DE3508949C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern und Behandeln von Körpern nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Unter Behandeln wird hierbei jede beliebige
mechanische, z. B. Mischen
chemische, z. B. Polymerieren von Kunststoff
lebensmitteltechnologische,
z. B. Pasteurisieren oder Sterilisieren von Lebensmitteln oder physikalische, z. B. Außendruckbeaufschlagung
Behandlung von Körpern oder von mit Gut gefüllten Kapseln verstanden.

Eine Vorrichtung zur Sterilisation von Lebensmittelkonserven ist beispielsweise mit dem Gegenstand der DE-21 49 122 C2 bekannt geworden. Bei dieser Vorrichtung werden die mit Gut befüllten Behälter oder die mit Gläsern gefüllten Container über eine mechanische Zellenradschleuse in das abwärts gerichtete mäandrische Rohrleitungssystem hineingebracht, welches unter einem bestimmten Betriebsdruck steht. Zur ständigen Aufrechterhaltung dieses Betriebsdruckes ist am Auslaufende der Anlage eine hydrostatische Säule angebracht. Dieses die hydrostatische Säule enthaltende Steigrohr ist an seinem Kulminationspunkt oben mit einer Belüftung versehen, so daß sich der Flüssigkeitsstrom nach dem Kulminationspunkt mit Luft vermischt und somit die Flüssigkeit im Steigrohr nicht nachsaugt, wodurch die Rohrleitungsstrecke in einen rückwärtigen Druckbereich und in einen vorderen drucklosen Bereich unterteilt wird.

Durch die Zellenradschleuse nach Art einer mechanischen Einlaßschleuse mit einer Distanzierungsschnecke am Eingang der Vorrichtung geht nachteilig durch die Bildung von Abständen der Körper zueinander erhebliche Zeit verloren, wodurch die Leistung (Mengendurchsatz) der Anlage Beschränkungen unterworfen ist. Eine derartige mechanische Einlaßschleuse kann auch durch Verklemmen der Körper zu Betriebsstörungen Anlaß geben.

Die hydrostatische Säule mit einem senkrecht verlaufenden Rohrleitungspaar und einer im oberen Bereich beim Umlenkbogen angeordneten Druckschleuse in Verbindung mit einer Scheidekammer, wo das zuströmende Wasser vollständig abgelassen wird, gibt ebenfalls zu Störungen Anlaß, weil bei der Überleitung in den drucklosen Bereich ein Fallrohr gebildet wird, wo die Körper im freien Fall aufeinander prallen und dabei beschädigt werden könnten.

Das senkrecht verlaufende Rohrleitungspaar nach Art der hydrostatischen Säule bei der bekannten Vorrichtung kann auch nachteilig je nach Druckverhältnissen eine erhebliche Höhe aufweisen, wodurch konstruktiv besondere Aufwendungen getroffen werden müssen.

Ferner ist aus US 27 60 873 bekannt, zwischen dem unter Betriebsdruck stehenden Bereich der Rohrleitung und dem drucklosen Bereich eine Zellenradschleuse einzubauen.

Die Gegendruckhaltung mittels hydrostatischer Säulen findet beispielsweise auch Anwendung bei sogenannten Durchlaufautoklaven zum kontinuierlichen Sterilisieren von mit Lebensmitteln gefüllten Konservendosen. Hier wird der Betriebsüberdruck benötigt, um eine Verdampfung der als Transportmedium und als Energieträger dienenden Flüssigkeit zu verhindern. Als derartige Flüssigkeit wird ausnahmslos Wasser verwendet, und da die Temperatur des Wassers im Sterilisationsbereich bis zu 140° betragen kann, werden hydrostatische Säulen von über 30 m Höhe benötigt. Bei diesen Sterilisatoren muß also das Transportmedium "Wasser" mit den Konservendosen bis in solche Höhen gefördert werden. Zwar funktioniert dieses Hinauffördern in der Regel problemlos, doch beim Herunterfallen der Konservendosen im Luft/Wassergemisch besteht die Gefahr, daß diese beschädigt werden; dies ist besonders dann der Fall, wenn es sich bei den Verpackungen um z. B. Aluminium-Leichtbehälter handelt.

Ferner haben derartige hydrostatische Säulen oder Türme folgende Nachteile:

• - aus Gründen der Zugänglichkeit muß ein begehbarer Turm um das Steig- und Fallrohr herum gebaut werden. Dies ist auch notwendig für die Entspannung dieses Rohrleitungsabschnittes, denn es kann auch eine Verstopfung mit Behältern auftreten. Diese Art von Betriebsstörung hat immer einen längeren und kostspieligen Betriebsstillstand zur Folge.
• - Gefahr des Einfrierens im Winter, deshalb ist das Anbringen von elektrischen Wärmekabeln notwendig (hohe Heizkosten bei strengem Frost).
• - für 20 oder gar bis 35 m hohe Türme sind aufwendige Fundamente notwendig.
• - aufwendige statische Berechnungen, Prüfstatik.
• - Verankerungen am Gebäude sind notwendig für die Abspannung mittels Drahtseilen gegen Windlasten.
• - Genehmigungsverfahren für derart hohe Türme (Umweltschutz, Einspruchsrisiken seitens der Nachbarn usw.).

