiteres durchführbar ist. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst. Diese Ausführung hat zur Folge, daß der Spritzkopf mit der

b5 Düse bzw. den Düsen unten im Trubsatz sitzt und mit einem scharfen, über den Boden dahinstreichenden Wasserstrahl den kegelförmig darüberliegenden, ent-SDrechend nachrutschenden Trubsatz in schraubenflä-

chige Scheiben zerschneidet und den losgelösten Trüb entfernt, indem es ihn durch eine Ablauföffnung wegschwemmt, die beim Wirbel-Setzbottichs zweckmäßigerweise am Rand angeordnet ist, also außerhalb des Bereichs, auf dem der Trubkegel >-uht Für den Zweck der Erfindung genügt es hierbei nicht, daß sich der Spritzkopf aufgrund einer tangentialen Rückstoßkraft der Düse dreht, vielmehr ist der externe Antrieb notwendig, der gemäß den Anspruch 2, elektrisch oder gemäß Gern Anspruch 3 hydraulisch, und zwar durch das ι ο von der Düse auszustoßende Wasser gespeist, erfolgen kann. Es hat sich gezeigt, daß mit der erfindungsgemäßen Einrichtung Trubkegel von mehreren Metern Durchmesser am Fuß ausgeräumt werden können, und zwar wegen der Geschwindigkeit des Ausräumens unter Aufwand einer verhältnismäßig geringen Wassermenge, was insbesondere bei Verwendung von Heißwasser ein wichtiger Vorteil ist

Eine rotationssymmetrische, halbkugelförmige Gestalt des Spritzkopfs steht weder dem Wirbel bei der Trubabscheidung noch dem Anlauf des Spritzkopfs bei Beginn der Drehung störend entgegen, in einem solchen Spritzkopf können beispielsweise die Turbine und das Untersetzungsgetriebe ortsfest untergebracht sein, während die Außenwand mit der Düse rotiert. Bei größeren Anlagen können am Spritzkopf mehrere Düsen symmetrisch angeordnet sein, inibesondere kommen zwei gegenüberliegende Düsen in Frage, wodurch die Ausräumgeschwindigkeit erhöht und die statische RUckstoßbelastung des Spritzkopfs aufgehoben wird.

Zur Erleichterung des Anlaufs erweist es sich als günstig, wenn die Düse bzw. die Düsen in der Außenwand des Spritzkopfs versenkt sind. Außerdem erweist es sich als günstig, wenn die Düse bzw. die Düsen eine Tangentialkomponente der Ausstoßrichtung entgegen der Drehrichtung aufweisen und damit durch einen kräftigen Rückstoß mithelfen, sich beim Anlauf vom darumliegenden Trüb zu lösen.

Es kann zweckmäßig sein, die erfindungsgemäße Einrichtung intermittierend zu betreiben. Dies kann handgesteuert oder programmgesteuert 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.

Die Einrichtung zur Trubausräumung kann ohne weiteres in bereits vorhandene Setzbottiche eingebaut werden. Wasserzulauf und Antrieb können hierbei, je nach den örtlichen Verhältnissen, unterflur eingebaut oder von oben durch den Setzbottich herabreichend vorgesehen werden.

Zweckmäßigerweise wird im Wasservorlauf ein Schmutzfänger vorgesehen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Wirbel-Setzbotlich mit einer Einrichtung zur Trubaus- 6< > räumung, mit Turbinenantrieb und mit dem Wasserzulauf von oben;

F i g. 2 eine Darstellung entsprechend F i g. 1 mit dem Wasserzulauf und einem elektrischen Antrieb von unten; <,<;

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen turbinengetriebenen von unten gespeisten Spritzkopf;

Fig.4 einen Querschnitt durch einen turbinen^etriebenen, von oben gespeisten Spritzkopf;

Fig.5 einen Querschnitt durch einen von unten extern angetriebenen und von unten gespeisten Spritzkopf;

F i g. 6 einen Querschnitt durch einen von oben extern angetriebenen und von oben gespeisten Spritzkopf.

Nach F i g. 1 und 2 hat sich in einem Wirbel-Setzbottich 1 nach dem Absetzen des Trubs und Ableiten der klaren Würze am Boden um die Mitte ein Trubkegel 3 gebildet Nach F i g. 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 Trubkege! 3 ausstößt. Der Spritzkopf 5 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 Wirbel-Setzbottich eingeführt ist und im Spritzkopf 5 mündet Das Rohr 11 ist im Wirbel-Setzbottich 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 seiner Unterseite, sodaß er innerhalb kürzester Zeit in sich zusammenfällt Das Wasser spült den losgelösten Trüb durch eine seitliche Ablauföffnung 13 aus dem Wirbel-Setzbottich hinaus.

