DE1230815B

DE1230815B - Device for the production of ice cubes in a vertically arranged freezing cylinder

Info

Publication number: DE1230815B
Application number: DEQ415A
Authority: DE
Inventors: Fayville Anthony Trow; Marcus Louis Nelson; Benjamin Kenneth Roberts
Original assignee: King Seeley Thermos Co
Current assignee: King Seeley Thermos Co
Priority date: 1955-10-05
Filing date: 1955-10-05
Publication date: 1966-12-22

Description

Vorrichtung zur Herstellung von Eisstückchen in einem senkrecht angeordneten Gefrierzylinder Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Eisstückchen in einem senkrecht angeordneten Gefrierzylinder, in welchem eine rotierende Förderschnecke die breiigen, durch Gefrieren erzeugten Eismassen ununterbrochen zusammenpreßt und an dessen Ende eine verengte Auslaßöffnung vorgesehen ist, wobei eine schräge Führungsfläche zwischen der Förderschnecke und der Auslaßöffnung das Ausbringen des Eises begünstigt. An sich sind derartige Vorrichtungen bekannt. Bei den bisher bekannten Vorrichtungen bestand der Nachteil, daß das Eis von der Förderschnecke in Form zahlreicher Schichten bzw. Lagen mit zwischen diesen eingeschlossenem Wasser nach oben befördert wird und eine Trennung der Lagen sowie ein Entweichen oder Abfließen des Wassers nicht in der erforderlichen Weise durchführbar war. Mit der Vorrichtung nach der Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, das nicht gefrorene Wasser aus der Eismasse zu entfernen und gleichzeitig die Eismasse zu zerstückeln. Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird also das Eis durch die Austrittsöffnung in Form einzelner Eisstückchen bzw. Chips ausgestoßen und das nicht gefrorene Wasser, das zwischen den Eislagen eingeschlossen war, zum Abfließen nach unten gebracht.Device for the production of pieces of ice in a vertically arranged Freezing cylinder The invention relates to a device for producing pieces of ice in a vertically arranged freezing cylinder in which a rotating screw conveyor continuously compresses the mushy ice masses produced by freezing and at the end of which a narrowed outlet opening is provided, with an inclined guide surface between the screw conveyor and the outlet opening favors the discharge of the ice. Such devices are known per se. In the previously known devices there was the disadvantage that the ice from the screw conveyor was in the form of numerous layers or layers with water trapped between them is conveyed upwards and there is no separation of the layers and no escape or drainage of the water was feasible as required. With the device according to the invention the aim is to solve the problem of removing the non-frozen water from the ice mass and at the same time to cut up the ice mass. In the device according to the invention So the ice through the outlet opening is in the form of individual pieces of ice or Chips ejected and the unfrozen water trapped between the layers of ice was brought down to drain.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung werden diese fortschrittlichen technischen Wirkungen dadurch erzielt, daß das Verhältnis zwischen Kühlleistung des Gefrierzylinders und der Drehgeschwindigkeit der Förderschnecke sowie die Größe der Auslaßöffnung und des zwischen Förderschnecke und Gefrierzylinder vorhandenen Spaltes so gewählt sind, daß die breiige Eismasse bis zur Auslaßöffnung, die in an sich bekannter Weise am oberen Ende des Gefrierzylinders liegt, zu einer im wesentlichen von Feuchtigkeit freien, festen Eismasse verdichtet wird, und daß die Führungsfläche am Ende des Gefrierzylinders keilförmige Ansätze aufweist, die das gebildete Eis in einzelne Eisstückchen aufbrechen. Bei einer bevorzugten Ausführung der Vorrichtung nach der Erfindung ist die schräge Führungsfläche am Ende des Gefrierzylinders durch eine den oberen Teil der Förderschneckenwelle umschließenden Büchse gebildet, die nach unten keilförmig verlaufende Ansätze aufweist, von denen der eine unmittelbar vor der in einen wärmeisolierten Speicher mündenden Auslaßöffnung liegt und diese nach oben allmählich verkleinert.In the device according to the invention these become more advanced technical effects achieved by the ratio between cooling capacity of the freezing cylinder and the speed of rotation of the screw conveyor, as well as the size the outlet opening and the one between the screw conveyor and the freezing cylinder Gap are chosen so that the mushy ice mass up to the outlet opening in is known per se at the upper end of the freezing cylinder, to a substantially moisture-free, solid ice mass is compacted, and that the guide surface at the end of the freezing cylinder has wedge-shaped lugs which the ice formed break into individual pieces of ice. In a preferred embodiment of the device According to the invention, the inclined guide surface at the end of the freezing cylinder is through formed a sleeve enclosing the upper part of the conveyor screw shaft, which has downward wedge-shaped approaches, one of which is directly in front of the outlet opening opening into a heat-insulated memory and this gradually decreased towards the top.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen eingehender beschrieben. In diesen ist F i g.1 eine Endansicht der Vorrichtung zur Erzeugung von Eisstückchen, wobei eine Seite des Gehäuses entfernt ist; F i g. 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung mit längs der gestrichelten Linie 2-2 von F i g.1 entfernter Seite, F i g. 3 eine Seitenansicht dieses neuen Eiserzeugungsapparates unter Darstellung der Gefriereinrichtung im Vertikalschnitt durch die Mitte, F i g. 4 eine Draufsicht auf die Gefriereinrichtung, F i g. 5 eine perspektivische Ansicht des neuen Teils zum Entfernen und Zusammenpressen des Eises, F i g. 6 eine Teilansicht der -Gefrierkammer unter Darstellung der Eisaustragöffnung.The invention is explained in more detail below with reference to the drawings described. In these, FIG. 1 is an end view of the apparatus for generating bits of ice with one side of the housing removed; F i g. 2 is a front view the device with the side removed from FIG. 1 along the dashed line 2-2, F i g. Fig. 3 is a side view of this new ice making apparatus showing the freezer in a vertical section through the middle, F i g. 4 is a plan view on the freezer, F i g. 5 is a perspective view of the new part for removing and compressing the ice, FIG. 6 is a partial view of the freezer chamber showing the ice discharge opening.

