WO2008141664A1 - Verfahren und vorrichtung zur mengenbestimmung bei der übergabe einer flüssigkeit - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur mengenbestimmung bei der übergabe einer flüssigkeit Download PDF

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WO2008141664A1
WO2008141664A1 PCT/EP2007/004535 EP2007004535W WO2008141664A1 WO 2008141664 A1 WO2008141664 A1 WO 2008141664A1 EP 2007004535 W EP2007004535 W EP 2007004535W WO 2008141664 A1 WO2008141664 A1 WO 2008141664A1
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measuring line
liquid
measuring
line
gas
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PCT/EP2007/004535
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Alfred Böhm
Wilhelm Binder
Dieter Lerach
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Bartec GmbH
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01J—MANUFACTURE OF DAIRY PRODUCTS
    • A01J5/00—Milking machines or devices
    • A01J5/007—Monitoring milking processes; Control or regulation of milking machines
    • A01J5/01—Milkmeters; Milk flow sensing devices

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the quantity during the transfer of a liquid, in particular milk, according to the preamble of claim 1.
  • a liquid in particular milk
  • the liquid is introduced at an inlet opening into a measuring line and discharged at an outlet opening from the measuring line is determined, and an amount of liquid flowing through the measuring line is determined by means of a flow measuring device associated with the measuring line.
  • the invention further relates to a device for determining the amount during the transfer of a liquid, in particular for carrying out the method according to the invention, according to the preamble of claim 13, with a measuring line having at its one end an inlet opening and at its other end an outlet opening for the liquid , and a flow measuring device associated with the measuring line for measuring an amount of liquid flowing through the measuring line.
  • a generic method and a generic device are known for example from EP 0 855 576 A1.
  • This document teaches to provide a flow meter for quantity determination in the discharge line of a tank.
  • a degassing is provided according to EP 0 855 576 A1 in the discharge line upstream of the counter, which can also be referred to as a gas separator.
  • the gas separator is used to separate any existing gas components from the flow before reaching the meter and returned to the tank.
  • Such a gas separator for use in a milk collection system is known for example from DE 296 23 713 U1.
  • a vacuum pump is provided on the gas separator with which the gas separation container can be placed under negative pressure, so that milk is sucked into the container via the suction line becomes.
  • a foam collecting container is provided which is intended to prevent foam which arises during the suction of milk from passing to the vacuum pump and possibly impairing its function.
  • the known from the prior art gas separator have a relatively large volume, which is determined by the flow rate per unit time, that is, the acceptance power.
  • the required gas separator volume increases.
  • either the acceptance power must be limited or a comparatively heavy and voluminous air separator to be selected, which is undesirable, especially in tank trucks.
  • DE 197 10 296 C1 discloses a method in which only part of the milk flow is degassed. The remaining main flow, however, is not degassed. In the two streams, an ultrasound measurement is carried out in each case, by means of which the gas loading and thus the milk volume flow can be deduced.
  • the object is achieved by a method having the features of claim 1 and a device having the features of claim 13. Preferred embodiments are given in the respective dependent claims.
  • the inventive method is characterized in that in the measuring line liquid is discontinuously fed to a degassing.
  • the invention is based on the finding that significant gas inclusions often occur only temporarily during the transfer of a liquid, in particular at the beginning of the transfer process, due to the still incomplete intake process, and / or at the end of the transfer process, due to the empty suction of the hose system.
  • extraordinary gas flows can occur, which are generated for example by leaky couplings, defective hoses or deliberate manipulation.
  • the invention takes account of the fact that in normal operation, so if there is no significant gas load, the liquid flow is passed to the degassing over. Since, according to the invention, the liquid does not have to pass through the degassing arrangement at this stage, the degassing arrangement at this stage does not limit the conveying speed. Thus, particularly high flow rates can be achieved. In addition, the degassing can also be particularly simple and compact, since it is not affected by the majority of the funded total volume of the liquid in the rule.
  • liquid which flows through the cross section of the measuring line, fed to the degassing and thus carried out a targeted degassing . According to the invention, therefore, the degassing only temporarily, that is, sporadically, performed. Consequently, only a fraction of the time of the liquid flowing through the measuring line is degassed.
  • the invention makes it possible to take into account the gas inclusions which regularly occur at the beginning and / or end of the transfer, but also extraordinary gas flows which are generated, for example, by leaky couplings, defective hoses or deliberate manipulation, and in spite of these punctiform gas flows, permit correct determination of the quantity guarantee.
  • particularly high delivery rates are achieved according to the invention, since in normal operation, the degassing is bypassed.
  • the liquid may in particular be milk and the gas, for the separation of which the degassing arrangement is provided, is air.
  • the invention is particularly suitable for the acceptance of a liquid, in particular in a tanker vehicle. However, the invention can also be used in the delivery of liquid.
  • the flow measuring device which may be, for example, a turbine meter or a magneto-inductive measuring device, is preferably arranged on the measuring line.
  • the degassing arrangement can be designed in particular as a calming basin.
  • liquid flowing through the measurement line is supplied to the degassing arrangement upon entry of a predetermined condition.
  • a predetermined condition This may be, for example, a temporal condition that in particular indicates the beginning and / or end of the transfer process.
  • liquid present in the measuring line is supplied to the degassing arrangement at least at the beginning and / or end of the transfer.
  • the condition may also be the exceeding of a previously determined proportion of gas in the liquid, as a result of which removal of extraordinary gas streams is also possible.
  • the gas portion of the liquid present in the measuring line is measured and that liquid present in the measuring line is supplied to the degassing arrangement when a previously determined value for the gas portion is exceeded.
  • a particularly preferred embodiment of the invention is that between the inlet opening and the flow measuring device, a liquid volume is removed from the measuring line and is transferred to the degassing in a buffer which branches off between the inlet opening and the flow measuring device, in particular in a pipeline region of the measuring line from the measuring line, and that the liquid volume removed then again from the buffer, in particular between the inlet opening and the flow measuring device, is returned to the measuring line.
  • a buffer which branches off between the inlet opening and the flow measuring device, in particular in a pipeline region of the measuring line from the measuring line, and that the liquid volume removed then again from the buffer, in particular between the inlet opening and the flow measuring device, is returned to the measuring line.
  • a separation of gas fractions is not carried out as known from the prior art by a directly arranged in the line path of the measuring line gas separator. Rather, the degassing arrangement, which is formed by the buffer, is provided outside the line path of the measuring line at a branch of the measuring line.
  • the volume to be degassed is taken before its flow measurement in a branching off from the measuring line buffer, there degassed and returned to the degassing for flow measurement back into the measuring line.
  • the return takes place at the same place where the liquid volume was removed. The return can also be done at a different location.
  • the intermediate container branches off in a pipeline region of the measuring line, which can be understood as any line region to which no gas separator is arranged.
  • the buffer has a storage line, which can be designed in particular as a pipeline.
  • a storage line is particularly favorable to manufacture.
  • a storage line can be accommodated in a particularly simple manner on a measuring system, in particular on a milk collecting vehicle.
  • a storage container is provided on the storage line.
  • the liquid volume from the measuring line into the intermediate memory it may be provided, for example, to actuate a pumping device provided on the measuring line and in this case to generate an overpressure with respect to the intermediate store.
  • a pumping device provided on the measuring line and in this case to generate an overpressure with respect to the intermediate store.
  • an ejector, a water ring pump and / or a diaphragm pump can be provided. If the volume is generated by an ejector, it usually does not require a large volume.
  • the ejector compressed air device can, if required due to the ambient temperature, be heated.
  • For returning the liquid volume in the measuring line can be provided, for example, that a gas is introduced into the buffer. This allows a particularly complete emptying of the memory done.
  • a pump arranged on the measuring line is actuated. In this case, a return is possible with a particularly low expenditure on equipment.
  • the intermediate store is shut off by means of a valve arranged on the intermediate store when the filling level in the intermediate store falls below a certain value when the liquid volume is returned. In this way, it can be prevented that, when the liquid is returned to the measuring line, gas is carried from the intermediate store into the measuring line.
  • a further preferred embodiment of the invention is that when removing the liquid volume from the measuring line, a fluid connection between the buffer and the flow measuring device is blocked. According to this embodiment, it can be prevented that liquid is removed from the region of the flow measuring device when removing liquid from the measuring line for degassing, which could possibly lead to incorrect measurements.
  • a further preferred embodiment of the invention consists in that a pressure is measured in the measuring line and that the pump arranged on the measuring line is controlled as a function of the measured pressure.
  • the pressure is suitably a suction pressure measured upstream of the pump.
  • the pump can be controlled such that the suction pressure is controlled to a value in which cavitation of the liquid is prevented.
  • the pump system can adapt itself, so that its capacity remains reliably below the cavitation limit. Since according to the invention in the course of the measuring line no air separator, which could bring pressure drops, is required, according to the invention, the pressure at the inlet opening, that is controlled at the system entrance, in a particularly simple manner, in particular regulated.
  • a gas portion of the liquid present in the measuring line is determined and that the measured gas fraction is used to compensate measured values of the flow measuring device.
  • This embodiment makes it possible to metrologically detect residual gas quantities that may occur despite degassing measures and to take these into account when determining the liquid quantity. Furthermore, this embodiment makes it possible to tolerate gas fractions below a threshold value before a venting process has to be started.
  • a gas portion of the liquid present in the measuring line is determined and that the arranged on the measuring line Pump controlled in dependence of the measured gas content, in particular regulated, is.
  • the time at which a degassing by transferring liquid into the buffer is required, be delayed and thus the volume of liquid involved in the degassing can be reduced.
  • a filling degree sensor is suitably provided, which can also be referred to as a bubble sensor.
  • the device according to the invention is preferably set up for carrying out the method according to the invention, whereby the advantages explained in this connection can be achieved.
  • the features explained in connection with the method can also be used in connection with the device.
  • the features explained in connection with the device can be used in the method.
  • a generic device which has a degassing device for the liquid associated with the measuring line can also be developed according to the invention in that means are provided with which a liquid exchange between the degassing device and the measuring line can be shut off. This makes it possible to allow a liquid exchange between the measuring line and the degassing only temporarily and thus make a temporary, discontinuous degassing of the liquid flowing through the measuring line.