Die Gegendruckhaltung mittels mechanischer Zellenradschleuse hat sich in der Praxis nicht bewährt, weil diese Schleusen immer das schwächste Glied einer derartigen Sterilisationsanlage sind. Befindet sich nur am Anlagenanfang eine Schleuse und tritt dann eine Störung auf, dann ist diese schnell behoben, weil die Störstelle zugänglich ist; die Behälter, welche in der Anlage sind, bleiben von dieser Störung unberührt. Ist jedoch eine Schleuse innerhalb der Anlage angeordnet, z. B. an der Übergangsstelle von der Kühlung unter Druck zur drucklosen Kühlung und tritt dann eine Störung auf, dann sind alle Behälter vor dieser Störstelle Ausschuß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiterzubilden, daß Körper oder Behälter, welche auf dem Förderband in willkürlichen Abständen zueinander der Anlage zugeführt werden, auch in diesen willkürlichen Abständen in die Anlage eingetragen werden, ohne daß eine vorhergehende genaue Abstandshalterung der Behälter (z. B. durch Distanzierungsschnecken) notwendig wird und ohne daß Zeit durch die Erzeugung der genauen Abstandshalterung verloren geht, um derart zum einen die Leistung (Mengendurchsatz) der Anlage zu erhöhen und zum anderen den Betriebszustand der Anlage leicht einstellbar zu machen und die Betriebssicherheit der Vorrichtung zu erhöhen und die Beschädigung von zu fördernden Körpern zu vermeiden.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gekennzeichnet.

Merkmal der vorliegenden Erfindung ist also, daß der gesamte Förderkanal - welcher bei einer Sterilisationsanlage für Konserven z. B. abschnittsweise eine Vorwärm- (V), Aufheiz-, Sterilisations- (S) und eine oder mehrere Kühlstrecken (K) sein kann -, sowohl eingangsseitig als auch ausgangsseitig durch jeweils eine Anzahl in Serie hintereinander angeordneter hydrostatischer Säulen abgeschlossen ist, womit der Vorteil verbunden ist, daß der gesamte Förderkanal von mechanischen Fördermitteln und Einbauten wie z. B. mechanischen Schleusen, Klappen, Schiebern etc. befreit ist, welche einerseits hohem mechanischen Verschleiß ausgesetzt wären und andererseits die Leistungsfähigkeit derartiger Anlagen mindern würden.

Die erforderliche Förderbewegung der Arbeitsflüssigkeit und der Körper durch die sowohl eintritts- als auch austrittsseitig offene Förderstrecke wird durch Rohrpumpen erzeugt; ferner können zur Unterstützung der Förderdruckerzeugung noch eine oder mehrere fluidisch arbeitende Strahlapparate bei Bedarf noch zusätzlich in die Förderstrecke eingefügt werden.

Eine derartige Rohrpumpeneinheit besteht aus mehreren in Serie hintereinander geschalteten Rohrpumpen, von denen jede aus einem Steigrohr besteht, welches von den Körpern mit der Arbeitsflüssigkeit von unten nach oben durchlaufen wird und in dessen unterem Bereich Druckluft eingespeist wird, welche am oberen Ende des Steigrohres in einen Abscheidebehälter gelangt, wodurch sich ein Druckluftpolster ausbildet. Am Abscheidebehälter schließt ein Fallrohr an, welches oben an seinem Eintritt durch eine der Form der Körper angepaßte mit Flüssigkeitsdurchlässen versehene Führung aufweist und mit dem oberen Austritt des Steigrohres verbunden ist. Durch die Einbringung von Druckluft in die Arbeitsflüssigkeit im unteren Bereich des Steigrohres wird eine Pumpwirkung erzielt, weil einerseits das spezifische Gewicht des Trägermediums im Steigrohr, bestehend aus dem Flüssigkeits-Luftgemisch gegenüber demjenigen der Arbeitsflüssigkeit verringert ist und andererseits weil die in die Arbeitsflüssigkeit eingespeiste und nach oben strömende Luft die Arbeitsflüssigkeit und damit auch die Körper mitreißt.

Zu diesem Zweck ist im unteren Bereich des Steigrohres ein Lufteintrittskasten angeordnet, durch den die Luft der Arbeitsflüssigkeit zugeführt wird. Die im Steigrohr aufgestiegene Luft gelangt zu dem Luftpolster, welches sich im oben liegenden Bereich des Steigrohres und des sich anschließenden Fallrohres innerhalb des Abscheidebehälters ausgebildet hat. An das obere Ende des Steigrohres schließt sich eine mit Flüssigkeitsdurchlässen versehene Führung an, welche oben zum Anfang des Fallrohres führt. Diese ist offen gestaltet und besteht vorzugsweise aus Rundstäben und flachen Leisten mit rechteckigem Querschnitt. Diese Führung ist der Körperform angepaßt und mit hinreichend Spielraum versehen, so daß der Körper sich weder ineinander verkeilen noch einzeln durch Selbsthemmung in der Führung zum Stehen kommt.

