DE2520705C3 - Vorrichtung zur Entnahme von gasführenden und elektrisch leitfähigen Flüssigkeiten, insbesondere Bier - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entnahme von gasführenden und elektrisch leitfähigen Flüssigkeiten, insbesondere Bier, aus mehreren Behältern gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Durch die deutsche Offenlegungssehrift 21 45432 ist ^b0 eine Einrichtung zur Entnahme von Bier oder anderen gasführenden Flüssigkeiten aus Behältern bekannt, mit einer über mindestens zwei Schläuche an die Behälter anschließbaren, jeweils mindestens einen der Behälter mit einer Ausgangsleitung verbindenden Umschaltvor- ¹^ richtung und Schwimmerschaltern, in Abhängigkeit von deren Stellung die Umschaltvorrichtung betätigbar ist, wobei der Schwimmer ein spezifisches Gewicht von 85% bis 95%, vorzugsweise 90% des Mediums aufweist. Derartige, in einem Rohrstück zwischen dem Anschluß eines Behälters und dem Schlauch eingebaute Schwimmerschalter sind zwar in der Lage, das Ende der Tankentleerung an die Umschaltvorrichtung zu melden, es ist jedoch die Aufgabe der Umschaltvorrichtung, in Abhängigkeit von eingegebenen Befehlen dafür zu sorgen, daß der Schlauch von der Entleerungspumpe leergepumpt oder zum Anschluß an einen nächsten Tank gefüllt bleiben soll. In dieser Notwendigkeit, z. B. durch Betätigung eines Schalters erst bestimmen zu müssen, wie der vom Schwimmerschalter am Schlauchende kommende Befehl zu bewerten ist, liegt eine mögliche Unsicherheit und Komplizierung und damit ein Nachteil der bekannten Einrichtung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, wo alleine und direkt durch den am Schlauchende vorhandenen Flüssigkeitsschalter bestimmbar ist, ob der Schlauch entleert oder mit Flüssigkeit gefüllt bleiben soll, ohne daß hierfür an der Umsehailvorrichtung durch Betätigen eines Schalters bestimmte Befehle eingegeben werden müssen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird von der vorstehend beschriebenen bekannten Vorrichtung zur Entnahme von gasführenden und elektrisch leitfähigen Flüssigkeiten, insbesondere Bier, aus mehreren Behältern mit mindestens zwei Entnahmeeinheiten ausgegangen, wobei eine Entnahmeeinheit besteht aus einem Zulaufschlauch an dessen freien, mit dem Behälter zu verbindenden Schiauchende ein erster Flüssigkeitsschalter angeordnet und dessen anderes Ende mit dem Zulaufanschluß einer Schaulaterne verbunden ist, und aus einer Schaulaterne mit einem zweiten Flüssigkeitsschalter und mit sich von der Schaulaterne nach unten erstreckenden Zu- und Ablaufanschlüssen, mit einer Ablaufleitung, die über ein steuerbares Ventil mit der Ausgangsleitung verbunden ist und mit einer Steuervorrichtung, die entsprechend der Betätigung durch die Flüssigkeitsschalter mindestens einen Behälter mit der Ausgangsleitung verbindet und den jeweiligen Entnahmevorgang bei noch gefülltem oder bei schon entleertem Schlauch unterbricht. Die Erfindung besteht darin, daß der erste Flüssigkeitsschalter eine einteilige Kontaktsonde und der zweite Flüssigkeitsschalter eine ein- oder zweiteilige Kontaktsonde zur laufenden Messung der Leitfähigkeit der Flüssigkeit zwischen den beiden Kontaktsonden durch den elektrisch isolierenden Schlauch hindurch umfaßt, und die Steuervorrichtung den Entnahmevorgang bei senkrecht nach unten gerichteter Orientierung der einteiligen Kontaktsonde bei noch gefülltem Schlauch und bei entgegengesetzter, senkrecht nach oben gerichteter Orientierung bei schon entleertem Schlauch unterbricht, wobei als erster Flüssigkeitsschalter ein an sich bekannter 90°-Rohroder Tankauslaufbogen am freien Schlauchende befestigt ist, auf dessen äußerem Umfang ein auf einem Bogenende zentrisch und senkrecht stehender Rohrstutzen (Warze) vorhanden ist, in den die einteilige Kontaktsonde in die Rohrmitte hineinragend, eingeschraubt ist,

