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Teilmengenentnahmevorrichtung für Flüssigkeitsbehälter, ins-
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besondere zur Aufnahme von Milchlieferungen Die Erfindung bezieht
sich auf eine Teilmengenentnahmevorrichtung für Flüssigkeitsbehälter zur Aufnahme
von Flüssigkeiten, deren Zusammensetzung während des Füllens des Behälters veränderlich
ist, insbesondere für Behälter zur Aufnahme von Milchlieferungen.
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Bekannt sind derartige Entnahmevorrichtungen, welche ein sich im wesentlichen
über die gesamte Füllhöhe des Behälters erstreckendes Entnahmestandrohr aufweisen,
dessen Rohrwand mit einem längslaufenden Schlitz versehen ist, welcher von einem
von Antriebsmitteln betätigbaren Verschlußorgan während des Füllens des Behälters
freigegeben und während der Entnahme einer für den Behälterinhalt repräsentativen
Teilmenge abgeschlossen ist. Das Entnahmestandrohr ist über durch die Behälterwand
hindurchgeführte Anschlußleitungen mit seinem oberen Ende an eine Druckluftquelle
und mit seinem unteren Ende an ein Teilmengenaufnahmegefäß angeschlossen.
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Wird der Flüssigkeitsbehälter, beispielsweise ein Zwischenspeicherbehälter
oder ein Vorluftabscheiderbehälter eines
Nilchsammeltransportfahrzeugs,
gefüllt, wobei über eine Saug leitung etwa eine Milchkanne in den betreffenden Behälter
hinein entleert wird, so gelangt in den Vorluftabscheider oder dem Zwischenspeicherbehälter
im Falle einer stark ungleichförminen Zusammensetzung der Milch in den -verschiedenen
Höhenschichten innerhalb der Milchkanne beispiEsweise bei Eintauchen des Entnahmesaugrohres
unmittelbar zum Behälterboden zunächst verstärkt fettarme Milch, wenn somit das
Saugrohr zunächst die unteren, infolge einer Aufrahmung fettarmen Schichten aus
der Milchkanne oder einem anderen Anlieferungsbehälter absaugt. Erfolgt keine vollständige
Durchmischung der in den Flüssigkeitsbehälter, beispielsweise also den Zwischenspeicher
behälter oder Vorluftabscheider eingegebenen Teilmengen einer Anlieferung, so kann
es vorkommen, daß nach dem Entleeren des Anlieferungsbehälters oder der Milchkanne
das in den Flüssigkeitsbehälter eingesaugte oder eingepumpte Flüssigkeitsvolumen
eine ähnliche Ungleichförmigkeit der Zusammensetzung über die einzelnen Höhenschichten
hinweg aufweist, wie sie bereits beispielsweise wegen des Aufrahmens der Milch,
in dem Anlieferungsbehälter anzutreffen war.
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Eine Teilmengenentnahmevorrichtung mit einem mit axialem Wandschlitz
versehenen vertikalen Entnahmestandrohr bewirkt, daß sich in diesem Entnahmestandrohr
über den axialen Wandschlitz beim Füllen des Behälters eine Flüssigkeitssäule bildet,
deren Zusammensetzungsprofil in Axialrichtung etwa dem Zusammensetzungsprofil des
Behälterinhaltes über die Füllhöhe hinweg entspricht.
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Zweckmäßig werden die Anschlußleitungen zu den Enden des Entnahmestandrohres
durch einen gemeinsamen Flansch hindurchgeführt, welcher auf eine obere Öffnung
der Behälterwand aufgesetzt ist, um die Behälterwand nicht an mehreren Stellen durchbrechen
zu müssen und die Montage, Wartung und Reparatur der Vorrichtung zu erleichtern.
