DE3440310A1

DE3440310A1 - Verfahren und vorrichtung zur uebernahme von milch

Info

Publication number: DE3440310A1
Application number: DE19843440310
Authority: DE
Inventors: Reinhold Ing.(grad.) 4780 Lippstadt Helmig
Original assignee: Tuchenhagen GmbH
Current assignee: Glaeser Joachim Dipl-Ing 22767 Hamburg De
Priority date: 1984-11-05
Filing date: 1984-11-05
Publication date: 1986-08-21
Also published as: DE3440310C2

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Übernahme von Milch

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Übernahme" von Milch gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 5.

Bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen dieser Art (DE-PS 11 93 379) befindet sich im Luftabscheiderbehälter ein Schwimmer, der über ein Gestänge ein Entlüftungsventil betätigt, durch das das Innere des Luftabscheiderbehälters mit der Umgebung verbindbar bzw. zur Umgebung hin abschließbar ist. Üblicherweise betätigt der Schwimmer ferner über das Gestänge eine Anzeigevorrichtung, mit deren Hilfe eine Bedienungsperson feststellen kann, ob sich der Milchspiegel im Luftabscheiderbehälter innerhalb eines vorgeschriebenen Eichbereiches befindet. Die Höhe des Eichbereiches beträgt - 10 mm oder - 7,5 mm oder - 5 mm, je nach Eichvorschriften verschiedener Länder. In diesem Zusammenhang schreiben die Eichordnungen ferner vor, daß in Höhe des Eichbereiches des Luftabscheiderbehälters eine Füllmengenänderung von 1% der kleinsten Annahmemenge, für die die Übernahmevorrichtung zugelassen ist, eine Änderung der Niveauhöhe des Milchspiegels¹ von mindestens 10 mm oder 7,5 mm oder 5 mm entsprechen jeweils den obigen Vorgaben zur Folge hat. Dies macht es erforderlich, dem Luftabscheiderbehälter in Höhe des Eichbereiches einen stark verringerten lichten Querschnitt vorzugeben, der bei z.B. einer

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Annahmemindestmenge von 101/min je nach den obigen Vorgaben 100cm³ oder 75cm³ oder 50cm³ beträgt.

Derartige Querschnittsverringerungen im Eichbereich, die durch Einschnürung des iTüf tabscheiderbehälters oder durch Einsetzen eines'Verdrängungskörpers herbeigeführt werden ■ können, erhöht die Herstellungskosten für den Luftabscheidebehälter und verringert den Luftabscheide-Wirkungsgrad.

Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, ein einfaches und zuverlässiges Verfahren und eine vereinfachte Vorrichtung zu schaffen, die eine erhöhte Meßgenauigkeit jeweils übernommener Milchmengen bei zugleich höherem Luftabscheide-Wirkungsgrad erbringen.

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Diese Aufgabe löst das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 5. Hinsichtlich weiterer Ausgestaltungen wird auf die Ansprüche 2 bis 4 und 6 bis 10 verwiesen.

Verfahren und Vorrichtung nach der Erfindung erbringen ohne oder mit wesentlich schwächerer Verringerung des lichten Strömungsquerschnitts des Luftabscheiderbehälters im Eich-5 bereich die bisher von den Eichordnungen geforderte

Meß- und Anzeigegenauigkeit erheblich übersteigende Werte, wobei infolge des Fortfalls oder der Herabsetzung von Anstiegen der Stormungsgeschwindigkeit im Eichbereich der Luftabscheide-Wirkungsgrad bedeutend verbesser ist. Insbesondere aber kann zu jedem Zeitpunkt zwischen Anfang und Ende des Milchüberganges in Abhängigkeit von jeweiligen Niveauständen des Milchspiegels· der Milchübernahmevorgang in vielfältiqer Weise gesteuert werden, z.B. durch Änderung der Förderleistung der Stsrpe in Abhängigkeit vdh jeweiligen Niveauhöhen des Milchspiegels. Von ganz besonderer Bedeutung ist dabei die Möglichkeit zur Ermittlung und Ausgabe eines Steuersignals

