DE19652701A1

DE19652701A1 - Method for optimizing the acceptance performance of a measuring system for milk and measuring system for performing the method

Info

Publication number: DE19652701A1
Application number: DE19652701A
Authority: DE
Inventors: Georg Dueckinghaus; Alfons Brueggemann
Original assignee: Glaeser Joachim Dipl-Ing -Treuhaender Der Schwarte-Werk Ahlen- 22767 Hamburg De GmbH; GLAESER JOACHIM DIPL ING TREUH
Current assignee: Schwarte-Werk 59227 Ahlen De GmbH
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1996-12-18
Publication date: 1998-03-26

Abstract

The invention relates to an acceptance capacity optimization method for a milk measuring installation, especially for a milk collection tanker, whereby acceptance capacity when using known air separator systems is substantially enhanced in comparison with previous capacities. Technically this is achieved by applying signals to a milk flow entering the measuring installation via a measuring unit, so that the signals penetrate the milk flow and the intensity and/or operation time of the measuring signals is modified according to the amount of air in the milk flow; a difference in intensity between the transmitted and received measuring signal and/or a difference in operation times of deferred measuring signals can be made in a known manner in order to determine the amount of air in the milk flow; the resulting difference in intensity, arising from the amount of air, and/or operation times when air amount limits are exceeded releases an acceptance capacity for which the measuring installation is permitted under the circumstances, and if the limit is not attained a higher acceptance capacity is released. In order to carry out the method an ultrasonic transmitter (9a) is placed in front of the conveyor device (5) (for use on a pump system) on one side of the measuring conduit (4) and an ultrasonic receiver (9b) is located on the opposite side; a signal processing device (10) is provided and connected to the ultrasonic transmitter (9a) and receiver (9b) as well as a device (8,8a) actuating and regulating the flow volume of the feeding device (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung der An nahmeleistung einer Meßanlage für Milch, insbesondere für ei nen Milchsammelwagen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Meßanlage zum Durchführen des Verfahrens nach An spruch 7 oder 8.The invention relates to a method for optimizing the performance of a measuring system for milk, in particular for egg NEN milk collecting vehicle, according to the preamble of claim 1 and a measuring system for performing the method according to An say 7 or 8.

Einer Meßanlage für Milch, insbesondere für einen Milchsam melwagen, liegt die Aufgabe zugrunde, Milchmengen aus Anlie ferungsbehältern der Lieferanten anzunehmen und in einen Sam melbehälter zu überführen. Dabei ist die Menge der überführ ten Milch über ihr Volumen zu bestimmen und gegenüber jener des vorhergehenden und des nachfolgenden Lieferanten eindeu tig abzugrenzen. Damit aus dem Volumen der überführten Milch menge deren Masse ermittelt werden kann, ist der Flüssig keitsvolumenstrom, der in die Meßanlage eintritt und dem gas förmige Bestandteile, insbesondere Luft, beigemischt sein können, vollständig zu entgasen bzw. zu entlüften. Der von Luftbeimengungen befreite Flüssigkeitsvolumenstrom verläßt, nachdem er meßtechnisch erfaßt wurde, die Meßanlage und ge langt in einen nachgeordneten Sammeltank. Die abgetrennte Luft resultiert fast ausschließlich aus jener Luft, die bei der Milchannahme, insbesondere der Milch zu Beginn der Milch übernahme und beim Ausschnorcheln zum Ende der Milchübernah me, in die Meßanlage gelangt und nur zu einem außerordentlich geringen Teil aus Luft, die als kleine und kleinste Luftbla sen in der Milch des Anlieferungsbehälters deponiert ist. Ei ne Desorption von in Luft gelöster Milch wird nicht ange strebt; sie läßt sich jedoch unter bestimmten verfahrenstech nischen Bedingungen (Vakuumbetrieb) nicht verhindern.A measuring system for milk, especially for a milk seed melwagen, the task is based, milk quantities from Anlie delivery containers of the suppliers and in a Sam to transfer the mel container. The amount of the transferred is to determine milk by volume and compared to that of the previous and the following supplier delimit. So from the volume of the transferred milk The quantity whose mass can be determined is the liquid volume flow that enters the measuring system and the gas shaped components, especially air, may be added can completely degas or vent. The of Air admixtures leaves freed liquid volume flow, after it was measured, the measuring system and ge reaches a downstream collecting tank. The severed Air results almost exclusively from the air that is at the milk intake, especially the milk at the beginning of the milk takeover and snorkeling at the end of the milk takeover me, got into the measuring system and only one extraordinary small part of air, which as small and smallest Luftbla is deposited in the milk of the delivery container. Egg ne Desorption of milk dissolved in air is not indicated strives; however, it can be done under certain procedural terms conditions (vacuum operation).

Bekannte Meßanlagen sind mit einer Steuerung/Regelung ausge stattet, deren Aufgabe darin besteht, ausgehend von einem eichgenauen Flüssigkeitsstand im Luftabscheiderbehälter als Ergebnis der Übernahme und Abgrenzung der Milchmenge des vor hergehenden Lieferanten, die Milchübernahme des nachfolgenden Lieferanten zu starten, den Luftabscheiderbehalter so weit mit Milch anzufüllen, daß eine hinreichende Luftabscheidung aus Milch erreicht wird, und im Anschluß an die Übernahme der Milch das Flüssigkeitsniveau eichgenau auf das Abschaltni veau, welches Ausgangspunkt dieser Milchübernahme war, abzu senken.Known measuring systems are equipped with a control system whose task is to start from one Calibrated liquid level in the air separator tank as Result of the transfer and delimitation of the amount of milk from the previous outgoing suppliers, the milk takeover of the following Suppliers to start the air separator tank so far to be filled with milk that sufficient air separation is obtained from milk, and following the takeover of the Milk the liquid level precisely to the shutdown level veau, which was the starting point for this milk takeover reduce.