Diese Konstruktion bewirkt aber, daß in Vertikalrichtung parallel zu dem Entnahmestandrohr
ein Abschnitt der Anschlußleitungen vom unteren Ende des
mit einem
axialen Wandschlitz verse^henen EnZnahmesta
zum oberen Standrohrende bzw. bis zur oberen Behälteröffnung 'verläuft. Dieser Abschnitt
der Anschlußleitungen besitzt einen dem Querschnitt--des Entnahmestandrohrs entsprechenden
Querschnitt und muß sich beim Füllen des Behälters über den Wandschlitz des Entnahmestandrohres
ebenfalls allmählich auffüllen, wobei nun näherungsweise davon ausgegangen wird,
daß die Gesamtheit von Entnahmestandrohr und genanntem Anschlußleitungsabschnitt
nach der Füllung des Behälters und Schließen des Wandschlitzes durch das Verschlußorgan
auf einem etwa der doppelten Behälterfüllhöhe entsprechenden Leitungsstück innerhalb
des Entnahmestandrohres und des Leitungsabschnittes ein in Lei tungslängsrichtung
über einem U-förmigen Weg aufzuzeichnendes iZusammensetzungsprofil oder Konzentrationsprofil
besitzt, das relativ zur Füllhöhe des Behälters um den Faktor 2 auseinandergezogen
dem Zusammensetzungsprofil oder Konzentrationsprofil des Behälterinhaltes über die
Füllhöhe entspricht.
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Es hat sich jedoch gezeigt, daß trotz der Füllung des Entnahmestandrohres
über einen sich im wesentlichen über die gesamte Füllhöhe des Behälters erstreckenden
axialen Wandschlitz eine Repräsentativität der Füllung von Entnahmestandrohr und
parallel laufender Anschlußlitung zum unteren Entnahmestandrohrende nicht gegeben
ist, da bei einem Aufschichten von Flüssigkeitsteilmenj gen über eine zunächst den
Boden des Flüssigkeitsbehälters bedeckende untere Schicht stets auch diese untere
Schicht weiterhin über den axialen Wandschlitz des Entnahmestandrohrs in des sen
unterem Bereich zur Flüssigkeitsfüllung des zum Entnahmestandrohr parallel laufenden
Anschlußleitungsabschnitt beiträgt und dadurch das Zusammensetzungsprofil mindestens
in dem zum Entnahmestandrohr parallel verlaufenden Anschlußleitungsabschnitt verfälscht.
Ähnliche Überlegungen gelten für den Flüssigkeitszustrom zum Entnahmestandrohr in
über der Bodenschicht gelegenen Flüssigkeitsschichten. Die einer solchen Konstruktion
notwendigerweise zugrundeliegende Verfälschung einer repräsentativen Teilmengenentnahme
kann auch nicht dadurch kompensiert werden, daß man der parallel verlaufenden Anschlußleitung
einen relativ kleineren Querschnitt gegenüber dem Entnahmstandrohr verleiht.
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Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Teilmengenentnahmevorrichtung
mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1 so auszubilden, daß unter Beibehaltung
einer Konstruktion, bei welcher die Vorrichtung vorzugsweise über eine einzige,
obere Behälteröffnung in den Flüssigkeitsbehälter hineinreicht, eine auch bei ungünstigen
Füllungsverhältnissen des Flüssigkeitsbehälters für seinen Inhalt repräsentative
Teilmenge entnommen werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die mit dem
unteren Ende des Entnahmestandrohrs verbundene Anschlußleitung ein weiters Entnahmestandrohr
enthält, welches ebenfalls einen die Rohrwand durchdringenden, längslaufenden Schlitz
aufweist, welcher von einem von Antriebsmitteln betätigbaren Verschlußorgan während
des Füllens des Behälters freigegeben und während der Entnahme einer für den Behälterinhalt
repräsentativen Teilmenge abgeschlossen ist.
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Vorzugsweise sind die unteren Enden der beiden Entnahmestandrohre
über einen Verbindungsleitungsabschnitt, insbesondere über ein Schlauchstück verbunden,
dessen Innenvolumen in dem selben Verhältnis zu dem Volumen des unterhalb der Entnahmestandrohrunterenden
gelegenen Volumenteiles des Behälters steht wie die Summen bestimmter Höhenabschnitte
der Innenräume der Entnahmestandrohre zu dem auf dem betreffenden Höhenabschnitt
vorhandenen Behälterteilvolumen.
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Im übrigen sind zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der
hier angegebenen Teilmengenentnahmevorrichtung Gegenstand der anliegenden Ansprüche
2 bis 6, auf deren Inhalt hierdurch ausdrücklich hingewiesen, ohne den Wortlaut
nochmals zu wiederholen.
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Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele unter Bezugnahmel auf
die Zeichnung näher erläutert.
