DE2249170A1

DE2249170A1 - Vorrichtung zum entlueften und messen einer zu verpumpenden fluessigkeit

Info

Publication number: DE2249170A1
Application number: DE19722249170
Authority: DE
Inventors: Jan Bij De Leij
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-10-08
Filing date: 1972-10-06
Publication date: 1973-04-12
Also published as: FR2156388A1; NL7113831A; FR2156388B3; BE789641A

Description

?/.TEN TA M V. K LT Π

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIE/V.ANN 2 2 4 9170

DR. M. KÖHLER DlPL-ING. C GERNHARDT

MDNCHEN HAMBURG

TELEFON: 55 54 76 8000 MO N CH EN 15,

TELEGRAMAiE: KARPATENT N USSBAUMSTRASSE 10

6. Oktober-1972 W. 41 3^6/72

Jan Mj de Lei j
Heerenveen (Niederlande) Vorrichtung zum Entlüften und Messen einer zu verpumpenden Flüssigkeit

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Entlüften und Messen einer zu verpumpenden Flüssigkeit, versehen mit einem Luftabscheider mit einer Zuleitung für die verpumpte Flüssigkeit, einer Ableitung für abgeschiedene Luft, einem Indikator für den Flüssigkeitsspiegel im Luftabscheider und einer Ableitung für die entlüftete Flüssigkeit mit einem Durchflussmengenmesser, während Mittel vorhanden sind, die Durchströmung und den Abfluss von Flüssigkeit und abgeschiedener Luft zu steuern·

Eine Vorrichtung dieser Art wird beispielsweise bei einem sog. fahrenden Milchempfang verwendet, bei dem ein Tankwagen durch einen Schlauch immer einen Tank bei einem Bauernhof leersaugen kann und über den Luftabscheider und gegebenenfalls ein Meter in den Tankwagen selbst einpumpen kann. Sowohl im Hinblick auf die Qualität der vei'pumpten Flüssigkeit als auch die Genauigkeit der für die Abrechnung oft bestimmenden Messung, ist es gewünscht, änas eine möglichst geringe Luftmengti in der Flüssigkeit mitgerissen wird. Es wird wohl ein mechanisch rp^istriorcndyfa Meter in der Lfitung zwischen Entlüfter und Tank

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auf dem Magen angeordnet. Dabei kann ein auf den Flüssigkeitsspiegel im Abscheider wirksamer Schwimmer zum Offnen und Schlieseen des Luftauslasses verwendet werden. Auch kann das von Hand unter Zuhilfenahme eines Wasserstandglasrohres erfolgen. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass bei einer solchen Vorrichtung in Zusammenhang mit der Trägheit der strömenden Flüssigkeit und dadurch, dass beim Beginn des Leercaugens eines Bauernhoftankes und bei einer praktisch völligen Leere dieses Tanks, besonders grosse Luftmengen mitgerissen werden, die Zuverlässigkeit und Genauigkeit dieses Verfahrens nicht gross genug ist.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer verbesserten Vorrichtung der eingangs erwähnten Art. Dazu wird vorgeschlagen, sowohl im Luftauslass wie in der Ableitung der entlüfteten Flüssigkeit ein Absperrventil anzuordnen, wobei der Spiegelindikator einen Schwimmer und einen dadurch betätigten Zweiwegschaltcr umfasst» und der Schalter mit einem Steuerorgan für die Absperrventile verbunden ist, während, sich bei einem Mindestflüssigkeitsspiegel im Luftabscheider das Absperrventil in der Flüssigkeitsableitung in einer geschlossenen Stellung und das Absperrventil im Luftauslass in der offenen Stellung und bei einem Höchstflüssigkeitsspiegel im Luftabscheider das Absperrventil in der Flüssigkeitsableitung in der offenen Stellung und das Absperrventil im Luftauslass in der geschlossenen Stellung befindet, und wobei das Absperrventil in der Flüssigkeitsableitung in Durchströiarichtur.g am Durchflussmengemuetcr vorbei angeordnet ist. Durch Anwendung dieser Absperrventile kann sowohl der Luftauslass als auch der Flüssigkeitsabfluss plötzlich beendet und schnell wieder in Gang gesetzt werden, während durch Betätigen dieser Absperrventile abhängig von dem Spiegel im Luftabscheider immer mit Sicherheit ein gleichbleibender Flüssigkeitsspiegel im Luftabscheider vorhanden sein wird, sowohl vor nls auch nach dem Leersaugen eines Vor reit stank es. Auch wird beim Starten der Vorrichtung beispielsweise beim Leersaugen eines Bauernhof tanket;, vrenn anfangs in der Hauptsache in der Purcpenleitung vorhandene Luft verpumpt wird, diese Luft durcli den Luftauslass abgerührt werden, bis der Flüssigkeitsspiegel ir.i Luftabscheider den Höchststand erreicht. Danach wird der Ganabfluss ge;:.ch,lo£;£.oii und das Absperrventil in der Fiür;:;igLeitsableitung geöffnet, wobei, sobald ein ausreichender Druck im Luftabscheider aufgebaut, ist, um den Widerstand des Meters, der Ablfituiij, und