Die Steuerung/Regelung soll neben einer "normalen" Milchüber nahme auch Sonderfälle bzw. auch unvorschriftsmäßige Handha bungen des Systems beherrschen. Hierzu gehört beispielsweise willkürliches Luftschnorcheln während der Milchübernahme, be absichtigtes oder unbeabsichtigtes zeitweises Verschließen der Annahmeleitung am Ansaugstutzen und Ansaugen aus mehreren Behältnissen eines Lieferanten mit unterschiedlich langen Pausen beim Wechsel vom einen zum anderen Behältnis. Darüber hinaus soll die Meßanlage steuerungs- und regelungstechnisch leicht an unterschiedliche Ansaugbedingungen (Ansaughöhe und/oder Schlauchlänge) anpaßbar sein und in jedem Falle oh ne Instabilitäten zügig einen stabilen Betriebspunkt finden.The control / regulation should be in addition to a "normal" milk also take special cases or improper handling master the system exercises. This includes, for example arbitrary air snorkeling during milk takeover, be intentional or unintentional temporary locking the intake pipe on the intake manifold and intake from several Containers of a supplier with different lengths Breaks when changing from one container to another. About that In addition, the measuring system should control and regulation technology easily to different suction conditions (suction height and / or hose length) can be adapted and in any case oh ne instabilities quickly find a stable operating point.

Die bisher bekannt gewordenen Meßanlagen, die entweder als sog. Pumpen- oder Vakuumsysteme ausgeführt sind, arbeiten über die Zeitdauer der Milchannahme mit einer im wesentlichen konstanten Annahmeleistung, die durch die Auslegung des Pum pen- bzw. Vakuumsystems determiniert ist. Dabei ist festzu stellen, daß die Annahmeleistungen in den letzten Jahren bis auf 30.000 l/h, in Einzelfällen sogar noch darüber hinaus, gesteigert wurden, wobei der sog. Luftabscheiderbehälter der Meßanlage ein deren maximale Annahmeleistung limitierendes Bauteil darstellt. Die heute bekannten Luftabscheiderbehälter trennen die in der Milch enthaltenen Luftblasen von der Milch überwiegend durch Auftrieb und anschließende Abscheidung über die freie Flüssigkeitsoberfläche und nur zu einem geringen Teil durch Separierung und Abscheidung der Luftblasen im Zen trifugalfeld einer rotierenden Milchströmung im Luftabschei derbehälter. Daher wird bei der Auslegung bekannter Luftabscheiderbehälter dafür Sorge getragen, daß die Absenk geschwindigkeit der Milch im Behälter im Vergleich zu der Aufsteiggeschwindigkeit der Luftblasen klein ist. Dies ge lingt durch eine möglichst große Verweilzeit der Milch und damit der in ihr enthaltenen Luftblasen im Luftabscheiderbe hälter, wobei die Verweilzeit bei vorgegebener Annahmelei stung durch das flüssigkeitserfüllte Volumen des Luftabschei derbehälters bestimmt wird. Eine große Verweilzeit hat somit zwangsläufig einen großen Behälterquerschnitt zur Folge, da eine Behälterkonfiguration mit einer gegenüber dem Behälter durchmesser großen Bauhöhe den Abscheideweg vergrößert und damit die Abscheideleistung ungünstig beeinflußt. Da das Raumangebot, insbesondere auf einem Milchsammelwagen, in al len Richtungen begrenzt ist, sind einer Vergrößerung der Ab messungen des Luftabscheiderbehälters natürliche Grenzen ge setzt. Damit findet auch die Steigerung der Annahmeleistung durch Vergrößerung des Luftabscheiderbehälters eine Begren zung, will man nicht Gefahr laufen, daß das Meßergebnis hin sichtlich des bei der Milchannahme überführten Volumens durch Mitreißen von Luftblasen in und durch den Volumenzähler in unzulässiger Weise verfälscht wird. Bekannte Meßanlagen be grenzen die Annahmeleistung auf einen maximalen Wert, mit dem auch schwierige Ansaugverhältnisse (Luftsaugen bei Unterbre chung der Milchförderung) beherrscht werden können. Mit die ser zulässigen Annahmeleistung sind bei günstigen bzw. norma len Ansaugverhältnissen die Meßanlage und speziell der Luftabscheiderbehälter unterfordert, so daß unter diesen An saugbedingungen eine ungenutzte Leistungsreserve vorliegt.The previously known measuring systems, which are either as so-called pump or vacuum systems are designed to work over the period of milk intake with an essentially constant acceptance performance, which is determined by the design of the pump pen or vacuum system is determined. It is tight make the acceptance performance in the last years until to 30,000 l / h, in some cases even more, were increased, the so-called air separator tank Measuring system limiting its maximum acceptance power Represents component. The air separator tanks known today separate the air bubbles in the milk from the milk mainly through buoyancy and subsequent separation via the free liquid surface and only a small one Part by separating and separating the air bubbles in Zen centrifugal field of a rotating milk flow in the air separation the container. Therefore, it becomes better known when interpreting Air separator tank ensured that the lowering speed of milk in the container compared to the Ascent rate of the air bubbles is small. This ge succeeds through the longest possible dwell time of the milk and thus the air bubbles contained in it in the air separator longer, with the dwell time given the acceptance point through the liquid-filled volume of the air separation the container is determined. So there is a large dwell time inevitably results in a large container cross section, because a container configuration with one opposite the container large diameter increases the separation path and so that the separation performance is adversely affected. Since that Space, especially on a milk collection truck, in al len directions are an increase in the Ab measurements of the air separator tank natural limits puts. This will also increase the acceptance performance a limitation by enlarging the air separator tank If you do not want to run the risk that the measurement result will go visually of the volume transferred during milk acceptance Entrainment of air bubbles in and through the volume counter in is falsified in an impermissible manner. Known measuring systems be limit the acceptance power to a maximum value with which even difficult suction conditions (air suction with underbreaks milk production) can be mastered. With the This permissible acceptance performance is at favorable or normal len suction conditions the measuring system and especially the Air separator container under-challenged, so that under these to suction conditions there is an unused power reserve.

Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, die Luftabscheidung im Luftabscheiderbehalter zu verbessern, ohne dabei zum kon struktiven Mittel einer weiteren Vergrößerung des Luftab scheiderbehälters zu greifen. Ein in der DE 41 11 280 C1 be schriebener Luftabscheider versucht das Problem dadurch zu lösen, indem er die Strömungsgeschwindigkeit der in den Luftabscheider einströmenden Milch unmittelbar vor dem Ein tritt in den Luftabscheider herabsetzt. Hierzu wird vorge schlagen, daß dem Einlaufstutzen ein als Stopfen mit einer Vielzahl von parallelen Kanälen ausgebildeter Staukörper zu sammen mit einem sich auf dessen Querschnitt erweiternden Trichter vorgeschaltet ist. Im Ergebnis soll mit dem bekann ten Luftabscheider erreicht werden, daß die Milchmeßanlage mit höherer Durchsatzleistung betrieben werden kann, ohne daß bei dieser höheren Leistung die Milch einen höheren Anteil an den Lufteinschlüssen als in herkömmlichen Anlagen hat, oder daß sie bei gleicher Durchsatzleistung einen geringeren An teil an Lufteinschlüssen hat. Die vorstehend vorgeschlagenen Maßnahmen sind problematisch, da hierdurch zusätzlich einer seits Strömungswiderstände und andererseits Reinigungsproble me aufgrund der extrem vergrößerten flüssigkeitsberührten Oberflächen geschaffen werden.There was therefore no lack of attempts at air separation to improve in the air separator tank without reducing the con structural means of further enlarging the air gripping container. A be in DE 41 11 280 C1 Written air separator tries to solve the problem solve by changing the flow rate in the Air separator flowing milk immediately before the on occurs in the air separator. For this, it is featured hit that the inlet pipe as a plug with a Large number of parallel baffles formed together with a widening to its cross section Funnel is connected upstream. The result is said to be known th air separator can be reached that the milk measuring system can be operated with higher throughput without at this higher output the milk has a higher proportion the air pockets than in conventional systems, or that they have a lower An at the same throughput has some air pockets. The ones suggested above Measures are problematic because they also add one on the one hand flow resistance and on the other hand cleaning problems me due to the extremely enlarged Surfaces are created.

Andere aus der DE 40 07 914 C2 bekannte Maßnahmen zielen dar auf ab, das Untermischen von Luft beim Einfüllen in den Luftabscheider weiter zu reduzieren, um dadurch, in begrenz tem Umfang, die Annahmeleistung weiter steigern zu können. Dies soll dadurch erreicht werden, daß bei dem Luftabscheider mindestens ein weiterer gegenüber dem einen Einlauf höhenver setzter Einlauf vorgesehen ist, und daß sämtliche Einläufe mit Absperrventilen ausgestattet sind, die von einer auf das Milchniveau im Behälter ansprechenden Steuereinrichtung der art gesteuert werden, daß bei ansteigendem Niveau von dem un teren Einlauf auf den nächst höheren Einlauf usw. und bei fallendem Niveau umgekehrt umgeschaltet wird. Es liegt auf der Hand, daß die vorgeschlagenen Maßnahmen lediglich dazu geeignet sind, die durch das maximale Volumen des Luftabscheiderbehälters bestimmte maximale Verweilzeit so oft wie möglich optimal auszunutzen. Es ist nicht erkennbar, wie das bekannte System eine Steigerung der Annahmeleistung über seine maximale, durch die Verweilzeit bestimmte Annahmelei stung hinaus bewerkstelligen kann, wenn zusätzlich die Gefahr großer Lufteinbrüche gegeben ist.Other measures known from DE 40 07 914 C2 are aimed on down, the mixing in of air when filling in the Air separators to further reduce, thereby, in limited scope to be able to further increase the acceptance performance. This is to be achieved in that the air separator at least one other height adjustment compared to the one inlet set enema is provided and that all enemas are equipped with shut-off valves that move from one to the other Milk level in the container responsive control device Art can be controlled that as the level rises from the un lower inlet to the next higher inlet etc. and at falling level is reversed. It's on that the proposed measures only do so are suitable by the maximum volume of the Air separator tank determined maximum residence time so often to make the best possible use of it. It is not clear how the known system about an increase in acceptance performance his maximum acceptance, determined by the dwell time stung addition, if there is also the danger large air intakes.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Annahmeleistung einer Meßanlage für Milch, inbesondere für einen Milchsammelwagen, bei Verwendung der bekannten Luft abscheidersysteme gegenüber den derzeit realisierbaren Annah meleistungen wesentlich zu erhöhen.The present invention is based on the object Acceptance performance of a measuring system for milk, especially for a milk truck, using the known air separator systems compared to the currently feasible assumption performance significantly.