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Es stellen dar: Fig. 1 eine Teilmengenentnahmevorrichtung an sich
bekannter Art in schematischer Darstellungsweise zur Erläuterung der grundsätzlichen
Wirkungsweise, Fig. 2 eine ähnliche schematische Darstellung einer Teilmengenentnahmevorrichtung
der hier angegebenen Art, Fig. 3 eine Schnitt- Teilansicht einer praktischen Ausführungsform
einer Teilmengenentnahmevorrichtung im Bereich Bereich zweier parallel zueinander
verlaufender, geschlitzer Entnahmestandrohre mit einem gemeinsamen Verschlußorgan
Fig. 4 eine schematische perspektivische Teilansicht einer nochmals anderen Ausführungsform
einer Teilmengenentnahmevorrichtung im Bereich einer oberen Öffnung in der Behälterwand.
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In Fig. 1 ist ein Milchzwischenspeicherbehälter in Seitenansicht und
im Schnitt gezeichnet und mit 1 bezeichnet. Einzelheiten der Zuleitung 2, der Gestaltung
eines Auslaufes 3 mit darin angeordneten Ventilmitteln 4 sowie die Ausbildung des
Behälterbodens und etwaiger Vakuumanschlußleitungen zur Evakuierung des Behälters
sind zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen.
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In eine obere Öffnung 5 der Behälterwand ist ein Flansch 6 ein-'
gesetzt, durch welchen hindurch eine Anschlußleitung 7 sowie eine weitere Anschlußleitung
8 geführt sind. Die Anschlußleitung 7 hat innerhalb des Behälters 1 mit dem oberen
Ende eines Entnahmestandrohrs 9 Verbindung, welches etwa vertikal innerhalb des
Behälters 1 angeordnet ist und mit seinem unteren Ende sich im Bereich des Behälterbodens
befindet, so daß das 9 sich im wesentlichen über die gesamte
Füllhöhe
des Behälters 1 ertreckt.
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An das untere Ende des Entnahmestandrohrs 9 ist die Anschlußleitung
8 angeschlossen, so daß sich ein bestimmter Leitungsabschnitt dieser Anschlußleitung
parallel zu dem Entnahmestandrohr 9 erstreckt und dieses zusammen mit der Anschlußleitung
8 einen U-förmigen Leitungsstrang bildet.
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Die Rohrwand des Entnahmestandrohrs 9 ist mit einem axialen Schlitz
10 versehen, welchem ein leistenförmiges Verschlußorgan 11 gegenübersteht. Dieses
Verschlußorgan ist mittels eines Antriebs 12 wahlweise von dem Schlitz 10 abhebbar,
wie in Fig.l gezeigt, oder gegen den Schlitz 10 andrückbar, so daß dann in dem Entnahmestandrohr
9 eine von dem Inhalt des Behälters getrennte Flüssigkeitssäule eingeschlossen ist.
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Die Anschlußleitung 8 ist über Ventilmittel mit einem evakuierten
Teilmengenaufnahmebehälter (in der Zeichnung nicht gezeigt) verbunden, während die
Anschlußleitung 7 über weitere Ventilmittel mit einer Belüftungsöffnung verbunden
ist.
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Hat sich der Flüssigkeitsbehälter 1 über die Zuleitung 2 bei mittels
der Ventilmittel 4 gesperrtem Auslauf 3 aufgrund einer ungleichförmigen Anlieferung
von Flüssigkeitsteilmengen zu-I nächst mit einer Flüssigkeitsschicht A und dann
mit einer überlagerten Flüssigkeitschicht B gefüllt, wobei sich Flüssigkeitssäulen
über den endschlitz 10 des Entnahmestandrohrs 9 in diesem und in dem parallel laufenden
Anschlußleitungsabschnitt ausbilden konnte, so wird das Volumen dieser Flüssigkeitssäulen
durch Betätigen des leistenförmigen Verschlußorganes 11 von dem übrigen Behälterinhalt
abgetrennt und nun wird die Anschlußleitung 7 belüftet, während der evakuierte Teilmengenaufnahmebehälter
mit der Anschlußleitung 8 verbunden wird, so daß die beiden Flüssigkeitssäulen aus
dem Entnahmestandrohr 9 und dem parallel laufenden Anschlußleitungsabschnitt in
den Teilmengenaufnahmebehälter gesaugt werden und dotE für die
weitere
Untersuchung und Auswertung durch Probenahme una Vornahme einer Analyse zur Verfügung
stehen.
