[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Förderung eines Mediums nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, eine solche Vorrichtung ist aus EP 0 258 811 A bekannt. Die Erfindung
betrifft ferner ein Verfahren zur Förderung eines Mediums nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 18.
[0002] Gattungsgemäße Vorrichtungen und gattungsgemäße Verfahren werden beispielsweise in
der Milchwirtschaft oder beim Vertrieb von Treibstoffen verwendet.
[0003] Im Bereich der Milchwirtschaft fährt ein Tankwagen regelmäßig bestimmte Milcherzeuger
an und entnimmt die dort zum Beispiel im Laufe eines Tages angefallene Milch aus einem
oder mehreren Vorratsbehältern. Bei dieser Milchannahme ist es wichtig, dass die entnommene
Menge Milch genau gemessen und registriert wird, da auf dieser Grundlage eine spätere
Abrechnung zwischen dem Erzeuger und dem Abnehmer erfolgt. Diese Messung der Milchmenge
unterliegt dem Eichrecht, welches vorschreibt, wie die Messung zu erfolgen hat und
welche Genauigkeiten eingehalten werden müssen (DIN 19217).
[0004] Eine Möglichkeit zur Durchführung einer Messung, welche dem Eichrecht genügt, besteht
in der Verwendung von Durchflusszählern, wobei allerdings sicherzustellen ist, dass
Luft-beimengungen, die beim Ansaugen der Milch insbesondere zu Beginn und am Ende
des Annahmevorgangs zwangsweise entstehen, nicht in das Durchflussmessgerät gelangen
und dort zu Messfehlern führen. Derartige Luftbeimengungen werden durch das Einfügen
von Gasmessverhütern und Gasabscheidern vermieden, welche auch als Luftabscheider
bezeichnet werden. Grundsätzlich sind Luftabscheider als Zwischenbehälter zwischen
dem zu befüllenden Tank und dem Entnahmebehälter angeordnet. Die zu fördernde Milch
verbleibt eine Weile in dem Luftabscheider, so dass sich Lufteinschlüsse in der Milch
zurückbilden können. Erst dann wird die Milch beispielsweise durch einen Durchflusszähler
in den zu befüllenden Tank geleitet, um eine der Eichpflicht genügende Mengenbestimmung
durchzuführen.
[0005] Aus dem Einsatz von Luftabscheidern ergeben sich jedoch einige Nachteile. Zum einen
wird die Gesamtapparatur aufwendig, da es sich bei den Gasabscheidern und den Gasmessverhütern
um komplizierte mechanische Gebilde mit großem Volumen und großem Gewicht handelt;
dies hat eine Reduzierung des zulässigen Zuladegewichts bei den Sammelfahrzeugen zur
Folge. Weiterhin sind die Luftabscheider stets nur für eine begrenzte Durchflussmenge
zugelassen, was die gesamte Saugleistung des Sammelfahrzeuges begrenzt.
[0006] In der DE 198 39 112.9 wurde bereits eine Anordnung beschrieben, welche ohne den
Einsatz von Luftabscheidern auskommt. Die Entbehrlichkeit der Luftabscheider beruht
insbesondere darauf, dass in dem zu befüllenden Tank eine hochgenaue Volumenbestimmung
durch Einsatz einer Füllpegelmesseinrichtung erfolgt. Es ist daher nicht mehr unbedingt
erforderlich, eine Mengenbestimmung bei der strömenden Flüssigkeit durchzuführen,
so dass auch die oben besprochenen Messfehler aufgrund von Lufteinschlüssen vermieden
werden.
[0007] Da der Tank gleichzeitig als Luftabscheider wirkt, kann mit einer hochgenauen Füllpegelmesseinrichtung
der Eichpflicht genügt werden.
[0008] Ein weiterer mit den Luftabscheidern in Verbindung stehender Nachteil ist zu nennen.
Grundsätzlich soll bei der Milchannahme verhindert werden, dass sich unterschiedliche
Partien der Rohmilch miteinander vermischen. Dies gewinnt gerade in jüngster Zeit
zunehmend an Bedeutung, da das Qualitätsbewusstsein der Verbraucher immer mehr steigt.
Beispielsweise wollen die Verbraucher von Biomilch sich darauf verlassen können, dass
ihre Milch nicht zusammen mit herkömmlicher Rohmilch vermengt bzw. vermischt wird.
Aber auch sonst wird die Milch in unterschiedlichste Qualitätsstufen unterteilt -
derzeit unterscheidet man bis zu neun Qualitätsstufen. Arbeitet man nun mit Luftabscheidern,
um der erforderlichen Eichpflicht zu genügen, so ist unmittelbar ersichtlich, dass
ein großer Aufwand zu treiben ist, um eine Vermischung von Milch verschiedener Qualitätsstufen
zu vermeiden. Ohne eine aufwendige Förder- und Leitungstechnik würde es zu Vermischungen
der aktuell entnommenen Milch mit Milch aus einem vorangehenden Entnahmevorgang (Haftmilch)
im Luftabscheider kommen.
[0009] Aus der gattungsbildenden DE 197 50 950 A1 ist ein Sicherungssystem für eine aus
mehreren Tanks bestehende Tankanordnung bekannt, mit der das durch eine Leitungseinrichtung
erfolgende Befüllen und/oder Entleeren der Tanks kontrolliert werden kann. Zur Bestimmung
der Füllmenge in den Tanks ist ferner im Inneren jedes Tanks eine Füllpegelmesseinrichtung
zur Bestimmung der Position mindestens einer Grenzfläche des Mediums im Tank vorgesehen.
[0010] Es ist nun
Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zur Förderung eines Mediums zu
schaffen, bei der bzw. durch das eine Befüllung eines von mehreren Tanks mit einem
sich von den in die anderen Tanks zu füllenden Medien unterscheidenden Medium ohne
großen Aufwand und bei Gewährleistung allenfalls geringer Vermischung des einzufüllenden
Mediums mit den anderen Medien möglich ist.
[0011] Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw.
durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst.
[0012] Die Erfindung baut auf der gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch auf, dass über die
Leitungseinrichtung mehrere Tanks befüllbar und/oder entleerbar sind, dass Füllpegelmesseinrichtungen
im Wesentlichen im Inneren der Tanks zur Bestimmung der Position mindestens einer
Grenzfläche des Mediums in den Tanks vorgesehen sind. Auf diese Weise ist es möglich,
eine der Eichpflicht genügende Volumenbestimmung durchzuführen. Weiterhin kann die
Rohmilch entsprechend den unterschiedlichen Qualitätsstufen beim Annahmevorgang ohne
Kontamination getrennt werden.
[0013] Zu diesem Zweck weist die erfindungsgemäße Leitungseinrichtung eine Verteilereinrichtung
mit einer Primärseite und einer Sekundärseite auf, wobei die Sekundärseite einzelne,
mit den Tanks in Verbindung stehende, absperrbare Verteilerwege aufweist. Diese Verteilereinrichtung
dient der die Qualität der Milch sichernden Trennung von Milch unterschiedlicher Qualitätsstufen,
beispielsweise der Trennung von herkömmlicher Rohmilch und Biomilch.
[0014] Ferner weist die Verteilereinrichtung Füllstandmesseinrichtungen auf, welche den
Verteilerwegen zugeordnet sind. Über die Füllstandmesseinrichtungen wird die Förderleistung
des Mediums überwacht. Ferner dienen die Füllstandmesseinrichtungen in der Verteilereinrichtung
der Bereitstellung eines Ausgangssignals bei der Vorbereitung des Systems für die
Milchannahme in den nächsten Tank, nämlich dann, wenn die Milch in ausreichendem Maße
aus dem Annahmesystem verdrängt wurde.
[0015] Die Vorrichtung ist preiswerter und leichter aufgrund der Entbehrlichkeit der Luftabscheider.
Ferner nimmt sie weniger Platz ein. Da die Saugleistung nicht durch einen Luftabscheider
begrenzt wird, kann eine höhere Förderleistung bereitgestellt werden.
[0016] Bevorzugt steht die Primärseite mit einer Ansaugeinrichtung in Verbindung. Diese
Ansaugeinrichtung dient der Förderung der Milch aus einem von dem Lieferanten bereitgestellten
Behälter.
[0017] Die Ansaugeinrichtung weist vorteilhafterweise einen ersten Ansaugbehälter, eine
Kreiselpumpe und einen Ejektor auf. Ober den Ejektor, welcher nach dem Prinzip einer
Wasserstrahlpumpe arbeitet, kann ein Unterdruck in dem Ansaugbehälter erzeugt werden.
Durch diesen Unterdruck wird zumindest ein Verteilerweg der Verteilereinrichtung bis
zu einem vorbestimmten Füllstand befüllt. Nachfolgend übernimmt die Kreiselpumpe die
Förderung, wobei der als Vakuumpumpe arbeitende Ejektor nur bei Bedarf optional zugestellt
werden kann. Ob ein solcher Bedarf vorliegt, wird vorzugsweise in der Verteilereinrichtung
durch Füllstandmessung ermittelt.