Diese Aufgabe wird verfahrenstechnisch durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfah rens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche. Eine Meßanlage zum Durchführen des vorgeschlagenen Verfahrens wird durch die Merkmale des Nebenanspruchs 7 (Pumpensystem) oder durch jene des Nebenanspruchs 8 (Vakuumsystem) verwirklicht.This task is procedurally through the characteristics of Claim 1 solved. Advantageous refinements of the process rens are the subject of further subclaims. A measuring system to carry out the proposed method is by the Features of auxiliary claim 7 (pump system) or by those of subsidiary claim 8 (vacuum system) realized.

Das vorgeschlagene Verfahren macht sich die Erkenntnis zunut ze, daß eine signifikante Luftbelandung der überführten Milch in der Regel zu Beginn der Milchübernahme und beim Ausschnor cheln des Anlieferungsbehälters zum Ende der Milchübernahme auftritt. Der zwischenzeitliche Überführungszyklus ist im Re gelfall weitgehend frei von Lufteinbrüchen und er stellt, ge messen an der Zeitdauer für Beginn und Ende der Milchübernah me, den überwiegenden Zeitraum dar, falls das vorgeschlagene Verfahren bestimmungsgemäß dort angewendet wird, wo es auf grund der vorliegenden Bedingungen anwendbar ist, nämlich bei mittleren und größeren Anlieferungsmengen. Hier überwiegt die Überführungszeit gegenüber den Vor- und Nachbereitungszeiten einer Milchannahme. Kleine und kleinste Anlieferungsmengen, bei denen bei herkömmlichen Annahmeleistungen Beginn und Ende der Milchannahme bereits unmittelbar aufeinanderfolgen, ent ziehen sich naturgemäß den vorliegenden Bemühungen zur Stei gerung der Annahmeleistung. Die angestrebte Steigerung der Annahmeleistung über die herkömmlich erreichbaren 30.000 l/h hinaus bis in einen Bereich von 40.000 l/h oder gar bis 60.000 l/h bleibt verständlicherweise der Überführung von größeren Anlieferungsmengen vorbehalten, also beispielsweise der Anlieferung aus großen Hofbehältern oder Wannen.The proposed method takes advantage of the knowledge ze that a significant air pollution of the transferred milk usually at the beginning of milk takeover and when cutting out smile of the delivery container at the end of the milk transfer occurs. The interim transfer cycle is in the Re Gelfall largely free of air ingress and it provides, ge measure by the time for the start and end of milk transfer me, the vast majority if the proposed one Properly applied where it is on is applicable due to the present conditions, namely at medium and large delivery quantities. Here the predominates Transfer time compared to the preparation and wrap-up times a milk intake. Small and smallest delivery quantities, where the start and end of conventional acceptance services immediately follow the milk intake, ent naturally attract the present efforts to the Stei increase in acceptance performance. The desired increase in Acceptance capacity over the conventionally achievable 30,000 l / h up to a range of 40,000 l / h or even up to Understandably, the transfer of 60,000 l / h remains Reserved larger delivery quantities, for example delivery from large yard containers or tubs.

Das vorgeschlagene Verfahren bewirkt eine Reduzierung der An nahmeleistung auf den für die Meßanlage zugelassenen Wert, und zwar immer dann, wenn in der Annahmeleitung eine Luftbe ladung festgestellt wird, die in Relation zur eingeschalteten Annahmeleistung und zur verfügbaren Abscheideleistung des Luftabscheiderbehälters nicht mehr beherrschbar ist. Wenn keine Luftbeladung feststellbar ist, wird die Annahmeleistung durch eine geeignete Fördereinrichtung in Verbindung mit ei nem regelbaren Antrieb hochgefahren, und zwar ohne Rücksicht auf die durch die Baugröße des Luftabscheiderbehälters deter minierte Verweilzeit der Milch in diesem Behälter. Anderer seits lassen sich unplanmäßige und unvorhersehbare Luftein brüche zeitnah durch Reduzierung der Annahmeleistung auffan gen. Dies ist bei herkömmlichen Meßanlagen nicht möglich, da deren Annahmeleistung entweder von vornherein so niedrig aus gelegt oder eingestellt ist, daß derartige Luftbeladungen si cher beherrschbar sind (Vorhandensein von Leistungsreserven) oder daß es bei Auslegung mit höheren Annahmeleistungen dann zu unvermeidbaren, daß Meßergebnis verfälschenden Luftdurch brüchen kommt.The proposed method reduces the An power to the value permitted for the measuring system, and always when there is an air in the reception line charge is determined in relation to the switched on Acceptance performance and the available separation performance of the Air separator container is no longer controllable. If no air load can be determined, the acceptance performance by a suitable conveyor in connection with egg Started up an adjustable drive, regardless of to those determined by the size of the air separator tank minimized milk retention time in this container. Other on the one hand, unscheduled and unpredictable air intakes Detect breakages promptly by reducing the acceptance performance gen. This is not possible with conventional measuring systems, because whose acceptance performance is either low from the outset is placed or set that such air loads si are manageable (availability of power reserves) or that if it is designed with higher acceptance performance then to the inevitable that the measurement result falsifies air through breaks comes.

Die vorgeschlagene Regelung der Annahmeleistung in Abhängig keit von dem gemessenen Unterschied der Intensität zwischen dem gesendeten und dem empfangenen Meßsignal und/oder vom Un terschied der Laufzeiten zeitversetzter Meßsignale kann dabei derart erfolgen, daß die Annahmeleistung entweder kontinuier lich oder in Stufen verändert wird.The proposed regulation of acceptance performance in dependent of the measured difference in intensity between the transmitted and the received measurement signal and / or the Un The runtimes of staggered measurement signals can differ in such a way that the acceptance performance is either continuous Lich or changed in stages.