Die Führung ist in der Regel halbkreisförmig ausgebildet und hat die Aufgabe, die aus dem Steigrohr austretenden Körper in das Fallrohr umzulenken bzw. hineinzufördern, wobei die Körper vom Flüssigkeits- Luftgemisch des Steigrohres getrennt werden und in den Wasserspiegel der im Fallrohr abwärts gerichteten Strömung fallen, wo sie von dieser mitgenommen werden. Der Druck des Druckluftpolsters wird in Abhängigkeit des Wasserstandes vom Flüssigkeitspiegel selbsttätig geregelt. Diese Druckregelung sorgt dafür, daß während des Betriebszustandes der Wasserstand im Abscheidebehälter nur in engen Grenzen schwankt, was bewirkt, daß die sich im Fallrohr eingestellte Flüssigkeitssäule nahezu konstant bleibt, mit dem Erfolg, daß der durch diese hydrostatische Säule in Fließrichtung der Strömung erzeugte Flüssigkeitsdruck immer in derselben Größenordnung wirkt und aufrechterhalten bleibt.

Ein besonderes Merkmal der Erfindung ist, daß der Druck des Druckluftpolsters während des Stillstandes der Vorrichtung in Abhängigkeit vom Stand des Flüssigkeitsspiegels in dem Steigrohr über Meßfühler gesteuert wird. Das hat zur Folge, daß bei Betriebsstillstand soviel Luft in die Abscheidebehälter eingeblasen wird, bis die Flüssigkeitssäule mit dem kleinsten Gegendruck - das ist diejenige in Richtung Einlaß, also die im Steigrohr - bis in den unteren Bereich des Steigrohres verdrängt ist. Die Flüssigkeitssäule im Fallrohr sorgt dafür, daß der Anlagendruck erhalten bleibt. Durch die Anordnung von hintereinander geschalteten derartigen Rohrpumpen mit anschließendem Fallrohr kann somit ein beliebig hoher Anlagendruck erzeugt und bei Stillstand gehalten werden.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Eintrag der Körper aus einem Förderkanalabschnitt niederen Druckes in einen solchen höheren Druckes möglich wird, ohne daß me­ chanische Schleusen oder sonstige ähnlich wirkende Absperrorgane sich im Förderkanal befinden. Ein weiterer Vorteil besteht in dem Merkmal, daß auch beim Betriebsstillstand sich eine Reihe von hydro­ statischen Säulen den unter Druck stehenden Bereich gegenüber dem drucklosen absperren, ohne jegliche Verwendung von mechanisch beweg­ ten oder betätigten Absperrarmaturen.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist in dem sehr einfachen Aufbau und dem Fehlen jeglicher Verschleißteile zu sehen; dies bedeutet ge­ ringstmöglichen Aufwand für Wartung und Instandhaltung sowie ein Op­ timum an Anlagensicherheit und Anlagenverfügbarkeit.

Durch die Aufteilung der an sich nur für das Auslaßende bekannten hydrostatischen Säule in mehrere kleinere hydrostatische Säulen, die jeweils voneinander durch ein flüssigkeitstrennendes Druckluftpolster abgeteilt sind, ergibt sich der Vorteil, daß nur eine geringe An­ lagenhöhe gegeben ist.

Eine derartige Serienschaltung mehrerer niedriger, auf Fabrikations­ hallenhöhe begrenzter, hydrostatischer Säulen wird erfindungsgemäß auch am Auslaufende der Anlage vorgesehen und wird dort als hydropneumatische Austragsvorrichtung bezeichnet.

Es ist ausdrücklich darauf hingewiesen, daß das Funktionsprinzip der am Einlaß der Anlage angeordneten Rohrpumpeneinheit auch für eine am Auslaß angeordnete Austragsvorrichtung verwendet werden kann und/oder innerhalb der Anlage zum Zwecke des erneuten Aufbaus von durch Rohr­ reibung verbrauchten Förderdruckes. Die eingangs- und ausgangsseitig angeordneten, in Serie geschalteten hydrostatischen Säulen sind also gegeneinander austauschbar. Ebenso ist es möglich, eine bezüglich des Auslaßendes beschriebene Austragsvorrichtung unter Verwendung des gleichen Funktionsprinzips auch am Einlaßende der Anlage anzu­ ordnen.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteran­ sprüche.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als er­ findungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombina­ tion gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Dies gilt im besonderen für die erfindungsgemäßen Rohrpumpeneinheiten und die hydropneumatischen Austragsvorrichtungen, für die es Anwen­ dungsfälle gibt, bei denen diese Konstruktionseinheiten einzeln vor­ kommen können, z. B. die Rohrpumpeneinheit kann für sich allein in Verbindung mit der dazugehörenden hydrostatischen Säule zur Förderdruck­ erzeugung verwendet werden oder die hydropneumatische Austragsvor­ richtung kann bei bestehenden Anlagen mit mechanischen Einführschleu­ sen und jeweils nur einer hydrostatischen Säule am Anlagenende dazu benützt werden, diese Säulen, welche nach dem heutigen Stande der Tech­ nik immer noch 15 m bis 35 m hoch sein müssen, zu ersetzen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 Schematisiert ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Sterilisieren von mit Gut gefüllten Kapseln,