  • a device is characterized in that a temporary store is provided which branches off the measuring line between the inlet opening and the flow measuring device, in particular in a pipeline region of the measuring line, and in that a device for generating a negative pressure is provided in the intermediate store, by means of which a volume of liquid from the measuring line in the buffer is transferable.
  • a ventilation device is provided on the intermediate store, by means of which a gas can be introduced into the intermediate store for returning the liquid volume from the intermediate store to the measuring line.
  • the gas may be, in particular, air.
  • the buffer With regard to the apparatus costs, it is particularly advantageous for the buffer to have a storage line which can be produced in a particularly simple manner. To increase the volume, a storage container is preferably provided on the storage line.
  • a further preferred embodiment of the invention which can bring about a time saving in the transfer, consists in that a plurality of aeration devices are arranged along the buffer and that in each case a shut-off valve is arranged on the buffer between the individual aeration devices. This makes it possible to empty the cache step by step. Once the level reaches a shut-off valve, this can be closed, and the remaining buffer area to be emptied by pressing the next of the measuring line facing aeration device. The rear region of the shut-off valve can already be evacuated again, so that a sufficient negative pressure for supplying a further liquid volume into the temporary storage is available very quickly.
  • the reliability of the device according to the invention can be further improved by the fact that at least one level sensor is provided on the buffer, in particular on the storage container. This makes it possible to monitor the fluid transfer process in the buffer.
  • a valve in particular a shut-off valve, is provided between the device for generating the negative pressure and the collecting line, which valve can be actuated as a function of the filling level determined by the filling level sensor.
  • a pump is provided on the measuring line.
  • this pump is arranged between the branch of the buffer and the outlet opening in the measuring line. In this case, the pump allows both a promotion of the liquid in normal operation and an emptying of the buffer after degassing.
  • a vent line is provided on the pump, which preferably opens into the intermediate store. This makes it possible to remove gas fractions, which may possibly accumulate in the upper part of the pump and can affect the pump power, which can influence the measurement accuracy and may lead to cavitation, which may be detrimental to the quality of milk delivered.
  • the height of the measuring line in the region between the inlet opening and the intermediate store is expedient according to the invention for the height of the measuring line in the region between the inlet opening and the intermediate store to decrease at least in regions to the intermediate store.
  • a particularly efficient emptying of the input-side line system can be achieved at the end of dispensing, since on the input side existing residual liquid flows by itself due to gravitational effect to the buffer.
  • an automatic degassing function can be provided, in which gas portions flow back to the inlet opening.
  • a tank is arranged on the measuring line in the region of the outlet opening and / or that a connection device for a suction hose is arranged on the measuring line in the region of the inlet opening.
  • the device can be arranged together with the tank on a tanker vehicle.
  • the suction hose may be suitably provided for emptying milk containers.
  • the measuring line is formed on the side facing away from the inlet opening of the buffer U-shaped, in particular double U-shaped.
  • the U-shape is suitably formed in at least one vertically extending plane.
  • the pump is arranged in the region of a vertex of the U-shape.
  • the apex of the U-shaped structure is conveniently located below the branch of the buffer.
  • a particularly preferred embodiment of the device according to the invention further consists in that a control device is provided which is set up for carrying out the method according to one of the preceding claims.
  • a measuring system for milk collection cars can be created, the acceptance capacity is often limited only by the local conditions.
  • the elimination of a gas separator can regulate directly to the negative pressure at the system inlet, whereby the pumping system can adapt itself and always remain safely below the cavitation limit in its delivery rate.
  • the formed on the intermediate storage vacuum reservoir allows the conclusion of the assumption of a particularly efficient empty suction of the supplier tank and the acceptance hose.
  • FIG. 1 shows a highly schematic view of a device according to the invention for carrying out the method according to the invention
  • Fig. 2 is a detailed view of the device of Fig. 1;
  • FIG. 5 shows a further embodiment of a device according to the invention for carrying out the method according to the invention
  • FIG. 6 shows a further embodiment of a device according to the invention for carrying out the method according to the invention.
  • Fig. 7 is a detailed perspective view of the devices of the figures
  • FIG. 1 A first embodiment of a device according to the invention is shown in FIG.
  • the device has a measuring line 30 which extends between an inlet opening 31 and an outlet opening 32.
  • a pump 18 is arranged, which serves for the active conveying of liquid through the measuring line 30.
  • a flow measuring device 20 for detecting the quantity of liquid flowing through the measuring line 30 is provided in the measuring line 30.
  • a gas proportion measuring device 21 and a check valve 23 At this flow measuring device 20 is followed in the flow direction, that is to the outlet opening 32 out, a gas proportion measuring device 21 and a check valve 23 at.
  • a degassing 40 is provided with a latch 43 which at a junction 50 from above the measuring line 30 branches off.
  • This intermediate memory 43 has a storage line 44, on which a storage container 9 is arranged, which can also be referred to as a suction container.
  • a device 15 for generating a negative pressure in the storage container 9 is arranged.
  • a connection device 72 is provided in the region of the inlet opening 31 of the measuring line 30, on which a suction tube 2 for milk is arranged, which is a takeover allowed from a supplier tank.
  • a sensor 3 is arranged in the course of the measuring line 30, which serves for the detection of liquid, in particular milk, and for temperature measurement in the measuring line 30.
  • a pressure sensor 4 is provided, to which an inlet valve 5 designed as a shut-off valve connects.
  • the measuring line 30 then follows the branch 50, at which the storage line 44 of the degassing 40 branches off from the measuring line 30.
  • the measuring line 30 extends inclined to the horizontal, so that their height decreases with decreasing distance from the branch 50.
  • the measuring line 30 extends substantially vertically downwards.
  • a fill level sensor 17 is provided on the measuring line 30, which may be designed in particular as a combined gas level sensor.
  • the pump 18 in the course of the measuring line 30 at.
  • the measuring line 30 extends substantially horizontally.
  • a further shut-off valve 19 is arranged in the measuring line 30.
  • the measuring line 30 extends substantially vertically upwards.
  • the flow measuring device 20 and the gas proportion measuring device 21 are arranged consecutively.
  • another valve 22 which may be formed as a shut-off and / or reducing valve, and the check valve 23 at.
  • a tank designed as a vehicle tank can be provided on the measuring line 30.
  • a further shut-off valve 6 is provided in the storage line 44, which opens at the junction 50 in the measuring line 30, a further shut-off valve 6 is provided.
  • a liquid sensor 7, in particular a milk sensor, and a pressure sensor 8 are arranged on the storage line 44.
  • the storage container 9 which can be referred to as a vacuum container.
  • a level sensor 10 is provided at the storage container 9 of the buffer 43 of the degassing 40.
  • a gas line 28 for supplying gas into the storage container 9 and for evacuating the storage container 9 opens into it.
  • this gas line 28 designed as a shut-off valve 11 is provided.
  • the gas line 28 is connected via a shut-off valve 12 with a ventilation device 14 and a shut-off valve 13 with the means 15 for generating a negative pressure in line connection.
  • the device shown in Fig. 2 can be operated as follows:
  • the shut-off valve 12 is closed and thus a connection between the aeration device 14 and the storage container 9 is interrupted.
  • the valves 5, 6, 11 and 13 arranged in the line between the inlet opening 31 and the device 15 for generating a negative pressure are then opened.
  • the device 15 for generating a negative pressure then sucks in the measuring line 30 via the inlet opening 31 and via the branch 50 into the intermediate store 43.
  • the storage container 9 is preferably dimensioned such that it together with the storage line 44 and in particular with the input area 75 the measuring line 30 can accommodate the entire volume of the suction hose 2.
  • the valves 11 and 13 are closed and thus the connection between the storage container 9 and the device 15 for generating a negative pressure is disconnected. Due to the residual vacuum in the storage container 9, however, further liquid is sucked into the vacuum container 9.
  • the level of the storage container 9 is monitored by means of the level sensor 10. If an overflow of the storage container 9 threatens, appropriate countermeasures are initiated. Due to the routing, in particular due to the fact that the line height between the branch 50 and the reservoir 9, the level sensor 17 and the reservoir 9 and the pump 18 and the reservoir 9 increases toward the reservoir 9, the system degas itself, with gas fractions be collected in the storage container 9. A conclusion of the independent degassing can be recognized, for example, that the level sensor 17 detects a fully filled pipe.
  • the pump 18 is started.
  • the pump 18 builds up a pressure which is lower than that in the storage tank 9.
  • the liquid is drawn from the container 9 back into the measuring line 30.
  • the shut-off valve 6 is closed, optionally with a predetermined, small time delay, and the storage container 9 is thereby separated from the measuring line 30.
  • the storage container 9 can now be evacuated again by opening the valves 11 and 13.
  • the pump 18 maintains the negative pressure via the further acceptance process and delivers liquid from the suction hose 2 to the outlet opening 32, wherein the suction power of the pump 18 is regulated.
  • a suction pressure is used, which is determined by the pressure sensor 4 in the input region 75 of the measuring line 30.
  • the suction power of the pump 18 is reduced by control based on the pressure sensor 4 until the suction returns.
  • the pump 18 is shut down.
  • the valve 19 is closed, so that the gas input into the measuring section, which is formed by the flow measuring device 20 and the gas proportion measuring device 21, is kept as low as possible.
  • the shut-off valve 19 can be calculated for the measuring section.
  • the shut-off valve 6 is opened, so that a fluid connection between the buffer 43 and the measuring line 30 is established. Due to the negative pressure in the storage container 9, the contents of the inlet-side line system are sucked into the storage container 9. In particular, the line system can be sucked largely empty in the region of the intake hose 2. In order to assist the suction, the valves 11 and 13 can be opened, so that a line connection between the storage tank 9 and the device 15 for generating a negative pressure and thus the negative pressure in the storage tank 9 is maintained.
  • the residual volume is arranged in the region of the buffer 43. Possibly contained gas fractions are separated by time automatically and accumulate in the upper region of the storage container 9. Following this, the latch 43 can be emptied again.
  • shut-off valve 13 To empty the shut-off valve 13 is closed and the latch 43 thus separated from the device 15 for generating a negative pressure.