Um Laufzeitänderungen durch Strömungseinfluß auszuschließen, werden die Meßsignale im wesentlichen quer zur Strömungsrich tung der Milchströmung in der Annahmeleitung in letztere ein gebracht.In order to exclude changes in transit time due to the influence of flow, the measurement signals are essentially transverse to the flow direction the milk flow in the acceptance line into the latter brought.

Hinsichtlich einer vorliegenden Luftbeladung besonders aussa gefähige Unterschiede der Laufzeiten der Meßsignal liegen vor, wenn als Meßsignale Ultraschallimpulse zur Anwendung kommen.With regard to an existing air load, see especially there are acceptable differences in the transit times of the measurement signal before if ultrasonic pulses are used as measurement signals come.

Es hat sich in diesem Zusammenhang als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn in einem Zeitintervall Δt eine Anzahl n Einzelmessungen der Laufzeit T_S der Ultraschallimpulse durch geführt werden und wenn hieraus aus einer Anzahl m gültiger Einzelmessungen ein Mittelwert T_Sm gebildet wird. Die Bildung dieses Mittelwertes ist von zwei Kriterien abhängig, die bei de jeweils erfüllt sein müssen, wobei der ermittelte Mittel wert T_Sm dann jeweils zur Aufschaltung einer größeren Annah meleistung von zwei verfügbaren Annahmeleistungen herangezo gen wird. Das erste Kriterium zur Bildung des Mittelwertes T_Sm ist dann erfüllt, wenn die Laufzeit T_S des Ultraschallim pulses in einem durch einen oberen und einen unteren Schwell wert T_Smax bzw. T_Smin begrenzten Laufzeitfenster liegt. Das zweite Kriterium wird erfüllt, wenn ein Anteil k, gebildet aus der Anzahl m gültiger Einzelmessungen zur Anzahl n der insgesamt vorgenommenen Einzelmessungen, einen vorgegebenen Wert übersteigt (m/n < k). Durch dieses statistische Verfah ren bleiben Ausreißer und Fehlmessungen weitestgehend ohne Einfluß auf den regelungstechnischen Eingriff in die Annahme leistung. Das Laufzeitfenster ist derart determiniert, daß Laufzeiten, die in diesem gemessen werden, eindeutig darauf schließen lassen, daß keine Luftbeladung der Milchströmung vorliegt. Laufzeiten oberhalb des Schwellwertes T_Smax signali sieren eine Unterbrechung der Milchförderung. Laufzeiten un ter dem Schwellwert T_Smin zeigen in der Regel eine Fehlmessung an, da die Schallaufzeit in völlig luftfreier Milch bei vor gegebener Lauflänge des Signals und einem physikalisch gege benen Wert für die momentane Schallgeschwindigkeit unter die sen Bedingungen eindeutig nach unten begrenzt ist.In this context, it has proven to be particularly advantageous if a number n individual measurements of the propagation time T _{S of} the ultrasound pulses are carried out in a time interval Δt and if an average value T _{Sm is} formed therefrom from a number m valid individual measurements. The formation of this mean value depends on two criteria, which must be met in each case, whereby the determined mean value T _{Sm is} then used to apply a larger acceptance power of two available acceptance powers. The first criterion for forming the mean value T _Sm is met if the running time T _{S of} the ultrasonic _pulse lies in a running time _window limited by an upper and a lower threshold value T _Smax or T _Smin . The second criterion is met if a proportion k, formed from the number m of valid individual measurements to the number n of the total individual measurements carried out, exceeds a predetermined value (m / n <k). Due to this statistical procedure, outliers and incorrect measurements remain largely without influence on the control intervention in the acceptance performance. The runtime window is determined in such a way that runtimes measured in it clearly indicate that there is no air load in the milk flow. Transit times above the threshold value T _Smax signaled Sieren an interruption of the milk production. Runtimes below the threshold value T _Smin usually indicate an incorrect measurement, since the sound propagation time in completely air-free milk with a given run length of the signal and a physically given value for the instantaneous speed of sound is clearly limited downwards under these conditions.

Das vorgeschlagene Verfahren ist sowohl für Pumpen- als auch für Vakuumsysteme anwendbar. In beiden Fällen wird die Milch strömung in der Annahmeleitung mit den in Frage kommenden Meß signalen beaufschlagt, da hier infolge des niedrigsten abso luten Druckes in der Meßanlage eine bevorzugte Entbindung von Luftblasen aus der Milch stattfindet. Beim Pumpensystem er folgt die Reduzierung der Förderleistung dadurch, daß ein Zu griff auf den Volumenstrom der Fördereinrichtung erfolgt. Beim Vakuumsystem ist einerseits ein Zugriff auf den Volumen strom der dem Luftabscheiderbehälter nachgeordneten För dereinrichtung als auch ein Zugriff auf die Verbindungslei tung zwischen dem Kopfraum des Luftabscheiders und einer Un terdruckquelle erforderlich, damit insbesondere eine Überflu tung des Luftabscheiderbehälters, die bei Reduzierung allein der Förderleistung der Fördereinrichtung eintreten würde, verhindert werden kann.The proposed method is for both pump and applicable for vacuum systems. In both cases the milk flow in the acceptance line with the measurement in question signals acted on, since here due to the lowest abso luten pressure in the measuring system a preferred delivery of Air bubbles from the milk take place. With the pump system he follows the reduction of the delivery rate by a Zu handle on the volume flow of the conveyor. With the vacuum system, on the one hand, there is access to the volume flow of För downstream of the air separator tank the device as well as access to the connection line between the head space of the air separator and an Un terdruckquelle required so that in particular an abundance tion of the air separator tank, which when reduced alone the funding performance of the funding facility would occur, can be prevented.

