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DIPL-ING. WALTER HOLZER
DIPL-ING. OTTO PFEIFER
DIPL.-ING. DR. TECHN. ELISABETH SCHOBER
A- 1010 WIEN, SCHOTTENRING 16, BÖRSEGEBÄUDE
[01] Die Erfindung betrifft ein Leitungselement für flüssige Lebensmittel mit einem Einlass, einem Mediumleitungsbereich und einem Auslass, wobei im Mediumleitungsbereich ein Gassensor angeordnet ist.
[02] In der Lebensmittelindustrie werden häufig aus Behältern Flüssigkeiten gezapft. Hierzu werden in der Regel Pumpsysteme verwendet, die die Flüssigkeit vom Behälter zum Zapfhahn fördern.
Insbesondere bei dem Zapfen kohlesäurehaltiger Getränke wird der meist im Keller stehende Getränkebehälter mit einem Gasdruck, meistens C02-Gas, beaufschlagt, der dafür sorgt, dass beim Öffnen des Zapfhahns das Getränk in einer Steigleitung aufsteigt und zum Zapfhahn fliesst.
[03] Alle diese Systeme haben den Nachteil, dass bei einem Leerwerden des Behälters Luft oder Gas gefördert wird und erst nach Bef llung der Steigleitung mit Gas am Zapfhahn erkannt wird, dass der Behälter ausgetauscht werden muss.
[04] Nach Austausch des Getränkebehälters wird die Steigleitung erneut mit Getränk gefüllt, indem überflüssiges Gas am Zapfhahn abgelassen wird.
[05] Diese Vorgehensweise ist insbesondere bei automatischen Zapfanlagen nachteilhaft, bei denen definierte Getränkemengen abgefüllt werden.
Beispielsweise in der Gastronomie werden Zapfanlagen eingesetzt, die auf Knopfdruck eine bestimmte Menge eines Getränkes in ein Glas abfüllen. Wenn hierbei Getränkebehälter leer werden, gelangen Gase in die Zapfanlage und die a> 0000
9 . . . .
99 *< angestrebte definierte Glasbefüllung wird hierdurch behindert. Der gesamte Betriebsablauf muss dann solange angehalten werden bis der Behälter ausgetauscht und nach Entfernen der Gase aus der Steigleitung eine definierte Füllung der Gläser wieder sichergestellt werden kann.
[06] Häufig werden erst beim Zapfen von Getränken kohlesäurehaltiges Wasser und Sirup zusammen gemischt.
Bei derartigen Postmix-Anlagen wird das kohlensäurenhaltige Wasser beim Leerwerden des Sirupbehälters mit Gas aus dem Sirupbehälter gemischt, wodurch der Zapfvorgang behindert wird.
[07] Solange die Zapfanlage von geschultem Personal bedient wird, wird an der Veränderung der Getränkeeigenschaften leicht erkannt, dass ein Behälter ausgetauscht werden muss. Beispielsweise in Selbstbedienungsrestaurants führt ein Leerwerden eines Behälters jedoch oft zu Beanstandungen der Kunden und zu einem Personenstau an der Getränkezapfanlage.
[08] Zur Lösung dieses Problems wurden verschiedene Sensoren vorgeschlagen, die die Leitfähigkeit des Mediums messen.
Auch mechanische Einrichtungen sind bekannt, bei denen während der Förderung von Gasen sich Schwimmer bewegen, die ein elektrisches Signal auslösen.
[09] Die bekannten Einrichtungen sind jedoch sehr aufwändig in der Herstellung und sie benötigen eine genaue Kalibrierung, die auf die örtlichen Gegebenheiten und das Fördermedium abgestimmt ist.
Dies führt zu hohen Anschafrungskosten und zu Wartungsarbeiten, die die Verbreitung derartiger Einrichtungen beeinträchtigen.
[10] Eine besondere Schwierigkeit in der Lebensmittelindustrie besteht darin, dass sich viele Sensoreinrichtungen in das Medium hinein erstrecken müssen und dadurch zu Verschmutzungen, Ablagerungen und Gaseinschüssen führen. \.<: :>..<:>\.<s:>..<:>
Ausserdem ist bei derartigen Einrichtungen eine Reinigung des Leitungselementes häufig erschwert.