[0018] In dem Ansaugbereich der Kreiselpumpe ist vorteilhafterweise ein Strudelbrecher angeordnet.
Dieser vermindert die Menge der in die Kreiselpumpe eintretenden Luft, welche ansonsten
den Wirkungsgrad der Kreiselpumpe erheblich vermindern könnte.
[0019] Es ist nützlich, wenn die Ansaugeinrichtung mit einer Zuleitung verbindbar ist. Diese
Zuleitung verbindet die Ansaugeinrichtung mit dem Behälter des Lieferanten. Die Ansaugeinrichtung
ist jedoch nicht zwingend mit einer Zuleitung verbunden, was insbesondere im Hinblick
auf die unten beschriebene Abgabe der Milch aus den Tanks zu erklären ist.
[0020] Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Ansaugeinrichtung mit einem Druckluftanschluss
verbindbar ist. Über diesen kann bei der Beendigung der Milchannahme in einen bestimmten
Tank Druckluft zugeführt werden, welche die restliche Milch aus dem Ansaugsystem entfernt;
somit steht die Anlage für die Annahme von Milch in einen weiteren Tank zur Verfügung.
[0021] Die Ansaugeinrichtung weist vorzugsweise eine Füllstandmesseinrichtung auf. Ein Ausgangssignal
dieser Füllstandmesseinrichtung lässt beispielsweise erkennen, dass die Ansaugarbeit
des Ejektors von der Kreiselpumpe übernommen werden kann.
[0022] Es ist bevorzugt, dass zwischen der Ansaugeinrichtung und der Primärseite der Verteilereinrichtung
eine Abgabeöffnung vorgesehen ist und dass die mit den Tanks in Verbindung stehenden
Verteilerwege auf der Sekundärseite der Verteilereinrichtung über eine Umpumpleitung
mit der Ansaugvorrichtung in Verbindung stehen. Diese Anordnung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung dient der selektiven Abgabe der Milch aus einem ausgewählten Tank über
den Ansaugbehälter. Dies hat den Vorteil, dass dieselben Komponenten, welche schon
bei der Annahme der Milch verwendet wurden, beispielsweise der Ansaugbehälter und
der Ejektor, für die Abgabe der Milch genutzt werden können.
[0023] Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Ansaugeinrichtung
eine Impellerpumpe. Impellerpumpen sind selbstansaugend, wodurch sich das System vereinfacht.
Weiterhin sind Impellerpumpen preiswert, was nochmals Vorteile mit sich bringt. Im
Vergleich zu dem System mit Vakuumpumpe und Kreiselpumpe ist allerdings zu bemerken,
dass die Milch weniger schonend angenommen wird; ferner ist die Saugleistung geringer
als bei dem System mit Kreiselpumpe und separater Vakuumpumpe. Man wird je nach der
gewünschten Anwendung die Vor- und Nachteile der Ausführungsform gegeneinander abwägen
und das entsprechende System zum Einsatz bringen.
[0024] Bei dieser Ausführungsform ist es besonders bevorzugt, dass für jeden Tank eine Ansaugvorrichtung,
insbesondere eine Impellerpumpe vorgesehen ist. Damit wird eine Vermischung der unterschiedlichen
Annahmepartien in der Ansaugeinrichtung vermieden.
[0025] Eine weitere Ausführungsform der Erfindung arbeitet darüber, dass in den Tanks ein
erster Unterdruck erzeugbar ist. Durch den Unterdruck in den Tanks wird das flüssige
Produkt beim Öffnen eines entsprechenden Ventils in den Tank hineingesaugt. Eine Vermischung
der Milch in einer Ansaugvorrichtung wird also auch hierdurch wirkungsvoll vermieden.
[0026] Besonders vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsform, wenn mit dem Tank ein zweiter
Ansaugbehälter verbindbar ist, in dem ein zweiter Unterdruck erzeugbar ist, wobei
der erste Unterdruck unabhängig von dem zweiten Unterdruck erzeugbar ist. Diese Anordnung
hat den Vorteil, dass zunächst ein relativ kleiner Ansaugbehälter evakuiert wird,
während der Tank seinen bereits erzeugten Unterdruck in seinem großen Volumen aufrechterhält.
Erst wenn der Ansaugbehälter gefüllt ist, was durch einen Sensor detektiert werden
kann, wird über die Betätigung von Ventilen das Produkt von dem Ansaugbehälter in
den Tank befördert. Durch die Tatsache, dass der erste Unterdruck in dem Tank unabhängig
von dem zweiten Unterdruck in dem Ansaugbehälter erzeugt wird, wird verhindert, dass
durch Lufteinfall zu Beginn oder am Ende der Annahme ein vorzeitiger Druckanstieg
in dem Tank entsteht; ein solcher hätte zur Folge, dass das große Tankvolumen daraufhin
neu evakuiert werden müsste.
[0027] Bei der Ausführungsform mit Ansaugbehälter ist besonders zu bevorzugen, dass das
Volumen des zweiten Ansaugbehälters mindestens so groß ist, wie das Volumen des Ansaugsystems.
Der Ansaugbehälter kann somit die gesamte Milch annehmen, welche sich in dem Ansaugsystem
(Schlauch plus Verrohrung) befindet. Auch dies ist im Hinblick auf die Vermeidung
der Vermischung aufeinanderfolgender Annahmepartien nützlich.
[0028] Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Vorrichtung, wenn die Füllpegelmesseinrichtung
einen nach dem magnetostriktiven Prinzip arbeitenden, mit einer Rechenvorrichtung
gekoppelten, transsonaren Wegaufnehmer aufweist, der mit dem Peilstab und mindestens
einem Schwimmer ausgestattet ist, wobei der Schwimmer mit mindestens einem Magneten
ausgestattet ist. Das magnetostriktive Prinzip beruht auf dem Phänomen, dass zwei
sich kreuzende Magnetfelder eine Verformung des Metalls, in dem diese gebündelt sind,
hervorrufen. Gibt man nun in den Peilstab einen Erregerstromimpuls, so resultiert
daraus ein bezüglich des Peilstabes axialsymmetrisches Erregermagnetfeld. Dieses wechselwirkt
mit den kreuzenden Magnetfeldern der Schwimmermagnete, wcdurch eine kurzzeitige Deformation
und ein daraus entstehender Ultraschallimpuls in dem als Wellenleiter wirkenden Peilstab
erzeugt wird. Aus der Laufzeit des Ultraschallimpulses durch den Peilstab bis zu einem
vorzugsweise am Peilstab endseitig angeordneten Empfänger lässt sich in Kenntnis der
Schallgeschwindigkeit in dem Wellenleiter auf die Position der Magnete und somit des
Schwimmers rückschließen. Durch die derart ausgestattete Vorrichtung ist es möglich,
die Position des Schwimmers bis zu einer Größenordnung von < 10 µm zu messen. Transsonare
Wegaufnehmer sind ferner langzeitstabil und erfüllen somit die strengen gesetzlichen
Vorschriften hinsichtlich der Eichung und der Messgenauigkeit.
[0029] Vorzugsweise ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche die Förderung des Mediums
in Abhängigkeit der Messsignale der Füllpegelmesseinrichtung der Tanks und/oder der
Füllstandmesseinrichtungen der Verteilereinrichtung und/oder der Füllstandmesseinrichtung
der Ausgangseinrichtung steuert. Mit einem oder mehreren dieser Parameter ist unter
Verwendung einer Steuereinrichtung eine zuverlässige Automatisierung der Milchannahme
bzw. der Abgabe der Milch möglich, wobei sich insbesondere eine unerwünschte Vermischung
vermeiden lässt.
[0030] Ebenso kann vorteilhaft sein, dass mindestens ein Drucksensor und/oder mindestens
ein Temperatursensor und/oder mindestens eine Volumenstrommesseinrichtung vorgesehen
sind, während Ausgangssignale der Steuereinrichtung als Eingangssignale zuführbar
sind. Mit diesen weiteren Parametern lässt sich die Qualitätssicherung bei der Milchannahme
bzw. der Milchabgabe weiter verbessern.
[0031] Es kann vorteilhaft sein, dass die Verbindungen der Leitungseinrichtung mit anderen
Systemkomponenten mit Leseeinrichtung und codierten Einrichtungen (TAGs) ausgestattet
sind, so dass über eine Steuerung die korrekte Zuordnung der Komponenten überprüfbar
ist. Beispielsweise kann so sichergestellt werden, dass eine Milchannahme oder Abgabe
nur erfolgt, wenn sämtliche Systemkomponenten korrekt verbunden sind.