Um die in der zu überführenden Milchströmung enthaltene Luft gezielt im Bereich der Einkopplung der Meßsignale in die An nahmeleitung zu entbinden, wird weiterhin vorgeschlagen, daß, in Strömungsrichtung gesehen, vor der Beaufschlagung der Milchströmung mit Meßsignalen in dieser kaviatationsbegünsti gende Einbauten vorgesehen sind. Hierbei kann es sich bei spielsweise um eine in der Strömung angeordnete Abrißkante oder einen sog. Stolperdraht handeln.To the air contained in the milk flow to be transferred specifically in the area of coupling the measurement signals into the An to release the reception line, it is further proposed that, seen in the direction of flow, before the application of Milk flow with measurement signals in this cavitation favor ing installations are provided. This can be for example around a tear-off edge arranged in the flow or trade a so-called trip wire.

Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Fördereinrichtung als Impellerpumpe derart ausgebildet wird, daß bei relativ kleiner Drehzahl ein relativ hoher För derstrom vorliegt. Dies gelingt dadurch, daß zwei auf einer gemeinsamen Welle nebeneinander liegende Impeller in einem entsprechend ausgestalteten Gehäuse vorgesehen sind. Die re lativ niedrige Drehzahl der Impellerpumpe wirkt sich positiv auf Kavitation, Milchqualität, Verschleiß und Geräuschent wicklung aus. Da die vorgesehene Impellerpumpe im normalen Annahmebetrieb mit niedriger Drehzahl arbeitet, kann sie bei spielsweise durch im wesentlichen nachteilsfreie Erhöhung der Drehzahl auf eine Förderleistung gebracht werden, mit der üb licherweise das Umpumpen der Milch vom Sammelwagentank in den Tank eines Anhängers durchgeführt wird. Eine separate Umpum panlage ist daher nicht mehr erforderlich.It has proven to be particularly advantageous if the conveyor is designed as an impeller pump is that at a relatively low speed a relatively high För the current is present. This is achieved by having two on one common shaft side by side impellers in one correspondingly designed housing are provided. The right relatively low speed of the impeller pump has a positive effect on cavitation, milk quality, wear and noise development. Since the intended impeller pump in normal Acceptance mode works at low speed, it can for example by increasing the Speed can be brought to a delivery rate with the usual pumping the milk from the collection truck tank into the Tank of a trailer is carried out. A separate umpum Panlage is therefore no longer necessary.

Ausführungsbeispiele zweier Meßanlagen zum Durchführen des vorgeschlagenen Verfahrens sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigenEmbodiments of two measuring systems for performing the proposed method are shown in the drawing and are described below. Show it

Fig. 1 in schematischer Darstellung die Meßanlage bei Verwirklichung eines Pumpensystems und Fig. 1 shows a schematic representation of the measuring system when implementing a pump system and

Fig. 2 die vorgeschlagenen Maßnahmen im Rahmen einer Meßanlage, die als Vakuumanlage ausgebildet ist. Fig. 2 shows the proposed measures in the context of a measuring system which is designed as a vacuum system.

Eine Annahmeleitung 4 (Fig. 1), in der eine Fördereinrich tung 5, angetrieben von einem Antriebsmotor 8, angeordnet ist, mündet in den Kopfbereich eines Luftabscheiderbehälters 3. Letzterer ist in an sich bekannter Weise mit einer schwim mergesteuerten Entlüftungseinrichtung 6 ausgerüstet. Aus dem Luftabscheiderbehälter 3 mündet im Bodenbereich eine Überfüh rungsleitung 2 aus, in der ein Volumenzähler 1 angeordnet ist. Vor der Fördereinrichtung 5 sind auf der einen Seite der Annahmeleitung 4 ein Ultraschallsender 9a und, auf der gegen überliegenden Seite, ein Ultraschallempfänger 9b angeordnet. Beide sind mit einer Signalverarbeitungseinrichtung 10 ver bunden, die ihrerseits mit einer Einrichtung 8a zur Regelung des Antriebsmotors 8 und damit des Volumenstromes der För dereinrichtung 5 verbunden ist. Die Annahmeleitung 4 endet in einem Anlieferungsbehälter 7, aus welchem die zu überführende Milch angesaugt wird. Bei der hier in Rede stehenden Annahme leistung handelt es sich bei dem Anlieferungsbehälter 7 vor zugsweise um Hofbehälter oder Kühlwannen größeren Volumens.An acceptance line 4 ( FIG. 1), in which a conveying device 5 , driven by a drive motor 8 , is arranged, opens into the head region of an air separator container 3 . The latter is equipped in a manner known per se with a float-controlled ventilation device 6 . From the air separator container 3 , a transfer line 2 opens out in the floor area, in which a volume meter 1 is arranged. In front of the conveyor 5 , an ultrasonic transmitter 9 a and, on the opposite side, an ultrasonic receiver 9 b are arranged on one side of the receiving line 4 . Both are connected to a signal processing device 10 , which in turn is connected to a device 8 a for regulating the drive motor 8 and thus the volume flow of the conveying device 5 . The acceptance line 4 ends in a delivery container 7 , from which the milk to be transferred is sucked in. In the assumption in question here is the delivery container 7 before preferably yard containers or cooling troughs of larger volume.