  • the valve 22 arranged downstream of the flow measuring device 20 and the gas proportion measuring device 21 is switched to "reduction", ie the line cross section is reduced in order to increase the flow resistance ,
  • the valve 22 may be formed as a disk valve with bore. At the same time, by means of this valve 22, the pressure in the area of the flow measuring device 20 and the gas proportion measuring device 21 can be increased, whereby any existing gas bubbles in the volume are reduced, so that the measurement accuracy can be further increased.
  • the check valve 23 can prevent milk from flowing back into the measuring section. At the same time, this valve can also serve to increase the pressure in the measuring section.
  • the valve 12 is opened and the degassed liquid, which is contained in the buffer 43, is pressed by compressed gas from the aeration device 14 into the measuring line 30.
  • the liquid column is conveyed until the level has reached the liquid sensor 7 or until the level sensor 17 of Output level 80 is reached, which can also be referred to as Abgrenzplastic.
  • the process of sucking into the intermediate memory 43 and returning it to the measuring line 30 can optionally be repeated several times.
  • the intake hose 2 can be freed particularly well of residual liquid and optionally trailing liquid of the delivery tank.
  • gas proportion measuring device 21 If, in spite of the degassing process, gas penetrates into the measuring section in the intermediate memory 43 at the end of acceptance, this can be detected by measuring by means of the gas proportion measuring device 21.
  • the corresponding measured values can be used to compensate the measured values of the flow measuring device 20.
  • an excessive gas impact in the area of the gas proportion measuring device 21 can be indicated by output means.
  • FIG. 5 Another embodiment of a device according to the invention is shown in FIG.
  • the exemplary embodiment of FIG. 5 differs from the exemplary embodiment described above in that a second ventilation device 14 'is provided on the buffer 43 in the region of the storage line 44 on the sides of the shut-off valve 6 facing the measuring line 30.
  • This additional ventilation device 14 ' can serve to increase the process speed.
  • the additional ventilation device 14 makes it possible to close the shut-off valve 6 during the emptying of the intermediate storage unit 43 as soon as the liquid sensor 7 arranged in the area of the shut-off valve 6 reports vacancy.
  • the region of the intermediate storage 43 which is arranged on the side of the shut-off valve 6 facing away from the measuring line 30 and in particular comprises the storage container 9, can already be evacuated again, so that the intermediate storage 43 is particularly quickly sucked up for a renewed suction process, for example for residual quantity suction , ready.
  • FIG. 6 Another embodiment of a device according to the invention is shown in FIG.
  • the exemplary embodiment illustrated in FIG. 6 differs from the exemplary embodiments explained above in that at the highest point of the pump 18, a vent line 60 designed as a pipe is mounted, which, in particular on the side of the shut-off valve 6 facing the measuring line 30, enters the storage line 44 opens.
  • the vent line 60 could also open on the side facing away from the measuring line 30 side of the check valve 6 in the latch 43.
  • the vent line 60 makes it possible to dissipate any accumulations of gas in the upper region of the pump 18, that is, to purge the pump 18 in a targeted manner.
  • An optional existing sensor 61 in the vent line 60 may serve to monitor the venting process. If this sensor 61 detects liquid, the deaeration process is completed. In this case, a valve 62 disposed between the sensor 61 and the pump 18 on the vent line 60 can be closed.
  • the outflow-side region of the measuring line 30, that is to say the region facing the outlet opening 32, is shown in a perspective view in detail in FIG. 7. As shown in FIG. 7, the measuring line 30 is formed in this area with a double-U structure.
  • a first vertically extending leg of the U-structure which runs vertically downwards from the branch 50 of the buffer 43, the level sensor 17 and the pump 18 are arranged.
  • the shut-off valve 19 In a second vertically extending leg of the U-structure, the shut-off valve 19, the flow measuring device 20 and optionally the gas proportion measuring device 21 are arranged.
  • the valve 22 and the check valve 23 are arranged.
  • Such a double U-structure is particularly advantageous in terms of degassing. In particular, it allows it to completely dispense with the gas proportion measuring device 21 under certain circumstances.
  • the measuring system together with the pump 18 is shut down as soon as the level sensor 17 or the sensor 3 detects gas.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Mengenbestimmung bei der Übergabe einer Flüssigkeit, bei dem die Flüssigkeit an einer Zulauföffnung (31) in eine Messleitung (30) eingeleitet und an einer Auslauföffnung (32) aus der Messleitung (30) ausgeleitet wird, und eine durch die Messleitung (30) strömende Flüssigkeitsmenge mittels einer der Messleitung (30) zugeordneten Durchflussmesseinrichtung (20) bestimmt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in der Messleitung (30) befindliche Flüssigkeit diskontinuierlich einer Entgasungsanordnung (40) zugeführt wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Mengenbestimmung bei der Übergabe einer Flüssigkeit.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Mengenbestimmunq bei der Übergabe einer Flüssigkeit
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Mengenbestimmung bei der Übergabe einer Flüssigkeit, insbesondere von Milch, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei einem derartigen Verfahren ist vorgesehen, dass die Flüssigkeit an einer Zulauföffnung in eine Messleitung eingeleitet wird und an einer Auslauföffnung aus der Messleitung ausgeleitet wird, und eine durch die Messleitung strömende Flüssigkeitsmenge mittels einer der Messleitung zugeordneten Durchflussmesseinrichtung bestimmt wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Mengenbestimmung bei der Übergabe einer Flüssigkeit, insbesondere zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13, mit einer Messleitung, die an ihrem einen Ende eine Zulauföffnung und an ihrem anderen Ende eine Auslauföffnung für die Flüssigkeit aufweist, und einer der Messleitung zugeordneten Durchflussmesseinrichtung zum Messen einer durch die Messleitung strömenden Flüssigkeitsmenge.
Ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung sind beispielsweise aus der EP 0 855 576 A1 bekannt. Diese Druckschrift lehrt, in der Abgabeleitung eines Tanks einen Durchflusszähler zur Mengenbestimmung vorzusehen. Um Verfälschungen des Messergebnisses des Zählers entgegenzuwirken, die durch Gaseinschlüsse entstehen könnten, welche unter Umständen im Flüssigkeitsstrom enthalten sind, ist nach der EP 0 855 576 A1 in der Abgabeleitung oberstromig des Zählers ein Entgasungsbehälter vorgesehen, der auch als Gasabscheider bezeichnet werden kann. Der Gasabscheider dient dazu, gegebenenfalls vorhandene Gasanteile aus der Strömung vor Erreichen des Zählers abzutrennen und in den Tank zurückzuführen. Ein solcher Gasabscheider zur Verwendung in einer Milchsammelanlage ist beispielsweise aus der DE 296 23 713 U1 bekannt. Um bei Verwendung dieses bekannten Gasabscheiders Milch über eine Saugleitung ansaugen zu können, ist nach der DE 296 23 713 U1 am Gasabscheider eine Vakuumpumpe vorgesehen, mit welcher der Gasab- scheidungsbehälter unter Unterdruck gesetzt werden kann, so dass Milch über die Saugleitung in den Behälter eingesaugt wird. Zwischen der Vakuumpumpe und dem Gasabscheider ist nach der DE 296 23 713 U1 ein Schaumsammelbehälter vorgesehen, der verhindern soll, dass Schaum, der beim Ansaugen von Milch entsteht, zur Vakuumpumpe gelangt und deren Funktion unter Umständen beeinträchtigt.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Gasabscheider haben jedoch ein relativ großes Volumen, welches durch die Durchflussmenge pro Zeiteinheit, also die Annahmeleistung, bestimmt wird. Insbesondere steigt mit steigender Annahmeleistung das erforderliche Gasabscheidervolumen. Somit muss in der Praxis entweder die Annahmeleistung begrenzt werden oder ein vergleichsweise schwerer und voluminöser Luftabscheider gewählt werden, was insbesondere bei Tankfahrzeugen unerwünscht ist.
Es ist daher ein Messverfahren entwickelt worden, bei dem eine Flüssigkeitsmengenbestimmung mit verringertem Luftabscheidervolumen möglich ist. So ist aus der DE 197 10 296 C1 ein Verfahren bekannt, bei dem nur ein Teil der Milchströmung entgast wird. Der verbleibende Hauptstrom wird hingegen nicht entgast. In den beiden Strömen wird jeweils eine Ultraschallmessung durchgeführt, mittels der auf die Gasbeladung und somit auf den Milchvolumenstrom rückgeschlossen werden kann.
Aus der DE 10 2005 005 295 A1 ist ein Verfahren zur Fördermengenerfassung bekannt, bei dem Gasanteile nicht abgeschieden sondern mittels einer Füllgradmesseinrichtung erfasst werden und bei der Fördermengenbestimmung mit eingerechnet werden. Dieses Verfahren stellt jedoch vergleichsweise hohe Anforderungen an die Genauigkeit der Füllgradmesseinrichtung.
A u f g a b e der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Mengenbestimmung anzugeben, die bei einem besonders kompakten Anlagenaufbau und hohen Förderraten durch die Messleitung eine zuverlässige und genaue Mengenbestimmung zulassen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Messleitung befindliche Flüssigkeit diskontinuierlich einer Entgasungsanordnung zugeführt wird.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass signifikante Gaseinschlüsse bei der Übergabe einer Flüssigkeit häufig lediglich zeitweise auftreten, und zwar insbesondere zu Beginn des Übergabevorganges, aufgrund des noch unvollständigen Ansaugvorganges, und/oder zum Ende des Übergabevorganges, aufgrund des Leersaugens des Schlauchsystems. Daneben können auch außerordentliche Gasströme auftreten, die beispielsweise durch undichte Kupplungen, defekte Schläuche oder bewusste Manipulation generiert werden.
Vor allem bei größeren Übergabemengen, bei denen die Start- und Abschlussvorgänge in den Hintergrund treten, liegen somit während der längsten Zeit des Übergabevorganges häufig keine nennenswerten Gaseinschlüsse vor. Während der überwiegenden Zeit des Übergabevorganges ist folglich in Ermangelung nennenswerter Gaseinschlüsse keine Gasabscheidung erforderlich.