[0032] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie es in Anspruch 18 definiert ist, wird zur
Befüllung einer der Tanks das Medium in einen mit dem zu befüllenden Tank verbundenen
Verteilerweg einer Verteilereinrichtung der Leitungseinrichtung gefördert. Gegen Ende
der Befüllung wird gemeinsam mit dem Medium auch Luft in die Leitungseinrichtung gefördert.
Durch Erfassen des Füllstandes in der Verteilereinrichtung wird die Befüllung so lange
fortgesetzt, bis der erfasste Füllstand unter ein vorgegebenes Niveau fällt. Sobald
dies auftritt, wird der geöffnete Verteilerweg zur Beendigung der Befüllung geschlossen.
Auf diese Weise wird erreicht, dass die Leitungseinrichtung bis zu dem gesperrten
Verteilerweg von Mediumresten frei ist. Gleichzeitig enthält der gesperrte Verteilerweg
zwischen der Sperrstelle und dem Tank ein definiertes Volumen, so dass das in den
Tank gefüllte Gesamtvolumen des Mediums problemlos und sehr genau berechnet werden
kann.
[0033] Das Verfahren ist besonders dadurch vorteilhaft, dass ein Tank ausgewählt wird, welcher
mit dem Medium zu befüllen ist, dass in einer Ansaugeinrichtung ein Unterdruck zur
Befüllung der Leitungseinrichtung erzeugt wird, dass in der Ansaugeinrichtung ein
Füllstand ermittelt wird und dass in Abhängigkeit des ermittelten Füllstandes die
Förderung des Mediums durch die Leitungseinrichtung in den ausgewählten Tank beginnt
und die Erzeugung des Unterdrucks beendet wird. Somit wird sichergestellt, dass die
Füllstandermittlung in der Ansaugeinrichtung als Kriterium für den Verfahrensablauf
dienen kann, insbesondere auch für die Bestimmung der Beendigung der Befüllung. Dass
die Befüllung beendet werden soll, zeigt sich daran, dass der Füllstand in der Ansaugeinrichtung
unter einen vorbestimmten Wert fällt.
[0034] Vorzugsweise wird nach der Befüllung des ausgewählten Tanks mindestens ein weiterer
Tank befüllt. Dies ist möglich, da mit der Füllstandermittlung, insbesondere nach
einem Austreiben der Milch aus dem Annahmesystem durch Druckluft, sichergestellt ist,
dass das Annahmesystem hinreichend von Milchresten der vorangehenden Annahme befreit
ist.
[0035] Vorzugsweise wird nach der Erzeugung des Unterdruckes in der Ansaugeinrichtung eine
Kreiselpumpe zur Förderung des Mediums betrieben. Eine solche Kombination von Vakuumpumpe,
zum Beispiel unter Einsatz eines Ejektors, und einer Kreiselpumpe ermöglicht eine
große Förderleistung; ferner wird hierdurch eine schonende Förderung der Milch erreicht.
[0036] Besonders bevorzugt ist, dass die den Unterdruck erzeugende Vakuumpumpe unterstützend
zu der Kreiselpumpe betrieben wird, wenn der in der Ansaugeinrichtung ermittelte Füllstand
unter ein vorgegebenes Niveau fällt. Fällt beispielsweise der in der Ansaugeinrichtung
ermittelte Füllstand unter das vorbestimmte Niveau, so kann dies an einer unzureichenden
Förderleistung der Kreiselpumpe liegen. In dem Fall kann automatisch veranlasst werden,
dass die Vakuumpumpe in Betrieb genommen wird, so dass der Füllstand in dem jeweiligen
Verteilerweg wieder sein Sollniveau erreicht.
[0037] In diesem Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, dass die Inbetriebnahme der Kreiselpumpe
und/oder die unterstützende Inbetriebnahme der Vakuumpumpe und/oder die Beendigung
der Befüllung eines Tanks auch in Abhängigkeit des ermittelten Füllstandes in der
Verteilereinrichtung gesteuert wird bzw. werden. Die Füllstandermittlung in der Verteilereinrichtung
dient also gleichzeitig der Steuerung mehrerer Vorgänge während des Verfahrensablaufes.
[0038] Vorzugsweise werden vor der Befüllung eines weiteren Tanks Reste des Mediums von
der Vakuumpumpe abgesaugt. Dies unterstützt, dass bei der nächsten Milchannahme keine
unerwünschte Vermischung mit Restmilch aus einer vorangehenden Milchannahme auftritt.
[0039] In diesem Zusammenhang ist es auch nützlich, dass vor der Befüllung eines weiteren
Tanks Druckluft in das System eingespeist wird, bis in der Verteilereinrichtung ein
vorbestimmter Füllstand erreicht ist. Wiederum wird also der Füllstand in der Verteilereinrichtung
zur Steuerung eines Vorganges während des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet.
[0040] Vorzugsweise wird das Medium aus dem Tank abgegeben, indem ein Tank ausgewählt wird,
mindestens ein Teil des Mediums über eine Umpumpleitung in einen Ansaugbehälter gedrückt
wird und das Medium aus dem Ansaugbehälter durch eine zwischen dem Ansaugbehälter
und der Verteilereinrichtung angeordneten Abgabeöffnung abgegeben wird. Somit wird
auch bei der Abgabe der Milch sichergestellt, dass keine Vermischung auftritt. Besonders
vorteilhaft ist dabei, dass Systemkomponenten zum Einsatz kommen, welche schon bei
der Annahme der Milch nützlich waren.
[0041] Ferner kann vorteilhaft sein, wenn in einem Tank ein erster Unterdruck erzeugt wird,
so dass der Tank mit dem geförderten Medium befüllt wird. Bei diesem Verfahren ist
eine zusätzliche Ansaugvorrichtung entbehrlich, so dass auch naturgemäß eine Vermischung
in einer solchen Ansaugvorrichtung nicht auftreten kann.
[0042] In diesem Zusammenhang kann es besonders nützlich sein, dass in einem zweiten Ansaugbehälter,
welcher mit dem Tank in Verbindung steht, ein zweiter Unterdruck unabhängig von dem
ersten Unterdruck erzeugt wird, wobei zunächst der zweite Ansaugbehälter und danach
der Tank mit dem geförderten Medium befüllt werden. Dies hat den Vorteil, dass zunächst
der relativ kleine Ansaugbehälter evakuiert wird, während der großvolumige Tank seinen
bereits erzeugten Unterdruck aufrechterhält. Erst wenn der Ansaugbehälter gefüllt
ist, was beispielsweise durch einen Sensor detektiert werden kann, wird durch eine
Umschaltung von Ventilen und den Unterdruck im Tank das Produkt, vorzugsweise durch
ein Rückschlagventil, in den Tank befördert. Indem der Unterdruck in dem Ansaugbehälter
unabhängig von dem Unterdruck im Tank erzeugt wird, wird verhindert, dass ein Lufteinfall
zu Beginn oder am Ende der Annahme zu einem vorzeitigen Druckanstieg im Tank führt.
Dies hätte zur Folge, dass das große Tankvolumen neu evakuiert werden müsste.
[0043] Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass es möglich ist, sowohl
den strengen Eichvorschriften als auch den Qualitätsanforderungen genügt werden kann.
Dies wird einerseits durch eine hochpräzise Volumenbestimmung innerhalb eines Tanks
durch eine Füllpegelmesseinrichtung erreicht, was zusätzliche Luftabscheider entbehrlich
macht. Ferner kann die Qualität der Milch auf diese Weise gesichert werden. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung ist im Vergleich zu den Vorrichtungen des Standes der Technik preiswerter
und leichter; sie nimmt weniger Platz ein, und sie ist in der Lage eine höhere Leistung
zu erbringen. Die Vorrichtung ermöglicht es, ohne erheblich vergrößerten apparativen
Aufwand Milch mit zahlreichen unterschiedlichen Qualitätsniveaus anzunehmen. Beim
Stand der Technik war es erforderlich für jede Qualitätsstufe einen separaten Luftabscheider
zu verwenden; bei der Erfindung ist lediglich eine entsprechende Anzahl von Tanks
und eine demgemäße Auslegung des Leitungssystems erforderlich.
[0044] Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand von Ausführungsformen
beispielhaft beschrieben.
- Fig. 1
- zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- Fig. 2
- zeigt einen Ausschnitt der Vorrichtung aus Fig. 1 mit einer Erweiterung;
- Fig. 3
- zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- Fig. 4
- zeigt einen Ausschnitt der Vorrichtung aus Fig. 3 mit einer Erweiterung;
- Fig. 5
- zeigt eine erste Tankanordnung, welche im Rahmen der Erfindung einsetzbar ist;
- Fig. 6
- zeigt eine zweite Tankanordnung, welche im Rahmen der Erfindung einsetzbar ist;
- Fig. 7
- zeigt eine dritte Tankanordnung, welche im Rahmen der Erfindung einsetzbar ist;
- Fig. 8
- zeigt eine spezielle Ausführungsform einer Verteilereinrichtung, welche im Rahmen
der Erfindung einsetzbar ist.