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für die Korrektur des VolumenmeBwerte^des Meßgerätes um eine dem Volumen aus der Höhendifferenz zwi^cifgir-dem—Milchspiegel vor Beginn und nach Abschluß eines Übernahmevorganges entsprechenden. Korrekturwert, womit erstmals die Möglichkeit eröffnet wird, Meßfehler aus Niveaudifferenzen zu eliminieren. Gleichzeitig entfällt die zwingende Notwendigkeit zur Einrichtung eines genau definierten Eichbereiches.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der, zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung näher veranschaulicht sind.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Aufrißdarstellung einer Übernahmevorrichtung nach der Erfindung in einer ersten Ausführungsform, und Fig. 2 eine Darstellung ähnlich Fig. 1 einer zweiten Ausführung einer erfindungsgemäße Übernahmevorrichtung.

Die in Fig. 1 veranschaulichte Vorrichtung zur Übernahme von Milch aus einem Bereitstellungsbehälter, z.B. einem nicht dargestellten Hofbehälter, in einen Milchsammelbehälter, z.B. den nicht dargestellten Sammeltank eines Milchsammeifahrzeugs, umfaßt eine selbstansaugende Förderpumpe 1, einen Luftabscheidebehälter 2,~ein Meßgerät 3, insbesondere einen Durchlaufzähler, zur Messung der Menge bzw. des Volumens der während eines Übernahmevorganges übernommenen Milch und eine aus mehreren Teilen bzw. Abschnitten 4,5,6,7 bestehende Übernahmeleitung 8. Der Teil 4 der Übernahmeleitung kann beispielsweise als flexibler Tauchrüssel ausgebildet sein, der in den Bereitstellungsbehälter zur Milchabsaugung eingeführt wird. Der Teil 7 mündet hinter dem darin angeordneten Rückschlagventil 7¹ in einen Sammelbehälter.

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LnachgereichH

. 3.4=4 O j 1 O

Der Luftab^cheAdebeTiälter 2 weist im Bereich eines Deckels ^eHrTCntiüftungsventil JO auf, das durch einen Stellantrieb 11, z.B. einen Elektromagneten, einen Stellmotor-OAt^dgl., betätigbar ist und in seiner ~Schldbeßist:ellüag den Innenraum ~äes~ Luftabscheidebehälters 2 von der Umgebung abschließt und in Offenstellungen diesen mehr oder weniger mit der Umgebung verbindet.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Pumpe 1 in Strömungsrichtung vor dem Luftabscheidebehälter 2 und der Luftabscheidebehälter 2 vor dem Meßgerät 3 in die-Über— nahmeleitung 8 eingeschaltet. Dementsprechend herrscht im Luftabscheidebehälter 2 im Übernahmebetrieb Überdruck.

Die Pumpe 1 kann jedoch auch an jeder sonst geeigneten Stelle der Übernahmeleitung 8 Anordnung finden, z.B. derart, daß im Übernahmebetrieb im Luftabscheiderbehälter Unterdruck herrscht. Anstelle einer einzigen Pumpe 1 können ggf. auch _s zwei oder mehr Pumpen vorgesehen sein, z.B. zusätzlich zur Pumpe 1 eine Vakuumpumpe zur Erzeugung eines Vakuums im Luftabscheiderbehälter.

Im Luftabscheiderbehälter befindet sich ein mit hoher Auflösung, z.B. entsprechend einer Reproduzierbarkeit von besser als 0,01 mm, arbeitendes Wegaufnahmegerät 12, dessen Ausgang 13 mit dem Eingang einer Multifunktions-Auswerteschaltung 14 (Fig. 1)bzw. 15 (Fig. 2) verbunden ist.

Die Auswerteschaltung 14 umfaßt beispielsweise eine Logik für Impulsbreite, einen Quarzoszillator 17, einen Analogschalter 18, einen Filter 19, eine Zählerkette 20, ein Latch 21, einen Treiber 22, einen Komperator 23 und einen Pegelumsetzer 24. Die Auswerteschaltung 14 weist drei Ausgänge für die Ausgabe von Steuersignalen auf, von denen der Ausgang 25 mit einem Relais 26 zur Betätigung eines Stromkreises 27 für den Stellantrieb 11 verbunden ist. An den Ausgang 28 ist beispielsweise eine digitale Niveauanzeige

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und an—dej^ Ausgang 30 eine analoge Niveauanzeige 31 angeschlossen.