Dem trägt die Erfindung dadurch Rechnung, dass beim Normalbetrieb, wenn also keine nennenswerte Gasbelastung vorliegt, die Flüssigkeitsströmung an der Entgasungsanordnung vorbei geleitet wird. Da nach der Erfindung in diesem Stadium die Flüssigkeit die Entgasungsanordnung nicht durchlaufen muss, limitiert die Entgasungsanordnung in diesem Stadium die Fördergeschwindigkeit nicht. Somit können besonders hohe Förderraten erzielt werden. Darüber hinaus kann die Entgasungsanordnung auch besonders einfach und kompakt aufgebaut werden, da sie vom Großteil des geförderten Gesamtvolumens der Flüssigkeit in der Regel nicht betroffen ist.
Lediglich dann, wenn nennenswerte Gasanteile in der Flüssigkeit auftreten, also beispielsweise zum Beginn der Übergabe, zum Ende der Übergabe und beim Auftreten von Störungszuständen, wird nach der Erfindung Flüssigkeit, die den Querschnitt der Messleitung durchströmt, der Entgasungsanordnung zugeführt und somit eine gezielte Entgasung durchgeführt. Nach der Erfindung wird somit die Entgasung nur zeitweise, das heißt sporadisch, durchgeführt. Folglich wird nur ein zeitlicher Bruchteil der durch die Messleitung strömenden Flüssigkeit einer Entgasung unterzogen.
Somit ermöglicht es die Erfindung, die regelmäßig zum Beginn und/oder zum Ende der Übergabe auftretenden Gaseinschlüsse, aber auch außerordentliche Gasströme, die beispielsweise durch undichte Kupplungen, defekte Schläuche oder bewusste Manipulation generiert werden, zu berücksichtigen und trotz dieser punktuellen Gasströme eine korrekte Mengenbestimmung zu gewährleisten. Andererseits werden nach der Erfindung besonders hohe Förderraten erreicht, da im Normalbetrieb die Entgasungsanordnung umgangen wird.
Bei der Flüssigkeit kann es sich insbesondere um Milch handeln und bei dem Gas, zu dessen Abtrennung die Entgasungsanordnung vorgesehen ist, um Luft. Besonders geeignet ist die Erfindung für die Annahme einer Flüssigkeit, insbesondere in einem Tankfahrzeug. Die Erfindung kann aber auch bei der Flüssigkeitsabgabe zum Einsatz kommen. Die Durchflussmesseinrichtung, die beispielsweise ein Turbinenzähler oder eine magnetoinduktive Messvorrichtung sein kann, ist vorzugsweise an der Messleitung angeordnet. Die Entgasungsanordnung kann insbesondere als Beruhigungsbecken ausgebildet sein.
Geeigneterweise wird durch die Messleitung strömende Flüssigkeit bei Eintritt einer vorher bestimmten Bedingung der Entgasungsanordnung zugeführt. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine zeitliche Bedingung handeln, die insbesondere auf den Anfang und/oder auf das Ende des Übergabevorganges schließen lässt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass in der Messleitung befindliche Flüssigkeit zumindest zu Beginn und/oder zum Ende der Übergabe der Entgasungsanordnung zugeführt wird. Bei der Bedingung kann es sich aber auch um das Überschreiten eines vorher bestimmten Gasanteiles in der Flüssigkeit handeln, wodurch eine Entfernung auch von außerordentlichen Gasströmen möglich wird. Alternativ oder zusätzlich kann somit vorgesehen sein, dass der Gasanteil der in der Messleitung befindlichen Flüssigkeit gemessen wird und dass in der Messleitung befindliche Flüssigkeit bei Überschreiten eines vorher bestimmten Wertes für den Gasanteil der Entgasungsanordnung zugeführt wird.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass zwischen der Zulauföffnung und der Durchflussmesseinrichtung ein Flüssigkeitsvolumen aus der Messleitung entnommen wird und zum Entgasen in einen Zwischenspeicher überführt wird, der zwischen der Zulauföffnung und der Durchflussmesseinrichtung, insbesondere in einem Rohrleitungsbereich der Messleitung, von der Messleitung abzweigt, und dass das entnommene Flüssigkeitsvolumen anschließend wieder aus dem Zwischenspeicher, insbesondere zwischen der Zulauföffnung und der Durchflussmesseinrichtung, in die Messleitung zurückgeführt wird. Hierin kann ein eigenständiger Erfindungsaspekt gesehen werden.
Gemäß dieser Ausführungsform wird eine Abtrennung von Gasanteilen nicht wie aus dem Stand der Technik bekannt durch einen direkt im Leitungsverlauf der Messleitung angeordneten Gasabscheider vorgenommen. Vielmehr ist die Entgasungsanordnung, die durch den Zwischenspeicher gebildet wird, außerhalb des Leitungsverlaufes der Messleitung an einer Abzweigung der Messleitung vorgesehen. Entsprechend dieser Ausführungsform wird das zu entgasende Volumen vor seiner Durchflussmessung in einen von der Messleitung abzweigenden Zwischenspeicher übernommen, dort entgast und nach der Entgasung zur Durchflussmessung wieder in die Messleitung zurückgeführt. Vorzugsweise erfolgt die Rückführung an demselben Ort, an dem das Flüssigkeitsvolumen entnommen wurde. Die Rückführung kann aber auch an einem unterschiedlichen Ort erfolgen. Geeigneterweise zweigt der Zwischenbehälter in einem Rohrleitungsbereich der Messleitung von dieser ab, worunter jeder Leitungsbereich verstanden werden kann, an dem kein Gasabscheider angeordnet ist.
Besonders vorteilhaft ist es, dass der Zwischenspeicher eine Speicherleitung aufweist, die insbesondere als Rohrleitung ausgebildet sein kann. Eine solche Speicherleitung ist in der Herstellung besonders günstig. Außerdem kann eine Speicherleitung in einer besonders einfachen Weise an einer Messanlage, insbesondere an einem Milchsammelwagen, untergebracht werden.
Insbesondere um die Entgasung größerer Volumina zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, dass an der Speicherleitung ein Speicherbehälter vorgesehen ist.
Zum Überführen des Flüssigkeitsvolumens aus der Messleitung in den Zwischenspeicher kann beispielsweise vorgesehen sein, eine an der Messleitung vorgesehene Pumpeinrichtung zu betätigen und hierbei einen Überdruck bezüglich des Zwischenspeichers zu erzeugen. Hinsichtlich der Verfahrensgeschwindigkeit ist es jedoch besonders vorteilhaft, dass zum Entnehmen des Flüssigkeitsvolumens aus der Messlei- tung am Zwischenspeicher ein Unterdruck erzeugt wird. Hierzu können beispielsweise ein Ejektor, eine Wasserringpumpe und/oder eine Membranpumpe vorgesehen sein. Wird das Volumen mit einem Ejektor erzeugt, so benötigt dieser in der Regel kein großes Volumen. Die Ejektor-Drucklufteinrichtung kann, sofern aufgrund der Umgebungstemperatur erforderlich, beheizt werden.
Zum Zurückführen des Flüssigkeitsvolumens in die Messleitung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Gas in den Zwischenspeicher eingeleitet wird. Hierdurch kann eine besonders vollständige Entleerung des Speichers erfolgen.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass zum Zurückführen des Flüssigkeitsvolumens in die Messleitung eine an der Messleitung angeordnete Pumpe betätigt wird. In diesem Fall ist ein Zurückführen bei besonders geringem apparativen Aufwand möglich.
Besonders zweckmäßig ist es ferner, dass der Zwischenspeicher mittels eines am Zwischenspeicher angeordneten Ventils abgesperrt wird, wenn der Füllstand in dem Zwischenspeicher beim Zurückführen des Flüssigkeitsvolumens einen bestimmten Wert unterschreitet. Hierdurch kann verhindert werden, dass beim Zurückführen der Flüssigkeit in die Messleitung Gas aus dem Zwischenspeicher in die Messleitung mitgeführt wird.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass beim Entnehmen des Flüssigkeitsvolumens aus der Messleitung eine Fluidverbindung zwischen dem Zwischenspeicher und der Durchflussmesseinrichtung gesperrt wird. Gemäß dieser Ausführungsform kann verhindert werden, dass beim Entnehmen von Flüssigkeit aus der Messleitung zum Entgasen Flüssigkeit aus dem Bereich der Durchflussmesseinrichtung entnommen wird, was unter Umständen zu Fehlmessungen führen könnte.
Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, dass beim Zurückführen des Flüssigkeitsvolumens in die Messleitung eine Fluidverbindung zwischen der Zulauföffnung und dem Zwischenspeicher gesperrt wird. Hierdurch wird eine besonders gute Förderleistung erhalten.
Ferner ist es zweckmäßig, dass beim Zurückführen des Flüssigkeitsvolumens in die Messleitung ein Strömungsquerschnitt der Messleitung, insbesondere durch ein un- terstromig der Durchflussmesseinrichtung angeordnetes Ventil, reduziert wird. Hierdurch wird ein zusätzlicher Strömungswiderstand geschaffen, der die Strömungsgeschwindigkeit beim Zurückführen des Flüssigkeitsvolumens reduziert. Da das zum Entgasen in den Zwischenspeicher entnommene Flüssigkeitsvolumen in der Regel vergleichsweise klein ist, wird hierdurch verhindert, dass eine zu schnelle und gegebenenfalls unkontrollierte Entleerung des Speichers stattfindet, die mit einer Eintragung von Gasanteilen aus dem Zwischenspeicher in die Messleitung einher gehen könnte. Überdies wird aufgrund der mit dem Strömungswiderstand einhergehenden Druckerhöhung das Volumen eventuell vorhandener Gasblasen reduziert.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass in der Messleitung ein Druck gemessen wird und dass die an der Messleitung angeordnete Pumpe in Abhängigkeit des gemessenen Drucks gesteuert wird. Bei dem Druck handelt es sich geeigneterweise um einen Saugdruck, der oberstromig der Pumpe gemessen wird. Insbesondere kann die Pumpe derart gesteuert werden, dass der Saugdruck auf einen Wert geregelt wird, bei dem Kavitation der Flüssigkeit unterbunden ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann sich das Pumpensystem selbst adaptieren, so dass seine Förderleistung zuverlässig unter der Kavitationsgrenze bleibt. Da nach der Erfindung im Verlauf der Messleitung kein Luftabscheider, der Druckabfälle mit sich bringen könnte, erforderlich ist, kann nach der Erfindung der Druck an der Zulauföffnung, das heißt am Systemeingang, in besonders einfacher Weise gesteuert, insbesondere geregelt, werden.