[0045] Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Eine
Mehrzahl mit einem Medium 10 gefüllter oder befüllbarer Tanks 14 ist mit einer Leitungseinrichtung
12 verbunden. Innerhalb der Tanks 14 sind Füllpegelmesseinrichtungen 16 vorgesehen.
Die Füllpegelmesseinrichtungen 16 umfassen einen Peilstab 20 und einen Schwimmer 56,
so dass mit der Füllpegelmesseinrichtung 16 eine Grenzfläche 18 des Mediums 10 messbar
ist. Die Leitungseinrichtung 12 umfasst eine Ansauglanze 64, einen Ansaugschlauch
66 und eine Zuleitung 40 zu einer Ansaugeinrichtung 30 mit einem Ansaugbehälter 32.
Der Ansaugbehälter 32 steht über einen Strudelbrecher 38 mit einer Kreiselpumpe 34
in Verbindung, welche von einem Antriebsmotor 68 antreibbar ist. Die Kreiselpumpe
34 ist mit der Primärseite 24 einer Verteilereinrichtung 22 verbunden. Die Sekundärseite
26 der Verteilereinrichtung 22 mündet über Verteilerwege 28, von denen hier beispielhaft
drei Stück dargestellt sind, in die Tanks 14.
[0046] Die Zuleitung 40 zu dem Ansaugbehälter 32 ist mit weiteren Komponenten versehen:
einem Vakuumschalter 70, einem Temperaturfühler 72, einem Scheibenventil 74, einem
Milch-Prüf-Ring-Ventil (MPR-Ventil) 76, einem Volumenstrommesser 78, einem Online-Probenehmer
80 sowie einem weiteren Scheibenventil 82. An dem Ansaugbehälter 32 ist ein Ejektor
36 über ein Ventil 83 angeordnet. Der Ejektor 36 ist mit einem Druckluftventil 84
ausgestattet. Ferner steht der Ansaugbehälter 32 mit einem Druckluftanschluss 42 in
Verbindung. Eine Druckluftleitung 86 ist mit einem Druckluftreduzierer 88, einem Filter
90 (z.B. 200 µm) und einem Absperrventil 92 ausgestattet. Der Ansaugbehälter 32 ist
mit einer Füllstandmesseinrichtung 44 und mit Schaugläsern 94 versehen. Auch die Verteilereinrichtung
22 ist auf ihren verschiedenen Verteilwegen 28 mit Füllstandmesseinrichtungen 46 ausgestattet.
Die Verteilereinrichtung 22 ist sowohl auf ihrer Primärseite als auch auf ihrer Sekundärseite
26 mit Scheibenventilen 96, 98 ausgestattet. Ferner sind Schaugläser 100 vorgesehen.
[0047] Bei einer Milchannahme funktioniert die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise
wie folgt. Zu Beginn der Annahme wird auf der Grundlage der anzunehmenden Milchqualität
(Vorgabe) der entsprechende Tank 14 (Tanksegment) gewählt. Zu diesem Zweck wird das
entsprechende Ventil 96 an der Verteilereinrichtung 22 geöffnet. Ein (nicht gezeigtes)
Rückschlagventil verhindert das Rückströmen von Milch, welche sich eventuell bereits
in dem Tank 14 befindet. Daraufhin wird in dem Ansaugbehälter 32 ein Unterdruck erzeugt.
Dies erfolgt über den Ejektor 36 in Verbindung mit dem Ventil 82 und dem Druckluftventil
84. Im Prinzip kann der Ejektor 36 durch eine andersartige Vakuumpumpe ersetzt werden.
Wenn der Unterdruck einen gewissen Wert erreicht hat beginnt die Förderung der Milch.
Zu diesem Zeitpunkt sind das Scheibenventil 74 und das Ventil 82 geöffnet. Der Vakuumschalter
70 detektiert den Unterdruck. Über die Ansauglanze 64 und den flexiblen Ansaugschlauch
66 wird die Milch am Temperaturfühler 72 vorbei gefördert. Der Temperaturfühler 72
dient einer zusätzlichen Qualitätssicherung. Danach gelangt die Milch in den Volumenstrommesser
78, in dem der aktuelle Volumenstrom ermittelt wird. Aus den Werten des Volumenstrommessers
78 (Geschwindigkeit und Füllgrad) wird durch eine nicht dargestellten Steuereinheit
zusammen mit beliebigen anderen Werten der Online-Probenehmer 80 angesteuert. Die
Probe wird in eine (nicht dargestellte) Probenflasche abgefüllt; auch dies dient der
Qualitätssicherung. Sobald die Milch in dem Ansaugbehälter 32 das mit einem Dreieck
gekennzeichnete Niveau erreicht hat, wird der Antriebsmotor 68 der Kreiselpumpe 34
aktiviert, und die Kreiselpumpe 34 drängt die Milch in eine Leitung, welche zur Primärseite
24 der Verteilereinrichtung 22 führt. Um sicherzustellen, dass die Sogwirkung der
Kreiselpumpe 34 keinen Trichter (Paraboloiden) zieht, ist im Einströmbereich der Kreiselpumpe
34 ein Strudelbrecher 38 angebracht. Eventuell eintretende Luft würde zwar die Messung
des Milchvolumens nicht verfälschen, da die Milch im Tank 14 ausreichende Zeit zum
Ausgasen hat; eine Entlüftung empfiehlt sich jedoch, um den Wirkungsgrad der Kreiselpumpe
34 zu verbessern bzw. aufrechtzuerhalten. Sobald die Kreiselpumpe 38 läuft, kann die
Vakuumpumpe bzw. der Ejektor 12 abgeschaltet werden, da die Kreiselpumpe 32 nun für
die Förderung der Milch sorgt. Lediglich wenn das Niveau im Ansaugbehälter 32 unter
das mit einem Dreieck gekennzeichnete vorbestimmte Niveau abfällt, was an den Schaugläsern
94 zu beobachten ist, greift der Ejektor 36 unterstützend ein. Dieser Niveaunachweis
erfolgt über die Füllstandmesseinrichtung 44 in dem Ansaugbehälter 32. Gegen Ende
des Annahmevorgangs wird Luft mitangesaugt, das Niveau im Ansaugbehälter 32 fällt,
und der Ejektor 36 saugt das Ansaugsystem von Milchresten frei. Zusätzlich ist in
der beschriebenen Ausführungsform ein Milch-Prüf-Ring-Ventil 76 (MPR-Ventil) vorgesehen,
welches sicherstellt, dass keine neue Annahme gestartet werden kann, bevor die laufende
Annahme abgeschlossen ist. Dies geschieht dadurch, dass das MPR-Ventil 76 öffnet und
somit das Ansaugsystem mit Luft flutet. Nachfolgend wird das Ventil 82, welches als
Rückschlag-Absperrventil ausgelegt sein kann, geschlossen, woraufhin das System leer
gedrückt wird. Dieses Leerdrücken des Systems erfolgt durch die Anwendung von Druckluft,
welche am Druckluftanschluss 42 angelegt wird und so in den Ansaugbehälter 32 gelangt.
Die Druckluft wird über einen Druckluftreduzierer 88 mit Filter und Wasser-Öl-Abscheider
und ein Absperrventil 92 geleitet und dabei auf einen Druck reduziert, welcher für
das System ungefährlich ist. Dieser Druck ist aber so groß, dass er die Milch in den
höchsten Tank 14 befördern kann. Der Tank 14 ist zu diesem Zeitpunkt belüftet. Ein
Feinfilter 90 stellt sicher, dass die lebensmittelrechtlichen Anforderungen eingehalten
werden (200 µm). Die Milch wird solange aus dem Ansaugbehälter verdrängt, bis das
mit einem Dreieck gekennzeichnete Niveau in der Verteilereinrichtung 22 erreicht ist.
Dies wird durch die Füllstandmesseinrichtung 46 nachgewiesen. Da die Leitungseinrichtung
12 bzw. die Verteilereinrichtung 22 in diesem Bereich geringe Querschnitte aufweist,
wird der Messfehler minimiert. Die Füllstandsmesseinrichtung 46 kann in der Praxis
ein Niveauschalter sein, aber auch eine stetig messende Einrichtung, insbesondere
eine Peilstabeinrichtung.
[0048] Die Verrohrung des Systems ist strömungstechnisch so gestaltet, dass keine Siphons
oder Vertiefungen vorhanden sind. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Milch
selbstständig abfließt. Somit ist die verbleibende Haftmilchmenge gering, und bei
der nächsten Annahme findet nur eine minimale Kontamination statt.
[0049] Im Hinblick auf die Volumenbestimmung der angenommenen Milch ist zu bemerken, dass
das Volumen zwischen dem mit einem Dreieck gekennzeichneten Übergabeniveau der Verteilereinrichtung
22 und dem Tank 14 für die Berechnung des Gesamtvolumens addiert werden muss.