Vorzugsweise ist zwischen dem Tankauslaufbogen und dem Schlauch zur Erzielung eines horizontalen Schlauchabganges ein sowohl gegenüber dem Schlauch als auch gegenüber dem Tankauslaufbogen jeweils flüssigkeitsdicht drehbarer zweiter 90°-Rohrbogen angeordnet.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben. Es zeigt

F i g. 1 eine dreiteilige Anlage zur Entnahme von Bier aus drei Lagertanks und

F i g, 2 einen viertelkreisförmigen 90°-Rohrbogen mit Kontaktsonde.

In Fi g. 1 ist schematisch eine Anlage zur Entnahme von gasführenden Flüssigkeiten, insbesondere Bier, aus drei Lagertanks 10, 20, 30 wiedergegeben. Jeder Lagertank 10, 20, 30 ist mit einem Schlauch 11, 21, 31, der aus einem elektrisch isolierenden Material besteht, über Schaulaternen 12,22,32, Ableitungen 16,26,36 und automatisch betätigbaren Ventilen 13, 23, 33 mit einer Sammelleitung 40 verbunden. Jede Schaulaterne 12, 22, 32 besitzt Entlüftungsventile 14,24,34 und Kontaktsonden 15,25,35. Ferner ist an jedem mit einem Lagertank 10, 20,30 zu verbindenden Ende des Schlauches 11, 21, '5 31 in einem viertelkreisförmigen 90°-Rohrbogen 17,27, 37 eine Kontaktsonde 18, 28,38 angeordnet. Sämtliche Kontakläonden 18,28,38; 15,25,35 sind über Leitungen 51, 52, 53; 54, 55, 56 mit einer Steuervorrichtung 50 verbunden, die ihrerseits die automatischen Ventile 13, 23,33 irr der Weise steuert, daß entweder immer nur ein Ventil oder bei einem Verschnitt abwechse-id je ein Ventil oder mehrere Ventile geöffnet ist bzw. sind.

Vor Beginn des eigentlichen Abfüllvorganges muß aus dem ganzen System bestehend aus den Schläuchen 11,21,31, den Schaulaternen 12,22,32, den Ableitungen 16, 26, 36 und der Sammelleitung 40 die Luft entfernt und das System mit der abzufüllenden, in den Tanks 10, 20, 30 befindlichen gasführenden Flüssigkeit, z. B. Bier, aufgefüllt werden. Dies erfolgt im wesentlichen dadurch, μ daß das System durch die Entlüftungsventile 14, 24, 34 entlüftet wird und durch öffnen der Tankventile 19,29, 39 mit der abzufüllenden Flüssigkeit befüllt wird. Danach ist das System zum Abfüllen bereit. Hierzu wird z. B. das Tankventil 19 geöffnet und das Bier fließt aus dem Tank 10 zu einer in F i g. 1 nicht dargestellten Abfüllanlage.

Es besteht bekanntlich nun der Wunsch, die Bierentnahme aus dem Tank 10 dann zu unterbrechen, wenn der Tnk 10 praktisch geleert ist, der Schlauch 11 to jedoch noch gefüllt ist. Gelingt dies, so ist es möglich, den Schlauch 11 sofort an einen in Fig. I nicht dargestellten vierten Tank anzuschließen.

Es ist bekannt, daß am Ende der Entleerung von Tank 10 Gasblasen in der Restflüssigkeit auftreten, die eine « Änderung eier Leitfähigkeit der Flüssigkeit hervorrufen. Diese Leitfähigkeitsveränderung wird durch die am Schlauchende angebrachten einteiligen Kontaktsonden 18, 28, 38 erfaßt. Die Kontaktsonde 18 (28, 38) wird deshalb als einteilig bezeichnet, weil sie nur aus einem Kontaktstück 181 besteht, wie dies in F i g. 2 dargestellt ist. Währeud des Abfüllvorganges wird laufend die Leitfähigkeit der elektrisch leitenden Flüssigkeit zwischen der Kontaktsonde 18 und der Sonde 15 durch den elektrisch isolierenden Schlauch II hindurch überwacht und gemessen.