Zur weiteren Steigerung der Messgenauigkeit ist es vorteilhaft, dass ein Gasanteil der in der Messleitung befindlichen Flüssigkeit ermittelt wird und dass der gemessene Gasanteil zur Kompensation von Messwerten der Durchflussmesseinrichtung herangezogen wird. Diese Ausführungsform ermöglicht es, Restgasmengen, die unter Umständen trotz Entgasungsmaßnahmen auftreten, messtechnisch zu erfassen und bei der Flüssigkeitsmengenbestimmung zu berücksichtigen. Ferner ermöglicht es diese Ausführungsform, Gasanteile unterhalb eines Schwellenwertes zu tolerieren, bevor ein Entgasungsvorgang gestartet werden muss.
Im Hinblick auf die Fördergeschwindigkeit und die Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es weiterhin vorteilhaft, dass ein Gasanteil der in der Messleitung befindlichen Flüssigkeit ermittelt wird und dass die an der Messleitung angeordnete Pumpe in Abhängigkeit des gemessenen Gasanteils gesteuert, insbesondere geregelt, wird. Hierdurch kann verhindert werden, dass aufgrund einer zu hohen Pumpleistung, insbesondere zum Ende der Übergabe, verfrüht ein übermäßiger Gasanteil in die Messleitung eingesaugt wird. Hierdurch wiederum kann der Zeitpunkt, zu dem eine Entgasung durch Überführen von Flüssigkeit in den Zwischenspeicher erforderlich ist, herausgezögert werden und somit das bei der Entgasung involvierte Flüssigkeitsvolumen verringert werden.
Zur Messung des Gasanteils in der Messleitung ist geeigneterweise ein Füllgradsensor vorgesehen, der auch als Bubble-Sensor bezeichnet werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise zur Durchführung des erfindungs- gemäßen Verfahrens eingerichtet, wodurch sich die in diesem Zusammenhang erläuterten Vorteile erzielen lassen. Nach der Erfindung können die im Zusammenhang mit dem Verfahren erläuterten Merkmale auch im Zusammenhang mit der Vorrichtung Verwendung finden. Gleichfalls können die im Zusammenhang mit der Vorrichtung erläuterten Merkmale beim Verfahren Verwendung finden.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung, die eine der Messleitung zugeordnete Entgasungseinrichtung für die Flüssigkeit aufweist, kann nach der Erfindung auch dadurch weitergebildet sein, dass Mittel vorgesehen sind, mit denen ein Flüssigkeitsaustausch zwischen der Entgasungseinrichtung und der Messleitung absperrbar ist. Dies ermöglicht es, einen Flüssigkeitsaustausch zwischen der Messleitung und der Entgasungseinrichtung nur zeitweise zuzulassen und somit eine zeitweise, diskontinuierliche Entgasung der die Messleitung durchlaufenden Flüssigkeit vorzunehmen.
Insbesondere ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenspeicher vorgesehen ist, der zwischen der Zulauföffnung und der Durchfluss- messeinrichtung, insbesondere in einem Rohrleitungsbereich der Messleitung, von der Messleitung abzweigt, und dass eine Einrichtung zum Erzeugen eines Unterdruckes in dem Zwischenspeicher vorgesehen ist, mittels dem ein Flüssigkeitsvolumen aus der Messleitung in den Zwischenspeicher überführbar ist. Eine besonders einfache Rückführung der Flüssigkeit zurück in die Messleitung wird erfindungsgemäß dadurch ermöglicht, dass am Zwischenspeicher eine Belüftungseinrichtung vorgesehen ist, mittels der zum Zurückführen des Flüssigkeitsvolumens aus dem Zwischenspeicher in die Messleitung ein Gas in den Zwischenspeicher einleitbar ist. Bei dem Gas kann es sich insbesondere um Luft handeln.
Im Hinblick auf die Apparatekosten ist es besonders vorteilhaft, dass der Zwischenspeicher eine Speicherleitung aufweist, die in besonders einfacher Weise hergestellt werden kann. Zur Volumenvergrößerung ist an der Speicherleitung vorzugsweise ein Speicherbehälter vorgesehen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die eine Zeitersparnis bei der Übergabe mit sich bringen kann, besteht darin, dass entlang dem Zwischenspeicher mehrere Belüftungseinrichtungen angeordnet sind und dass an dem Zwischenspeicher zwischen den einzelnen Belüftungseinrichtungen jeweils ein Absperrventil angeordnet ist. Dies ermöglicht es, den Zwischenspeicher etappenweise zu entleeren. Sobald der Füllstand ein Absperrventil erreicht, kann dieses geschlossen werden, und der verbleibende Zwischenspeicherbereich durch Betätigung der nächsten der Messleitung zugewandten Belüftungseinrichtung entleert werden. Der rückwärtige Bereich des Absperrventils kann dabei bereits wieder evakuiert werden, so dass besonders rasch ein hinreichender Unterdruck zum Zuführen eines weiteren Flüssigkeitsvolumens in den Zwischenspeicher zur Verfügung steht.
Die Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann weiter dadurch verbessert werden, dass an dem Zwischenspeicher, insbesondere am Speicherbehälter, zumindest ein Füllstandssensor vorgesehen ist. Hierdurch wird eine Überwachung des Fluid- übergabevorganges im Zwischenspeicher möglich.
Sofern ein Füllstandssensor am Zwischenspeicher vorgesehen ist, ist es besonders vorteilhaft, dass zwischen der Einrichtung zum Erzeugen des Unterdruckes und der Sammelleitung ein Ventil, insbesondere Absperrventil, vorgesehen ist, das in Abhängigkeit des vom Füllstandssensor ermittelten Füllstandes betätigbar ist. Bei einer derartigen Anordnung kann verhindert werden, dass bei einem übermäßigen Ansteigen des Füllstands im Zwischenspeicher Flüssigkeit zur Einrichtung zum Erzeugen des Unterdrucks gelangt und deren Funktionsfähigkeit beeinträchtigen kann. Für besonders hohe Förderraten ist es vorteilhaft, dass an der Messleitung eine Pumpe vorgesehen ist. Geeigneterweise ist diese Pumpe zwischen der Abzweigung des Zwischenspeichers und der Auslauföffnung in der Messleitung angeordnet. In diesem Falle erlaubt die Pumpe sowohl eine Förderung der Flüssigkeit im Normalbetrieb als auch ein Entleeren des Zwischenspeichers nach dem Entgasen.
Besonders vorteilhaft ist es, dass an der Pumpe eine Entlüftungsleitung vorgesehen ist, die vorzugsweise in den Zwischenspeicher einmündet. Dies ermöglicht es, Gasanteile abzuführen, die sich unter Umständen im oberen Bereich der Pumpe ansammeln können und die Pumpleistung beeinflussen können, die Messgenauigkeit beeinflussen können und unter Umständen zu Kavitation führen können, welche der Qualität von geförderter Milch abträglich sein kann.
Ferner ist es nach der Erfindung zweckmäßig, dass die Höhe der Messleitung im Bereich zwischen der Zulauföffnung und dem Zwischenspeicher zumindest bereichsweise zum Zwischenspeicher hin abnimmt. Hierdurch kann ein besonders effizientes Entleeren des eingangsseitigen Leitungssystems zum Ende der Abgabe erreicht werden, da eingangsseitig vorhandene Restflüssigkeit von selbst aufgrund Gravitationswirkung zum Zwischenspeicher hin strömt. Ferner kann eine automatische Entgasungsfunktion zur Verfügung gestellt werden, bei der Gasanteile zur Zulauföffnung hin zurückströmen.
Weiterhin ist es nach der Erfindung vorteilhaft, dass an der Messleitung im Bereich der Auslauföffnung ein Tank angeordnet ist und/oder dass an der Messleitung im Bereich der Zulauföffnung eine Anschlusseinrichtung für einen Ansaugschlauch angeordnet ist. Insbesondere kann die Vorrichtung mitsamt dem Tank auf einem Tankfahrzeug angeordnet sein. Der Ansaugschlauch kann geeigneterweise zur Entleerung von Milchbehältnissen vorgesehen sein.
Weiterhin ist es zweckmäßig, dass die Messleitung auf der der Zulauföffnung abgewandten Seite des Zwischenspeichers U-förmig, insbesondere doppelt U-förmig, ausgebildet ist. Die U-Form ist dabei geeigneterweise in zumindest einer vertikal verlaufenden Ebene ausgebildet. Vorzugsweise ist die Pumpe im Bereich eines Scheitels der U- Form angeordnet. Der Scheitel der U-förmigen Struktur ist zweckmäßigerweise unterhalb der Abzweigung des Zwischenspeichers angeordnet. Hierdurch kann auch un- terstromig des Zwischenspeichers eine automatische Entlüftungsfunktion zur Verfügung gestellt werden, bei dem Gasanteile von selbst aufgrund ihres Auftriebs in den Zwischenspeicher strömen.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht ferner darin, dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche eingerichtet ist.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine Messanlage für Milchsammelwagen geschaffen werden, deren Annahmeleistung häufig nur durch die örtlichen Gegebenheiten begrenzt ist. Durch den Wegfall eines Gasabscheiders kann direkt auf den Unterdruck am Systemeingang geregelt werde, wodurch sich das Pumpsystem selbst adaptieren und in seiner Förderleistung immer sicher unterhalb der Kavitationsgrenze bleiben kann.
Der am Zwischenspeicher ausgebildete Vakuumvorratsbehälter ermöglicht zum Schluss der Annahme ein besonders effizientes Leersaugen des Lieferantentanks und des Annahmeschlauches.