[0050] Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung. Allerdings
weist die dargestellte Vorrichtung zusätzliche Komponenten auf, welche bei der Abgabe
von Milch aus den Tanks zum Einsatz kommen. Gleiche Bezugszeichen verweisen auf gleiche
Komponenten.
[0051] Zusätzlich ist an der Sekundärseite der Verteilereinrichtung 22 eine Umpumpleitung
50 über die Scheibenventile 98 angeschlossen. Diese Umpumpleitung führt über ein Umpumpscheibenventil
104 zum Ansaugbehälter 32. Ferner ist die Umpumpleitung 50 mit einem Entrestventil
110 versehen. Zwischen der Kreiselpumpe 34 und der Primärseite 24 der Verteilereinrichtung
22 ist ein Abgabescheibenventil 106 angeordnet. Zwischen diesem Abgabescheibenventil
106 und der Kreiselpumpe 34 befindet sich eine als Ventil ausgelegte Abgabeöffnung
48. Im Bereich der Abgabeöffnung 48 ist zusätzlich ein Füllstandmesser 108 vorgesehen.
[0052] Bei der Milchabgabe aus einem Tank 14 funktioniert die Vorrichtung wie folgt. Das
Ventil 82 ist anfänglich geschlossen, und das System ist leergedrückt. Das Leerdrücken
hat beispielsweise nach einer vorangehenden Milchannahme stattgefunden. Nun wird der
gewünschte Tank 14 (Tanksegment) ausgewählt, indem das entsprechende Ventil 98 geöffnet
wird. Ebenso wird das Umpumpscheibenventil 104 geöffnet. Die Milch wird nun über die
Schwerkraft in den Ansaugbehälter 32 gedrückt oder über einen Unterdruck von dem Ejektor
36 bzw. einer beliebigen Vakuumpumpe angesaugt. Das Ventil 106 ist zu diesem Zeitpunkt
bereits geschlossen. Das Ventil der Abgabeöffnung 48 wird geöffnet. Daraufhin wird
die Kreiselpumpe 34 aktiviert. Folglich wird die Milch über die Abgabeöffnung 48 abgegeben.
[0053] Findet eine Teilabgabe der Milch statt, so wird nur die entstandene Niveaudifferenz
in dem entsprechenden Tanksegment über die Füllpegelmesseinrichtung 16 ermittelt und
entsprechend volumenmäßig umgerechnet.
[0054] Bei einer vollständigen Entleerung des Tanks 14 sind, je nach Vorgeschichte (Teilabgabe)
die zusätzlichen Volumina, beispielsweise das Volumen der Umpumpleitung 50, zu verrechnen.
Das letzte Teilvolumen vom gezeigten Füllstand in der Verteilereinrichtung 22 bis
zum Rückschlagventil 102 wird durch einen kurzen Druckstoß befördert, wobei das Scheibenventil
96 und das Abgabescheibenventil 106 geöffnet sind, während das Ventil der Abgabeöffnung
48 geschlossen ist. Folglich wird das letzte Teilvolumen in den Bereich gedrückt,
welcher zu dem Tank 14 führt, sowie in das Volumen der Umpumpleitung 50. Der jeweilige
Sensor 46 weist diesen Zustand nach. Anschließend wird das Teilvolumen durch Unterdruck
in den Ansaugbehälter 32 befördert. Zum Abschluss der Abgabe wird das System leergedrückt
- das Abgabescheibenventil 106 ist geschlossen, das Ventil der Abgabeöffnung 48 ist
geöffnet. Dieses Leerdrücken erfolgt, bis der Sensor 108 anspricht. Insgesamt wurde
auf diese Weise eine volumenmäßig erfasste Abgabe ohne wesentliche Kontamination durchgeführt.
[0055] Ebenso ist es möglich, eine Schwerkraftabladung durchzuführen. Dabei führt das jeweilige
Ventil 98 direkt in den zu befüllenden Behälter.
[0056] Auch Kombinationen des Umpumpverfahrens und der Schwerkraftabladung sind selbstverständlich
denkbar.
[0057] Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Vergleichbare
Komponenten sind mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Besonderheit an
dieser Ausführungsform besteht darin, dass als Ansaugeinrichtung 30 eine Impellerpumpe
52 vorgesehen ist. Die Impellerpumpe 52 ist über ein Ventil 114 mit der Primärseite
24 der Verteilereinrichtung 22 verbunden. Von dem Ventil 114 stromabwärts in Richtung
Verteilereinrichtung 22 gesehen, kann zusätzlich ein Druckluftanschluss 42 vorgesehen
sein. Da dieser optional ist, ist er vorliegend mit unterbrochenen Linien dargestellt.
[0058] Da die Impellerpumpe 52 selbstansaugend ist, vereinfacht sich das System erheblich.
Beispielsweise ist keine zusätzliche Vakuumpumpe, zum Beispiel als Ejektor ausgelegt,
vorgesehen. Jedoch wird die Milch durch die Impellerpumpe 52 nicht so schonend aufgenommen,
wie dies zum Beispiel durch die Kombination Vakuumpumpe/Kreiselpumpe der in Fig. 1
dargestellten Ausführungsform geschieht; ferner bringt eine Impellerpumpe 52 nicht
dieselbe Leistung wie die Kombination Vakuumpumpe/Kreiselpumpe gemäß Fig. 1. Als Vorteil
der Impellerpumpe 52 ist jedoch noch zu nennen, dass sie eine preiswertere Lösung
darstellt.
[0059] Die Impellerpumpe 52 saugt die Milch an und drückt sie bei geöffnetem Ventil 114
in den ausgewählten Tank 14. Wenn der Vakuumschalter 70 anspricht, wird die Impellerpumpe
52 für eine bestimmte Zeit weiterbetrieben, damit die Restmilch aus dem Ansaugsystem
entfernt wird. Daraufhin wird die Impellerpumpe 52 abgeschaltet, und das Ventil 114
wird geschlossen. Das Ventil 92 wird geöffnet, während das Ventil 112 geschlossen
bleibt. Hierdurch wird die im Rohrsystem verbliebene Milch bis auf das mit einem Dreieck
gekennzeichnete Niveau in der Verteilereinrichtung 22 gedrückt. Nachfolgend wird das
Ventil 92 geschlossen, und das Rohrsystem wird über das Ventil 112 entlüftet. Die
Leitung, welche den Druckluftanschluss 42 mit der Leitungseinrichtung 12 verbindet,
kann durch ein (nicht dargestelltes) Ventil vor dem Eindringen von Milch geschützt
werden; hierdurch vereinfacht sich die Reinigung der Anlage.
[0060] Sowohl bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 als auch bei der Ausführungsform gemäß
Fig. 1 kann es unter Umständen nützlich sein, jede Leitung mit einer eigenen Pumpe
zu versehen. Dies bietet sich insbesondere bei Impellerpumpen 52 an, da diese nur
schwer vollständig zu entleeren sind. Reste in der Impellerpumpe 52 würden jedoch
zu einer Kontamination führen.
[0061] In Fig. 4 ist ein Teil der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung dargestellt, welche mit
derjenigen in Fig. 3 vergleichbar ist. Gleiche Komponenten sind mit gleichen Bezugszeichen
gekennzeichnet.
[0062] Zusätzliche Komponenten dienen dazu, mit dem System eine Abgabe durchzuführen, wobei
diese Komponenten im wesentlichen denjenigen aus Fig. 2 entsprechen. Auch hier sind
gleiche Bezugszeichen für ähnliche Komponenten verwendet. Die Vorgänge zur Abgabe
der Milch über die Abgabeöffnung 48 sind mit denjenigen in Fig. 2 vergleichbar, so
dass eine erneute Beschreibung nicht erforderlich ist.
[0063] In Fig. 5 ist eine Vorrichtung dargestellt, welche im Rahmen der Erfindung vorteilhaft
einsetzbar ist. Wiederum ist ein Tank 14 gezeigt, welcher mit einem Medium 10, beispielsweise
Milch gefüllt ist. Das Medium 10 hat eine Grenzfläche 18, welche durch die Füllpegelmesseinrichtung
16 mit ihrem Peilstab 20 gemessen wird. An dem Tank 14 ist eine Leitungseinrichtung
12 angeschlossen. An dieser sind ein Ansaugschlauch 118, eine Kupplung 120, ein Ventil
122 und ein Sensor 124 angeordnet.
[0064] Die Vorrichtung gemäß Fig. 5 wird mit einem in dem Tank 14 erzeugten Unterdruck betrieben.
Bei dieser Vorrichtung wirken sich die Vorteile der Füllpegelmesseinrichtung 16 mit
Peilstab 20 besonders deutlich aus. Bei Tanks 14, welche mit Unterdruck arbeiten,
wird der ganze Tank bis zu einem gewissen Unterdruck evakuiert. Der minimale Druck
ist dabei durch die Formstabilität des Tanks bestimmt. Durch diesen Unterdruck wird
dann das Flüssigprodukt bei Öffnen des entsprechenden Ventils 122 in den Tank 14 hineingesaugt.