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eines e\^Tentuellen RuckschlagventilP, sowie den Druck in dem Tank, in den die Flüssigkeit eingepuir.pt wird, zu überwinden, die Flüssigkeit zum Strömen'gelangt. Dadurch, dass das Absperrventil in der Flüssigkeitsableitunp; sich in Durchflussrichtung am Durchflussmengenmeter vorbei befind.et, wird beim Absperren der Flüssigkeitsableitung auch die Flüssigkeitsmenge, die sich noch in Durchflussmeter befindet, nicht unter dem Einfluss der Trägheit weiterströmen und die Messung ungünstig beeinflussen können.

Eine besonders einfache Ausführungsform wird erhalten, wenn durch Vorspannmittel eines der Absperrventile in die geschlossene Stellung und das andere Absperrventil in die offene Stellung gedrängt wird. So können mit einem einfachen Druckmittel zugleich beiße Ventile gesteuert werden.

■ Da z.B. bei einem fahrenden Milchenvpfong zur Abrechnung der aufgepumpten Milehmenge mit einem sog. Uinrechnungs faktor der von dem spezifischen Cevricht dor aufgepumpten Flüssigkeit abhängig ist, gearbeitet vird, ist es für einen möglichst günstigen Uinre.-chnungs faktor gewünscht, mit einem minircr.len Lufteinsc'hlag zu arbeiten: die Mi.Ich muss daher vor dem Messen möglichst entlüftet werden. Dazu ist bei einer Vorrichtung der vorbehandelten Art ein Luftabscheider vorzugsweise mit einem flachen kegelstumpfartig oder in der Art irgendeines Umdrehungskörpers ausgebildeten Oberteil und mit einem daran angeschlossenen umgekehrt kegelsturnpfarlig oder in der Art eines anderen Uradrehuugskörpers ausgebildeten Unterteil -grÖK.serer Höhe versehen, wobei der Flüssigkeitseinlass im Oberteil in eine im Abstand von der Innenwand des Oberteilee angeordnete und bezüglich der Form entsprechende Flüssigkeitsverbreitungswand mündet. Die einströmende Flüssigkeit wird dadurch plötzlich in ein weit grösseres Volumen gelangen, wodurch die Geschwindigkeit drastisch verringert wird undeine Expansion und teilweise Entweichung der mit der Flüssigkeit mitgeführten Luft erzielt wird. Durch die niedrigere Flüsfiigkeitsgesehwindigkeit ist benir/ruhigen Ilinunterströjnen entlang den Wänden den Unterteiles des Luftabscheider?, mehr Gelegenheit und Zeit für eine bessere Abscheidung -der im Flüssigkeitsfilm vorhandenen Luft vorhanden«

Zur Klarstellung der Erfindung wird nachstehend unter Hinweis auf die Zeichnung ein A-usführungsbeipp:*r;l beschrieben. Es zeigen darin:

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H-

Fiß. 1 schematisch einen Luftabscheider und eine Flüssigkeitsmessvorrichtung nach der Erfindung, und

Fig. 2 eine verbesserte Ausfuhrungsform eines Luftabscheiders.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Tank angegeben, wie dieser auf einem Bauernhof angeordnet sein kann Und der leergesaugt werden soll. Zu 2 ist eine Kupplung mit Absperrventil wiedergegeben, an die eine Ansaugleitung oder ein Schlauch 3 einer Pumpe h angeschlossen ist. Die Pressleitung 5 der Pumpe h mündet tangential in einen Luftabscheider 6. Am Deckel des Luftabscheiders sind eine Luftauslass 7 mit Absperrventil 8 und ein pneumatischen Betätigungsorgan mit eingebauter Feder 9 vorgesehen. Im Luftabscheider ist ein Schwimmer 10 angeordnet, der bei einem Mindestcpiegel 11 und einem Höchstspiegel 12 einen Schwimmerschalter 13 betätigt. Der Schwimmerschalter wird durch einen Dreiwegschalter 11+ gespeist; und ist mit einem Magnetventil 15 durchverbunden. Zu 16 erfolgt die Zuführung eines Druckmittels. Zur visuellen Kontrolle des Flüssigkeitnspiegels ist ein Wasserstandsglasrohr 17 vorgesehen. An den Boden des Flüssigkeitsabscheiders ist eine Flüssigkeitsableitung 18 zentrisch angeschlossen. In dieser Leitung ist ein registrierendes Durchflussir.engenmeter 19, ein Absperrventil 20 und ein Rückschlagventil 21 vorgesehen. Die Ableitung mündet in einen Tank 22. In den oberen Teil dieses Tanks 22 mündet auch der Luftauslass 7· Das Absperrventil 20 wird durch einen pneumatischen Zylinder 23 mit eingebauter Feder betätigt. Beide pneumatische Zylinder 9 und 23 werden über die Leitung 2h mit vom Stand des Magnetventils 15 abhängigem Druckmittel gespeist. Das Ganze kann mit Ausnahme des Tanks 1 und des Absperrventils 2 auf einem LKVi montiert und für einen sog. fahrenden Milchempfang eingerichtet sein, wobei periodisch Milch von verschiedenen Bauernhöfen gesammelt und bei einer Molkerei abgeliefert wird.

Bei der Milcheinnahme wird der Fahrer den Schlauch 3 an das Absperrventil 2 anschliessen, dieses öffnen und die Pumpe U in Betrieb setzen. Anfangs wird die Luft in den Leitungen 3 und 5 und nur wenig Milch verpumpt werden. Sobald die Flüssigkeit im Luftabscheider vom Spiegel 11 zum Spiegel 12 angestiegen ist, wird über den Schwimmerschalter 13 das Magnetventil 15 betätigt, wenn man annimmt dass, wie dargestellt, der Wahlschalter lU sich in der Stellung II befindet. Dadurch wird Pressluft aur; der Leitung 16 durch die Leitung 2h zu den beiden Betüf,ic;ijngs7,y.l:indern 9 und 23 gefördert. Der Betätigungszylincler 9 für dos Ventil 0 ist so eingestellt, dass, wenn kein Luftdruck

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zugelassen wird, das Absperrventil 8 unter dem Einfluss der Feder offen steht und durch die Luftdruckzufuhr geschlossen wird. Das Absperrventil 20 ist -unter der Wirkung der Feder im Betätigungszylinder normalerweise geschlossen, aber durch die Luftdruckzufuhr kann das Ventil 20 geöffnet werden. Die durch die Pumpe k verpumpte Luft wird ursprünglich über das Absperrventil 8 und durch die Leitung T frei in den Tank 22 entweichen können. Gegebenenfalls im Luftabscheider gebildeter Schaum wird dadurch im Tank 22 aufgefangen. Sobald das Absperrventil 8 geschlossen wird, erfolgt im Luftabscheider ein Druckaufbau. Anfangs kann der.Flüssigkeitsspiegel noch etwas steigen, bis der Druck so gross geworden ist, dass der Widerstand des Flüssigkeitsmengenmeters 19, des Absperrventils 20, das inzwischen also offen steht, und des Rückschlagventils 21, sowie der Druck der Flüssigkeit im Tank 22 überwunden werden, worauf die Flüssigkeit zum Durchfluss und das Mengenmeter 19 zur Registrierung gelangen wird. Wenn der Tank 1 praktisch leer ist, wird allmählich mehr Luft durch die Leistung 3 mitgesaugt und im Luftabscheider abgeschieden.