Das Wegaufnahmegerät 12 umfaßt in einer bevorzugten Ausbildung einen koaxial im Luftabscheidebehälter 2 angeordneten und sich vertikal annähernd über die lichte Behälterhöhe erstreckenden Meßstab 32 mit einem in einem Schutzrohr angeordneten Wellenleiter für Ultraschallimpulse, der von einem außerhalb des Luftabscheidebehälters 2 ang*eordenten Geberkopf 33 ausgeht. Ferner umfaßt das Wegaufnahmegerät 12 einen Positionskopf 34, der einen in einem Ringschwimmer 35 untergebrachten ringförmigen, den Meßstab 32 umgreifenden Permanentmagneten 36 aufweist. Der Positions-.--■"' kopf 34 ist mit ausreichendem Spiel entlang dem Meßstab auf und ab beweglich, und zwar in Abhängigkeit vom Milchspiegel im Luftabscheidebehälter2,dessen Abschaltniveau bei 37 angedeutet ist.

Zur Vorbereitung eines Milchübernahmevorganges wird der Teil 4 der Übernahmeleitung in einen Bereitstellungsbehälter eingeführt. Nach Überprüfung, daß das Anzeige- und Druckwerk 3¹ des Meßgerätes 3 ordnungsgemäß auf 0 zurückgestellt ist, wird die Förderpumpe 1 eingeschaltet und Milch aus dem Bereitstellungsbehälter in den oberen Bereich des Luftabscheide-behälters 2 hineingefördert. Dabei steigt der Milchspiegel z.B. aus dem Bereich der Niveauhöhe 3 7 nach oben hin an, wodurch bei geschlossenem Entlüftungsventil sich ein Druck im Luftabscheidebehälter aufbaut, dessen Maximalwert durch die Pumpe 1 bestimmt wird. Mit Beginn des Druckanstieges beginnt eine Förderung von Milch aus dem Luftabscheidebehälter 2 durch den Leitungsteil 6 und den Durchlaufzähler 3 in den Sammelbehälter. Bei Durchlaufen des Luftabscheidebehälters 2 wird der Milch eine infolge der Querschnittsvergrößerung stark herabgesetzte Sinkgeschwindigkeit vorgegeben, die^eringer ist als die Steiggeschwindigkeit von Gasbläschen in der Milch, so daß die Milch bei Durchlaufen des Luftabscheidebehälters 2 entgast wird. Abgeschiedene

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Luftblasen vereinigen sich mit dem zusammengepreßten Luftpolster im Deckelbereich~3es" LjafjtafesSheidebehälters 2. Wird gegen Ende eines Übernahmevorganges vom Leitungsteil 4 zunächst ein Gemisch von Luft und Milch und schließlich nur noch Luft angesaugt, so sinkt der Milchspiegel ab und erreicht schließlich die Niveauhöhe 37.

Bei der Niveauhöhe 37 für den Milchspiegel mißt das Wegauf-„ nahmegerät 12 einen Abstand des Positionskopfes 34 von einem vorgegebenen Nullpunkt, und das Wegaufnahmegerät gibt bei 13 ein entsprechendes Meßsignal an die Auswerteschaltung 14 ab, die aufgrund einer entsprechenden Sollwertvorgabe bzw. aufgrund einer entsprechenden Programmierung an ihrem Ausgang 25 einen Steuerbefehl für das Relais 26 ausgibt, das den Kreis 27 schließt und über den elektrischen Stellantrieb 11 das Entlüftungsventil 10 voll öffnet.