[11] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemässes Leitungselement derart weiterzubilden, dass es leicht zu reinigen ist und möglichst wartungsfrei eine sichere Leermeldung des angeschlossenen Behälters ermöglicht.
[12] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Sensor ein optischer Sensor ist.
Es hat sich gezeigt, dass optische Sensoren derart in Leitungselemente einbaubar sind, dass das Leitungselement weiterhin einfach zu reinigen ist und ohne hohen Kalibrieraufwand eine sichere Meldung über das Leerwerden eines angeschlossenen Behälters erreicht werden kann.
[13] Vorzugsweise ist der Sensor ein Gassensor. Spezielle optische Sensoren sind als Gassensoren ausgebildet und als solche im Handel erhältlich. Diese Sensoren reagieren auf Gasblasen im Medium und sie sind daher für Leitungen von Getränkezapfanlagen besonders geeignet.
[14] Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der Sensor in einer Baueinheit Signale abgibt und misst. Ein einziger vorzugsweise kuppeiförmiger Messkopf dient hierbei dazu Lichtwellen abzugeben, die je nach Beschaffenheit des Mediums mehr oder weniger reflektiert werden.
Die reflektierten Lichtstrahlen werden gemessen, wodurch bei erhöhter Gaskonzentration im Medium ein Signal ausgelöst wird.
[15] Um einen möglichst grossen Flüssigkeitsbereich vom Sensor zu erfassen, wird vorgeschlagen, dass im Mediumleitungsbereich dem Sensor gegenüberliegend eine freie Wegstrecke von mindestens 20 mm, vorzugsweise mindestens 35 mm und besonders bevorzugt von mehr als 45 mm, vorgesehen ,0, 0 0 0 00 0 0 0 , ,
** * 00,0 ist. Diese freie Wegstrecke des Mediums vor dem Sensor ermöglicht es, dass die vom Sensor abgegebenen Lichtsignale möglichst weit in das Medium eindringen können, um in unterschiedlichem Abstand vom Sensor reflektiert werden zu können.
[16] Eine gute Funktion des Sensors wird vor allem dadurch erreicht, dass die Luftblasen zum Sensor hin aufsteigen.
Hierzu wird vorgeschlagen, dass die freie Wegstrecke im Einbauzustand des Leitungselementes vom Sensor weg zumindest 10[deg.], vorzugsweise mindestens 40[deg.] und besonders bevorzugt von mehr als 80[deg.] von der Waagerechten nach unten weist. Eine Einbaulage des Sensors in eine senkrechten Wandung des Mediumleitungsbereichs ist daher weniger vorteilhaft als eine Einbaulage des Sensors in einer waagerechten Wandung des Mediumleitungsbereichs, da im zweiten Fall Luftblasen innerhalb des Mediumleitungsbereichs zum Sensor hin aufsteigen können und während des Aufsteigens der Blasen vom Sensor erfasst werden können.
[17] Vorteilhaft ist es, wenn der Sensor im Wesentlichen dem Ein- oder Auslass gegenüberliegend angeordnet ist. Dies führt dazu, dass während der Strömung des Mediums durch das Leitungselement Luftblasen im Medium vom Sensor erfasst werden können.
Hierbei liegt vorzugsweise der gesamte Strömungsweg im "Blickwinkel" des Sensors.
[18] Um den Sensor optimal im Strömungsweg anzuordnen wird vorgeschlagen, dass der Einlass und der Auslass in einem stumpfen Winkel zueinander angeordnet sind.
[19] Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der Sensor dem Ein- oder Auslass direkt benachbart angeordnet ist. 000*
[20] Eine spezielle Einbauvariante, die auch den Einbau einer Entlüftung ermöglicht, sieht vor, dass Ein- und Auslass dem Sensor gegenüber angeordnet sind.
[21] Es wird daher weiterbildend vorgeschlagen, dass das Leitungselement eine Entlüftung aufweist.
