DE976839C - Device for preventing permanent degassing of gaseous fluids, e.g. B. beer, in filling systems - Google Patents

Description

Vorrichtung zum Verhindern andauernder Entgasung gashaltiger Flüssigkeiten, z. B. Bier, in Abfüllanlagen Zur Erzielung einer ruhigen, einwandfreien Abfüllung gashaltiger Flüssigkeiten, z. B. Bier, in Füllmaschinen, vorzugsweise großer Leistung, ist es bekannt, den Abfülldruck der Flüssigkeit durch selbsttätige Regelventile gegen, den Einfluß von Störgrößen, die vom Füller selbst oder vom Tank-und Leitungssystem kommen können, konstant zu halten. Besonders beim Abfüllen mit verminderter Leistung können hierbei an und hinter dem Regelventil örtlich stark erhöhte Strömungsgeschwindigkeiten mit so weit erniedrigten statische Drücken auftreten, daß eine Entgasung der Flüssigkeit einsetzt, so daß die der Füllmaschine zuströmende Flüssigkeit entbundene Gasperlen mit sich führt, wodurch ein unruhiger Einlauf in die zu füllenden Behälter erfolgt. Zwar kann durch das bekannte selbsttätige Regelventil der hinter diesem herrschende Leitungsdruck konstant gehalten werden; der eigentliche Zweck eines solchen Ventils, in jedem Falle eine ruhige Abfüllung zu gewährleisten, kann jedoch wegen der bei stärkerer Drosselung auftretenden Entgasung der Flüssigkeit nicht erreicht werden.Device to prevent continuous degassing of gaseous liquids, z. B. Beer, in filling systems To achieve a quiet, flawless filling gaseous liquids, e.g. B. beer, in filling machines, preferably high performance, it is known to control the filling pressure of the liquid by automatic control valves against the influence of disturbance variables from the filler itself or from the tank and pipe system can come to keep constant. Especially when filling with reduced performance can locally greatly increased flow velocities on and behind the control valve occur with so much lowered static pressures that a degassing of the liquid begins so that the liquid flowing into the filling machine releases gas bubbles leads with it, whereby an uneven inlet takes place in the container to be filled. Although the known automatic control valve can be used behind this Line pressure kept constant; the real purpose of such a valve, To guarantee a smooth bottling in any case, however, because of the greater throttling, the degassing of the liquid cannot be achieved.

Zweck der Erfindung ist es, die Entgasung gashaltiger Flüssigkeiten besonders bei starker Drosselung der Flüssigkeitsströmung im Regelventil durch örtlich zu starkes Absinken des statischen Flüssigkeitsdruckes zu verhindern. Es ist bereits bekanntgeworden, zur Regelung des. Flüssigkeitsdruckes in der Flüssigkeitsleitung vor Füllmaschinen ein membranbetätigtes Drosselventil anzuordnen. Außerdem ist es bereits bekannt, den Gasdruck in den Biervorratsbehältern mit Hilfe eines Membrandruckventils je nach den Druckverhälthissen im Füller zu verändern. Durch solche Vorrichtungen kann jedoch die dauernde Entgasung in Bierleitungen dann nicht verhindert werden, wenn zwischen dem Biervorratsbehälter und dem Füller oder Filter ein den Pumpendruck verminderndes Drosselventil angeordnet ist. Es wird deshalb eine Vorrichtung zum Verhindern der andauernden Entgasung gashaltiger Flüssigkeiten, z. B. Bier, in Abfüllanlagen, bei denen in der Flüssigkeitsleitung hinter der Druckerhöhungspumpe und vor der Abfüllmaschine ein selbsttätiges, den Druck vor letzterer auf einen konstanten, voreinstellbaren und gegenüber dem Pumpendruck abgesenkten Wert haltendes, membranbetätigtes Drosselventil angeordnet ist, vorgeschlagen, die gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß vor dem als rasch reagierendes Hilfsstellglied dienendes Drosselventil ein in Abhängigkeit von dessen. Stellung gesteuertes, langsam reagierendes Hauptstellglied, vorzugsweise als drehzahlgesteuerte Druckerhöhungspumpe, vorgesehen ist. Zwischen der Pumpe und ihrem Antriebsmotor ist ein an sich bekanntes Getriebe zur vorzugsweise stufenlosen Drehzahlregelung angeordnet, in dessen Schaltung ein kontinuierlich vor- und zurücksteuerbarer Regelmotor eingreift, der über am Regelventil angeordnete Kraftschalter, z. B. elektrischer Art, wie Maximum- und Minimum-Kontakte oder eine Potentiometeranordnung, Impulse zur Drehzahlregelung empfängt, die in an sich bekannten Vorrichtungen, z. B. Apparaten zur Laufzeitverlängerung des Stellmotors, verzögert sein können. Es ist aber auch möglich., die Pumpe und den Antriebsmotor unmittelbar miteinander zu kuppeln und die Drehzahländerung in an sich bekannter Weise durch die Einwirkung des Stellmotors auf elektrische Größen, z. B. auf Strom, Spannung, Frequenz oder Magnetfluß, des Antriebsmotors hervorzurufen.The purpose of the invention is to degas liquids containing gases especially with strong restriction of the liquid flow in the control valve by locally to prevent the static fluid pressure from dropping too much. It is already has become known to regulate the. Liquid pressure in the liquid line to arrange a diaphragm-operated throttle valve in front of filling machines. Besides, it is already known, the gas pressure in the beer storage containers with the help of a diaphragm pressure valve depending on the pressure conditions to change in the filler. By such However, devices cannot prevent the permanent degassing in beer lines if between the beer storage container and the filler or filter a the Pump pressure reducing throttle valve is arranged. It therefore becomes a device to prevent the continuous degassing of gaseous liquids, e.g. B. Beer, in filling plants, where in the liquid line behind the booster pump and in front of the filling machine an automatic one, the pressure in front of the latter on one constant, presettable value that is lower than the pump pressure, diaphragm-operated throttle valve is arranged, proposed according to the invention is characterized in that before serving as a rapidly reacting auxiliary actuator Throttle valve on depending on it. Position controlled, slowly reacting Main actuator, preferably provided as a speed-controlled booster pump is. A known transmission is located between the pump and its drive motor arranged for preferably infinitely variable speed control, in its circuit continuously forward and backward controllable control motor intervenes, which is controlled by the control valve arranged force switch, z. B. electrical type, such as maximum and minimum contacts or a potentiometer arrangement that receives impulses for speed control, which in known devices, e.g. B. Apparatus to extend the running time of the servomotor, may be delayed. But it is also possible, the pump and the drive motor to couple directly with each other and the speed change in itself known Way by the action of the servomotor on electrical quantities, z. B. on electricity, Voltage, frequency or magnetic flux of the drive motor.

