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Verfahren und Vorrichtung zum Rilhren des Inhalts eine.
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Gärbehälters Die Erfindung bezeiht sich auf ein Verfahren zum Rühren
des Inhalts eines Gärbehälters für Traubenmaische, mit umlaufendem, motorisch angetriebenen
Rührwerk und einer Abflußeinrichtung fiir die Flüssigkeit.
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Beim Garen von Traubenmaische in Großbehiltern besteht das Problem,
daß, wenn nicht gerilhrt wird, sich die Traubentrester auf dem Saft absetzen und
dort eine sehr schwer zu durchdringende Schicht bilden. Dieser Tresterkuchen ist
sehr fest und auch erheblich dick. Bei Beginn des Rihrens bedarf es erheblicher
Kraft, um diesen Tresterkuchen zu durchdringen, so daß das Rührwerk die Trester
in der Flüssigkeit wieder gleichmäßig verteilen kann. Das Rührwerk muß daher sehr
viel stabiler ausgebaut werden, als zum Umrithren der in dem aft gleichmäßig verteilten
Trester erforderlich ware.
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Bin ihnliches Problem tritt dann auf, wenn die Flüssigkeit aus dem
Großbehälter abgelassen ist und die Trester sich im untoren Teil des Behälters sammeln
und durch eine Öffnung an der Frontseite des Behälters herausgeschafft werden sollen.
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In der DE-OS 31 Ol 510.7 wurde bereits vorgeschlagen, bei Gärbehältern
am Behälterboden eine Schneckenwelle anzuordnen, mit der die Traubentrester zu der
hierzu bestimmten Behälteröffnung hinausgeschafft werden. Insbesondere wenn die
Traubentrester stark entsaftet werden, schafft die Schneckenwelle die in ihrem Bereich
befindlichen Trester zwar heraus, sie läuft sich dann aber in diesem Bereich frei,
so daß sich ein Hohlraum bildet, weil die darilber liegenden Trester so verdichtet
sind, daß keine Trester in diesen Hohlraum nachfallen. Man muß dann versuchen, von
oben er mit einer Stange den Trester in den Bereich der Schnekkenwelle von fland
hinunterzustochern. Bei der Anordnung nach der erwähnten DE-OS durfte das Rithrwerk
jedoch in diesem Augenblick nicht eingeschaltet werden, da Ja die Rührwerkflügel
in dem Tresterkuchen stecken und daher Riihrwerk und Rührwerksantrieb zu Schaden
kommen würden, sofern man diese nicht um ein Vielfaches stärker dimensioniert als
fFir ein
Rührwerk, das nur die Aufgabe hat, dafür zu sorgen, daß
die Trester gleichmäßig im Saft verteilt bleiben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln,
das verhindert, daß auf das Rilhrwerk und den Rührwerksantrieb zu hohe Drehmomente
wirken.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ds Rührwerk
beim Einschalten zunächst eine Pendelbewegung durchf'ihrt. Dadurch werden zunächst
infolge dem ständigen Wechsel der Bewegungsrichtung des Rührwerks in der unmittelbaren
Umgebung des Rührwerkflügels die Trester gelockert.
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Diese Lockerung greift dann auf benachbarte Bereiche über, bis die
Trester alle in den Bereich der Schneckenwelle eingefallen sind oder bis das Rilhrwerk
sich in der vorgesehenen Richtung voll drehen kann.
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In vielen Pällen genügt bereits eine Pendelbewegung mit gleichmäßiger
Amplitude, um die Trester in einen darunterliegenden Hohlraum einfallen zu lassen.
Bei einer Ausfihrungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens nimmt jedoch die Amplitude
des Pendelsohrittes während der Dauer der Pendelbewegung zu.
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Dies hat den Vorteil, daß zunächst bei kleiner Amplitude in der unmittelbaren
Umgebung der Wihrwerkflügel die Trester gelockert werden und bei wachsender Amplitude
immer größere Bezirke von der Lockerung erfaßt werden bis sich das Rührwerk voll
drehen kann oder in einen gleichmäßigen von vornherein beabsichtigten Pendelgang
übergeht.
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Diese Ausführungsart eignet sich nicht nur dazu, um Trester in einen
darunterliegenden Hohlraum einzubringen, sondern auch in den Fällen, in denen Trester
in einem Behälter ohne darunter vorhandenen Hohlraum gelockert werden sollen, also
in einem Gärbehälter, der keine einen Hohlraum schaffende Sehneckenwelle aufweist,
sondern die Trester durch die Schräglage des Behälterbodens unter Unterstützung
des Rührwerkes aus der Entleerungsöffnung fallen, z. B. bei stehentien Tanks.