Eine derartige Entlüftung ist insbesondere bei Bierleitungen von Vorteil, um nach Leerwerden des Bierbehältnisses Schaum und Gase aus dem Leitungselement zu entfernen.
[22] Bei allen Einbauvarianten ist es von Vorteil, wenn der Sensor in Einbaulage im oberen Bereich des Leitungselementes angeordnet ist.
Dies führt dazu, dass unabhängig von der Strömungsrichtung des Medium nach oben steigende Gasblasen sich zum Sensor hin bewegen und der Strömungsweg innerhalb des Leitungselementes im "Blickwinkel" des Sensors liegt.
[23] Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch mit einer Anordnung insbesondere mit einem oben beschriebenen Leitungselement gelöst, die eine Anzeigeeinrichtung für den Sensorzustand und eine Schalteinrichtung aufweist.
[24] Die Anzeigeeinrichtung zeigt beispielsweise durch eine grün leuchtende LED, dass keine Luft im Leitungselement gemessen wurde und daher der Behälter nicht leer ist. Eine rote LED zeigt Luft im Leitungselement und somit einen leeren Behälter an. Die Schalteinrichtung ist vorzugsweise als Reset-Taste ausgebildet und dient als Anzapfaktivierung.
Die Anzeige der Luft im Leitungselement kann somit solange unterdrückt werden, bis das Leitungselement wieder luftfrei ist.
[25] Vorteilhaft ist es, wenn die Anordnung eine Schnittstelle zum Anschluss eines Personalcomputers aufweist. Dies ermöglicht es, die Daten eines oder
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vorzugsweise mehrerer Leitungselemente an einem Personalcomputer aufzunehmen, um den augenblicklichen Zustand der Mediumzuführung zu einer Zapfanlage darzustellen. Der Personalcomputer kann auch dazu dienen, aus den Eingangssignalen der Schnittstelle neue Signale zu generieren, mit denen auf die Mediumversorgung einer Zapfanlage eingewirkt werden kann.
Hierbei können beispielsweise Zapfhähne ausgeschaltet oder Ventile umgeschaltet werden, um beispielsweise bei Leerwerden eines ersten Behälters aus einem vollen neuen Behälter Medium zur Zapfanlage zu führen.
[26] Da vermieden werden soll, dass bei Leerwerden eines Behälters am Zapfhahn Luft oder ein falsches Mediumsmischungsverhältnis austritt, wird vorgeschlagen, dass die Anordnung eine Zapfhahnschalteinrichtung aufweist. Diese Schalteinrichtung sorgt dafür, dass bei Leerwerden eines Behälters der Zapfhahn ausgeschaltet wird. Alternativ oder kumulativ kann auch auf einen weiteren Behälter umgeschaltet werden.
[27] Vorteilhaft ist es, wenn die Zapfhahnschalteinrichtung eine Anzeigeeinrichtung aufweist.
Dies ermöglicht es, am Zapfhahn sofort zu erkennen, dass der Zustrom ausgeschaltet ist und daher eine Bedienung des Zapfhahns erfolglos bleibt.
[28] Bei einem Defekt des Leitungselementes oder einer Trennung des Leitungselementes von der Zapfeinrichtung sollte sichergestellt sein, dass hierdurch das Getränkezapfen nicht behindert wird. Es wird daher vorgeschlagen, dass die Zapfhahnschalteinrichtung bei einer Trennung vom Leitungselement das gleiche Signal wie bei einem gasfreien Leitungselement abgibt.
[29] Drei Ausführungsbeispiele von Leitungselementen und eine schematische Darstellung einer Anordnung mit einem Leitungselement sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden beschrieben.
Das Ausführungsbeispiel zeigt, dass verschiedene Ausführungsvarianten möglich sind, um die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe zu lösen.
[30] Darüber zeigen die Ausführungsvarianten, dass auch der körperliche Aufbau des Leitungselementes erfindungswesentlich ist und für unterschiedliche Sensoren einsetzbar ist.
Der Aufbau des Leitungselementes ist somit nicht nur für optische Sensoren sondern auch für andere Sensoren geeignet.