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Betrachtet man aber Fig. 1, so erkennt man, daß während der Auffüllung
der Flüssigkeitsschicht B mit einer von derjenigen der Schicht A verschiedenen Zusammensetzung
oder Konzentration nicht etwa nur Flüssigkeit der Flüssigkeitsschicht B über den
Schlitzabschnitt im Bereich dieser Schicht in das Entnahmestandrohr 9 eintritt,
um dann die Flüssigkeitssäule in den beiden kommunizierenden Röhren in Gestalt des
Entnahmestandrohres 9 und des damit verbundenen Abschnittes der Anschlußleitung
8 zu verschieben, sondern daß auch noch Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsschicht
A in Bereich des von dieser Schicht umgebenen Wandschlitzes in das Entnahmestandrohr
9 eintritt und auf diese Weise das Konzentrationsprofil oder Zusammensetzungsprofil
verfälscht. Dies ist in Fig. 1 durch eine entsprechende Verteilung der unterschiedliche
Konzentrationen kennzeichnenden Striche und Kreise innerhalb der U-förmigen Flüssigkeitssäule
des Entnahmestandrohrs und des damit verbundenen Anschlußleitungsabschnittes deutlich
gemacht.
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Gemäß Fig. 2 ist bei einer Teilmengenentnahmevorrichtung der hier
angegebenen Art zu dem Entnahmestandrohr 9 ein gleichen Querschnitt aufweisendes,
ebenfalls mit einem axialen Wandschlitz versehenes Entnahmestandrohr 13 angeordnet,
wobei die unteren Enden der Entnahmestandrohre durch ein U-förmiges Schlauchstück
14 miteinander in Verbindung stehen. Ebenso, wie im Bereich oberhalb der unteren
Enden der Entnahmestandrohre dafür Sorge getragen ist, daß die Summe der lichten
Querschnitte der Entnahmestandrohre auf einem bestimmten Niveau in stehts gleichbleibenden
Verhältnis zur Fläche des Flüssigkeitsspiegels auf dem betreffenden Niveau bleiben,
ist auch das Innenvolumen des Verbindungsleitungsabschnittes oder Schlauchabschnittes
14 so gewählt, daß der vorgenannte konstante Verhältniswert relativ zu dem Behältervolumen
in diesen Höhenbereich
aufrechterhalten wird.
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Der axiale Wandschlitz des Entnahmestandrohres 13 ist mit 15 bezeichnet
und wirkt mit einem leistenförmigen Dichtungsorgan 16 sowie einem dieses betätigenden
Antrieb 17 in ähnlicher Weise zusammen, wie dies für den Wandschlitz 10, das Verschlußorgan
11 und dem Antrieb 12 zuvor bereits ausgeführt wurde.
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Füllt sich beim Einlassen einer Flüssigkeit wechselnder Konzentration
oder Zusammensetzung der Behälter 1 mit Flüssigkeitsschichten ähnlich den Schichten
A und B von unterschiedlicher Zusammensetzung oder Konzentration, so teilt sich
diese Flüssigkeitszusammensetzung den beiden parallel zueinander in den Entnahmestandrohren
9 und 13 hochwachsenden Flüssigkeitssäulen über die axialen Wandschlitze 10 beziehungsweise
15 mit, ohne das es zu einer Strömung von Flüssigkeit in Längsrichtung der Entnahmestandrohre
kommt.
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Werden dann die Wandschlitze mittels der Verschlußorgane durch Betätigen
der Antriebe 12 und 17 nach Beendigung der Füllung des Behälters 1 abgeschlossen
und wird der Inhalt der Standrohre 8 und 13 über die Anschlußleitung 8 bei Belüftung
der Leitung 7 abgesaugt, so gelangt in den Teilmengenaufnahmebehält ein der doppelten
Füllhöhe des Behälters 1 entsprechendes Längenstück einer Flüssigkeitssäule aus
den Entnahmestandrohren 9 und 13, wobei dieses Längenstück ein Zusammensetzungsprofil
besitzt, in dem das Zusammensetzungsprofil über die Behälterfüllhöhe hin ein erstes
Mal und dann spiegelbildlich dazu ein zweites Mal auftritt. Die Teilmengenentnahme
ist somit von den in Verbindung mit Fig. 1 erläuteten Fehler befreit.