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Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens mit einem motorischen Antrieb für das Rührwerk und mit einer Umschaltvorrichtung
fir die Drehrichtung des Rührwerks. Die Erfindung besteht darin, daß die Amplitude
der Pendelbewegung von dem Widerstand gesteuert ist, den der Behälterinhalt auf
das Riihrwerk ausibt.
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Dies hat tlen Vorteil, daß ein itberlasten des Rührwerks und seines
Antriebes ausgeschlossen sind. Der Rührwerkflügel dringt bei seiner Bewegung stets
soweit in den noch nicht gelockerten Teil des Feststoffes bzw. der Tresterschicht
ein, bis die vor dem RUhrwerksfligel sich verdichtenden trester dem Rührwerksflügel
soviel Widerstand entgegensetzt, daß dessen Antrieb umgeschaltet wird. Bewegt sich
dann der Rührwerksflügel zurlick, so federt der durch den Rührwerkflügel verdichtete
Abschnitt der Trester zurück und ein Teil dieser Trester fällt in den durch den
Fliigel hinterlassenen-Hohlraum und nach unten weg, so daß bei nochmaliger Umkehr
der Drehrichtung der Rührwerkachse der Flügel das maximale Drehmoment erst nach
dem Durchlaufen eines ,grtißeren Drehwinkels aufwenden muß.
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Die Umschaltvorrichtung kann auf die verschiedenste Weise von dem
Widerstand gesteuert sein, den das Rührwerk in dem Riihrgut vorfindet. Bei einer
Ausfiihrungsform der Erfindung, bei der das Rührwerk von einem Elektromotor angetrieben
ist, kann diese Umsohaltvorrichtung durch die Stromaufnahme des Elektromotors gesteuert
sein. Erreicht die Stromaufnahme des Elektromotors einen bestimmten Wert, so wird
die Drehrichtung des Rührwerks umgeschaltet. Bai dieser sehr einfachen Vorrichtung
muß lediglich dafür gesorgt werden, daß der Anlaufstrom des Motors die Umschaltvorrichtung
nicht botliegt Die Steuerung der Umschaltvorrichtung kann-beispielsweise auch über
eine Rutschkupplung erfolgen, deren beide Kupplungshälften sich bei Überschreitung
eines. bestimmten Wertes des übertragenen Drehmomentes gegeneinander verdrehen und
dadurch einen Steuerbefehl zur Umsteuerung der-Drehrichtung des Rührwerks auslösen.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Zeitdauer
der Pendelbewegung unab-h:ngig von dem Widerstind des Mischgutes eingestellt werden,
beispielsweise Lurch Einstellen der Zeitdauer mit Hilfe--einer Schaltuhr, so daß
nach Ablauf der eingestellten Zeitdauer die Antriebsvorrichtung von der pendelnden
Bewegung des Rührwerks auf die umlaufende Bewegung des Riihrwerks geschaltet wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäßen Vorrichtungen
eignen sich nicht nur fir Gärbehälter, die eine Flüssigkeit und einen Feststoff
enthalten, der zum Zusammenballen neigt.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform eines liegenden Großbehälters
dargestellt, bei dem die Erfindung verwirllicht ist. Sie zeigt die zum Verst::indnis
der Erfindung wesentlichen Teile nur schematisch.
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Fig. l zeigt eine Ausführungsform eines liegenden Gärbehälters, teilweise
aufgebrochen dargestellt.
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Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der linie II-I1 der Fig.
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1.
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Der in der Zeichnung dargestellte liegende Großbehälter weist einen
im wesentlichen kreiszylindrischen Teil 1 auf, der in seinem unteren Teil in einen
im Querschnitt V-rörmigen Teil 2 Übergeht. An der untersten Stelle des V-fdrmigen
Teiles ist eine Förderschnecke 3 eingebaut, die in Fig. 1 gestrichelt dargestellt
ist und dazu dient, die Traubentrester durch eine oeffnung 4 am Boden des Behälters
herauszuschaffen, an der ein kurzer Stutzen 5 angeschweißt ist. Das vordere Ende
des Stutzens 5 ist durch einen Deckel 6 verschließbar, der in zwei im Querschnitt
U-förmigen Schienen 7 und 8 zusammen mit einer Verstärkungsleiste 9 in der Höhe
verschiebbar gefÜhrt ist und mit Hilfe einer Anpreßvorrichtung, die im dargestellten
AusfÜhrungsbeispiel als FlÜgelschraube 10 dargestellt ist, gegen die Öffnung des
Stutzens 5 gepreßt werden kann. Im Deckel 6 befindet sich eine durch einen Hahn
verschließbare Auslaßleitung 11 fÜr den Saft.