Über den Ultraschallsender 9a wird die Milchströmung mit Ul traschallimpulsen beaufschlagt. Auf der gegenüberliegenden Seite der Annahmeleistung 4 werden diese Impulse mit dem Ul traschallempfänger 9b empfangen. Aus dem Intensitätsunter schied zwischen dem gesendeten und dem empfangenen Meßsignal und/oder dem Unterschied der Signallaufzeiten lassen sich Rückschlüsse auf die Luftbeladung der Milchströmung ziehen.Via the ultrasonic transmitter 9 a, the milk flow is subjected to ultrasound pulses. On the opposite side of the acceptance power 4 , these pulses are received with the ultrasonic receiver 9 b. From the difference in intensity between the transmitted and the received measurement signal and / or the difference in the signal transit times, conclusions can be drawn about the air load in the milk flow.

Das Verfahren zur Optimierung der Annahmeleistung einer Meß anlage für Milch gestaltet sich besonders einfach, wenn die Messung qualitativ durchgeführt wird. Dies geschieht durch das Arbeiten mit Schwellwerten für die Signallaufzeiten, in dem mit einem sogenannten Laufzeitfenster gearbeitet wird. Es kommt daher bei dem vorgeschlagenen Meßverfahren nicht darauf an, zu wissen, wie hoch die Luftbeladung der Milchströmung quantitativ ist, sondern es wird lediglich festgestellt, ob eine Luftbeladung gegeben ist und ob sie unter- oder oberhalb eines bestimmten Grenzwertes liegt. Eine Überschreitung des Grenzwertes bewirkt das Aufschalten einer Annahmeleistung, für die die Meßanlage zugelassen ist, und ein Unterschreiten des Grenzwertes veranlaßt die Aufschaltung einer erhöhten An nahmeleistung.The procedure for optimizing the acceptance performance of a measurement The milk system is particularly easy if the Measurement is carried out qualitatively. This happens through working with threshold values for the signal propagation times, in which is worked with a so-called runtime window. It therefore does not come up with the proposed measuring method to know how high the air load of the milk flow is quantitative, it is only determined whether there is an air load and whether it is below or above a certain limit. Exceeding the Limit value causes an acceptance power to be applied, for which the measuring system is approved and falling below of the limit value causes an increased An to be applied power.

Die Milchannahme beginnt mit dem Ansaugvorgang, bei dem der Luftabscheiderbehälter 3 zunächst als Speicherbehälter fun giert. In dieser Phase ist mit einer größeren Luftbeladung der Milch zu rechnen, die allerdings aufgrund der Betriebsbe dingungen insgesamt (verminderte Anlaufleistung der Meßanla ge, Speicherung im nur teilweise gefüllten Luftabscheiderbe hälter 3) noch relativ leicht zu beherrschen ist. Sobald die Signalverarbeitungseinrichtung 10 bei zunächst luftfreier Milchförderung und hoher Annahmeleistung aufgrund der Auswer tung der Meßsignale die Überschreitung eines Grenzwertes der Luftbeladung in der Milchströmung der Annahmeleistung 4 fest stellt, die bei der aufgeschalteten Annahmeleistung durch den Luftabscheiderbehälter 3 nicht mehr einwandfrei abgeschieden werden kann, wird der Volumenstrom der Fördereinrichtung 5, in Stufen, vorzugsweise von einer größeren Q₁ auf eine klei nere Annahmeleistung Q₂, oder auch stufenlos, so weit redu ziert, daß der Luftabscheiderbehälter 3 die in ihn eingetra gene Luft abscheiden kann. Bei Unterschreiten des Grenzwertes der Luftbelandung wird der Volumenstrom der Fördereinrichtung 5 wieder kontinuierlich oder in Stufen erhöht. Durch die vor geschlagenen Maßnahmen sind bei entsprechender Auslegung der Fördereinrichtung 5 bei gleichzeitig moderaten milchschonen den Antriebsdrehzahlen der Fördereinrichtung 5 eine Annahme leistung weit über den herkömmlichen Leistungsbereich von 30.000 l/h hinaus bis in den Bereich von 40.000 bis 60.000 l/h realisierbar, ohne daß es hierbei zu Meßwertverfälschun gen kommt.The milk acceptance begins with the suction process in which the air separator container 3 initially functions as a storage container. In this phase, a larger air load of the milk is to be expected, which, however, is still relatively easy to control due to the overall operating conditions (reduced starting power of the measuring system, storage in the partially filled air separator container 3 ). As soon as the signal processing device 10 with initially air-free milk delivery and high acceptance performance due to the evaluation of the measurement signals determines the exceeding of a limit value of the air load in the milk flow of the acceptance performance 4 , which can no longer be properly separated by the air separation container 3 when the acceptance performance is switched on, the Volume flow of the conveyor 5 , in stages, preferably from a larger Q₁ to a smaller Nere acceptance performance Q₂, or also continuously, so far reduced that the air separator container 3 can separate the air entered into it. If the air exposure falls below the limit value, the volume flow of the conveying device 5 is increased again continuously or in stages. With the appropriate measures of the conveying device 5 and at the same time moderate milk-friendly, the drive speeds of the conveying device 5, an acceptance performance far beyond the conventional performance range of 30,000 l / h and in the range of 40,000 to 60,000 l / h can be realized without this this leads to measurement falsifications.