Dabei entstehen besonders geringe Kontaminationen. Bei der in Fig. 5 dargestellten
Ausführungsform findet die Befüllung und die Abgabe an derselben Seite des Tanks 14
statt. Das System ist beispielhaft ohne Probenahme dargestellt, was im Ausland nach
wie vor häufig gefragt ist. Über den flexiblen Ansaugschlauch 118, der über eine Kupplung
120 mit dem Befüll-Abgabe-Stutzen verbunden ist, gelangt das Produkt nach dem Öffnen
des Ventils 122 in den Tank 14. Die Füllpegelmesseinrichtung 16 mit ihrem Peilstab
20 kann neben der Volumenbestimmung auch als Überfüllsicherung dienen. Um bei einer
volumenmäßig erfassten Abgabe sicherzustellen, dass auch die ganze Leitungseinrichtung
12 entleert ist, ist ein Sensor 124 vorgesehen.
[0065] Fig. 6 zeigt eine weitere Vorrichtung, welche im Rahmen der vorliegenden Erfindung
vorteilhaft einsetzbar ist. Auch hier handelt es sich um ein Unterdrucksystem. Im
Unterschied zu Fig. 5 findet hier jedoch die Befüllung des Tanks 14 von oben statt,
während die Abgabe an der Unterseite des Tanks 14 erfolgt. Die Leitungseinrichtung
12 auf der Befüllseite weist ein Ventil 128 auf, ebenso wie die Leitungseinrichtung
12 auf der Abgabeseite ein Ventil 122 aufweist.
[0066] Fig. 7 ist eine erweiterte Variante der Ausführungsform gemäß Fig. 6. Zusätzlich
ist hier ein Ansaugbehälter 54 vorgesehen. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass zunächst
der relativ kleine Ansaugbehälter 54 evakuiert wird, während der Tank 14 seinen bereits
erzeugten Unterdruck aufrechterhält. Erst wenn der Ansaugbehälter 54 gefüllt ist,
was durch den Sensor 130 detektiert wird, wird das Ventil 128 geschlossen, und das
Ventil 122 wird geöffnet. Durch den Unterdruck im Tank 14 wird das Produkt durch das
Rückschlagventil 132 in den Tank 14 befördert. Dabei ist es besonders vorteilhaft,
wenn der Unterdruck im Ansaugbehälter 54 nicht mit dem Unterdruck im Tank 14 verbunden
ist. Dadurch wird verhindert, dass ein Lufteinfall zum Beginn oder am Ende der Annahme
zu einem vorzeitigen Druckanstieg im Tank 14 führt; denn sollte dies eintreten, so
müsste das große Volumen des Tanks 14 erneut evakuiert werden. Der Ansaugbehälter
54 ist so dimensioniert, dass er das Volumen des Ansaugsystems aufnehmen kann.
[0067] In Fig. 8 ist eine Verteilereinrichtung 22 dargestellt, welche im Rahmen der vorliegenden
Erfindung vorteilhaft eingesetzt werden kann. An den Verbindungen zwischen den Schläuchen
134 und den jeweiligen Leitungen 136, 138 sind Leseeinrichtungen 58 und codierte Einrichtungen
60 (TAGs) angeordnet. Die Leseeinrichtungen 58 sind in der Lage, den Code der TAGs
60 zu lesen und das Ergebnis einer Steuerung 62 einzugeben. Die Übertragung von den
Leseeinrichtungen 58 kann über eine feste Verkabelung oder über eine Fernübertragungseinrichtung
140 erfolgen. Letztere kann beispielsweise Funk- oder Infrarotsignale aussenden. Ferner
kann in dem System eine Überfüllsicherung 142 angeordnet sein. Das System kann nun
so ausgelegt sein, dass die Ventile 146 zu den Tanks 14 nur dann von der Steuerung
zum Öffnen freigegeben werden, wenn von den Leseeinrichtungen 58 die richtigen von
den TAGs 60 gelesenen Codes bzw. die entsprechenden Lesesignale übertragen werden.
Dies erhöht die Sicherheit bei der Milchannahme, da so ein unbeabsichtigtes Vermischen
durch ein falsches Anschließen verhindert wird. Um zusätzlich beispielsweise Manipulationen
entgegenzutreten, können die Verbindungen zwischen den Leitungen und den Schläuchen
durch eine Plombe 144 versiegelt sein.
[0068] Sofern eine mechanische Plombe vorgesehen ist und angebracht ist, könnten die TAGs
und TAG-Reader landseitig entfallen.
[0069] Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten
Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für
die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
1. Vorrichtung zur Förderung eines Mediums, mit einer Leitungseinrichtung (12), über
die mehrere Tanks (14) getrennt befüllbar und/oder entleerbar sind, wobei die Leitungseinrichtung
(12) eine Verteilereinrichtung (22) mit einer Primärseite (24) und einer Sekundärseite
(26) aufweist,
wobei die Sekundärseite (26) einzelne, mit den Tanks (14) in Verbindung stehende,
absperrbare Verteilerwege (28) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
- daß die Vorrichtung mit einer Füllpegelmesseinrichtung (16) im Inneren jedes Tanks (14)
zur Bestimmung der Position mindestens einer Grenzfläche (18) des Mediums (10) in
dem Tank (14) versehen ist und
- dass jedem Verteilerweg (28) eine Füllstandsmesseinrichtung (46) zum Messen des Füllstandes
in der Verteilereinrichtung (22) zugeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Primärseite (24) der Verteilereinrichtung (22) mit einer Ansaugeinrichtung (30)
in Verbindung steht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ansaugeinrichtung (30) einen ersten Ansaugbehälter (32), eine Kreiselpumpe (34)
und einen Ejektor (36) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Ansaugbereich der Kreiselpumpe (34) ein Strudelbrecher (38) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ansaugeinrichtung (30) mit einer Zuleitung (40) verbindbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ansaugeinrichtung (30) mit einem Druckluftanschluss (42) verbindbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ansaugeinrichtung (30) eine Füllstandmesseinrichtung (44) aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
- dass zwischen der Ansaugeinrichtung (30) und der Primärseite (24) der Verteilereinrichtung
(22) eine Abgabeöffnung (48) vorgesehen ist und
- dass die mit den Tanks (14) in Verbindung stehenden Verteilerwege (28) auf der Sekundärseite
(26) der Verteilereinrichtung (22) über eine Umpumpleitung (50) mit der Ansaugvorrichtung
(30) in Verbindung stehen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ansaugeinrichtung (30) eine Impellerpumpe (52) umfasst.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass für jeden Tank (14) eine Ansaugeinrichtung (30) vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass in zumindest einem der Tanks (14) ein erster Unterdruck erzeugbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass mit dem Tank (14) ein zweiter Ansaugbehälter (54) verbindbar ist, indem ein zweiter
Unterdruck erzeugbar ist, wobei der erste Unterdruck unabhängig von dem zweiten Unterdruck
erzeugbar ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Volumen des zweiten Ansaugbehälters (54) mindestens so groß ist wie das Volumen
des restlichen Ansaugsystems.
14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
- dass als Füllpegelmesseinrichtung (16) ein nach dem magnetostriktiven Prinzip arbeitender,
mit einer Rechenvorrichtung gekoppelter, transsonarer Wegaufnehmer mit mindestens
einem Peilstab (20) und mindestens einem Schwimmer (56) vorgesehen ist und
- dass der Schwimmer (56) mit mindestens einem Magneten versehen ist.
15. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche die Förderung des Mediums (10) in Abhängigkeit
der Messsignale der Füllpegelmesseinrichtungen (16) der Tanks (14) und/oder der Füllstandmesseinrichtungen
(46) der Verteilereinrichtung (22) und/oder der Füllstandmesseinrichtung (44) der
Ansaugeinrichtung (30) steuert.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein Drucksensor und/oder mindestens ein Temperaturfühler (72) und/oder
mindestens eine Volumenstrommesseinrichtung (48) vorgesehen sind, deren Ausgangssignale
der Steuereinrichtung als Eingangssignale zuführbar sind.
17. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verbindungen der Leitungseinrichtung (12) mit anderen Systemkomponenten mit Leseeinrichtungen
(58) und codierten Einrichtungen (60) (TAGs) ausgestattet sind, so dass über eine
Steuerung die korrekte Zuordnung der Komponenten überprüfbar ist.