Dabei sinkt derFlussigkeitsspiegel auf den Spiegel 11, wodurch der Schwimmerschalter 13 die Stromzufuhr zur« Magnetventil 15 unterbrechen wird. Der Luftdruck in der Leitung 2h fällt dann weg, wodurch das Absperrventil 8 geöffnet und das Absperrventil 20 geschlossen wird. Der Druck im oberen Teil des Luftabscheiders fällt dadurch weg und die Luft kann frei durch die Leitung 7 abgeführt werden. Durch das Offnen des Absperrventils 8 verringert der Druck im Luftabscheider schnell, während das Absperrventil 20 geschlossen wird. Dadurch wird die Messung plötzlich beendet und wird eine genaue Messung der durchströmenden Menge erhalten, die nicht durch die Trägheit der Flüssigkeit bei Beendigung der Durchströmung beeinflusst wird. Sobald der Flüssigkeitsspiegel wieder auf den Spiegel 12 angestiegen ist, kann gegebenenfalls vorübergehend wieder eine Durchströmung über das Meter 19 erfolgen. Auch wird dank der Steuerung der Absperrventile durch einen Schwimmerschalter immer auf praktisch dem gleichen Spiegel im Luftabscheider geschaltet, während vermieden wird, dass um. das Ende der Messperiode herum infolge der Turbulenz in die Milch eingeschlagene Luft durch das Meter registriert werden würde. Der Höhenunterschied zwischen den Spiegeln 11 und 12 braucht abhängig von der gewünschten Genauigkeit

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nicht mehr als enige nun zu betragen.

Bemerkt wird, dass der Wählschalter 1U in der Stellung I unmittelbare Spannung ara Magnetventil 15 gemäss der Stellung des Schwimmerschalters beim Spiegel 12 gibt, während in der Stellung O gar keine Spannung durch den Wahlschalter durchgeführt wird, wodurch die Stellung des Magnetventils der Stellung bei einer Schaltung beim Spiegel 11 mit Wahlschalter in der Stellung II entspricht. Die Stellungen I und 0 ermöglichen es, unabhängig vom tatsächlichen Flüssigkeitsspiegel die beiden Absperrventile 8 und 20 z.B. für Reinigungszwecke zu betätigen.

Selbstverständlich eignet sich die wiedergegebene Vorrichtung nicht nur zum Aufsaugen und Messen sowie zum Entlüften von Milch, sondern auch von anderen Flüssigkeiten, von denen mit möglichst guter Abscheidung von Luft oder einem anderen Gas die durchströmenden Mengen genau gemessen werden sollen, wie Blut, Galle, Plasma oder andere Flüssigkeiten.