Die Sonde 15 (25, 35) in der Schaulaterne 12 (22, 32) ist gleichfalls eine einteilige Kontaktsonde. Es besieht aber auch die Möglichkeit, daß die Sonde 15 (25, 35) in der Schaulaterne 12 (22, 32) aus zwei Kontaktstücken w besteht, so daß es nicht nur möglich ist, in Verbindung mit der einteiligen Kontaktsonde 18 (28,38) durch den Schlauch 11 (21, 31) hindurch die Leitfähigkeit der abzufüllenden Flüssigkeit in dem Schlauch, sondern auch die Leitfähigkeit der Flüssigkeit in der Schaulater- ^h"> ne 12 (22,32) zu überwachen. Diese zweite Möglichkeit hat den Vorteil, daß dur^h eine zusätzliche Überwachung der Leitfähigkeit dnr Flüssigkeit in der Schaulaterne 32 das Ventil 33 mit großer Sicherheit rechtzeitig geschlossen wird, bevor die Schaulaterne 32 zu leer gezogen ist.

Die Kontaktsonden 18, 28, 38 sind, wie nachfolgend noch im einzelnen beschrieben wird, in einem viertelkreisförmigen 90°-Rohr- bzw, Tankauslaufbogen 17, 27,37 angeordnet. Der Tankauslaufbogen 17, 27, 37 ist um den horizontal liegenden Tankauslaufstutzen drehbar und in denjenigen beiden Stellungen flüssigkeitsdicht feststellbar, in denen die Kontaktsonde 18,28, 3-8 senkrecht nach unten oder senkrecht nach oben orientiert ist.

Ist der viertelkreisförmige 90°-Rohrbogen nach oben gerichtet und somit auch die Kontaktsonde 38 nach oben orientiert, so schaltet die Sonde erst, wenn der Schlauch praktisch leer gezogen ist und das Absperrventil durch die in der Schaulaterne angeordnete Kontaktsonde geschlossen wird. Dieser Fall ist im unteren Teil der Fig. I in bezug auf Tank 30 veranschaulicht. Hier ist der 90°-Rohrbogen 37 und damit die Kontaktsonde 38 nach oben orientiert. In diesem Falle bleibt die Kontaktsonde 38 von der abzufüllenden Flüssigkeit umspült. Die elektrische Verbindung zwischen den Sonden 38 und 35 wird erst dann unterbrochen, wenn auch die Kontaktsonde 35 in der Schaulaterne 32 frei von der abzufüllenden Flüssigkeit ist. Das Ventil 33 wird erst durch ein Ansprechen der Kontaktsonde 35 in der Schaulaterne 32 geschlossen, wobei der Schlauch 31 geleert ist. Diese Schaltung wird beispielsweise am Ende des Abfüllvorganges beim letzten Tank gewünscht.

1st hingegen der 90°-Rohrbogen bzw. Tankauslaufbogen 17, 27 und damit die Kontaktsonde 18, 28 nach unten orientiert, wie dies beispielsweise in Fig. I bei den Lagertanks 10 und 20 veranschaulicht ist, so sprechen die Kontaktsonden 18,28 bereits am Ende des Entleerungsvorganges an, wenn die Schläuche 11, 21 praktisch noch mit Flüssigkeil gefüllt sind. Steht nämlich die Kontaktsonde 18 bzw. 28 im Tankauslaufbogen 17 bzw. 27 nach unten, so wird die Kontaktsonde 18 bzw. 28 von Gasdruck in den Tanks sofort freigeblasen. Hierdurch wird die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktsonden 15 und 18 bzw. 25 und 28 sofort unterbrochen. Dies bedingt jedoch einen geringen Gasüberdruck in den Tanks, der z. B. beim Abfüilen von Bier ein Kohlensäureüberdruck sein kann. Derselbe Effekt wird aber auch erreicht, wenn die zu entleerenden Tanks höher angeordnet werden als die Schaulaterne. Die Schläuche 11 oder 21 können sodann von dem leergezogenen Tank 10 oder 20 abgenommen und an einen weiteren in F i g. 1 nicht gezeigten, zu entleerenden Tank angesetzt werden. Es ist somit auf sehr einfache. Art, nämlich lediglich durch Umorientierung der am Schlauchende angebrachten Kontaktsonde 18, 28,38 möglich, zu bestimmen, ob der Schlauch prakiisch am Ende einer Tankentleerung noch mit Bier bzw. mit Flüssigkeit gefüllt oder entleert sein soll.