[31] Es zeigt,
Figur 1 eine Wandausführung eines Leitungselementes in schematische dargestellter, geschnittener Darstellung,
Figur 2 ein Aufsatzgehäuse zum Aufschrauben direkt auf einen Zapfkopf in schematisch dargestellter, geschnittener Darstellung,
Figur 3 ein Leitungselement als Schaumkontrollarmatur in schematisch dargestellter, geschnittener Darstellung,
Figur 4 eine schematisch dargestellte Skizze eines Aufbauprinzips eines Leermeldesystems,
Figur 5 eine schematische Skizze eines Fassleermelde- und Abschaltsystems und
Figur 6 eine schematisch dargestellte Skizze einer automatischen Fassleerabschaltung.
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[32] Das in der Figur 1 gezeigte Leitungselement 1 besteht im Wesentlichen aus einem Sensorgehäuse 2, in dem sich der Mediumleitungsbereich 3 befindet und dem Sensor 4. Der Mediumleitungsbereich 3 erstreckt sich von einem Einlass 5 zu einem Auslass 6, die jeweils eine Verschraubung 7 bzw. 8 für eine Mediumzuführleitung 9 und eine Mediumabführleitung 10 anbinden.
[33] Das Sensorgehäuse 2 ist ein Formkörper aus lebensmittelechtem Kunststoff.
Der Formkörper hat eine zentrale Bohrung 11, die als Mediumleitungsbereich 3 dient und die in Einbaulage des Sensorgehäuses an ihrem unteren Ende ein Gewinde 12 für die Verschraubung 7 aufweist und diesem Ende gegenüberliegend in Einbaulage des Sensorgehäuses im oberen Bereich ein Gewinde 13 aufweist, in das der Sensor 4 eingeschraubt ist.
[34] In einem stumpfen Winkel von etwa 100[deg.] zur Bohrung 11 ist eine weitere Bohrung 14 im Kunststoffkörper des Sensorgehäuses 2 angebracht. Diese Bohrung 14 weist ein Gewinde 15 auf, in das die Verschraubung 8 des Auslasses 6 eingeschraubt ist.
Die Bohrung 14 trifft am oberen Ende der Bohrung 11 auf diese Bohrung, so dass ein abgewinkelter Flüssigkeitskanal den Mediumleitungsbereich 3 bildet.
[35] Am oberen Ende dieser Abwinklung befindet sich der eingeschraubte Sensor 4, dessen halbkugelförmiges Ende 16 in den Mediumleitungsbereich 3 hineinragt. In Einbaulage ist der Sensor 4 in senkrechter Position angeordnet, so dass der Sensorgrundkörper 17 ausserhalb des Sensorgehäuses 2 liegt, ein sich daran anschliessender Sensorbereich innerhalb der Bohrung 13 angeordnet ist und das halbkugelförmige Sensorende 16 in den Mediumleitungsbereich 3 hineinragt. * *'
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[36] Wenn ein Medium durch die Leitung 9 in den Leitungsbereich 3 einströmt, wird dieses Medium am halbkugelförmigen Ende 16 des Sensors 4 vorbei in die im stumpfen Winkel angeordnete Bohrung 14 und weiter in die Leitung 10 geleitet.
Die inneren Bereiche der Mediumsleitung sind hierbei so ausgeführt, dass sie leicht reinigbar sind. Die beschriebene Konstruktion erlaubt eine Ausführung, bei der Spalten und Toträume vermieden werden. Versuche haben gezeigt, dass in allen Bereichen des Leitungselementes 1 das Medium mit etwa gleich grosser Geschwindigkeit fliesst, so dass Ablagerungen vermieden werden und Reinigungsflüssigkeiten bei einer Durchströmung des Leitungselementes ihre volle Wirksamkeit entfalten können.
Der freie Leitungsquerschnitt innerhalb des Leitungselementes entspricht auch an der schmälsten Stelle etwa dem Innendurchmesser der Zuleitung 9, so dass auch Reinigungsbälle aus Schaumstoff durch das Leitungselement geführt werden können.