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ftwa in der Achse des zylinderförmigen Teiles 1 ist in dem Behälter
eine Rührwerkswelle 12 drehbar gelagert, die an ihrem hinteren Ende außerhalb des
Behälters ein Antriebsrad 13 oder ein Getriebe trägt. Auf der Welle 12 sind etwa
plattenförmige RUhrwerksSlflgel 14 befestigt, die längs der Welle 12 jeweils um
einen bestimmten Winkel, beispielsweise
45°, gegeneinander versetzt
sind. Die Schneckenwelle 3 wird durch einen Motor 15 angetrieben. Das Antriel)srtd
13 ist über Treibriemen 16 oder Ketten mit einem Treibriemenrad 17 oder Kettenrad
verbunden, das ilber eine Rutschkupplung 18 von einem Elektromotor 19 angetrieben
wird. tlbersteigt das durch die Rutschkupplung 18 Übertragene Drehmoment einen bestimmten
Wert, so verdrehen sich die beiden Kupplungshälften der Rutschkupplung relativ zueinander.
Bei einer Relativdrehung der beiden Kupplungshälften wird ber bekannte Einrichtungen
ein Steuerbefehl erzeugt, der den Motor 19 abschaltet und mit entgegengesetzter
Drehrichtung wieder einschaltet.
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Der Behälter stützt sich über eine Tragkonstruktion am Fußboden ab,
von der nur die Träger 20 gezeichnet sind. Zur Verwendung als Gärbehälter für Traubenmaische
weist der Behälter an der Außenwand des V-förmigen Teiles angeschweißte Saftkammern
21 auf, die an ihrer tiefsten Stelle einen Saftablauf 22 und an ihrer höchsten Stelle
einen Entlfiftungsstutzen 23 aufweist.
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Der Behälter wird durch die EinfÜllöffnung 25 mit Traubenmaische gefilllt,
die während ihrer Gärung durch das Rührwerk 12, 14 mit geringer Geschwindigkeit
durchmischt wird. In einem bestimmten Stadium des Gärvorganges haben die Trester
die Tendenz, nach oben zu steigen. Wird dann aus irgendeinem Grunde das RÜhrwerk
abgeschaltet so setzen sich te Trester oben auf dem Saft zu einem festen Tresterkuchen
zusammen, der nur schwer zu durchstoßen ist. Wird nun der Motor 19 eingeschaltet,
so haben die Rührwerksflügel 14 nicht die Kraft, den Tresterkuchen zu durchschlagen.
Die Rührwerkswelle
12 wird sich daher nur um einen kleinen Drehwinkel
drehen, dann Übersteigt das zur Weiterdrehung der Welle 12 erforderliche Drehmoment
das von der Rutschkupplung 18 übertragene Drehmoment, so daß die Kupplungshälften
der Rutschkupplung sich relativ zueinander drehen und die Drehrichtung des Motors
19 umgesteuert wird. Die Welle 12 dreht sich dann in der entgegengesetzten Richtung,
wobei sich die RÜhrwerksflÜgel 14 zunächst in der Spur zurtekbewegen, die sie bei
der vorhergehenden Drehung hinterlassen haben und dann ein Stück weit in der anderen
Drehrichtung in den zunächst federnden Tresterkuchen eindringen, bis wiederum das
Drehmoment soweit ansteigt, daß die Drehrichtung des Motors 19 umgesteuert wird.
Die Welle 12 fÜhrt daher solange Pendelbewegungen aus, bis der Tresterkuchen durchstoßen
ist und den RührwerksflAgel 14 nur noch einen Widerstand entgegensetzt, der kleiner
ist, als das von der Rutschkupplung 18 maximal übertragene Drehmoment. Von nun an
dreht sich das Rührwerk stets in der gleichen Drehrichtung, sofern nicht durch ein
besonderes Programm die Drehrichtung des Rührwerks in bestimmten Zeiten umgeschaltet
wird.
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Der gleiche Vorgang findet statt, wenn über den Saftauslaß 22 der
sich in den durch Siebbleche vom Behälterinnern abgetrennten Saftkammern 2l gesammelte
Saft abgelassen wird.
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Dann bleibt zwar der Saft im untersten Teil des Behälters stehen,
der unterhalb einer waagrechten Ebene liegt, die durch die Mündung der Saftauslaßleitung
22 in die Saftkammer 21 gelegt ist. Die Schneckenwelle 3 schafft bei hochgeschobenem
Deckel 6, also bei geöffneter öffnung 4, die in dem Bereich der Schneckenwelle 3
beflndlichen, durch den
restlichen Saft gelockerten Trester durch
die oeffnung 4 aus dem Behälter heraus. Wenn aber dte Trester längere Zelt nach
dem Ablassen des Saftes durch die Leitung 22 im Behälter stehen, so setzen sich
diese Trester zu einer sehr festen Masse zusammen, so daß, wenn die Schneckenwelle
3 die in ihrem Bereich durch den noch stehenden Saft gelockerten Trester aus dem
Behälter ausgetragen hat, im Bereich der Schneckenwelle 3 im Hohlraum verbleibt,
in den die darberliegenden trockenen Trester in der Regel nicht einfallen, weil
sie sich schon zu stark verdichtet haben. Wird nun das Rührwerk 12, 14 eingeschaltet,
so führen die Rührwerkflügel wiederum zunächst nur eine verhältnismäßig kleine Drehbewegung
aus, die möglicherweise nur durch das Zurückfedern der durch die Rührwerksflügel
14 zusammengedrückten Trester bestimmt ist. Wird nun wegen Überschreitung des maximal
Übertragenen Drehmomentes der Rutschkupplung 18 die Antriebsrichtung des Motors
19 umgesteuert-, so bewegen sich die RUhrwerksSlügel 14 in die entgegengesetzte
Richtung.