Soll die Flüssigkeit vor dem Abfüllen filtriert werden, so können Filter erfindungsgemäß innerhalb der Regelstrecke, vorzugsweise zwischen Haupt- und Hilfsstellglied, angeordnet werden, wodurch gewährleistet wird, daß der sich im Laufe der Filtration erhöhende Filterwiderstand selbsttätig durch eine erhöhte Pumpenleistung ausgeglichen wird.If the liquid is to be filtered before filling, so can Filter according to the invention within the controlled system, preferably between main and auxiliary actuator, are arranged, thereby ensuring that the The filter resistance increases automatically in the course of the filtration due to an increased Pump performance is compensated.

Durch die selbsttätige Anpassung der Drehzahl an den. jeweiligen Verbrauch an Flüssigkeit wird nicht nur Antriebsenergie eingespart, sondern auch die Spalt-, Rück- und Ablösungsströmungen und das »Rühren« des Pumpenlaufrades vermindert, was seinerseits eine verminderte Entgasung der Flüssigkeit beim Passieren der Pumpe zur Folge hat.By automatically adapting the speed to the. respective consumption in terms of fluid, not only drive energy is saved, but also the gap, Back and separation currents and the "stirring" of the pump impeller reduced what in turn, a reduced degassing of the liquid when passing through the pump has the consequence.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch und beispielsweise dargestellt.In the drawing, the subject matter of the invention is schematic and example shown.