[37] Sofern über die Zuleitung 9 Medium mit Luft oder anderen Gasen in das Leitungselement 1 gelangt, bewegen sich die Luftblasen auf einer freien Wegstrecke innerhalb des Leitungselementes 1 von etwa 50 mm auf den Sensor 4 zu. Erst im Bereich des Sensors wird die Flüssigkeit abgelenkt und zur Ausgangsleitung 10 geführt. Der Sensor hat somit eine relativ lange Wegstrecke, auf der er prüfen kann, ob im Medium Gaseinschlüsse vorliegen.
Sowie Gaseinschlüsse detektiert werden, gibt der Sensor über die Leitung 18 ein Signal an eine Anzeigeeinrichtung (nicht gezeigt).
[38] Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kommt die Zuleitung 9 von einem Sirupbehälter und die Leitung 10 führt zu einem Post-Mix-Hahn, an dem der Sirup mit kohlensäurenhaltigem Wasser gemischt wird. Das über die Leitung 18 abgegebene Signal sorgt dafür, dass der Hahn geschlossen bleibt,
10 wenn im Leitungselement detektiertes Gas die Entleerung des Sirupbehälters anzeigt.
[39] Das in Figur 2 gezeigte Leitungselement 20 ist ein Aufsatzgehäuse, das direkt auf einen Zapf kopf 21 aufgeschraubt ist. Das Leitungselement entspricht der in Figur 1 beschrieben Ausführungsvariante.
Die einzigen Unterschiede liegen in modifizierten Anschlüssen 22 am Eingang des Gehäuses 23 und einer modifizierten Ausgangsverschraubung 24 am Ausgang des Gehäuses 23.
[40] Das Aufsatzgehäuse hat den Vorteil, dass es direkt am Zapfkopf 21 eines Behälters (nicht gezeigt) befestigbar ist und daher ein schnellstmögliches Ansprechen auf ein Leerwerden des Behälters ermöglicht. Sowie Gas aus dem Behälter austritt, gelangt es unmittelbar in das Aufsatzgehäuse 20, so dass es sofort durch den Sensor 25 erkannt und zu einem Signal an der Leitung 26 führt.
[41] Das Leitungselement kann auch mit einer Entlüftung kombiniert sein.
Eine derartige Ausführungsvariante ist in Figur 3 dargestellt.
[42] Das Leitungselement 30 wird bei dieser Variante von einem Zylinder 31 gebildet, der an seiner Oberseite eine schmalere Abschlussplatte 32 aufweist und an seiner Unterseite durch eine breitere Abschlussplatte 33 begrenzt wird. In der breiteren Anschlussplatte 33 befinden sich ein Einlass 34 und ein Auslass 35, die jeweils von einem Rohr gebildet werden.
Am Ende dieser Rohrleitungen befinden sich Verschraubungen 36 bzw. 37 an denen eine Zuleitung bzw. eine Ableitung angeschraubt werden kann.
[43] Das als Einlass 34 dienende Rohr erstreckt sich relativ weit in das Zylinderelement 31 des Leitungselements 30 hinein, so dass ein Medium in vom Zylinderrohr 31 umgrenzenden Mediumleitungsbereich 38 entgegen der Einlassrichtung zum Auslass zurückströmen muss, bevor es den Mediumleitungsbereich durch den Auslass 35 verlässt.
[44] In der oberen Abschlussplatte 32 ist dem Einlass gegenüber liegend eine Entlüftung 39 angeordnet und daneben ist der Sensor 40 so in die Abschlussplatte 32 eingebaut,
dass das halbkugelförmige Ende 41 des Sensors 40 in den Mediumleitungsbereich 38 hineinragt.
[45] Ein in das Leitungselement 30 gelangendes Medium wird somit durch das Einlassrohr 34 zunächst zur Entlüftung 39 geführt und anschliessend strömt es unter dem Sensor 40 zurück zum Ausgang 35 auf einer senkrechten Wegstrecke von 30 bis 50 mm.
[46] Sofern Luft in das Leitungselement gelangt, kann diese durch das Entlüftungssystem 39 sofort entfernt werden. Sowie mehr Gas in das Entlüftungselement gelangt, gelangt dieses in den "Blickwinkel" des Sensors 40, so dass ein Signal über die Leitung 42 abgegeben wird.