In Fig. ?- ist ein Variantluftabscheider der in Fig. 1 dargestellten Art wiedergegeben, übereinstimmende Teile sind mit denselben Positionen angegeben. Der wiedergegebene Luftabscheider umfasst einen Oberteil 25> der kegelstumpfartig ausgebildet ist und in den der Milchzufluss 5 einmündet. An diesen Oberteil ist ein umgekehrt kegelstumpfartiger Teil grösfierer Höhe 26 angeschlossen. Darunter befindet sich ein zylindrischer Teil 27 mit Schwimmerschalter 13. Die beiden" Flüssigkeitsspiegel 11 und 12, bei denen der Schwimmerschalter wirksam wird, sind auch angegeben. Im Oberteil 25 ist im Abstand an der Wandinnenseite und eine bezüglich der Form entsprechende Zwischen- oder Verbreitungswand 28 vorgesehen. Die augeführte Milch wird an der Oberseite über den Umfang dieser Platte verteilt, strömt darüber herab nach aussen hin und dann entJanp der Innenwand des Unterteiles 26 nach unten. Die durch die Leitung 5 zugeführte Milch oder andere Flüssigkeit tritt mit ziemlich grosser Geschwindigkeit aus der Leitung 5 aus, aber verbreitet sich regelmässig über die Platte und fliesst durch einen Spalt zwischen dieser Platte und der Wand hinunter. Durch die grosse Oberfläche, über die sich die Flüssigkeit verbreitet, tritt einerseits eine Expansion der aus dein Zuflussrohr austretenden Flüssigkeit auf, wodurch schon ein teilweises Entweichen der mit dem Mittel iiiitgerisüen^erl Luft erhalten wird, während andererseits durch die

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eine drastische Verringerung der Flüssigkeitsgeschvindigkeit auftritt, wodurch beim ruhigen Herabströmen über die Wand ausreichende Gelegenheit gegeben ist, noch in der Flüssigkeit vorhandene Luft abzuscheiden, ehe die Flüssigkeif in den verengten Teil 27 gelangt. Es hat sich herausgestellt, dass mit dem beschriebenen Luftabscheider ein noch besserer Umrechnungsfaktor erzielbar ist, vie dieser durch die Menge eingeschlagener Luft und folglich durch das spezifische Gewicht der verpumpten, entlüfteten und gemessenen Flüssigkeit bestimmt wird.

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Claims

ANSPRUECHE

1. Vorrichtung zum Entlüften und Messen einer zu verpumpender' Flüssigkeit, Versehen mit einem Luftabscheider r,iit einer Zuleitung für die verpumpte Flüssigkeit, einer Ableitung für abgeschiedene Luft, einem Indikator für den Flüssigkeitsspiegel im Luftabscheider und einer Ableitung für die entlüftete Flüssigkeit mit einem Durchflussmengenmeter, wahrend Mittel vorgesehen sind, die Durchstromung und den Abfluss von Flüssigkeit und abgeschiedener Luft zu steuern, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Ableitung für die entlüftete Flüssigkeit als auch der Luftauslass mit einem Absperrventil versehen sind, wobei der Spiegelindikator einen Schwimmer und einen dadurch betätigten Zweiwegschalter umfasst, und der Schalter mit einem Steuerorgan für die Absperrventile verbunden ist, während sich bei üinem Mindestflüssigkeitsspiegel im Luftabscheider das Absperrventil in der Flüssigkeitsableitung in einer geschlossenen Stellung und das Absperrventil ^A.m Luftauslass in der offenen Stellung und bei einem Hochstflussigkeitsspiegel im Luftabscheider das Absperrventil in der Flüssigkeitsableitung in der offenen Stellung und das Absperrventil, im Luftauslass in der geschlossenen Stellung befindet, und wobei das Absperrventil in der Flüssigkeitsleitung in Durchströmrichtung am Durcu "*luii»mengenmeter vorbei angeordnet ist.

2. Von 'chtung nach Anspruch 1, iadur-'Ji gekennzeichnet, dass die Absperrventile in der Flüssigkeit! afc.Leituig und im Luftauslas.' mit Vorspannmitttln versehen sind, die tines der Absperrventile in die geschlissene Stellung und das ander»» Absperrventil in die geöffnete Stellung drängen.

3. Luftabscheider, insbesondere für eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass tvc Luf**bfoheider einen flachen kegelstumpfartig oaer in der Art eines anderen Umdrehungskörpers aus—gebildeten Oberteil und eine:n daran angeseh. .*ssenen umgekehrt kegelstumpfartig oder in der Art eines anderen Umdrerunfikörper ausgebildeten Unterteil grösserer Höhe umfasst, wobei der F_üs« eigkeitseinlass im Oberteil in eine im Abstand von der Innenwand des Oberteiles angeordnete und bezüglich" der Form entsprechende Flüssigkeit s Verbreitung ami mündet.

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