Nach Fig. 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 F i g. 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 F i g. I 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 Fig. 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 einge3chweißt, 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 atü stehende Zulaufwasser wird über sinnvoll angeordnete Kanäle zu einer Turbine 27 in Form eines Wasseirads geleitet, durch deren Überströmkanal 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 vorgesehene Auslaufdüsen 9 in den Wirbel-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 MntprcptTiincmtyptriphPS .13 Har Has pinp

hohe Untersetzung, ζ. B. mit einem Verhältnis von 1 :440, aufweist. Von diesem Getriebe wird die Rotorglocke 29 mit dem Gleitring 3t 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 Fig.4 ist der Spritzkopf an ein von oben kommendes Zulaufrohr 35 angeschlossen. In diesem Fall ist im Boden des Wirbel-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 F i g. 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 F i g. 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 23 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 Düsen 9 nach F i g. 3 bzw. im wesentlichen die Düsen allein nach F i g. 4. vom hierauf lagerndem Trüb frei und beginnen zu rotieren. Gleichzeitig beginnt das Wasser im kräftigen Strahl aus den Düsen 9 auszuspritzen und den sie umgebenden Trubkegel auszuspülen.

In den Fig. 5 und 6 sind extern, insbesondere elekirisch angetriebene Spritzköpfe dargestellt, die im Vergleich zu den turbinengetriebenen Spritzköpfen ein etwas geringeres Gesamtvolumen haben, die jedoch der zusätzlichen Antriebsquelle bedürfen. In F i g. 5 ist das in Fig. 2 erkennbare Zulaufrohr 17 mit der koaxial darin verlaufenden starren Welle 19 in größerem Maßstab dargestellt. Die Welle 19 versetzt eine Rolorglocke 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 45 am festehenden Bauteil des

ίο Verteilers 43 gelagert. Außerdem ist die Welle 19 bei 47 am oberen Ende des Zulaufrohrs 17 gelagert.

Die Ausführung nach F i g. 6 entspricht derjenigen nach Fig. 5 darin, daß der Antrieb von einem Antriebsmotor über eine Antriebswelle 47 erfolgt, und entspricht der Ausführung nach Fig.4 darin, daß der wasserzuiauf über ein Zuiaufrohr 49 sowie die Steuerung von oben erfolgen. Der Spritzkopf ruht deshalb auf einer einfachen, am Bottichboden angeschweißten Lagerung 51.

Die Spritzköpfe nach F i g. 5 und 6 werden durch Einschalten des Antriebsmotors und gleichzeitiges Einschalten des Wasserzulaufs in Betrieb gesetzt.

Als Beispiel praktisch ausgeführter Einrichtungen zur Trubausräumung seien solche nach F i g. 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 1" gebaut ist. Eine andere Einrichtung für einen Bottichdurchmesser von 6 m weist einen Wasseranschluß von 5/4" auf. Die

jo 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 Schnekkenräder des Untersetzungsgetriebes 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 Werkstoff nummer 4571 entsprechend V4A. Selbst wenn also die Gesamtanlage des Wirbel-Setzbottichs mit scharfen Laugen gereinigt wird, kann hierdurch die Einrichtung zur Trubausräumung keinen Schaden nehmen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   I. Einrichtung zur Trubausräumung bei einem zylindrischen 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 horizontalen Ebene einem Wasserstrahl (7) ausstoßende Düse (9), die konzentrisch am Boden des zylindrischen Wirbel-Setzbottichs (1) angeordnet ist, an einen Wasserdruck von 4 bis 6 atü anschließbar ist und mit einer Drehzahl von 1 bis 2 Umdrehungen pro Minute umdrehbar ist.

   Z Einrichtung nach einem der Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (9) elektrisch zur Unidrehung antreibbar ist wobei der elektrische Antrieb (21) mit der Düse (9) über eine im Wasserzulaufrohr (17) der Düse verlaufende rotierende Welle (19) verbunden ist.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse von einer durch das zuströmende Wasser angetriebenen Turbine (27) über ein Untersetzungsgetriebe (33) antreibbar ist.

   4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (9) an einem rotationssymmetrischen, halbkugelförmigen Spritzkopf (5, 15) montiert ist.

   5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse bzw. die Düsen eine Tangentialkomponente der Ausstoßrichtung entgegen der Drehrichtung aufweisen.

   6. Verfahren zum Betrieb der Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man sie intermittierend betreibt.