Wenn dann der Ausgang - beispielsweise durch Schliessen eines Zapfhahns - geschlossen wird, sammelt sich die Luft im oberen Bereich des Zylinders 31 und sie kann durch die Entlüftung 39 entweichen.
[47] Nach einem Reset am Sensor kann somit erneut der Hahn geöffnet werden und sofern nicht weiter Gas in das Leitungselement eindringt, kann weiterhin gezapft werden. Derartige Einrichtungen werden vor allem für das Wechseln von Bierfässern oder Bierkegs verwendet, da hierbei nicht nur Luft sondern vor allem auch Schaum entsteht, sowie das Fass nicht mehr voll ist.
Dieser Schaum soll jedoch nach Möglichkeit nicht in den Auslass 35 gelangen sondern vorher durch die Entlüftung 39 aus dem System entweichen. [48] Versuche haben gezeigt, dass bereits nach weniger als einem Fünftel Luftanteil im Mediumleitungsbereich 38 der Sensor 40 die Luft oder das Gas erfasst und seine Leermeldung ausgibt. Durch die Kombination aus Sensor 40 und Entlüftung 39 wird sichergestellt, dass keine Luft oder kein Gas in die Getränkeleitung gelangen kann, wodurch nach dem Anzapfen problemlos und ohne Schaumbildung weiter gezapft werden kann.
[49] Die folgende Funktionsbeschreibung betrifft eine Erweiterung mit "Automatischer Entlüftung".
[50] Die in Figur 3 gezeigte manuelle Entlüftung 39 kann durch ein elektrisches Ventil ersetzt werden. Nachdem der optische Sensor 40 Gas erkannt und den Zapfvorgang unterbrochen hat, befindet sich das System im "Anzapfmodus".
Sobald nun das neue Fass angezapft wurde oder bei automatischer Fassumschaltung die Umschaltung erfolgt ist, tritt nun die Entlüftung in Kraft.
[51] Dies bedeutet: Bevor der Zapfhahn wieder geöffnet wird, erfolgt die Entlüftung. Diese dauert solange an, bis der optische Sensor wieder "blasenfreies Getränk" erfasst. Danach wird der Zapfvorgang weitergeführt. Eine manuelle Entlüftung ist nicht mehr erforderlich.
[52] Die Figur 4 zeigt eine Möglichkeit, wie die Signale mehrerer Sensoren weiter geleitet und weiter verarbeitet werden können. Die Sensoren 50 leiten über einzelne Leitungen 51 ihre Leermeldungssignale an eine Anzeigeeinrichtung 52, in der LED's 53 entsprechend den Leermeldungssignalen aufleuchten.
Darüber hinaus weist die Anzeigeeinrichtung Reset-Taster 54 auf, die beim Anzapfen Verwendung finden, um nach Austausch des Behälters die Leermeldung zu unterdrücken. > > . . .*
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[53] Optional ist in der Anzeigeeinrichtung 52 eine Schnittstelle 55 zu einem Personal-Computer vorgesehen, der sämtliche Meldungen der Sensoren und der Reset-Taster anzeigt und dokumentieren kann. Ausserdem kann die Anzeigeeinrichtung über eine Schnittstelle 56 mit einer Computerschankanlage in Verbindung stehen. Die Computerschankanlage erhält dann die Leermeldungen der einzelnen Behälter, damit bei leeren Behältern der Zapfvorgang unterbrochen wird.
Die Abschaltung der Zapfhähne, Meldung und Registrierung oder automatische Fassumschaltung werden dann automatisch ausgeführt.
[54] Sofern keine Computerschankanlage vorliegt, können die Signale von der Anzeigeeinrichtung 52 zu einer Zapfhahnschalteinrichtung 57 übermittelt werden. Die Zapfhahnschalteinrichtung 57 weist eine Relaisschaltbox für Zapfhähne und eine Zustandsanzeige mit LED's auf.