Da das Wegaufnahmegerät 12 fortlaufend über den Positionskopf 34 den Niveaustand des Milchspiegels im Luftabscheidebe- hälter 2 ermittelt und entsprechende Meßsignale an die Auswerteschaltung 14 abgibt, kann letztere auch durch eine entsprechende Programmvorgabe dazu herangezogen werden, schon bei Annäherung des absinkenden Milchspiegels an die Niveauhöhe 37 einen Steuerbefehl am Ausgang 25 auszugeben, durch den das Entlüftungsventil 10 zur Herabsetzung der pro Zeiteinheit aus dem Luftabscheidebehalter 2 herausgeförderten Milchmenge teilweise geöffnet und dadurch der Förderdruck im Behälter herabgesetzt wird. ~

In ähnlicher Weise kann auch zu Begrinn des Milchübernahmevorganges eine Steuerung erfolgen, z.B. in der Weise, daß die Förderpumpe 1 beginnend mit nur einem Teil ihrer Maximalleistung nach einer vorgegebenen Kurve in Abhängigkeit vom Ansteigen des Milchspiegels-^-In ihrer Leistung hochgefahren wird. Hierdurch lassen sich Übernahmegeschwindigkeit und Entlüftung optimieren.

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Bei einer reproduzierbaren Anzeigegenauigkeit von besser 0,1mm oder bessef^Ü70iTnim—odex^besser 0,003 % (Werte, die ' technisch ohne weiteres verw.irklichbar s-ind,) läßt sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Meß- und Anzeigegenauigkeit erreichen, die weitaus besser ist als jene, die gegenwärtig von den Eichvorschriften gefordert wird.

Die Ausführung nach Fig. 2 sieht abweichend von der nach Fig. 1 eine Auswerteschaltung 15 vor, die bei dem dargestellten Beispiel eine Auswerteelektronik 38 für die Niveaumessung,

einen Ausgang 39 für eine Analog- und/oder Digitalanzeige 40, einen Speicher 41 für die Niveauhöhe des Milchspiegels am --"' Beginn des Milchübernahmevoranges, einen Speicher 42 für die Niveauhöhe des Milchspiegels am Ende eines Übernahme-Vorganges, ein Differenzbildungsglied 43, einen Niveau-in-Volumen-Wandler 44, einen mit dem Meßgerät 3 gekoppelten

Impulsgeber 3", einen Impuls-in-Volumen-Wandler 45, ein

! Additionsglied 46, zwei Wandler 47,48 und Ausgänge 49,50

umfaßt, an die ein Volumenanzeigegerät 51 bzw. ein Drucker j 20 angeschlossen sind.

Eine derartige Auswerteschaltung, die noch mit Teilen der Auswerteschaltung 14, soweit sie für die Ausgabe eines Steuerbefehls am Ausgang 25 benötigt werden, kombiniert werden kann, eliminiert im Rahmen der Meßgenauigkeit des Wegaufnahmegerätes 12 Meßfehler aus einer Niveaudifferenz zwischen der Niveauhöhe am Beginn eines Übernahmevorganges und nach Abschluß desselben. Denn bei einer auftretenden Differenz dieser Art wird das Meßergebnis des Meßgerätes 3 korrigiert, so daß eine auftretende Niveaudifferenz irgendein beliebiges Maß annehmen kann und ein Eichbereich im herkömmlichen Sinn entbehrlich ist. Es genügt grundsätzlich, wenn bei gegen Ende des Übernahmevorganges absinkendem Milchspiegel z.B. bei Erreichander Niveauhöhe 37 die Beendigung des Milchübernahme-₍ 35 Vorganges durch teilweises und dann völliges Öffnen des Entlüftungsventils 10 eingeleitet wird. Wesentlich ist nur,

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daß der Milchspiege_l_nach .Beendigung des Milchübernahmevorganges irgendwo im Bereich'des Luftabscheidebehälters 2 liegt und seine Niveauhöhe durch das Wegaufnahmegerät erfaß- und für die nachfolgende Messung wiederum speicherbar ist.