Zum besseren Verständnis der Vorgänge im Bereich der Kontaktsonde :i 18, 28, 38 in bezug auf ihre beiden Orientierungen sollen die im Schlauch 11, 21, 31 sich abspielenden hydraulischen Vorgänge im einzelnen genauer betrachtet werden.

Bei einer Beschleunigung der im Schlauch 11, 21 enthaltenen Flüssigkeit durch den im Tank 10, 20 herrschenden Gasuiserdruck, muß eine geschlossene Druckangriffsfläche der Flüssigkeit gegeben sein. Diese Forderung ist immer erfüllt, solange der Flüssigkeitsspiegel sich noch im Tank 10, 20 befindet. Sind die

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Kontaktsonden 18, 28 und damit auch die Tankauslaufbogen 17, 27 nach unten orientiert, so bleibt die geschlossene Druckangriffsfläche der Flüssigkeit auch im Tankauslaufbogen 17, 27 infolge der unter dem Einfluß der Schwerkraft nachfließenden Flüssigkeit erhalten, mit der Wirkung, daO der elektrische Kontakt der Kontaktsonde 18, 28 mit der sich fortbewegenden Flüssigkeit plötzlich abreißt.

Anders verläuft hingegen der Entleerungsvorgang, wenn die Kontaktsunde 38 und damit der Tankauslauf- |₀ bogen 37 nach oben orientiert ist. In diesem Falle ist die geschlossene Flüssigkeitsfläche als [Druckangriffsfläche nur bis zur Oberkante des Auslaufrohrstutzen gegeben. Bei Unterschreiten dieser Füllstandsgrenzmarke ist für die weitere Entleerung des Schlauches 31 nicht mehr, wie oben beschrieben, auch im Schlauch 31 eine geschlossene Druckangriffsfläche vorhanden, da die restliche t-iUssigkeit nicht mehr unter dem tinllub der Schwerkraft nachlaufen kann. Vielmehr erfolgt unter dem Einfluß der Schwerkraft ein Rückfluß der Flüssigkeit aus dem Schlauch 31 in den Tank 30 hinein. Diese sich neu ausbildende Strömlingsrichtung wirkt der Strömungsrichtung des Druckgases entgegen, wobei die laminare Strömung der Flüssigkeit in der Grenzfläche gestört wird und Turbulenzen auftreten. Dns turbulente Verhalten der Flüssigkeit führt zur Bildung von Schaum, der nach kurzer Zeit Hen gesamten Schlauch 31 bis zur Schaulaterne 32 füllt. In diesem Falle wird die Leitfähigkeit des im Schlauch 31 vorhandenen Mediums, nämlich Schaum, gegenüber der Flüssigkeitsleitfähigkeit verschlechtert, aber sie sinkt nicht plötzlich auf den Wert Null, wie dieses bei einer nach unten gerichteten Orientierung von Kontaktsondc 18, 28 und Tankauslaufbogen 17, 27. wie vorstehend bereits beschrieben, der Fall ist. Die gemessenen unterschiedlichen Leitfähigkeiten bei den verschiedenen Orientierungen der Kontaktsonden werden durch die Steuervorrichtung 50 ausgewertet.