Die gashaltige Flüssigkeit fließt in der Leitung i über eine Pumpe 2, einen Filter 3, ein Regelventil 4 und eine Meßstelle 5 dem Abffillsystems 6 zu, aus dem die Flüssigkeit mit den Rohren 7 abgezapft wird. Als Regelstrecke gilt die Leitung i von der Pumpe 2 bis zur Meßstelle 5. Die Pumpe 2 wird über das mit Schnecke 8 und Schneckenrad 9 regelbare Getriebe io von dem Elektromotor ii angetrieben. Die Pumpe 2 ist das Hauptstellglied. Das Regelventil 4 ist als Druckregler integralen Zeitverhaltens ausgebildet; es ist das Hilfsstellglied. Seine eine Druckkammer i2 wird über eine Meßleitung 13 von dem an der Meßs.telle 5 herrschenden Flüssigkeitsdruck, seine andere Druckkammer 14 von einem als frei wählbare Führungsgröße an einem Druckminderventil 15 einstellbaren Gasdruck beaufschlagt. In bekannter Weise werden Abweichungen vom Druck-Sollwert im Abfüllsystem 6 durch eine entsprechende Verstellung des Regelventils 4 rasch korrigiert. Bei einer Schließbewegung der Ventilspindel 16 nähert sich hierbei der Kontaktarm 17 dem Kontakt Z und schließt gegebenenfalls den Stromkreis z des Verstellmotors 18, der über die Schnecke 8 und das Schneckenrad g das Getriebe io auf eine geringere Abtriebsdrehzahl n2 schaltet, während der Antriebsmotor i i seine Drehzahl n1 beibehält. Die Erniedrigung der Drehzahl ,n.2 bewirkt ein Nachlassen des Pumpendruckes, was seinerseits das Regelventil 4 zu einer Öffnungsbewegung veranlaßt. Sobald der Kontaktarm wieder zwischen den beiden Kontakten Z, A spielt, erfolgt keine weitere Drehzahländerung mehr.The gas-containing liquid flows in line i via a pump 2, a filter 3, a control valve 4 and a measuring point 5 to the filling system 6, from which the liquid is tapped with the pipes 7. The line i from the pump 2 to the measuring point 5 is considered to be the controlled system. The pump 2 is driven by the electric motor ii via the gear io which can be regulated with the worm 8 and worm wheel 9. The pump 2 is the main actuator. The control valve 4 is designed as a pressure regulator with integral time response; it is the auxiliary actuator. Its one pressure chamber i2 is acted upon via a measuring line 13 by the liquid pressure prevailing at the measuring point 5, and its other pressure chamber 14 by a gas pressure which can be set as a freely selectable reference variable on a pressure reducing valve 15. In a known manner, deviations from the desired pressure value in the filling system 6 are quickly corrected by adjusting the control valve 4 accordingly. When the valve spindle 16 closes, the contact arm 17 approaches the contact Z and, if necessary, closes the circuit z of the adjusting motor 18, which switches the gear io to a lower output speed n2 via the worm 8 and the worm wheel g, while the drive motor ii its speed n1 maintains. The lowering of the speed, n.2 causes the pump pressure to decrease, which in turn causes the control valve 4 to open. As soon as the contact arm plays between the two contacts Z, A again, there is no further change in speed.

Sinkt der Druck an der Meßstelle 5 so weit ab, daß der Kontaktarm 17 über den Kontakt A den Stromkreis a schließt, dann wird in entsprechender Weise eine Erhöhung der Pumpendrehzahl ykz eingeleitet, die so lange anhält, bis durch die hierdurch bewirkte Druckerhöhung der Kontaktarm 17 des Regelventils 4 wieder zwischen den beiden Kontakten A und Z spielt.If the pressure at measuring point 5 drops so far that the contact arm 17 via the contact A the circuit a closes, then in a corresponding manner an increase in the pump speed ykz is initiated, which continues until through the resulting increase in pressure of the contact arm 17 of the control valve 4 again between the two contacts A and Z plays.

Damit nicht durch stoßweise oder rasch von selbst wieder abklingende Störungen bereits eine Verstellung des Getriebes io erfolgt, ist ein an sich bekanntes, motorisch betriebenes Unterbrecherrelais ig@ angeordnet, das nur dann Schaltimpulse zum Verstellmotor 18 weiterleitet, wenn die sie verursachenden Störungen von genügender Dauer sind. Weiter bewirkt dieses Relais ig eine Verlängerung der Stellzeit des Hauptstellgliedes g, was zur Vermeidung von Pendelungen der Regelgröße nötig ist.So that it does not disappear by itself through intermittent or rapid fading Malfunctions an adjustment of the gearbox already takes place, is a known per se, motor-operated interrupt relay ig @ arranged, which only sends switching impulses forwards to the adjusting motor 18 if the malfunctions causing them are sufficient Are duration. Furthermore, this relay causes an extension of the operating time of the Main actuator g, which is necessary to avoid oscillations of the controlled variable.

Der Schalter S i gestattet, die automatische Regelung der Pumpendrehzahl n2 abzuschalten und unverzögerte Einstellung der Drehzahl auf jede mögliche Höhe durch Handschaltung. Der Schalter S2 gestattet, eine gerade vorhandene Drehzahl n2 durch Abschalten der Automatik konstant zu halten. Die Eingriffe in die automatische Regelung dienen dem raschen Anfahren und der Kontrolle der Anlage.The switch S i allows the automatic control of the pump speed n2 to switch off and immediate setting of the speed to any possible level by manual transmission. The switch S2 allows a currently existing speed to keep n2 constant by switching off the automatic. Interventions in the automatic Control are used for rapid start-up and control of the system.