Bei dem Vakuumsystem (Fig. 2) erfolgt die Regelung der An nahmeleistung derart, daß zum einen die dort in der Überfüh rungsleitung 2 angeordnete Fördereinrichtung 5, in gleicher Weise, wie dies beim Pumpensystem gemäß Fig. 1 vorgesehen ist, regelungstechnisch in Verbindung mit der Signalverarbei tungseinrichtung 10 behandelt wird. Da eine Reduzierung al lein des Volumenstromes der Fördereinrichtung 5 noch nicht ausreicht, um auch den über die Annahmeleitung 4 in den Luftabscheiderbehälter 3 eintretenden Milchstrom zu reduzie ren, ist auch der Zugriff einer nicht dargestellten Unter druckquelle über eine Verbindungsleitung 6* zum Kopfraum des Luftabscheiderbehälters 3 zu reduzieren bzw. für eine be stimmte Zeit ganz zu unterbinden. Dies geschieht beispiels weise dadurch, daß eine Absperreinrichtung 6a in der Verbin dungsleitung 6* durch die Signalverarbeitungseinrichtung 10, parallel zum regelungstechnischen Eingriff an der Förderein richtung 5, geschaltet wird. In the vacuum system ( Fig. 2), the control of the acceptance power takes place in such a way that, on the one hand, the conveying device 5 arranged there in the transfer line 2 , in the same way as is provided for the pump system according to FIG Signal processing device 10 is treated. Since a reduction al line of the volume flow of the conveying device 5 is not yet sufficient to also reduce the milk flow entering the air separator container 3 via the receiving line 4 , access by a vacuum source, not shown, via a connecting line 6 * to the head space of the air separator container 3 is also possible to reduce or completely prevent it for a certain time. This happens, for example, in that a shut-off device 6 a in the connec tion line 6 * by the signal processing device 10 , in parallel to the control intervention on the Förderein direction 5 , is switched.

Es versteht sich, daß die Regelung des Volumenstromes der Fördereinrichtung 5 nur beispielhaft und stark vereinfacht dargestellt ist. Hier kennt die Praxis vielfältige Lösungs möglichkeiten, die von Sachkundigen bei Kenntnis des hier vorgeschlagenen grundlegenden Erfindungsgedankens ohne weite res realisiert werden können.It goes without saying that the regulation of the volume flow of the conveying device 5 is shown only by way of example and in a greatly simplified manner. Here, practice knows a wide range of possible solutions that can be realized by experts without further knowledge if the basic inventive idea proposed here is known.

Claims

1. A method for optimizing the acceptance performance of a measuring system for milk, especially for a milk collection, the measuring system being designed as a pump or vacuum system, characterized in that a milk flow entering the measuring system via an acceptance line is acted upon with measuring signals in such a way that these penetrate the milk flow and the intensity and / or the transit time of the measurement signals changes in dependence on an air load in the milk flow that a difference in intensity between the transmitted and the received measurement signal and / or a difference in the transit times of offset measurement signals be used or is used to determine the air load of the milk flow, and that when a limit value of the air load is exceeded, the resulting difference in intensities and / or the run times is used to regulate the acceptance performance.

2. The method according to claim 1, characterized in that the acceptance performance changes in stages or continuously is changed.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized records that the measurement signals substantially transverse to Flow direction of the milk flow turned into the latter be brought.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that ultrasound pulses as measurement signals come into use.

5. The method according to claim 4, characterized in

- That in a time interval .DELTA.t a number n individual measurements of the transit time T _{S of} the ultrasonic pulses are performed,
- That an average value T _{Sm is formed} from a number m of valid individual measurements and
- This is used to regulate the acceptance performance if the proportion m / n exceeds a predetermined proportion k (m / n <k),
- The validity of the individual measurement is given if the transit time T _{S of} the ultrasound _pulse lies in a transit time _window limited by an upper and a lower threshold value T _Smax or T _Smin (T _Smin T _S T _Smax ), and
- That the average value T _Sm turns on the larger acceptance power of two available acceptance powers Q₁, Q₂ (Q₁ <Q₂).

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized characterized in that, seen in the direction of flow, before the application of measuring signals to the milk flow in this provided cavitation-promoting internals are.

7. Measuring system for performing the method according to one of claims 1 to 6, with an acceptance line, in which a controllable with respect to their volume flow device is provided, a downstream air separator tank, into which the receiving line opens, and a transfer line opening out of the air separator container , in which a volume meter is arranged, characterized in that in front of the conveyor device ( 5 ), on one side of the acceptance line ( 4 ), an ultrasonic transmitter ( 9 a) and, on the opposite side, an ultrasonic receiver ( 9 b) are arranged, and that a signal processing device ( 10 ) is provided, which with the ultrasonic transmitter ( 9 a) and receiver ( 9 b) and with a device ( 8 , 8 a) for driving and controlling the volume flow of the För the device ( 5 ) is connected.

8. Measuring system for performing the method according to one of claims 1 to 6, with an acceptance line, which opens into a downstream air separator container, a discharge line emanating from the latter, in which an adjustable in terms of their volume flow För dereinrichtung and subsequently see a volume meter, and one connecting the head space of the air separator container with a vacuum source, switchable via a shut-off connecting line, characterized in that on one side of the receiving line ( 4 ) an ultrasonic transmitter ( 9 a) and, on the opposite side, an ultrasonic receiver ( 9 b) are arranged, and that a signal processing device ( 10 ) is provided, which with the ultrasonic transmitter ( 9 a) and receiver ( 9 b), with a device ( 8 , 8 a) for driving and controlling the volume flow of the conveyor ( 5 ) and connected to the shut-off device ( 6 a) is.

9. Measuring system according to claim 7 or 8, characterized in that the conveyor ( 5 ) is designed as an impeller pump with double housing length and two adjacent impellers.