Fig. 2 Funktionsbild der eingangsseitig angeordneten Rohrpumpen­ einheit,

Fig. 3 Schematisiert gezeichneter Schnitt durch eine Führung für die Kapseln im Bereich des Umlenkbogens einer Rohrpumpe nach Fig. 2,

Fig. 4 Schematisiert gezeichnetes Funktionsbild einer auslaßseitig angeordneten hydropneumatischen Austragsvorrichtung,

Fig. 5 Vergrößert dargestellter Teilschnitt durch den unteren Teil einer hydropneumatischen Austragsvorrichtung nach Fig. 4.

In Fig. 1 ist aus Vereinfachungsgründen die eingangsseitig angeord­ nete Rohrpumpeneinheit 69 nur symbolisch durch zwei in Serie hinter­ einandergeschaltete Rückschlagventile dargestellt, wobei jedes Rück­ schlagventil eine Rohrpumpe 1 symbolisieren soll.

Ebenso ist im unteren Teil der Fig. 1 symbolisch die hydropneuma­ tische Austragsvorrichtung 90 durch zwei wiederum in Serie geschal­ tete Rückschlagventile dargestellt.

Die Kapseln oder die Körper 2 geometrisch definierter Form kommen von einem Förderband 61 und gelangen über eine Einlaßrutsche 62 in einen Einlaßbehälter 60, wo sie über eine Rohrleitung 63 einem Strahlappa­ rat 64 zugeführt werden, der aus einer Förderpumpe 65 und einem Regelorgan 66 besteht, welches die Treibstrommenge des Strahlappara­ tes 64 regelt. Die in Pfeilrichtung 67 erzeugte Strömung führt zu einem Druckaufbau in der Rohrleitung 68 hinter den Strahlapparat 64, wo die Körper 2 in die gemäß Fig. 2 näher dargestellte Rohrpumpenein­ heit 69 hineingelangen.

Die Rohrpumpeneinheit 69 erzeugt einen Förderdruck in Strömungsrich­ tung dessen Größe von folgenden Faktoren abhängt:

• - Höhe der mäandrischen Steig- und Fallrohre
• - Anzahl der in Serie geschalteten Rohrpumpen
• - Menge der in die jeweiligen Steigrohre eingespeiste Luft,
• - Höhenlage des Lufteinblasekastens (97)

Die Höhe der vertikal verlegten mäandrischen Steig- 4 und Fallrohre 16 sowie deren Anzahl ist so ausgelegt, daß die bei Betriebsunter­ brechung wirksame hydrostatische Säule einen Druck erzeugt, der so hoch ist, daß die Arbeitsflüssigkeit 5 in der Rohrleitung 70 mit Sicherheit auch dann nicht verdampft, wenn die Förderdrücke fehlen, also bei Betriebsstillstand oder Betriebsunterbrechung. Bei einer Temperatur der Arbeitsflüssigkeit 5 von 120°C wird dieser Überdruck mindestens 1,2 bar betragen. Sind die Rohrpumpen 1 in Betrieb - wird also Druckluft in das Steigrohr 4 eingespeist -, dann wird noch zu­ sätzlich ein Förderdruck erzeugt, welcher in der Regel für die Strö­ mung der Arbeitsflüssigkeit 5 und für die Förderung der Körper 2 aus­ reicht; werden jedoch verhältnismäßig hohe Überdrücke in der Rohr­ leitung 7 benötigt und/oder hohe Transportgeschwindigkeiten, dann können noch zusätzliche ebenfalls frei durchströmbare Strahlapparate 64 angebracht werden, welche den Förderdruck noch beträchtlich ver­ stärken können.

Die Körper 2 gelangen nun in eine Übergabevorrichtung 71, wo sie von dem Vorwärmkreislauf 73, dessen Temperatur z. B. 60-70°C betragen kann, in einen Heißkreislauf 72 übergeben werden.

Im Heißkreislauf 72 wird Wasser mit einer Temperatur von z. B. 120°C umgewälzt, welches über eine entsprechende Pumpe 74 in die Übergabe­ vorrichtung 71 gefördert wird.

Umgekehrt wird das vorher in der Rohrleitung 70 vorhandene Wasser an der Übergabevorrichtung 71 durch die Pumpe 75 des Vorwärmkreislaufes 73 abgezogen und an der unteren Übergabestelle 76 wieder zugeführt.