Das Gehäuse 8 ist, wie F i g. 2 zeigt, in ein Speicherabteil 9 und in ein Teil zur Aufnahme des Eiserzeugungsapparates 10 unterteilt. Letzterer besteht aus einem Kühlsystem mit einem Motorkompressor 11, einem Kondensator 12 und einer Expansionsschlange 1.3. Sie umgibt den größeren Teil eines länglichen, hohlen zylindrischen Körpers 14 zwischen seinen Enden und bildet dort die Gefrierkammer C, die bei der dargestellten Ausführungsform aufrecht steht. Am oberen Abschnitt des Zylinders 14 ist ein geeigneter Sitz 15 angebracht, der oben an einem Tragrahmen 16 befestigt ist (F i g. 3, 4).The housing 8 is, as FIG. 2 shows, divided into a storage compartment 9 and a part for accommodating the ice-making apparatus 10. The latter consists of a cooling system with a motor compressor 11, a condenser 12 and an expansion coil 1.3. It surrounds the greater part of an elongated, hollow cylindrical body 14 between its ends and there forms the freezing chamber C, which stands upright in the embodiment shown. A suitable seat 15 is attached to the upper portion of the cylinder 14 and is attached to the top of a support frame 16 (Figs. 3, 4).

Eine Schnecke 17 ist axial in der zylindrischen Gefrierkammer C gelagert und erstreckt sich von einem ihrer Enden zum anderen. Der Durchmesser der Schnecke ist etwas geringer als der Innendurchmesser der Kammer C; so daß zwischen der Außenkante der Schnecke und der Innenwand der Kammer C ein geringer Zwischenräum bleibt, und die-Eislagen davon entfernt werden, eine Berührung der Schneckenkante mit der Kammerwand jedoch verhindert wird.A screw 17 is axially supported in the cylindrical freezing chamber C and extends from one of its ends to the other. The diameter of the snail is slightly less than the inside diameter of chamber C; so that between the outer edge the Screw and the inner wall of the chamber C a small gap remains, and the ice layers be removed from it, but the screw edge does not come into contact with the chamber wall is prevented.

Die Schnecke 17 wird in geeigneter Weise z. B. von einem Elektromotor 18 angetrieben. Dieser ist über ein im Gehäuse 19 untergebrachtes Untersetzungsgetriebe und eine selbsteinstellende Kupplung 19a mit der Schneckenwelle-17a verbunden. Der Motor 18 ist am unteren Teil des Rahmens 16 und das Getriebe 19 ist am Motor 18 befestigt (F i g. 3).The screw 17 is suitably z. B. from an electric motor 18 powered. This is via a reduction gear housed in the housing 19 and a self-adjusting clutch 19a connected to worm shaft 17a. Of the The engine 18 is on the lower part of the frame 16 and the gearbox 19 is on the engine 18 attached (Fig. 3).