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Zur Betätigung der Verschlußorgane 11 und 16 kann ein gemeinsamer
Stelltrieb an Stelle der jeweils gesonderten Stelltriebe 12 und 17 nach Fig. 2 vorgesehen
sein. Eine solche Ausführungsform ist jedoch in der Zeichnung nicht gezeigt.
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Ferner ist es möglich, für die beiden Standrohre 9 und 13 gemäß Fig.
3 ein gemeinsames Verschlußorgan 18 vorzusehen, welches die Gestalt eines aufblasbaren
Schlauches besitzt, der zu den Entnahmestandrohren 19 und 13 parallel zwischen diesen
Entnahmestandrohren verläuft, deren axiale Wandschlitze 10 beziehungsweise 15 dem
aufblasbaren Schlauch 18 zugewandt sind. Wird der Schlauch 18, welcher größere Axiallänge
besitzt als die Wandschlitze 10 und 15, mit Druckluft oder mit einer Druckflüssigkeit
aufgebläht, so legt sich der Schlauch gegen die Ausmündungen der Wandschlitze 10
und 15 an und schließt die Flüssigkeitssäulen innerhalb der Entnahmestandrohre 9
und 13 ab.
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Ein beispielsweise aus Kunststoff gefertigter Käfig 19 dient zur Abstützung
der Entnahmestandrohre 9 und 13 in einer Stellung parallel zueinander und miteinander
gegenüberstehenden Wandschlitzen 10 und 15 sowie außerdem zur Fixierung der Lage
des Schlauches 18 in der Mitte zwischen den Entnahmestandrohren. Durchbrüche 20
in plattenförmigen Seitenteilen 21 des Käfigs 19 geben der Flüssigkeit freien Zutritt
zu den Mündungen der Wandschlitze 10 und 15.
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Bei der in Fig. 4 schematisch angegebenen Vorrichtung sind die beiden
Entnahmestandrohre 9 und 13 in einer einzigen im Querschnitt kreisförmigen, mit
einer Trennwand 22 versehenen Röhre 23 vereinigt.
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Die axialen Wandschlitze 10 und 15 der Entnahmestandrohre 9 beziehungsweise
13 münden auf verschiedenen Seiten der Trennwand 22 in die Röhre 23 ein und sind
in deren Außenwand in der aus Fig. 4 gezeigten Weise in demjenigen Bereich der Röhre
23 vorgesehen, der sich innerhalb des Behälters 1 unterhalb der oberen Behälterwand
24 bis zum Behälterboden erstreckt.
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Vom Behälterboden ragt eine Hülse 25 auf, welche die Röhre 23
passend
umgibt und welche mit einem axialen Wandschlitz 26 größerer Breite versehen ist,
mit dem wiederum die Wandschlitze 10 und 15 nach Art von Schieberöffnungen zusammenwirken,
wenn die Röhre 23 relativ zu der Hülse 25 verdreht wird.
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Wie im einzelnen aus Fig. 4 nicht ersichtlich, ist die Röhre 23 am
unteren Ende verschlossen und mit einer Öffnung in der Trennwand 22 versehen so
daß die Entnahmestandrohre 9 und 13 wiederum ein System miteinander kommunizierender
Röhren bilden, für welche die vorstehenden Überlegungen gelten. Am oberen Ende der
Röhre 23 ist diese mit geeigneten Anschlußamaturen versehen, welche die Verbindung
zu einer Belüftungsöffnung oder einer Druckluftquelle beziehungsweise zu einem Teilmengenaufnahmebehälter
herstellen.
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Abschließend sei darauf hingewiesen, daß die hier angegebene Teilmengenentnahmevorrichtung
ein vollständiges Spülen der Anschlußleitungen 7 und 8 und der dazwischen befindlichen
Entnahmestandrohre beziehungsweise Verbindungsleitungsabschnitte durch Luft oder
Druckluft bei jeder Teilmengenentnahme gestattet, ohne daß bestimmte Anteile der
in den Leitungen befindlichen Flüssigkeitssäulen zurückgehalten werden müssen, um
die Rpräsentativität zu wahren. Die hier angegebenen Teilmengenentnahmevorrichtung
arbeitet daher von Entnahmevorgang zu Entnahmevorgang präzise verschleppungsfrei.
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