Die Körper 2 durchlaufen nun ein Sterilisierungssystem 77, welches aus mäandrischen Rohrleitungen 3 besteht, die jeweils einen Heizmantel 78 aufweisen. Der Heizmantel 78 ist mit einem entsprechenden Heizmedium, z. B. Dampf, beheizt, und das Rohrschlangensystem kann eine Länge von einigen Metern bis beliebig viele Kilometer Länge aufweisen, je nach der Größe der Körper 2 sowie deren Zeiten der geforderten thermischen Behandlung und deren Durchlaufgeschwindigkeit.

Nach dem Durchlaufen des Sterilisationssystems 77 gelangen die Körper 2 an die Übergabestelle 76, wo die beiden Flüssigkeitskreisläufe 73 und 72 voneinander getrennt werden, wodurch die Körper 2 jetzt in einen Flüssigkeitskreislauf geringerer Temperatur übergeben werden und in das Abkühlungsrohrsystem 79 gelangen, wo sie in Pfeilrichtung 80 weiter in Richtung zum Auslaßende 91 hin transportiert werden. Nach dem Durchlaufen dieser Abkühlungsstrecke gelangen die Körper 2 zusammen mit der Arbeitsflüssigkeit 5 in einen Wasserabscheider 81, der eine Trennung von Arbeitsflüssigkeit 5 und Körper 2 ausführt, wobei die abgeschiedene Arbeitsflüssigkeit 5 über die Pumpe 82 und die Rohrleitung 83 wieder dem Einlaßbehälter 60 zugeführt wird, so daß dann vorgewärmtes Wasser im Einlaßbereich 60 zur Verfügung steht.

Am Auslauf 84 des Wasserabscheiders 81 gelangen die Kapseln, die nun von der Arbeitsflüssigkeit 5 befreit sind, in eine Übergabestelle 85, die im wesentlichen aus einem niveaugesteuerten, mit Arbeitsflüs­ sigkeit 5 gefüllten, Fallrohr 16 besteht, in das die Körper 2 hinein­ fallen, wobei die Arbeitsflüssigkeit 5 aus einem Kühlturm 87 über eine Pumpe 86 entnommen wird. Ebenso kann auch Frischwasser oder anderweitig aufbereitetes Kühlwasser verwendet werden.

Die Körper 2 gelangen nach der Übergabestelle 85 in ein Abkühlungs­ rohrsystem 88, wo sie entsprechend abgekühlt werden. Am Auslaufende 89 herrscht eine Temperatur von etwa 20 bis 40°C und ein Druck, der mit einem zusätzlichen Sicherheitszuschlag über dem Sattdampfdruck liegt. Dieser Druck kann etwa 1 bis 3 bar betragen.

Die Körper 2 gelangen nun in die hydropneumatische Austragvorrich­ tung 90 gemäß Fig. 4 und 5, wobei durch die hintereinandergeschal­ teten und pneumatisch voneinander getrennten hydrostatischen Säulen der geforderte Druckabbau stattfindet, so daß am Auslaßende 91 die Körper 2 die Produkttemperatur von etwa 20 bis 30°C und einen Druck von 0 bar über dem Atmosphärendruck haben, wonach dann die fertigen Körper 2 auf das Abnahme-Förderband 92 aufgelegt und abtransportiert werden.

Die aus der hydropneumatischen Austragsvorrichtung 90 entstammende Arbeitsflüssigkeit 5 wird über die Pumpe 83 und die Leitung 94 dem Kühlturm 87 zugeführt, wo sie abgekühlt und über die Pumpe 86 an der Übergabestelle 85 in den Kreislauf eingeführt wird.

Kern der vorliegenden Erfindung ist also eine vollständig offene An­ lage, wobei das Einlauf- und Auslaufende durch die eingangsseitige Rohrpumpeneinheit 69 und durch die ausgangsseitige hydropneumatische Austragsvorrichtung 90 abgeschlossen werden und beide Teile aus in Serie hintereinandergeschalteten hydrostatischen Säulen besteht, wo­ durch den Körpern keinerlei mechanische Hindernisse in den Weg gelegt werden.

Damit ist das System gegenüber einem Überdruck immer zwangsläufig ver­ schlossen und steht stets unter dem geforderten Überdruck, so daß z. B. die Arbeitsflüssigkeit 5 im Heißwasserkreislauf 72 niemals verdampfen kann.

Die in Fig. 2 dargestellte Rohrpumpeneinheit 69 besteht aus vier in Serie hintereinandergeschalteten Rohrpumpen 1, welche die in einer Rohrleitung 3 angeordneten Körper 2 mittels einer Arbeitsflüssigkeit 5 fördert und zwar von einem Streckenabschnitt niederen Druckes 14 in einen Streckenabschnitt höheren Druckes 15. Hierbei durchströmt die Arbeitsflüssigkeit 5 mit den mitgeführten Körpern 2 ein Steigrohr 4, in welches im unteren Bereich Druckluft eingespeist wird, welche am oberen Ende des Steigrohres 4 in den Abscheidebehälter 8 gelangt und dort ein Druckluftpolster 7 ausbildet. Am Abscheidebehälter 8 schließt sich ein Fallrohr 16 an, welches oben an seinem Eintritt 17 durch eine der Form der Körper 2 angepaßten, mit Flüssigkeitsdurchlässen versehenen, Führung 11 mit dem oberen Austritt 18 des Steigrohres 4 verbunden ist. Schematisiert ist eine solche Führung in Fig. 3 dar­ gestellt. Der Körper 2 weist hierbei beispielsweise ein trapezförmiges Profil auf, welches mit Spiel zwischen zugeordneten Rundstäben 12 und Rechteckprofilen 13 in senkrechter Ebene zur Zeichenebene geför­ dert wird.