Die Ausrichtung der Schnecke in der Gefrierkammer ist von ausschlaggebender Bedeutung und muß sorgfältig aufrechterhalten werden, um eine Berührung der Außenkante der Schnecke mit der Innenwand des Zylinders zu verhüten. Der untere Abschnitt der Schneckenwelle 17a ist etwas verringert, und ein Lager 20 ist zwischen dem verringerten Abschnitt und dem angrenzenden Abschnitt des hohlen Zylinders 14 angeordnet, um den unteren Teil der Schnecke axial im Zylinder zu lagern. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der verringerte Teil der Welle 17a mit einem Gewinde versehen und nimmt eine mit Innengewinde versehene Lagerrückhaltemutter 21 auf, um eine axiale Verschiebung des Lagers 20 zu verhindern. Die Mutter 21 und das Lager 20 halten eine Dichtung üblicher Bauart für Wasser zwischen dem unteren Teil der Welle 17a und der angrenzenden Wand des Zylinders 14.The orientation of the auger in the freezer chamber is critical and must be carefully maintained to prevent the outside edge of the auger from touching the inside wall of the barrel. The lower portion of the worm shaft 17a is slightly reduced and a bearing 20 is disposed between the reduced portion and the adjacent portion of the hollow cylinder 14 to axially support the lower part of the screw in the cylinder. In the illustrated embodiment, the reduced portion of the shaft 17a is threaded and receives an internally threaded bearing retainer nut 21 to prevent axial displacement of the bearing 20. The nut 21 and the bearing 20 hold a seal of conventional design for water between the lower part of the shaft 17a and the adjacent wall of the cylinder 14.

Das obere Ende der Schneckenwellen 17a ist im oberen Ende des Zylinders in einem Drucklager 22 gelagert. Es wird durch eine Klemmbüchse 23 auf der Welle gehalten. Diese Büchse sitzt abnehmbar in einer Nut 17b im Oberteil der Welle. Im Oberteil des Gefrierzylinders 14 ist ein hohler, buchsenartiger Teil 24 zum Entfernen und Austragen des Eises angebracht. Der Innendurchmesser des unteren Abschnitts des Teils 24 umgibt den oberen Abschnitt der Schneckenwelle 17a eng und der Außendurchmesser des Teils 24 ist an dieser Stelle derart, daß er genau in den oberen Teil des Zylinders 14 paßt. Im oberen Innenabschnitt des buchsenartigen Teils 24 ist eine Aussparung zur Aufnahme des Lagers mit einer Schulter 24a vorgesehen, gegen welche sich ein kegelförmiger Einsatz 22a stützt. Dieser bildet den unteren Laufring für das Drucklager 22. Der obere Rand der Buchse 24 besitzt eine Anschlagschulter 24 b, gegen welche das obere Ende des Gefrierzylinders 14 stößt (F i g. 3). Als Mittel zur sicheren Befestigung der Buchse im Oberteil des Zylinders 14 sind z. B. die Kopfschrauben 25 vorgesehen, welche durch Öffnungen im oberen Teil des Zylinders 14 in entsprechende und übereinstimmende mit Gewinde versehene Bohrungen in der Buchse gehen.The upper end of the worm shaft 17a is supported in a thrust bearing 22 in the upper end of the cylinder. It is held on the shaft by a clamping sleeve 23. This sleeve is removably seated in a groove 17b in the upper part of the shaft. In the upper part of the freezing cylinder 14, a hollow, sleeve-like part 24 is attached for removing and discharging the ice. The inner diameter of the lower portion of the part 24 closely surrounds the upper portion of the worm shaft 17a and the outer diameter of the part 24 at this point is such that it fits snugly into the upper part of the cylinder 14. In the upper inner section of the bush-like part 24 there is a recess for receiving the bearing with a shoulder 24a, against which a conical insert 22a is supported. This forms the lower race for the thrust bearing 22. The upper edge of the bushing 24 has a stop shoulder 24b against which the upper end of the freezing cylinder 14 abuts (FIG. 3). As a means of securely attaching the socket in the upper part of the cylinder 14, for. B. the head screws 25 are provided which go through openings in the upper part of the cylinder 14 in corresponding and matching threaded bores in the socket.