18. Verfahren zur Förderung eines Mediums (10), bei dem das Medium über eine Leitungseinrichtung
(12) in Tanks (14) gefördert wird und bei dem die Füllpegel in den Tanks (14) von
Füllpegelmesseinrichtungen (16) gemessen werden,
dadurch gekennzeichnet,
- dass das Medium (10) zur Befüllung einer der Tanks (4) in eine Verteilereinrichtung (22)
der Leitungseinrichtung (12) gefördert wird, wobei die Verteilereinrichtung (22) für
jeden Tank (14) einen mit diesem in Verbindung stehenden Verteilerweg (28) aufweist,
- dass ein Tank (14) ausgewählt wird, welcher mit dem Medium (10) zu befüllen ist,
- dass der Verteilerweg (28) des zu befüllenden Tanks (14) geöffnet wird,
- dass zumindest während der Befüllung des Tanks (14) der Füllstand in der Verteilereinrichtung
(22) erfasst wird und
- dass in Abhängigkeit von dem in der Verteilereinrichtung (22) erfassten Füllstand der
geöffnete Verteilerweg (28) zur Beendigung der Befüllung geschlossen wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
- dass in einer Ansaugeinrichtung (30) ein Unterdruck zur Befüllung der Leitungseinrichtung
(12) erzeugt wird,
- dass in der Ansaugeinrichtung (30) ein Füllstand ermittelt wird und
- dass in Abhängigkeit des ermittelten Füllstandes die Förderung des Mediums (10) durch
die Leitungseinrichtung (12) in den ausgewählten Tank (14) beginnt und die Erzeugung
des Unterdrucks beendet wird.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19,
dadurch gekennzeichnet,
dass nach der Befüllung des ausgewählten Tanks (14) mindestens ein weiterer Tank (14)
befüllt wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
dass nach der Erzeugung des Unterdruckes in der Ansaugeinrichtung (30) eine Kreiselpumpe
(34) zur Förderung des Mediums (10) betrieben wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine zur Erzeugung des Unterdrucks dienende Vakuumpumpe (36) unterstützend zu der
Kreiselpumpe (34) betrieben wird, wenn der in der Ansaugeinrichtung (30) ermittelte
Füllstand unter ein vorgegebenes Niveau fällt.
23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Inbetriebnahme der Kreiselpumpe (34) und/oder die unterstützende Inbetriebnahme
der Vakuumpumpe (36) auch in Abhängigkeit des ermittelten Füllstandes in der Verteilereinrichtung
(22) gesteuert werden bzw. wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23,
dadurch gekennzeichnet,
dass vor der Befüllung eines weiteren Tanks (14) Reste des Mediums (10) von der Vakuumpumpe
abgesaugt werden.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23,
dadurch gekennzeichnet,
dass vor der Befüllung eines weiteren Tanks (14) Druckluft in das System eingespeist wird,
bis in der Verteilereinrichtung (22) ein vorbestimmter Füllstand erreicht ist.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 25,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Medium (10) aus einem Tank (14) abgegeben wird, indem
- ein Tank (14) ausgewählt wird,
- mindestens ein Teil des Mediums (10) über eine Umpumpleitung (50) in einen Ansaugbehälter
(32) gedrückt wird und
- das Medium (10) aus dem Ansaugbehälter (32) durch eine zwischen dem Ansaugbehälter
(32) und der Verteilereinrichtung (22) angeordnete Abgabeöffnung (48) abgegeben wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 26,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einem Tank (14) ein erster Unterdruck erzeugt wird, so dass der Tank (14) mit
dem geförderten Medium (10) befüllt wird.
28. Verfahren nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einem zweiten Ansaugbehälter (54), welcher mit dem Tank (14) in Verbindung steht,
ein zweiter Unterdruck unabhängig von dem ersten Unterdruck erzeugt wird, wobei zunächst
der zweite Ansaugbehälter (54) und danach der Tank (14) mit dem geförderten Medium
(10) befüllt wird.
1. Device for transporting a medium, having a line means (12) by means of which several
tanks (14) can be separately filled and/or emptied, the line means (12) having a distributor
means (22) with a primary side (24) and a secondary side (26), the secondary side
(26) having individual closable distributing paths (28) connected to the tanks (14),
characterized in that
the device is provided with a fill level measuring device (16) in the interior of
each tank (14) for determining the position of at least one interface (18) of the
medium (10) in the tank (14) and that with each distributing path (28) is associated
a level measuring device (46) for measuring the level in the distributor means (22).
2. Device according to claim 1,
characterized in that
the primary side (24) of the distributor means (22) is connected to a suction device
(30).
3. Device according to claim 2,
characterized in that
the suction device (30) has a first suction container (32), a centrifugal pump (34)
and an ejector (36).
4. Device according to claim 3,
characterized in that
a vortex breaker (38) is located in the suction area of the centrifugal pump (34).
5. Device according to one of the claims 2 to 4,
characterized in that
the suction device (30) is connectable to a supply line (40).
6. Device according to one of the claims 2 to 5,
characterized in that
the suction device (30) is connectable to a compressed air connection (42).
7. Device according to one of the claims 2 to 6,
characterized in that
the suction device (30) has a level measuring device (44).
8. Device according to one of the claims 2 to 7,
characterized in that
a delivery opening (48) is provided between the suction device (30) and the primary
side (24) of the distributor means (22) and that the distributing paths (28) on the
secondary side (26) of the distributor means (22) connected to the tanks (14) are
connected by means of a pump circulation line (50) to the suction device (30).
9. Device according to one of the claims 2 to 8,
characterized in that
the suction device (30) comprises an impeller pump (52).
10. Device according to claim 1,
characterized in that
a suction device (30) is provided for each tank (14).
11. Device according to claim 1,
characterized in that
a first vacuum can be produced in at least one of the tanks (14).
12. Device according to claim 11,
characterized in that
a second suction container (54) can be connected to the tank (14) and in it can be
produced a second vacuum, the first vacuum being producible independently of the second
vacuum.
13. Device according to claim 12,
characterized in that
the volume of the second suction container (54) is at least as large as the volume
of the remaining suction system.
14. Device according to one of the preceding claims,
characterized in that
the fill level measuring device (16) is constituted by a transsonar displacement transducer
coupled to a computer and operating according to the magnetostrictive principle and
which is provided with at least one dip stick (20) and at least one float (56) and
that the float (56) is provided with at least one magnet.
15. Device according to one of the preceding claims,
characterized in that
a control mechanism is provided, which controls the transportation of the medium (10)
as a function of measuring signals of the fill level measuring devices (16) of the
tanks (14) and/or the level measuring devices (46) of the distributor means (22) and/or
the level measuring device (44) of the suction device (30).
16. Device according to claim 15,
characterized in that
at least one pressure sensor and/or at least one temperature sensor (72) and/or at
least one volume flow measuring device (48) are provided, whose output signals can
be supplied to the control mechanism as input signals.
17. Device according to one of the preceding claims,
characterized in that
the connections of the line means (12) to other system components are equipped with
readers (58) and coded devices (60) (TAGs), so that the correct association of the
components can be checked by means of a control.
18. Method for transporting a medium (10), in which the medium is transported by means
of a line means (12) into tanks (14) and in which the fill levels in the tanks (14)
are measured by fill level measuring devices (16),
characterized in that
- the medium (10) for filling one of the tanks (14) is transported into a distributor
means (22) of the line means (12), the distributor means (22) for each tank (14) having
a distributing path (28) connected thereto,
- a tank (14) is selected, which is to be filled with the medium (10),
- the distributing path (28) of the tank (14) to be filled is opened,
- at least during the filling of the tank (14), the level in the distributor means
(22) is determined and
- as a function of the level determined in the distributor means (22), the opened
distributing path (28) is closed for ending filling.
19. Method according to claim 18,
characterized in that
- a vacuum for filling the line means (12) is produced in a suction device (30),
- a level is determined in the suction device (30) and
- as a function of the determined level, the transportation of the medium (10) through
the line means (12) into the selected tank (14) commences and the production of the
vacuum is ended.
20. Method according to claim 18 or 19,
characterized in that
after the filling of the selected tank (14) at least one further tank (14) is filled.
21. Method according to one of the claims 18 to 20,
characterized in that
after producing the vacuum in the suction device (30), a centrifugal pump (34) is
operated for transporting the medium (10).
22. Method according to claim 21,
characterized in that
a vacuum pump (36) for producing the vacuum is operated so as to assist the centrifugal
pump (34) if the level determined in the suction device (30) drops be-low a predetermined
level.
23. Method according to claim 21 or 22,
characterized in that
the putting into operation of the centrifugal pump (34) and/or the assisting putting
into operation of the vacuum pump (36) is also controlled as a function of the determined
level in the distributor means (22).
24. Method according to one of the claims 18 to 23,
characterized in that
prior to the filling of a further tank (14) residues of the medium (10) are sucked
off by the vacuum pump.
25. Method according to one of the claims 18 to 23,
characterized in that
prior to the filling of a further tank (14) compressed air is fed into the system
until a predetermined level is reached in the distributor means (22).