Der Druck des Druckluftpolsters 7 im Abscheidebehälter 8 wird in Ab­ hängigkeit vom Niveaustand des Flüssigkeitsspiegels 6 gesteuert, (Fig. 2).

Die im unteren Bereich des Steigrohres 4 eingespeiste Druckluft 32 wird dem Druckluftpolster 7 des jeweiligen Abscheidebehälters 8 mittels einer Saugleitung 20 entnommen und über einen Verdichter 10, der Druckleitung 21 und dem Durchflußregelventil 22 dem Steigrohr 4 zugeführt.

Hierbei sind gemäß der Darstellung in Fig. 2 mehrere Rohrpumpen 1 in Reihe geschaltet und derart hintereinander angeordnet, daß das Fallrohr 16 durch Umlenkbogen 19 und eines jeweils dazwischen lie­ genden Teiles der Rohrleitung 3 mit dem Steigrohr 4 der sich an­ schließenden Rohrpumpe 1 verbunden ist.

Die Druckluft wird hierbei in den unteren Bereich des Steigrohres 4 der zuletzt angeordneten Rohrpumpe 1 eingespeist und dem sich an­ schließenden Abscheidebehälter 8 durch die Leitung 23 wieder ent­ nommen, um sie dem Steigrohr 4 der davorliegenden Rohrpumpe 1 zuzu­ führen.

Eine derartige Leitungsführung der Leitung 23 ist gestrichelt in Fig. 2 bei zwei hintereinandergeschalteten Rohrpumpen 1 schemati­ siert dargestellt. Diese Leitungsführung gilt auch für die übrigen Rohrpumpen 1 der Fig. 2; sie wurde nur der Übersichtlichkeit halber fortgelassen.

Mit den Fühlern 24, 25, welche im Bereich des Wasserstandsmeßrohres 29 am Abscheidebehälter 8 angebracht sind, wird der Druck des Druck­ luftpolsters 7 während des Betriebes in Abhängigkeit vom Flüssig­ keitsspiegel 6 in der Weise gesteuert, daß sich der Flüssigkeits­ spiegel ungefähr zwischen den beiden Meßstellen der Fühler 24, 25 befindet.

Während des Stillstandes der Anlage wird in Abhängigkeit vom Flüssig­ keitsstand 9 im unteren Bereich des zu dieser Rohrpumpe 1 gehörenden Steigrohres 4 mit Hilfe des Fühlers 26 der Druck des Druckluftpol­ sters derart gesteuert, daß der Fühler 26 sich über dem Flüssigkeits­ stand 9 befindet.

Das Magnetventil 27 bildet hierbei den Lufteinlaß und das Magnet­ ventil 28 den Luftauslaß des jeweiligen Abscheidebehälters 8.

Nachfolgend wird nun die hydropneumatische Austragsvorrichtung 90 gemäß den Fig. 4 und 5 beschrieben.

Durch den Überdruck in der Arbeitsflüssigkeit 5 vor dem Steigrohr 4 fließt diese mit den Körpern 2 das Steigrohr hinauf und wird am oberen Bogen 48 umgelenkt; die Arbeitsflüssigkeit 5 wird mittels des Abzugs­ trichters 49 des druckdichten Wasserabscheiders 38 in die Abflußlei­ tung 40 über die Abflußöffnung 39 gelenkt und die Körper 2 gleiten über eine mit Flüssigkeitsdurchlässen versehene Führung 41 über das Druckluftpolster 36 im Wasserabscheider 38 nach unten und gelangen anschließend in das Fallrohr 16, in dem sie im freien Fall durch den Raum, in dem sich Druckluft 32 und evtl. etwas Spritzwasser befindet, nach unten transportiert werden, um anschließend in den Flüssigkeits­ spiegel 42 des unteren Teils des Fallrohres 16 einzutauchen. Der Flüs­ sigkeitsspiegel 42 wird z. B. durch zwei Meßfühler 50 gesteuert. Der obere Meßfühler 50 zeigt z. B. an, daß der Wasserstand bzw. der Flüs­ sigkeitsspiegel 42 zu hoch ist - sogleich wird das Einlaßventil 51 geöffnet, Druckluft 32 strömt ein, der Druck des Druckluftpolsters 36 wird erhöht, wodurch der Flüssigkeitsspiegel 42 wieder nach unten ge­ drückt wird. Ist der Flüssigkeitsspiegel 42 im unteren Teil des Fall­ rohres 16 zu tief, dann wird dies vom unteren Meßfühler 50 bemerkt und das Auslaßventil 52 öffnet und bläst Druckluft 32 ab; der Druck des Druckluftpolsters 36 wird kleiner und der Flüssigkeitsspiegel 42 steigt wieder an.