Eine Entleerungsöffnung 28 ist in der Wand des oberen Teils des Zylinders 14 vorgesehen. Das untere Ende der Buchse 24 ist in Richtung auf diese Öffnung nach oben abgeschrägt, um eine das Eis zwangläufig entfernende Führungsfläche 24c auf jeder Seite der Schneckenwelle zu bilden, welche das Eis durch die Öffnung 28 nach außen führt. Zwei nach unten gerichtete und nach oben keilförmig auseinandergehende Führungselemente 29 und 30 sitzen eines vorn und das andere hinten an der abgeschrägten Führungsfläche 24c. Sie unterteilen diese in zwei Flächen und dienen dazu, die Eismassen am vorderen und hinteren Abschnitt der Führungsbahn abzuleiten. Bei der dargestellten Ausführungsform liegt der vordere Keil 29 in der Mitte der Öffnung 28 und teilt diese in zwei getrennte Entleerungsöffnungen, deren Größe von unten nach oben abnimmt. Hierdurch wird der Strom der Eisstückchen durch sie verringert, und sie werden nach und nach zusammengedrückt, während sie längs der Führungsfläche 24 c von der Schnecke nach außen und nach oben längs der auseinandergehenden Flächen des vorderen Keils 29 entleert werden.A drain opening 28 is provided in the wall of the upper part of the cylinder 14. The lower end of the bushing 24 is chamfered upwards in the direction of this opening in order to form a guide surface 24c on each side of the worm shaft which forcibly removes the ice and which guides the ice through the opening 28 to the outside. Two guide elements 29 and 30, which are directed downwards and diverge in a wedge shape, are seated, one at the front and the other at the rear, on the beveled guide surface 24c. They divide this into two areas and serve to divert the ice masses at the front and rear sections of the guideway. In the embodiment shown, the front wedge 29 lies in the middle of the opening 28 and divides it into two separate emptying openings, the size of which decreases from bottom to top. In this way, the flow of the pieces of ice is decreased by them and they are pressed together by little, while c along the guide surface 24 will be emptied by the screw outwardly and upwardly along the diverging surfaces of the front wedge 29th

Der Wasserstand im Zylinder 14 wird durch einen Behälter 31 aufrechterhalten, der durch einen Schwimmer gesteuert und durch eine Leitung mit dem unteren Ende der Kammer C mittels des Gewindestutzens 32 verbunden ist (F i g. 3). Für den Fall, daß das Schwimmerventil im Behälter 31 unwirksam wird, ist eine überlaufleitung 33 daran vorgesehen, welche zu einem geeigneten Auslaß 34 führt. Eine Tropfschale 35 ist um den unteren Teil des Zylinders 14 angebracht, welche das von der Außenseite der Kühlschlange 13 abtropfende Kondenswasser sammelt und zu einem Auslaß führt.The water level in the cylinder 14 is maintained by a container 31 which is controlled by a float and which is connected by a line to the lower end of the chamber C by means of the threaded connector 32 (FIG. 3). In the event that the float valve in the container 31 becomes ineffective, an overflow line 33 is provided thereon, which leads to a suitable outlet 34. A drip tray 35 is attached around the lower part of the cylinder 14, which collects the condensed water dripping from the outside of the cooling coil 13 and leads to an outlet.