26. Method according to one of the claims 18 to 25,
characterized in that
- the medium (10) is delivered from a tank (14), in that
- a tank (14) is selected,
- at least part of the medium (10) is forced into a suction container (32) by means
of a pump circulation line (50) and
- the medium (10) is delivered from the suction container (32) through a delivery
opening (48) located between the suction container (32) and the distributor means
(22).
27. Method according to one of the claims 18 to 26,
characterized in that
a first vacuum is produced in a tank (14), so that said tank (14) can be filled with
the transported medium (10).
28. Method according to claim 27,
characterized in that
in a second suction container (54) connected to the tank (14) is produced a second
vacuum, independently of the first vacuum, the second suction container (54) and then
the tank (14) being filled with the transported medium (10).
1. Dispositif de transport d'un fluide, comprenant une installation de conduites (12)
permettant de remplir et/ ou de vider séparément plusieurs réservoirs (14), l'installation
de conduites (12) présentant une installation de distribution (22) avec un côté primaire
(24) et un côté secondaire (26),
le côté secondaire (26) présentant plusieurs canaux de distribution (28) pouvant être
obturés et étant en communication avec les réservoirs (14),
caractérisé en ce que
- le dispositif est muni d'une installation de mesure du niveau de remplissage (16)
à l'intérieur de chaque réservoir (14) pour déterminer la position d'au moins une
surface limite (18) du fluide (10) dans le réservoir ( 14), et
- à chaque canal de distribution (28) une installation de mesure du niveau de remplissage
(46) est associée pour mesurer le niveau de remplissage dans l'installation de distribution
(22).
2. Dispositif selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
le côté primaire (24) de l'installation de distribution (22) est en communication
avec une installation d'aspiration (30).
3. Dispositif selon la revendication 2,
caractérisé en ce que
l'installation d'aspiration (30) présente un premier récipient d'aspiration (32),
une pompe centrifuge (34) et un éjecteur (36).
4. Dispositif selon la revendication 3,
caractérisé en ce qu'
un briseur de tourbillon (38) est disposé dans la zone d'aspiration de la pompe centrifuge
(34).
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4,
caractérisé en ce que
l'installation d'aspiration (30) peut être reliée à une conduite d'alimentation (40).
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5,
caractérisé en ce que
l'installation d'aspiration (30) peut être reliée à un branchement d'air comprimé
(42).
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6,
caractérisé en ce que
l'installation d'aspiration (30) présente une installation de mesure du niveau de
remplissage (44) .
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 7,
caractérisé en ce qu'
- un orifice de sortie (48) est prévu entre l'installation d'aspiration (30) et le
côté primaire (24) de l'installation de distribution (22), et
- les canaux de distribution (28) en communication avec les réservoirs (14), sont
en communication, côté secondaire (26) de l'installation de distribution (22), avec
l'installation d'aspiration (30) par l'intermédiaire d'une conduite de transvasement
(50).
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8,
caractérisé en ce que
l'installation d'aspiration (30) comprend une pompe à ailettes (52).
10. Dispositif selon la revendication 1,
caractérisé en ce qu'
une installation d'aspiration (30) est prévue pour chacun des réservoirs (14).
11. Dispositif selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
l'on peut établir une première dépression dans au moins l'un des réservoirs ( 14).
12. Dispositif selon la revendication 11,
caractérisé en ce qu'
un deuxième récipient d'aspiration (54) peut être relié au réservoir (14) dans lequelle
on peut établir une deuxième dépression, la première dépression pouvant être établie
indépendamment de la deuxième dépression.
13. Dispositif selon la revendication 12,
caractérisé en ce que
le volume du deuxième récipient d'aspiration (54) est au moins égal au volume du reste
du système d'aspiration.
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
- l'installation de mesure du niveau de remplissage (16) est un capteur de déplacement
transsonique travaillant selon le principe magnétostrictif couplé à un dispositif
calculateur et comprenant au moins une jauge de niveau (20) et au moins un flotteur
(56), et
- que le flotteur (56) est muni d'au moins un aimant.
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'
une installation de commande est prévue, qui commande le transport du fluide (10)
en fonction des signaux de mesure des installations de mesure du niveau de remplissage
(16) des réservoirs (14) et/ou des installations de mesure du niveau de remplissage
(46) de l'installation de distribution (22) et/ou de l'installation de mesure du niveau
de remplissage (44) de l'installation d'aspiration (30).
16. Dispositif selon la revendication 15,
caractérisé en ce qu'
au moins un capteur de pression et/ou au moins une sonde de température (72) et/ ou
au moins une installation de mesure du débit volumique (48) sont prévus, dont les
signaux de sortie peuvent être transmis comme signaux d'entrée à l'installation de
commande.
17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
les liaisons de l'installation de conduites (12) avec d'autres composants du système
sont munies d'installations de lecture (58) et d'installations codées (60) (TAGs)
permettant à une commande de vérifier l'adjonction correcte des composants.
18. Procédé de transport d'un fluide (10), le fluide étant transporté par une installation
de conduites (12) dans des réservoirs ( 14), et les niveaux de remplissage dans les
réservoirs (14) étant mesurés par des installations de mesure du niveau de remplissage
(16),
caractérisé en ce que
- pour remplir l'un des réservoirs (14) le fluide (10) est transporté dans une installation
de distribution (22) de l'installation de conduites (12), l'installation de distribution
(22) présentant pour chaque réservoir ( 14) un canal de distribution (28) en communication
avec celui-ci,
- un réservoir (14) est sélectionné, qui est à remplir par le fluide (10),
- le canal de distribution (28) du réservoir (14) à remplir est ouvert,
- au moins pendant le remplissage du réservoir (14) le niveau de remplissage est détecté
dans l'installation de distribution (22), et
- le canal de distribution (28) ouvert est obturé pour terminer le remplissage en
fonction du niveau de remplissage détecté dans l'installation de distribution (22).
19. Procédé selon la revendication 18,
caractérisé en ce qu'
- une dépression est établie dans une installation d'aspiration (30) pour remplir
l'installation de conduites (12),
- un niveau de remplissage est détecté dans l'installation d'aspiration (30), et
- en fonction du niveau de remplissage détecté, le transport du fluide (10) commence
par l'intermédiaire de l'installation de conduites (12) dans le réservoir (14) sélectionné,
et l'établissement de la dépression est terminé.
20. Procédé selon la revendication 18 ou 19,
caractérisé en ce qu'
après le remplissage du réservoir (14) sélectionné, au moins un autre réservoir (
14) est rempli.
21. Procédé selon l'une quelconque des revendications 18 à 20,
caractérisé en ce qu'
après l'établissement de la dépression dans l'installation d'aspiration (30) une pompe
centrifuge (34) est mise en marche pour transporter le fluide (10).
22. Procédé selon la revendication 21,
caractérisé en ce qu'
une pompe à vide (36) servant à établir la dépression est mise en marche pour assister
la pompe centrifuge (34), lorsque le niveau de remplissage détecté dans l'installation
d'aspiration (30) tombe en dessous d'un niveau prédéterminé.
23. Procédé selon la revendication 21 ou 22,
caractérisé en ce que
la mise en marche de la pompe centrifuge (34) et/ou la mise en marche d'assistance
de la pompe à vide (36) est ou sont commandée(s) également en fonction du niveau de
remplissage détecté dans l'installation de distribution (22).
24. Procédé selon l'une quelconque des revendications 18 à 23,
caractérisé en ce que
des restes du fluide (10) sont aspirés par la pompe à vide avant le remplissage d'un
autre réservoir (14).
25. Procédé selon l'une quelconque des revendications 18 à 23,
caractérisé en ce que
de l'air comprimé est introduit dans le système avant le remplissage d'un autre réservoir
(14) jusqu'à ce qu'un niveau de remplissage prédéterminé soit atteint dans l'installation
de distribution (22).
26. Procédé selon l'une quelconque des revendications 18 à 25,
caractérisé en ce que
- le fluide (10) est délivré à partir d'un réservoir (14),
- un réservoir ( 14) est sélectionné,
- au moins une partie du fluide (10) est poussée par l'intermédiaire d'une conduite
de transvasement (50) dans un récipient d'aspiration (32), et
- le fluide (10) est délivré à partir du récipient d'aspiration (32) par un orifice
de sortie (48) disposé entre le récipient d'aspiration (32) et l'installation de distribution
(22).
27. Procédé selon l'une quelconque des revendications 18 à 26,
caractérisé en ce que
dans un réservoir (14) une première dépression est établie permettant de remplir le
réservoir ( 14) avec le fluide (10) transporté.
28. Procédé selon la revendication 27,
caractérisé en ce que
dans un deuxième récipient d'aspiration (54), qui est en communication avec le réservoir
(14), une deuxième dépression est établie indépendamment de la première dépression,
le deuxième récipient d'aspiration (54) étant rempli en premier avec le fluide (10)
transporté et le réservoir (14) ensuite.