Im stabilen Betriebszustand stellt sich jedoch ein Gleichgewichtszu­ stand ein, d. h. der Luftdruck des Druckluftpolsters 36 ist konstant, so daß kein Luftverbrauch besteht und der Flüssigkeitsspiegel 42 schwankt lediglich in einem engen Bereich. Der Anteil der Arbeits­ flüssigkeit 5, welcher durch die Abflußleitung 40 nach unten weg­ fließt, wird durch einen Kasten 44 über eine erweiterte Einmündung 43 dem unteren Teil des Fallrohres 16 über Lochblech 37 (Fig. 5) mit Öffnungen 45 wieder zugeführt und gelangt somit über den unteren Bogen 53 zum nachfolgenden Steigrohr 4. Auf diese Weise durchläuft die Arbeitsflüssigkeit 5 mit den mitgeführten Körpern 2 nacheinander alle Fall- 16 und Steigrohre 4, bis die Körper 2 am Anlagenende 54 über den drucklosen bzw. gegen die Atmosphäre offenen Wasserabschei­ der 33 die den Förderkanal bildende Rohrleitung 3 am Kapselaustrag 46 verlassen und auf das Abnahmeförderband 92 gelangen. Die Arbeits­ flüssigkeit 5 fließt in der drucklosen Abflußleitung 56 frei weg oder in den Auffangbehälter 55, von dem sie wieder entnommen wird, um über einen Kühlturm 87 dem Kreislauf der Arbeitsflüssigkeit 5 wieder zuge­ führt zu werden.

In den druckdichten Wasserabscheidern 38 sind Einlaßstutzen 47 ange­ bracht, durch welche mittels Feinregulierventile 57 zusätzliches Wasser der Arbeitsflüssigkeit 5 zugegeben werden kann. Dadurch ver­ größert sich der Flüssigkeitsstrom in dem Förderquerschnitt und in selbem Maße die Geschwindigkeit der transportierten Körper.

In Fig. 5 ist zwischen dem unteren Ende des Fallrohres 16 und dem­ jenigen des sich angeschlossenen Steigrohres 4 ein Entlüftungstopf 31 angebracht. Dies ist notwendig, weil die in den Flüssigkeitsspiegel 42 eintauchenden Körper 2 Luft 32 mitreißen. Diese Luft 32 muß vor dem Steigrohr 4 dem Förderkanal entzogen werden, denn das spezifische Gewicht der hydrostatischen Säule im Steigrohr 4 darf nicht durch eingeschlossene Luftblasen 34 verkleinert werden. Damit die im Fall­ rohr 16 in den Flüssigkeitsstrom 5 gelangten Luftblasen 34 gut abge­ schieden werden, ist eine Querschnittserweiterung 35 im Förderkanal vorgesehen, in dem die Luftblasen 34 zum Entlüftungstopf 31 geleitet werden. Dort sammelt sich die Luft an und entweicht über einen nicht dargestellten Flüssigkeitsentlüfter.

Beträgt der Höhenunterschied zwischen dem höchsten Punkt 58 einer hydrostatischen Säule und dem Flüssigkeitsspiegel 42, 59 4 m, dann kann in jeder Stufe ein Druck von 0,4 bar abgebaut werden, bei fünf Stufen also 2,0 bar.