Es hat sich gezeigt, dass mit der erfindungsgemäßen Anlage aus einem 4,5 m tief liegenden Annahmetank Milch abgesaugt werden kann, wobei die im Schlauch verbleibende Restmenge nicht größer ist als bei einer ebenerdigen Annahme. Durch Messung der Lufteinschlüsse in der angenommenen Milch wird die Messgenauigkeit erhöht. Gleichzeitig wird Manipulationen und einer Verminderung der Annahmeperformance entgegenwirkt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, die schematisch in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen schematisch:
Fig. 1 eine stark schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 eine detaillierte Ansicht der Vorrichtung aus Fig. 1 ;
Figuren 3 und 4 die Vorrichtung aus Fig. 2 in unterschiedlichen Verfahrensstadien bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
Fig. 7 eine perspektivische Detailansicht der Vorrichtungen der Figuren
2 bis 6 im Leitungsbereich unterstromig des Zwischenspeichers.
Gleich wirkende Elemente sind in den Figuren durchgehend mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Fig. 1 dargestellt. Die Vorrichtung weist eine Messleitung 30 auf, die sich zwischen einer Zulauföffnung 31 und einer Auslauföffnung 32 erstreckt. In der Messleitung 30 ist eine Pumpe 18 angeordnet, die zum aktiven Fördern von Flüssigkeit durch die Messleitung 30 dient. Auf der der Auslauföffnung 32 zugewandten Seite der Pumpe 18 ist in der Messleitung 30 eine Durchflussmesseinrichtung 20 zum Erfassen der durch die Messleitung 30 fließenden Flüssigkeitsmenge vorgesehen. An diese Durchflussmesseinrichtung 20 schließt sich in Strömungsrichtung, das heißt zur Auslauföffnung 32 hin, eine Gasanteilsmesseinrichtung 21 und ein Rückschlagventil 23 an.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung verzichtet auf einen Gasabscheider im Verlauf der Messleitung 30. Zum Entgasen der in der Messleitung 30 strömenden Flüssigkeit vor Erreichen der Durchflussmesseinrichtung 20 ist vielmehr eine Entgasungsanordnung 40 mit einem Zwischenspeicher 43 vorgesehen, der an einer Abzweigung 50 nach oben von der Messleitung 30 abzweigt. Dieser Zwischenspeicher 43 weist eine Speicherleitung 44 auf, an der ein Speicherbehälter 9 angeordnet ist, der auch als Ansaugbehälter bezeichnet werden kann. An diesem Speicherbehälter 9 ist wiederum eine Einrichtung 15 zum Erzeugen eines Unterdruckes im Speicherbehälter 9 angeordnet.
Die Vorrichtung der Fig. 1 ist im Detail in Fig. 2 beschrieben. Wie Fig. 2 zeigt, ist im Bereich der Zulauföffnung 31 der Messleitung 30 eine Anschlusseinrichtung 72 vorgesehen, an der ein Ansaugschlauch 2 für Milch angeordnet ist, der eine Übernahme aus einem Lieferantentank erlaubt. Ausgehend von der Zulauföffnung 31 ist im Lauf der Messleitung 30 ein Sensor 3 angeordnet, der zum Nachweis von Flüssigkeit, insbesondere Milch, und zur Temperaturmessung in der Messleitung 30 dient. Im weiteren Verlauf der Messleitung 30 ist ein Drucksensor 4 vorgesehen, an den sich ein als Absperrventil ausgebildetes Eingangsventil 5 anschließt. Im weiteren Verlauf der Messleitung 30 folgt daraufhin die Abzweigung 50, an der die Speicherleitung 44 der Entgasungsanordnung 40 von der Messleitung 30 abzweigt. Im Bereich 75 zwischen der Zulauföffnung 31 und der Abzweigung 50 verläuft die Messleitung 30 gegen die Horizontale geneigt, so dass ihre Höhe mit abnehmendem Abstand von der Abzweigung 50 abnimmt.
Im Anschluss an die Abzweigung 50 verläuft die Messleitung 30 im Wesentlichen senkrecht nach unten. In diesem Leitungsbereich ist an der Messleitung 30 ein Füllstandssensor 17 vorgesehen, der insbesondere als kombinierter Gas- Füllstandssensor ausgebildet sein kann. Hierauf schließt sich die Pumpe 18 im Verlauf der Messleitung 30 an. Im Anschluss an die Pumpe 18 verläuft die Messleitung 30 im Wesentlichen waagerecht. In diesem waagerecht verlaufenden Bereich ist ein weiteres Absperrventil 19 in der Messleitung 30 angeordnet.
Im Anschluss an das Absperrventil 19 verläuft die Messleitung 30 im Wesentlichen senkrecht nach oben. In diesem Leitungsbereich sind die Durchflussmesseinrichtung 20 und die Gasanteilsmesseinrichtung 21 aufeinander folgend angeordnet. Hieran schließt sich, mit abnehmendem Abstand zur Auslauföffnung 32, ein weiteres Ventil 22, das als Absperr- und/oder Reduzierventil ausgebildet sein kann, sowie das Rückschlagventil 23 an. Im Bereich der Auslauföffnung 32 kann an der Messleitung 30 ein als Fahrzeugtank ausgebildeter Tank vorgesehen sein.
In der Speicherleitung 44, die an der Abzweigung 50 in die Messleitung 30 einmündet, ist ein weiteres Absperrventil 6 vorgesehen. Auf der der Abzweigung 50 abgewandten Seite des Absperrventils 6 sind an der Speicherleitung 44 ein Flüssigkeitssensor 7, insbesondere Milchsensor, sowie ein Drucksensor 8 angeordnet.
Hieran schließt sich, auf der der Abzweigung 50 abgewandten Seite des Absperrventils 6, der Speicherbehälter 9 an, der als Vakuumbehälter bezeichnet werden kann. Am Speicherbehälter 9 des Zwischenspeichers 43 der Entgasungsanordnung 40 ist ein Füllstandssensor 10 vorgesehen. In einem oberen Bereich des Speicherbehälters 9 mündet in diesen eine Gasleitung 28 zum Zuführen von Gas in den Speicherbehälter 9 und zum Evakuieren des Speicherbehälters 9 ein. In dieser Gasleitung 28 ist ein als Absperrventil ausgebildetes Ventil 11 vorgesehen. Auf der dem Speicherbehälter 9 abgewandten Seite des Ventils 11 steht die Gasleitung 28 über ein Absperrventil 12 mit einer Belüftungseinrichtung 14 und über ein Absperrventil 13 mit der Einrichtung 15 zum Erzeugen eines Unterdruckes in Leitungsverbindung.
Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung kann wie folgt betrieben werden:
Annahmevorgang
Zur Erläuterung des Annahmevorganges wird auf Fig. 3 verwiesen, wobei der Einfachheit halber zunächst davon ausgegangen wird, dass das System im Bereich des Füllstandssensors 17 bereits bis zur Pegelhöhe 80 gefüllt ist.
Zu Beginn der Annahme wird das Absperrventil 12 geschlossen und somit eine Verbindung zwischen der Belüftungseinrichtung 14 und dem Speicherbehälter 9 unterbrochen. Die im Leitungsverlauf zwischen der Zulauföffnung 31 und der Einrichtung 15 zum Erzeugen eines Unterdruckes angeordneten Ventile 5, 6, 11 und 13 werden sodann geöffnet. Die Einrichtung 15 zum Erzeugen eines Unterdruckes saugt dann über die Zulauföffnung 31 Milch in die Messleitung 30 und über die Abzweigung 50 in den Zwischenspeicher 43. Der Speicherbehälter 9 ist dabei vorzugsweise so dimensioniert, dass er zusammen mit der Speicherleitung 44 und insbesondere mit dem Eingangsbereich 75 der Messleitung 30 das gesamte Volumen des Ansaugschlauches 2 aufnehmen kann.
Sobald der Flüssigkeitssensor 7 und/oder der Drucksensor 8 Flüssigkeit, insbesondere Milch, detektiert, werden die Ventile 11 und 13 geschlossen und somit die Verbindung zwischen dem Speicherbehälter 9 und der Einrichtung 15 zum Erzeugen eines Unterdruckes getrennt. Aufgrund des Restvakuums im Speicherbehälter 9 wird jedoch weiter Flüssigkeit in den Vakuumbehälter 9 gesogen. Der Füllstand des Speicherbehälters 9 wird dabei mittels des Füllstandssensors 10 überwacht. Sofern ein Überlaufen des Speicherbehälters 9 droht, werden entsprechende Gegenmaßnahmen initiiert. Aufgrund der Leitungsführung, insbesondere aufgrund der Tatsache, dass die Leitungshöhe zwischen der Abzweigung 50 und dem Speicherbehälter 9, dem Füllstandssensor 17 und dem Speicherbehälter 9 und der Pumpe 18 und dem Speicherbehälter 9 zum Speicherbehälter 9 hin zunimmt, entgast sich das System selbst, wobei Gasanteile im Speicherbehälter 9 gesammelt werden. Ein Abschluss des selbstständigen Entgasens kann beispielsweise daran erkannt werden, dass der Füllstandssensor 17 ein voll gefülltes Rohr nachweist.
Nun wird die Pumpe 18 gestartet. Die Pumpe 18 baut einen Druck auf, der niedriger ist als der im Speicherbehälter 9. Dadurch wird die Flüssigkeit aus dem Behälter 9 zurück in die Messleitung 30 gezogen. Sobald der Flüssigkeitssensor 7 keine Benetzung, also Leerstand anzeigt, wird, gegebenenfalls mit einer vorher bestimmten, kleinen Zeitverzögerung, das Absperrventil 6 geschlossen und hierdurch der Speicherbehälter 9 von der Messleitung 30 abgetrennt. Der Speicherbehälter 9 kann nun durch Öffnen der Ventile 11 und 13 erneut evakuiert werden.
Die Pumpe 18 hält über den weiteren Annahmevorgang den Unterdruck aufrecht und fördert Flüssigkeit aus dem Ansaugschlauch 2 zur Auslauföffnung 32, wobei die Saugleistung der Pumpe 18 geregelt wird. Als Regelgröße wird dabei ein Saugdruck herangezogen, der vom Drucksensor 4 im Eingangsbereich 75 der Messleitung 30 ermittelt wird. Durch eine solche Regelung kann erreicht werden, dass sich die Pumpe 18 selbst an die unterschiedlichen Annahmegegebenheiten, beispielsweise unterschiedliche Leitungsquerschnitte, unterschiedliche Leitungslängen, unterschiedliches Tankniveaus usw., anpasst und der Saugdruck in einem Wertebereich bleibt, bei dem eine Kavitation der Flüssigkeit unterbunden ist.