Das Flüssigkeitsfilter 3 ist zwischen Pumpe .2 und Regelventil 4 angeordnet. Der im Laufe der Filtration anwachsende Druckabfall im Filter 3 wird selbsttätig dadurch ausgeglichen, daß dem Filter 3, hervorgerufen durch Ansprechen der Stellglieder 2, 4, Flüssigkeit entsprechend erhöhten Druckes zugeleitet wird.The liquid filter 3 is arranged between pump 2 and control valve 4. The pressure drop in the filter 3, which increases in the course of the filtration, becomes automatic compensated by the fact that the filter 3, caused by the response of the actuators 2, 4, liquid is fed in according to increased pressure.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zum Verhindern andauernder Entgasung gashaltiger Flüssigkeiten, z. B. Bier, in Abfüllanlagen, bei denen in der Flüssigkeitsleitung hinter der Druckerhöhungspumpe und vor der Abfüllmaschine ein selbsttätiges, den Druck vor letzterer auf einem konstanten, voreinstellbaren und gegenüber dem Pumpendruck abgesenkten Wert haltendes, mernbranbetätigtes Drosselventil angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem als rasch reagierendes Hilfsstellglied dienenden Drosselventil (4) ein in Abhängigkeit von dessen Stellung gesteuertes, langsam reagierendes Hauptstellglied, vorzugsweise als drehzahlgesteuerte Druckerhöhungspumpe (2), vorgesehen ist. PATENT CLAIMS: i. Device to prevent prolonged degassing gaseous liquids, e.g. B. Beer, in bottling plants where in the liquid line behind the booster pump and in front of the filling machine an automatic, the pressure before the latter on a constant, presettable and a membrane-operated throttle valve that maintains a lower value than the pump pressure is arranged, characterized in that in front of the rapidly reacting auxiliary actuator serving throttle valve (4) a depending on its position controlled, Slowly reacting main actuator, preferably as a speed-controlled booster pump (2) is provided. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Druckerhö@hungspumpe (2) und ihrem Antriebsmotor (i i) ein an sich bekanntes Getriebe (io) zur vorzugsweise stufenlosen Drehzahlregelung angeordnet ist, in dessen Schaltung ein kontinuierlich vor- und zurücksteuerbarer Regelmotor (i8) eingreift, der über am Regelventil (4) angeordnete Kraftschalter, z. B. elektrischer Art, wie z. B. Maxirnum- und Minimum-Kontakte (A, Z) oder eine Potentiometeranordnung, Impulse zur Drehzahlregelung empfängt, die in an sich bekannten Vorrichtungen, z. B. Apparaten (i9) zur Laufzeitverlängerung des Stellmotors (18), verzögert sein können. 2. Apparatus according to claim i, characterized in that between the booster pump (2) and its drive motor (i i) a per se known gear (io) arranged for preferably continuously variable speed control is, in the circuit of a continuously forward and backward controllable control motor (i8) intervenes, the force switch arranged on the control valve (4), e.g. B. electrical Kind of like B. Maximum and minimum contacts (A, Z) or a potentiometer arrangement, Receives impulses for speed control, which are used in known devices such. B. apparatus (i9) to extend the running time of the servomotor (18) may be delayed can. 3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Druckerhöhungspumpe (2) undAntriebsmotor (ii) unmittelbar miteinander gekuppelt sind und die Drehzahländerung in an sich bekannter Weise durch die Einwirkung des Stellmotors (18) auf elektrische Größen, z. B. auf Strom, Spannung, Frequenz oder Magnetfluß, des Antriebsmotors erfolgt. 3. Apparatus according to claim i, characterized in that the booster pump (2) and drive motor (ii) are directly coupled to one another and the speed change in a manner known per se through the action of the servomotor (18) on electrical Sizes, e.g. B. on current, voltage, frequency or magnetic flux, the drive motor he follows. 4. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Flüssigkeitsfilter (3) innerhalb der Regelstrecke (2, 4, 5), vorzugsweise zwischen Haupt- und Hilfsstellglied angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 625 401, 855 335; belgische Patentschrift Nr. 513 085; USA.-Patentschrift Nr. 2 082 534.4. Device according to at least one of claims i to 3, characterized in that the liquid filter (3) are arranged within the controlled system (2, 4, 5), preferably between the main and auxiliary actuators. Considered publications: German Patent Specifications No. 625 401, 855 335; Belgian Patent No. 513 085; USA. Pat. No. 2,082,534.