Zeichnungs-Legende

 1 Rohrpumpe
 2 Körper
 3 Rohrleitung
 4 Steigrohr
 5 Arbeitsflüssigkeit
 6 Flüssigkeitsspiegel im Abscheidebehälter 8
 7 Druckluftpolster
 8 Abscheidebehälter
 9 Flüssigkeitsspiegel im Fallrohr
10 Verdichter
11 Führung
12 Rundstab
13 Rechteckprofil
14 Streckenabschnitt (niederer Druck)
15 Streckenabschnitt (höherer Druck)
16 Fallrohr
17 Eintritt
18 Austritt
19 Umlenkbogen
20 Saugleitung
21 Druckleitung
22 Durchflußregelventil
23 Leitung
24 Fühler (max. Stand)
25 Fühler (min. Stand)
26 Fühler
27 Magnetventil (Lufteinlaß)
28 Magnetventil (Luftauslaß)
29 Wasserstandsmeßrohr
31 Entlüftungstopf
32 Druckluft
33 Wasserabscheider (ohne Betriebsüberdruck)
34 Luftblasen
35 Querschnittserweiterung
36 Druckluftpolster
37 Lochblech
38 Wasserabscheider
39 Abflußöffnung
40 Abflußleitung
41 Führung
42 Flüssigkeitsspiegel
43 Einmündung
44 Kasten
45 Öffnungen
46 Kapselaustrag
47 Einlaßstutzen
48 oberer Bogen
49 Abzugstrichter
50 Meßfühler
51 Einlaßventil
52 Auslaßventil
53 unterer Bogen
54 Anlagenende
55 Auffangbehälter
56 Abflußleitung
57 Feinregulierventil
58 Höhenlage (hydrost. Säule)
59 Höhenlage (Flüssigkeitsspiegel)
60 Einlaßbehälter
61 Förderband
62 Einlaßrutsche
63 Rohrleitung vor dem Strahlapparat
64 Strahlapparat
65 Förderpumpe nach dem Strahlapparat
66 Regelorgan
67 Pfeilrichtung
68 Rohrleitung
69 Rohrpumpeneinheit
70 Rohrleitung
71 Übergabevorrichtung
72 Heißkreislauf
73 Vorwärmkreislauf
74 Pumpe
75 Pumpe
76 Übergabestelle
77 Sterilisierungssystem
78 Heizmantel
79 Abkühlungsrohrsystem
80 Pfeilrichtung
81 Wasserabscheider
82 Pumpe
83 Rohrleitung
84 Auslauf
85 Übergabestelle
86 Pumpe
87 Kühlturm
88 Abkühlungsrohrsystem
89 Auslaufende
90 hydropneumatische Austragsvorrichtung
91 Auslaßende
92 Abnahme-Förderband
93 Pumpe
94 Leitung
V = Vorwärmstrecke
S = Sterilisationsbereich
K = Kühlbereich
95 Rohrleitungspaar
97 Lufteinblaskasten

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Fördern und Behandeln von Körpern, insbesondere von mit Gut gefüllten Kapseln, wobei die Körper über eine Eingangsschleuse in eine überwiegend mäandrisch verlegte Rohrleitung gelangen, die aus einer Vorwärm-, Aufheiz- und Sterilisationsstrecke sowie aus einer oder mehreren Kühlstrecken besteht und die Körper in der Rohrleitung mittels einer durchströmenden und als Energieträger dienenden Flüssigkeit gefördert werden, wobei der Überdruck in der Rohrleitung in Teilbereichen durch mindestens ein senkrecht verlaufendes Rohrleitungspaar mit Steig- und Fallrohr mit einem im oberen Bereich beim Umlenkbogen ausgebildeten Druckpolster aufrecht erhalten wird, wodurch in dem Fallrohr und in dem Steigrohr hydrostatische Flüssigkeitssäulen ausgebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere in Serie hintereinander angeordnete Rohrleitungspaare (95) mit Steig- und Fallrohr (4,16) am Eingang der Rohrleitung (3) als Eingangsschleuse vorgesehen sind und daß im Bereich des zum vertikalen Rohrleitungspaares (95) gehörenden Umlenkbogens (19) ein Abscheidebehälter (8) angeordnet ist, welcher am Eintritt (17) für das Fallrohr (16) eine der Form der Körper (2) angepaßte und mit Flüssigkeitsdurchlässen versehene Führung (11) aufweist und daß im unteren Bereich jeweils eines Steigrohres (4) Druckluft (32) eingespeist wird und daß der Druck des Druckluftpolsters (7) während des Betriebes in Abhängigkeit des Niveaustandes des Flüssigkeitsspiegels (6) des Abscheidebehälters (8) durch Fühler (24, 25) gesteuert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im unteren Bereich des Steigrohres (4) eingespeiste Druckluft (32) dem Druckluftpolster (7) des Abscheidebehälters (8) mittels einer Saugleitung (20) entnommen und über den Verdichter (10), der Druckleitung (21) und dem Durchflußregelventil (22) dem Steigrohr (4) zugeführt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Anzahl von in der Serie geschalteter Rohrleitungspaare (95), die in dem unteren Bereich eingespeiste Druckluft (32) des in Laufrichtung zuletzt angeordneten Steigrohres (4) dem Abscheidebehälter (8) oben wieder entnommen und dem unteren Bereich des davor angeordneten Steigrohres (4) über eine Leitung (23) zugeführt wird und dort dem Abscheidebehälter (8) erneut entnommen und dem davor befindlichen Steigrohr (4) zugeführt wird in Wiederholung bis zu dem in Laufrichtung gesehenen ersten Steigrohr (4).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Druckluftpolsters (7) während des Stillstandes der Vorrichtung in Abhängigkeit vom Stand des Flüssigkeitsspiegels in dem Steigrohr (4) über Meßfühler (26) gesteuert wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während einer Betriebsunterbrechung sich das Druckluftpolster (7) des Abscheidebehälters (8) bis in den unteren Bereich das Steigrohres (4) fortsetzt zur Ausbildung einer hydrostatischen Säule im abwärts durchströmten Fallrohr (16).

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bedarf zur Erhöhung des Förderdruckes oder des Betriebsüberdruckes über einem bestimmten Streckenabschnitt innerhalb der Rohrleitung (3) eine oder mehrere ebenfalls frei durchströmbare fluide Strahlapparate (64) angeordnet sind.