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Durch diese Hin- und Herbewegung werden die Trester soweit aufgelockert,
daß sie in den darunterliegeden, durch die Schneckenwelle 3 geschaffenen Hohlraum
einfallen, von der Schneckenwelle 3 erfaßt und aus dem Behälter transportiert werden.
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Der Antrieb des Rühwerks z. B. ein Bremsmotor kann so gesteuert sein,
daß es stets dann abgeschaltet ist, wenn einer der Rührwerksflügel 14 in senkrechter
Stellung steht weil niann der Abstand von der Flügelspitze 24 zu dem von dem Schneckengang
3 geschaffenen Hohlraum am geringsten Ist und dann der von dieser Flugelspitze 24
gelockerte Trester al3
erster in den Hohlraum einfällt, wonach
dann die benachbarten Bereiche nachstilrzen. Das Abschalten des Rührwerks in einer
Stellung. in der ein RührwerksflÜgel senkrecht nach unten steht, ist um so wichtiger,
je weniger um einen Winkel gegeneinander versetzte Rührwerksflügel 14 auf der Rührwerkswelle
12 angeordnet sind.
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Der erfindungsgemäße Gegenstand eignet sich auch für Rührwerke In
anderen Behältern, beispielsweise bei stehenden ßhältern mit konischem Boden, wenn
beispielsweise das Rilhrwerk auch in dem konischen Teil angeordnet ist. Die erfindungsgemäßen
Behälter können auch bei Saft oder Alkoholherstellung durch Gärung oder in der Brauerei
mit Vorteil verwendet werden.
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Auch eignet: sich der erfindungsgemäße Gegenstand nicht nur ziln Durcharbeiten
eines auf dem Saft schwimmenden Tresterkuchens, sondern beispielsweise auch für
die Anwendung von Rührwerken in stehenden Behältern, in denen das RÜhrwerk sich
um eine senkrechte Achse dreht und daher beim Anlaufen einen zu hohen Widerstand
erfahren wril, der durch die Pendelbewegung verringert wlrd, z. B. beim Entleeren
von Welswein-Maische oder Rotwein-Maische mit hohem Feststoffanteil.
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Bei liegenden Behältern kann eine Ausfflhrungsform der ErSindung günstig
sein, bei denen die Rührwerksflügel längs der waagrechten Rührwerkachse um 180°
gegeneinander versetzt sinil, so daß in der Abschaltstellung die eine Gruppe von
Rührwerksflügeln senkrecht nach unten ragt, die andere
Gruppe der
Rührwerksflügel senkrecht nach oben. In dieser Stellung greift meist die eine Gruppe
in einen wenig dichten Inhalt und die andere Gruppe der Rührwerksflügel iti einen
dichteren Behälterinhalt ein, also beispielsweLse greifen die nach unten gerichteten
Rührwerksflügel in den Saft und die nach oben gerichteten RilhrwerksSlUgel in den
darauf schwimmenden Tresterkuchen ein, so daß dann immer nur die eine Gruppe der
Rührwerksflü.gel stark belastet ist. Bei der Entleerung des Behälters ragt die eine
Gruppe nach oben in den freien Behälterraum, wogegen die andere Gruppe der Rührwerksflügel
in die möglicherweise fest abgesetzten Trennter eingreift.
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Bei derjenigen Ausführungsform der Erfindung, bei der die Zeitdauer
der Pendelbewegung unabhingig vom Widerstand dr Trester ist, kann die Größe der
Pendelbewegung, also der Schwenkwinkel, den die Rührwerksflügel wlhrend der Pendelbewegung
überstreichen, mit Hilfe von Endschaltern eingestellt werden, die beispielsweise
von mit der Rührwerkswelle umlaufenden Schaltgliedern betätigt werden und bei Bet:i
tigung den Antrieb des Rührwerks umkehren.
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Auch bei Ausführungsformen, bei denen die Größe der Pendelbewegung
vom Widerstand der Trester gesteigert ist, kann die maximale Größe der Pendelbewegung
durch Endschalter eingestellt werden.
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L e e r s e i t e