In Fig. 2 ist der viertelkreisförmige 90°-Rohr- oder Tankauslaufbogen 17 teilweise im Schnitt genauer dargestellt. DerTankauslaufbogen 17 besteht aus einem viertelkreisförmigen 90°-Rohrbogen 170, auf dessen äußerem Umfang ein auf dem einen Bogencnde senkrecht stehender Rohrstutzen oder eine Warze 172 vorhanden ist. Die Mittelachse der Warze 172 tritt also sekantenartig in den viertelkreisförmigen 90'-Rohrbogen 170 von dessen äußerem Umfang her ein und steht auf dem Bogencnde 171 zentrisch und senkrecht. In die Warze 172 ist eine Konlaktsonde 18 eingeschraubt, deren Kontaktende 181 entsprechend der oben beschriebenen Anordnung der Warze 17? in die Mitte des Tankauslaufbogens 170 hineinragt. Um unabhängig davon, wir der Tankauslaufbogen 17 orientiert ist, immer einen horizontalen Abgang des Schlauches zu erreichen, ist am Bogenende 171 des Tankauslaufbogens 17 ein weiterer viertelkreisförmiger 90° -Rohrbogen 17a, 27a, 37a vorgesehen, so daß sich die Richtungsänderungen beider Rohrbogen 17, 17a; 27, 27a; 37, 37gogenseitig aufheben.

Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf ein bestimmtes Ausführungsbeispiel beschrieben, jedoch können selbstverständlich durchaus noch eine Reihe von Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung überschritten wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Entnahme von gasführenden und elektrisch leitfähigen Flüssigkeiten, insbesondere Bier, aus mehreren Behältern mit mindestens zwei Entnahmeeinheiten, wobei eine Entnahmeeinheit besteht aus einem Zulaufschlauch, an dessen freien, mit dem Behälter zu verbindenden Schlauchende ein erster Flüssigkeitsschalter angeordnet und dessen anderes Ende mit dem Zulaufanschluß einer Schaulaterne verbunden ist, und aus einer Schaulaterne mit einem zweiten Flüssigkeitsschalter und mit sich von der Schaulaterne nach unten erstreckenden Zu- und Ablaufanschlüssen, mit einer Ablaufleitung, die über ein steuerbares Ventil mit der Ausgangsleitung verbunden ist, und mit einer Steuervorrichtung, die entsprechend der Betätigung durch die Flüssigkeitsschalter mindestens einen Behälter mit der Ausgangsleitung verbindet und den jeweiligen Entnahmevnrgang bei noch gefülltem oder bei schon ^M entieertem Schlauch unterbricht, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Flüssigkeitsschalter eine einteilige Kontaktsonde (18,28,38) und der zweite Flüssigkeitsschalter eine ein- oder zweiteilige Kontaktsonde (15, 25, 35) zur laufenden Messung der Leitfähigkeit der Flüssigkeit zwischen den beiden Kontaktsonden (15, 18; 25, 28; 35,38) durch den elektrisch isolierenden Schlauch (11, 21, 31) hindurch umfaßt, und die Steuervorrichtung (50) den Entnahmevorgang bei senkrecht nach unten gerich- ^w teter Orientierung der einteiligen Kontaktsonde (18, 28) bei noch gefüllten? Schla^-h (11, 21) und bei entgegengesetzter, senkrecht nach oben gerichteter Orientierung der Kontakisond- (38) bei schon entleertem Schlauch (31) unterbricht, wobei als erster Flüssigkeitsschalter ein an sich bekannter 90°- Rohr- bzw. Tankauslaufbogen (170, 17, 27, 37) am freien Schlauchende befestigt ist, auf dessen äußerem Umfang ein auf einem Bogenende (171) zentrisch und senkrecht stehender Rohrstutzen ^A0 (Warze) (172) vorhanden ist, in den die einteilige Kontaktsonde (18, 28, 38) in die Rohrmitte hineinragend, eingeschraubt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Tankauslaufbogen (17, 27, 37) und dem Schlauch (U, 21, 31) zur Erzielung eines horizontalen Schlauchabganges ein sowohl gegenüber dem Tankauslaufbogen (17, 27, 37) als auch gegenüber dem Schlauch (U, 21, 31) jeweils flüssigkeitsdicht drehbarer zweiter 90°-Rohrbogen ^Μ (I7a,27a,37ajangcordnet ist.