Bei einer Störung, beispielsweise durch Manipulation oder Undichtigkeiten in den Schlauchverschraubungen oder den Schläuchen, kann es bei der Annahme zu signifikanten Gasbeimengungen in der Flüssigkeit kommen. Diese werden vom Füllstandssensor 17 und gegebenenfalls auch von der Gasanteilsmesseinrichtung 21 detektiert. Sobald der Füllstandssensor 17 und/oder die Gasanteilsmesseinrichtung 21 Gasbeimengungen detektieren, kann die Leistung der Pumpe 18 und somit der Saugdruck reduziert werden. Zusätzlich kann eine Störungsmeldung generiert werden. Wird hierdurch der Gaseinschlag noch nicht beseitigt, so kann die Gasbeimengung bis zu ei- nem bestimmten Grad toleriert werden und bei der Mengenbestimmung durch Einrechnung der Werte der Gasanteilsmesseinrichtung 21 herausgerechnet werden.
Bildet sich im Liefertank, in dem der Ansaugschlauch 2 angeordnet ist, beispielsweise aufgrund niedrigen Füllstands ein Sog, so kann es ebenfalls zu Gaseinschlüssen in der Flüssigkeitsströmung in der Messleitung 30 kommen. Auch in diesem Fall wird die Saugleistung der Pumpe 18 durch Regelung auf Grundlage des Drucksensors 4 solange reduziert, bis sich der Sog zurückbildet.
Ende der Annahme
Zur Erläuterung der Verfahrensführung am Annahmeende wird auf Fig. 4 verwiesen.
Zum Ende der Annahme kommt es zu massiven Gaseinschlägen, was zuerst am Sensor 3 detektiert wird. Würde trotz der starken Gaseinschläge unverändert weitergepumpt, so bestünde das Risiko, dass der Unterdruck im Eingangsbereich 75 der Messleitung 30 und somit die Selbstansaugungsfunktion der Pumpe 18 zusammenbricht. Ein solcher Zustand würde vom Drucksensor 4 detektiert werden.
Sobald somit vom Sensor 3, gegebenenfalls auch vom Füllstandssensor 17, große Gasanteile nachgewiesen werden, wird die Pumpe 18 heruntergefahren. Dabei wird auch das Ventil 19 geschlossen, so dass der Gaseintrag in die Messstrecke, welche durch die Durchflussmesseinrichtung 20 und die Gasanteilsmesseinrichtung 21 gebildet wird, so gering wie möglich gehalten wird. Auch das Absperrventil 19 kann zur Messstrecke gerechnet werden.
Anschließend oder gleichzeitig wird das Absperrventil 6 geöffnet, so dass eine Fluidver- bindung zwischen dem Zwischenspeicher 43 und der Messleitung 30 hergestellt ist. Aufgrund des im Speicherbehälter 9 befindlichen Unterdrucks wird der Inhalt des ein- gangsseitigen Leitungssystems in den Speicherbehälter 9 eingesaugt. Insbesondere kann das Leitungssystem im Bereich des Ansaugschlauches 2 weitgehend leer gesaugt werden. Um das Ansaugen zu unterstützen, können die Ventile 11 und 13 geöffnet werden, so dass eine Leitungsverbindung zwischen dem Speicherbehälter 9 und der Einrichtung 15 zum Erzeugen eines Unterdrucks besteht und somit der Unterdruck im Speicherbehälter 9 aufrechterhalten wird. Durch die leichte Schrägstellung der Messleitung 30 im Bereich 75 hinter der Anschlusseinrichtung 72 für den Ansaugschlauch 2 läuft die Flüssigkeit beim Ansaugen in den Bereich hinter das Eingangventil 5, das heißt in den Bereich der Messleitung 30, der sich auf der der Zulauföffnung 31 abgewandten Seite des Eingangsventils 5 befindet. Nun wird das Eingangsventil 5 geschlossen.
In diesem Zustand ist das Restvolumen im Bereich des Zwischenspeichers 43 angeordnet. Eventuell enthaltene Gasanteile werden durch Zeitablauf selbstständig abgeschieden und sammeln sich im oberen Bereich des Speicherbehälters 9. Im Anschluss hierauf kann der Zwischenspeicher 43 wieder entleert werden.
Zum Entleeren wird das Absperrventil 13 geschlossen und der Zwischenspeicher 43 somit von der Einrichtung 15 zum Erzeugen eines Unterdruckes getrennt. Das Absperrventil 19, das den Zwischenspeicher 43 von der Auslauföffnung 32 trennt, wird hingegen geöffnet. In diesem Zusammenhang wird das unterstromig der Durchflussmessein- richtung 20 und der Gasanteilsmesseinrichtung 21 angeordnete Ventil 22 auf „Reduzierung" geschaltet, das heißt der Leitungsquerschnitt wird verkleinert, um den Strömungswiderstand zu erhöhen. Hierzu kann beispielsweise eine Blende in den Leitungsquerschnitt der Messleitung 30 eingefahren werden.
Das Ventil 22 kann als Scheibenventil mit Bohrung ausgebildet sein. Es dient der Reduzierung der Durchflussgeschwindigkeit beim Entleeren des Zwischenspeichers 43, das heißt beim so genannten „Niveaufahren". Gleichzeitig kann mittels dieses Ventils 22 der Druck im Bereich der Durchflussmesseinrichtung 20 und der Gasanteilsmesseinrichtung 21 erhöht werden, wodurch eventuell vorhandene Gasblasen im Volumen reduziert werden, so dass die Messgenauigkeit weiter gesteigert werden kann.
Das Rückschlagventil 23 kann dabei verhindern, dass Milch zurück in die Messstrecke fließt. Gleichzeitig kann auch dieses Ventil zu einer Druckerhöhung in der Messstrecke dienen.
Anschließend wird das Ventil 12 geöffnet und die entgaste Flüssigkeit, die im Zwischenspeicher 43 enthalten ist, wird durch Druckgas aus der Belüftungseinrichtung 14 in die Messleitung 30 gedrückt. Die Flüssigkeitssäule wird solange befördert, bis der Füllstand den Flüssigkeitssensor 7 erreicht hat oder bis im Füllstandssensor 17 der Ausgangspegel 80 erreicht wird, der auch als Abgrenzniveau bezeichnet werden kann.
Sofern sich noch Restflüssigkeit im Bereich des Ansaugschlauches 2 befindet, kann der Vorgang des Einsaugens in den Zwischenspeicher 43 und Zurückführens in die Messleitung 30 gegebenenfalls mehrfach wiederholt werden. Hierdurch kann der Ansaugschlauch 2 besonders gut von Restflüssigkeit und gegebenenfalls nachlaufender Flüssigkeit des Liefertanks befreit werden.
Sollte am Annahmeende trotz des Entgasungsvorganges im Zwischenspeicher 43 Gas in die Messstrecke eindringen, so kann dies mittels der Gasanteilsmesseinrichtung 21 messtechnisch erfasst werden. Die entsprechenden Messwerte können zur Kompensation der Messwerte der Durchflussmesseinrichtung 20 herangezogen werden. Überdies kann ein übermäßiger Gaseinschlag im Bereich der Gasanteilsmesseinrichtung 21 durch Ausgabemittel angezeigt werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Fig. 5 dargestellt. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 unterscheidet sich vom zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, dass am Zwischenspeicher 43 im Bereich der Speicherleitung 44 auf der der Messleitung 30 zugewandten Seiten des Absperrventils 6 eine zweite Belüftungseinrichtung 14' vorgesehen ist. Diese zusätzliche Belüftungseinrichtung 14' kann zur Erhöhung der Verfahrensgeschwindigkeit dienen.
Insbesondere ermöglicht es die zusätzliche Belüftungseinrichtung 14', das Absperrventil 6 bei der Entleerung des Zwischenspeichers 43 zu schließen, sobald der im Bereich des Absperrventils 6 angeordnete Flüssigkeitssensor 7 Leerstand meldet. Daraufhin kann der Bereich des Zwischenspeichers 43, welcher auf der der Messleitung 30 abgewandten Seite des Absperrventils 6 angeordnet ist und insbesondere den Speicherbehälter 9 umfasst, bereits wieder evakuiert werden, so dass der Zwischenspeicher 43 besonders rasch für einen erneuten Ansaugvorgang, beispielsweise zur Restmengen- ansaugung, bereitsteht. Um auch den Bereich des Zwischenspeichers 43 zu entleeren, der auf der der Messleitung 30 zugewandten Seite des Absperrventils 6 angeordnet ist, wird nach dem Schließen des Absperrventils 6 Gas über die zweite Belüftungseinrichtung 14' in den Zwischenspeicher 43 eingeleitet und hierbei das Flüssigkeitsniveau bis zum Pegel 80 abgesenkt. Das so genannte „Niveaufahren" wird dadurch erheblich erleichtert. Da der Füllstand mittels des Füllstandssensors 17 gemessen wird, ist ein exaktes Niveaufahren auf den Pegel 80 möglich, aber nicht unbedingt erforderlich. Da das Niveaufahren in einem Bereich geringen Querschnittes erfolgt, der durch den vergleichsweise kleinen Rohrdurchmesser gegeben ist, wird eine besonders hohe Genauigkeit ermöglicht.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Fig. 6 dargestellt. Das in Fig. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den zuvor erläuterten Ausführungsbeispielen dadurch, dass am höchsten Punkt der Pumpe 18 eine als Rohr ausgebildete Entlüftungsleitung 60 angebracht ist, die, insbesondere auf der der Messleitung 30 zugewandten Seite des Absperrventils 6, in die Speicherleitung 44 einmündet. Alternativ könnte die Entlüftungsleitung 60 auch auf der der Messleitung 30 abgewandten Seite des Absperrventils 6 in den Zwischenspeicher 43 einmünden. Die Entlüftungsleitung 60 ermöglicht es, eventuell auftretende Gasansammlungen im oberen Bereich der Pumpe 18 abzuführen, das heißt die Pumpe 18 gezielt zu entlüften. Ein optional vorhandener Sensor 61 in der Entlüftungsleitung 60 kann zur Überwachung des Entlüftungsvorganges dienen. Weist dieser Sensor 61 Flüssigkeit nach, so ist der Entlüftungsvorgang abgeschlossen. In diesem Fall kann ein zwischen dem Sensor 61 und der Pumpe 18 an der Entlüftungsleitung 60 angeordnetes Ventil 62 geschlossen werden.