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Claims

Ansprüche:

i^/i) Verfahren zur Übernahme von Milch aus einem Bereitnitellungsbehälter in einem Milchsammelbehälter, bei dem die Milch aus dem Bereitstellungsbehälter abgesaugt und unter Entlüftung durch einen Luftabscheiderbehälter sowie unter Mengenmessung durch ein dem Luftabscheiderbehälter im Strömungsweg nachgeordnetes Meßgerät in den Sammelbehälter gefördert wird, und bei dem der Niveaustand eines Milchspiegels im Luftabscheiderbehälter erfaßt und zur Abgrenzung der bei einem Übernahmevorgang übernommenen Milchmenge die Förderung von Milch aus dem Milchbehälter bei absinkendem Milchspiegel in Abhängigkeit vom Erreichen einer vorgegebenen Niveauhöhe abgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Niveauhöhe des Milchspiegels von Anfang bis Ende eines Milchübernahmevorganges durch eine hochauflösende lineare Wegmessung fortlaufend gemessen und als elektrisches Meßsignal einer Multifunktions-Auswerteschaltung zugeführt wird, von der neben dem Abschaltsignal für die Milchförderung zumindest ein weiteres Steuersignal ausgegeben wird.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Auswerteschaltung ein Steuersignal für ein digitales oder analoges Niveaustands-Anzeigegerät ausgegeben wird.
3.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekerm^

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3 A 40 3ΛΏ—

— zeichnet, daff^\con eier Auswerteschaltung Steuersignale für eine stufenweise oder^tisienlQseÄnderung der pro Zeiteinheit aus dem Luftabscheiderbehälter herausgei-ö-rderten Milchmenge ausgegeben werden.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von der Auswerteschaltung nach Beendigung eines Milchübernahmevorganges ein das Meßergebnis des Meßgerätes korrigierendes Steuersignal ausgegeben wird.
5. Vorrichtung zur Übernahme von Milch aus einem Bereitstellungsbehälter in einen Milchsammelbehälter, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruchs 1, mit zumindest einer Pumpe, einem in :eine Übernahmeleitung eingeschalteten Luftabscheidebehälter mit von einem Stellantrieb betätigbaren Entlüftungsventil und einem dem Luftabscheider in der Übernahineleitung nachgeordneten Meßgerät, insbesondere Durchlaufzähler, dadurch gekennzeichnet, daß im Luftabscheidebehälter (2) der Geber eines Wegaufnahmegerätes (12) angeordnet ist, dessen Ausgang (13) mit dem Eingang einer Multifunktions-Auswerteschaltung (14;15) elektrisch verbunden ist, die zumindest zwei Ausgänge (25,28,30; 39,49,50) für die Ausgabe von Steuersignalen aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegaufnahmegerät (12) einen koaxial im Luftabscheidebehälter (2) angeordneten und sich vertikal über annähernd die lichte Behälterhöhe erstreckenden, von einem außerhalb des Luftabscheidebehälters angeordneten Geberkopf (33) ausgehenden Meßstab (32) mit einem in einem Schutzrohr angeordneten Wellenleiter für Ultraschallimpulse aufweist sowie einen Positionskopf (34) umfaßt, der einen in einem Ringschwimmer (35) untergebrachten ringförmigen, den Meßstab mit Spiel umgreifenden Permanentmagneten (36) aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn-

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NAC-CSiEICRT ^

zeichnet, daß die AuswerteschgJLt-Uiig^'iT^; 15) einen Ausgang (25) füf^cLie^Ätrs'gaBe^eines Steuersignals zur Betätigung des Stellantriebs (11) des Entlüftungsventils (10) aufweist.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüclie^ 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (14 ; 15) einen Ausgang (28,30;39) für die Ausgabe eines Steuersignals zu einem analogen und/oder digitalen Niveäuanzeigegerät (29,31;40) aufweist.
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9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (14;15) einen Ausgang für die Ausgabe von Steuersignalen zur Veränderung der Förderleistung und/oder zur Abschaltung des Antriebsmotors der Förderpumpe (1) aufweist. ·
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (15) Schaltungsteile (38,41,42,43,44,46) zur Bildung eines Korrekturwertes, der dem Volumen aus der Höhendifferenz

- zwischen dem Milchspiegel vor Beginn und nach Abschluß eines Übernahmevorganges entspricht, aufweist, mittels dem der Meßwert des Meßgerätes (3;3") berichtigbar ist.

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