Die Neigung der abgeschrägten Führungsfläche 24 c muß ausreichen, um einen gleichbleibenden Strom von Eis über sie nach der Austragsöffnung auf jeder Seite des sich nach oben erweiternden Keils 29 aufrechtzuhalten. Wenn die Abschrägung zu flach ist, d. h. fast senkrecht zur Achse der Schneckenwelle 17a verläuft, verklemmt sich das laufend von der Schnecke 17 nach oben bewegte Eis an der Austrittsöffnung und kann unter Umständen die Teile der Vorrichtung beschädigen. Deshalb muß die Neigung der Führungsflächen 24 c groß genug sein, um ein Verklemmen des Eises gegen sie zu verhindern und eine ununterbrochene Austragung desselben seitlich durch die Öffnung 28 nach außen zu bewirken. Die abgeschrägten Flächen 24c haben nicht nur den Zweck, die breiigen Massen zusammenzupressen, sondern dienen auch dazu, das Eis zwangläufig von der Schnecke zu entfernen und- nach außen durch die Öffnung 28 abzuführen. Die Austrittsöffnung 28 ist so groß, daß sie den Strom der Eismassen einengt und sie vor deren Austritt daraus weiter zusammendrückt. Mit anderen Worten, die Massen werden ähnlich wie bei einem Strangpreßverfahren durch die Öffnung 28 gedrückt. Bei der dargestellten Ausführungsform teilt, wie schon erwähnt wurde, der vordere Keil 29 die Öffnung in zwei getrennte Austrittsöffnungen, welche von der abgeschrägten Führungsfläche 24c aus beschickt werden. Diese Öffnungen nehmen von oben nach unten hin zu, so daß, während die Menge des sich dadurch entleerenden Eises auf den Führungsflächen 24 von oben nach unten hin zunimmt, die Weite der Entleerungsöffnung schnell zunimmt, um ein Steckenbleiben der Eisstückchen zu verhindern, wobei jedoch immer noch die gewünschte Verdichtung derselben erzeugt wird. Die gelieferten Eisstückchen sind demzufolge im wesentlichen klar und die gesamte Feuchtigkeit ist durch Verdichten entfernt worden. Die sich oben wesentlich verengenden Entleerungsöffnungen sorgen für eine beträchtliche Verdichtung der Eisstückchen, auch wenn verhältnismäßig geringe Eismengen von der Schnecke gefördert werden.The inclination of the beveled guide surface 24 c must be sufficient to maintain a constant flow of ice over it after the discharge opening on each side of the wedge 29 which widens upward. If the bevel is too flat, ie runs almost perpendicular to the axis of the screw shaft 17a, the ice that is continuously moved upward by the screw 17 will jam at the outlet opening and may damage the parts of the device. Therefore, the inclination of the guide surfaces 24 c must be large enough to prevent jamming of the ice against them and to cause uninterrupted discharge of the same laterally through the opening 28 to the outside. The beveled surfaces 24c not only have the purpose of compressing the pasty masses, but also serve to forcibly remove the ice from the screw and to discharge it to the outside through the opening 28. The outlet opening 28 is so large that it constricts the flow of the ice masses and compresses them further before they exit therefrom. In other words, the masses are pressed through the opening 28 in a manner similar to an extrusion process. In the embodiment shown, as has already been mentioned, the front wedge 29 divides the opening into two separate outlet openings, which are fed from the beveled guide surface 24c. These openings increase from top to bottom, so that while the amount of ice thereby emptying on the guide surfaces 24 increases from top to bottom, the width of the emptying opening increases rapidly to prevent the pieces of ice from getting stuck, but always nor the desired compression of the same is produced. The delivered ice pieces are therefore essentially clear and all moisture has been removed by compacting. The emptying openings, which narrow significantly at the top, ensure a considerable compression of the pieces of ice, even if relatively small amounts of ice are conveyed by the screw.

Die Erfindung sieht also eine verhältnismäßig einfache und doch sehr leistungsfähige Maschine zur Erzeugung von Eisstückchen vor, die so konstruiert ist, daß das Eis von der Schneckenwelle zwangläufig entfernt und entleert wird, wobei ursprünglich eine breiige Masse erzeugt wird und diese dann zur Entfernung der gesamten Feuchtigkeit daraus zusammengepreßt wird, so daß schließlich im wesentlichen klare Eisstückchen in den Sammelbehälter befördert werden, aus denen die gesamte Feuchtigkeit entfernt worden ist.The invention thus sees a relatively simple and yet very much powerful machine for the production of pieces of ice, which is constructed in this way is, that the ice is inevitably removed from the worm shaft and is emptied, initially producing a pulpy mass and then this is compressed to remove all moisture therefrom, so that eventually essentially clear pieces of ice are conveyed into the collecting container, from which all moisture has been removed.

Claims

Claims: 1. Device for the production of ice pieces in a vertically arranged freezing cylinder, in which a rotating screw conveyor continuously compresses the pulpy ice masses produced by freezing and at the end of which a narrowed outlet opening is provided, with an inclined guide surface between the screw conveyor and the outlet opening Bringing out the ice favors, characterized in that the ratio between the cooling capacity of the freezing cylinder (14) and the speed of rotation of the screw conveyor (17) and the size of the outlet opening (28) and the gap between the screw conveyor (17) and freezing cylinder (14) are chosen so that the pulpy ice mass is compressed to the outlet opening (28), which is located in a known manner at the upper end of the freezing cylinder, to form a solid ice mass that is essentially free of moisture, and that the inclined guide surface (24 c) wedge-shaped at the end of the freezing cylinder (14) Has approaches (29, 30) which break the ice formed into individual pieces of ice.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the inclined guide surface (24 c) at the end of the freezing cylinder (14) is formed by a sleeve (24) surrounding the upper part of the screw conveyor shaft (17a), the downwardly wedge-shaped lugs ( 29, 30), of which one (29) is located directly in front of the outlet opening (28) opening into a heat-insulated reservoir (9) and gradually reduces in size towards the top. Documents considered: German Patent No. 901420; British Patent No. 392,328; USA: Patent Nos. 2,595,588, 2,597,515, 2955588.