Der abströmseitige Bereich der Messleitung 30, das heißt der der Auslauföffnung 32 zugewandte Bereich ist in perspektivischer Ansicht im Detail in Fig. 7 dargestellt. Wie Fig. 7 zeigt ist die Messleitung 30 in diesem Bereich mit einer Doppel-U-Struktur ausgebildet.
In einem ersten vertikal verlaufenden Schenkel der U-Struktur, der von der Abzweigung 50 des Zwischenspeichers 43 senkrecht nach unten verläuft, ist der Füllstandssensor 17 sowie die Pumpe 18 angeordnet. In einem zweiten vertikal verlaufenden Schenkel der U-Struktur sind das Absperrventil 19, die Durchflussmesseinrichtung 20 und gegebenenfalls die Gasanteilsmesseinrichtung 21 angeordnet. In einem dritten vertikal verlaufenden Schenkel der U-Struktur sind das Ventil 22 sowie das Rückschlagventil 23 angeordnet. Eine solche Doppel-U-Struktur ist im Hinblick auf die Entgasung besonders vorteilhaft. Insbesondere erlaubt sie es, auf die Gasanteilsmesseinrichtung 21 unter Umständen gänzlich zu verzichten.
Wie oben erläutert, wird die Messanlage mitsamt der Pumpe 18 heruntergefahren, sobald der Füllstandssensor 17 oder der Sensor 3 Gas detektieren. Gas, das bereits in die Messleitung 30 eingedrungen ist, entweicht in der Doppel-U-Struktur nach oben und wird durch das anschließend im Zwischenspeicher 43 erzeugte Vakuum nach oben abgesaugt. Da sich die Flüssigkeit zu diesem Zeitpunkt aufgrund der ruhenden Pumpe 18 im Bereich der Durchflussmesseinrichtung 20 nicht bewegt, wird von der vorzugsweise als magnetoinduktive Einrichtung ausgebildeten Durchflussmesseinrichtung 20 auch keine Flüssigkeitsströmung nachgewiesen, das heißt die Gasströmung findet in ruhender Flüssigkeit statt.
Wenn die Pumpe 18 und das Messsystem bei eintreffender Luft schnell genug abgeschaltet werden, so gelangt lediglich soviel Gas in die Messleitung 30, wie beim Zwischenstopp bis zur nächsten Ansaugung über den Zwischenspeicher 43 und die Einrichtung 15 zum Erzeugen eines Unterdruckes bis zur nächsten Ansaugung nach oben entgasen kann.
Anschließend angesaugte Milch kann immer über den Zwischenspeicher 43 und die Einrichtung 15 zum Erzeugen eines Vakuums angesaugt werden, so dass entgaste Milch vorliegt, die mittels Überdruck durch die Messleitung 30 gedrückt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Mengenbestimmung bei der Übergabe einer Flüssigkeit, insbesondere von Milch, bei dem
- die Flüssigkeit an einer Zulauföffnung (31) in eine Messleitung (30) eingeleitet wird und an einer Auslauföffnung (32) aus der Messleitung (30) ausgeleitet wird, und
- eine durch die Messleitung (30) strömende Flüssigkeitsmenge mittels einer der Messleitung (30) zugeordneten Durchflussmesseinrichtung (20) bestimmtwird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,
- dass in der Messleitung (30) befindliche Flüssigkeit diskontinuierlich einer Entgasungsanordnung (40) zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass in der Messleitung (30) befindliche Flüssigkeit zumindest zu Beginn und/oder zum Ende der Übergabe der Entgasungsanordnung (40) zugeführt wird, und/oder dass in der Messleitung (30) befindliche Flüssigkeit beim Überschreiten eines vorher bestimmten Wertes für den Gasanteil der Entgasungsanordnung (40) zugeführt wird.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,
- dass zwischen der Zulauföffnung (31) und der Durchflussmesseinrichtung (20) ein Flüssigkeitsvolumen aus der Messleitung (30) entnommen wird und zum Entgasen in einen Zwischenspeicher (43) überführt wird, der zwischen der Zulauföffnung (31) und der Durchflussmesseinrichtung (20), insbesondere in einem Rohrleitungsbereich der Messleitung (30), von der Messleitung (30) abzweigt, und
- dass das entnommene Flüssigkeitsvolumen anschließend wieder aus dem Zwischenspeicher (43) zwischen der Zulauföffnung (31) und der Durchflussmesseinrichtung (20) in die Messleitung (30) zurückgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass der Zwischenspeicher (43) eine Speicherleitung (44) aufweist, an der vorzugsweise ein Speicherbehälter (9) vorgesehen ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass zum Entnehmen des Flüssigkeitsvolumens aus der Messleitung (30) am Zwischenspeicher (43) ein Unterdruck erzeugt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass zum Zurückführen des Flüssigkeitsvolumens in die Messleitung (30) ein Gas in den Zwischenspeicher (43) eingeleitet wird und/oder dass zum Zurückführen des Flüssigkeitsvolumens in die Messleitung (30) eine an der Messleitung (30) angeordnete Pumpe (18) betätigt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Zwischenspeicher (43) mittels eines am Zwischenspeicher (43) angeordneten Ventils (6) abgesperrt wird, wenn der Füllstand in dem Zwischenspeicher (43) beim Zurückführen des Flüssigkeitsvolumens einen bestimmten Wert unterschreitet.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass beim Entnehmen des Flüssigkeitsvolumens aus der Messleitung (30) eine Fluidverbindung zwischen dem Zwischenspeicher (43) und der Durch- flussmesseinrichtung (20) gesperrt wird und/oder dass beim Zurückführen des Flüssigkeitsvolumens in die Messleitung (30) eine Fluidverbindung zwischen der Zulauföffnung (31) und dem Zwischenspeicher (43) gesperrt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass beim Zurückführen des Flüssigkeitsvolumens in die Messleitung (30) ein Strömungsquerschnitt der Messleitung (30), insbesondere durch ein un- terstromig der Durchflussmesseinrichtung (20) angeordnetes Ventil (22), reduziert wird.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e ke n n z e i c h n e t , dass in der Messleitung (30) ein Druck gemessen wird und dass die an der Messleitung (30) angeordnete Pumpe (18) in Abhängigkeit des gemessenen Drucks gesteuert wird.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Gasanteil der in der Messleitung (30) befindlichen Flüssigkeit ermittelt wird und dass der gemessene Gasanteil zur Kompensation von Messwerten der Durchflussmesseinrichtung (20) herangezogen wird.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n ze i c h n e t , dass ein Gasanteil der in der Messleitung (30) befindlichen Flüssigkeit ermittelt wird und dass die an der Messleitung (30) angeordnete Pumpe (18) in Abhängigkeit des gemessenen Gasanteils gesteuert wird.
13. Vorrichtung zur Mengenbestimmung bei der Übergabe einer Flüssigkeit, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit
- einer Messleitung (30), die an ihrem einen Ende eine Zulauföffnung (31) und an ihrem anderen Ende eine Auslauföffnung (32) für die Flüssigkeit aufweist, und
- einer der Messleitung (30) zugeordneten Durchflussmesseinrichtung (20) zum Messen einer durch die Messleitung (30) strömenden Flüssigkeitsmenge, dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,
- dass ein Zwischenspeicher (43) vorgesehen ist, der zwischen der Zulauföffnung (31) und der Durchflussmesseinrichtung (20), insbesondere in einem Rohrleitungsbereich der Messleitung (30), von der Messleitung (30) abzweigt, und
- dass eine Einrichtung (15) zum Erzeugen eines Unterdruckes in dem Zwischenspeicher (43) vorgesehen ist, mittels dem ein Flüssigkeitsvolumen aus der Messleitung (30) in den Zwischenspeicher (43) überführbar ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch g e k e n n ze i c h n et , dass am Zwischenspeicher (43) eine Belüftungseinrichtung (14) vorgesehen ist, mittels der zum Zurückführen des Flüssigkeitsvolumens aus dem Zwischenspeicher (43) in die Messleitung (30) ein Gas in den Zwischenspeicher (43) einleitbar ist.
15. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Zwischenspeicher (43) eine Speicherleitung (44) aufweist, an der vorzugsweise ein Speicherbehälter (9) vorgesehen ist.
16. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass entlang dem Zwischenspeicher (43) mehrere Belüftungseinrichtungen (14, 14') angeordnet sind und dass an dem Zwischenspeicher (43) zwischen den einzelnen Belüftungseinrichtungen (14, 14') jeweils ein Absperrventil (6) angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass an dem Zwischenspeicher (43), insbesondere am Speicherbehälter (9), zumindest ein Füllstandssensor (10) vorgesehen ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen der Einrichtung (15) zum Erzeugen des Unterdruckes und dem Zwischenspeicher (43) ein Ventil (11) vorgesehen ist, das in Abhängigkeit des vom Füllstandssensor (10) ermittelten Füllstandes betätigbar ist.
19. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass an der Messleitung (30), insbesondere zwischen der Abzweigung (50) des Zwischenspeichers (43) und der Auslauföffnung (32), eine Pumpe (18) vorgesehen ist, und dass an der Pumpe (18) vorzugsweise eine Entlüftungsleitung (60) vorgesehen ist, die insbesondere in den Zwischenspeicher (43) einmündet.
20. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Höhe der Messleitung (30) im Bereich zwischen der Zulauföffnung (31) und dem Zwischenspeicher (43) zumindest bereichsweise zum Zwischenspeicher (43) hin abnimmt.
21. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass an der Messleitung (30) im Bereich der Auslauföffnung (32) ein Tank angeordnet ist und dass an der Messleitung (30) im Bereich der Zulauföffnung (31) eine Anschlusseinrichtung (72) für einen Ansaugschlauch (2) angeordnet ist.
22. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass die Messleitung (30) auf der der Zulauföffnung (31) abgewandten Seite des Zwischenspeichers (43) U-förmig, insbesondere doppelt U-förmig ausgebildet ist.
23. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche eingerichtet ist.
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