[55] Das beschriebene Leermeldesystem führt somit automatisch dazu, dass bei einer Leermeldung des Sensors 50 diese vorzugsweise im Keller über die Anzeigeeinrichtung 52 angezeigt wird und in der Nähe der Zapfhähne Relais zum Abschalten der Zapfhähne ansteuert werden und auch dort der Zustand der Getränkebehälter über LED's angezeigt wird.
Die Anzeige und Schalteinrichtung 52 wird auch als Sensorbox bezeichnet und steht über zwei Patchkabel mit der Zapfhahnschalteinrichtung 57 in Verbindung.
[56] Die Zapfhähne werden über zugeordnete Relais abgeschaltet, wodurch ein Leerlaufen der Getränke- oder Grundstoffleitung verhindert wird. Nach dem Anzapfen kann bei Bedarf über die einzelnen Reset-Taster die Leermeldung kurzzeitig deaktiviert werden, um ein Füllen der Getränkeleitung ohne manuelle Entlüftung zu ermöglichen. 14
[57] Das gesamte System ist auf aktive Abschaltung aufgebaut. Dies bedeutet, nur wenn eine Leermeldung ausgegeben wird, erfolgt eine Abschaltung des Zapfhahnes. Wird ein Sensor vom System getrennt, bleibt der Betrieb der Zapfanlage so erhalten als wenn keine Leermeldung installiert wäre.
Eine Systemblockierung bei Fehlfunktion kann somit ausgeschlossen werden.
[58] Die Figur 5 zeigt ein Fassleermelde- und Abschaltsystem 60, das dazu geeignet ist, Zapfverluste und leere Getränkeleitungen zu vermeiden. Ein wartungsfreier optischer Sensor 61 überwacht die Zapfleitung direkt am Fass 62. Ist das Fass 62 oder ein Container leer, wird über eine Steuerung 63 der Zapfhahn 66 sofort geschlossen, bevor sich die Getränkeleitung 65 leert.
[59] Das Fassleermelde und Abschaltsystem 60 ist speziell für Postmix- und Premix-Anlagen konzipiert. Es kann aber auch für Bier, Wein- und SpirituosenSysteme eingesetzt werden.
[60] Der direkt am Fass 62 angeordnete optische Sensor 61 arbeitet auf Grund seiner Bauweise auch mit zähflüssigen Sirupen störungsfrei.
Ist der Container 62 leer, wird über die Steuerung 63 der Zapfhahn 66 sofort geschlossen, bevor sich die Leitung 65 leert.
[61] Die Steuerung 63 kann direkt an eine herkömmliche Computerschankanlage 67 oder einen Zapfhahn 64 angeschlossen werden. Eine optionale externe Überwachungs- und Steuereinheit 68 ermöglicht es, die Steuerung 63 mit Fremdsystemen zu kombinieren.
[62] Der Aufbau einer automatischen Fassleerabschaltung mit Schaumkontrolle ist in Figur 6 dargestellt. Das Fassleerabschaltungssystem 70 hat als zentrale Einheit den wartungsfreien optischen Sensor 71, der über eine elektronische Zapfhahnsteuerung 72 ein Abschaltsignal über die Leitung 73 an
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15 die Zapfsäule 74 meldet. Dort wird auf Grund des Abschaltsignals der Fluss von der Bierleitung 75 zum Zapfhahn 76 unterbrochen.
Das Abschaltsignal wird sofort dann an die Steuerung 72 gemeldet, wenn der optische Sensor 71 im Schauglas 77 erkennt, dass das Schauglas nicht vollständig mit Bier gefüllt ist. Nach dem Anschliessen eines neuen Fasses 78 wird somit zunächst solange entlüftet, bis das Schauglas 77 vollständig mit Bier gefüllt ist. Anschliessend wird die Restmenge zur Befüllung des Glases 79 am Zapfhahn 76 freigegeben. Somit kann ohne Verluste und Schaum am Hahn nach einem Fasswechsel weiter gezapft werden.
[63] Der im Schauglas 77 angeordnete optische Sensor 71 blockiert als elektronischer Schaumstopper den Schaum, bevor er in die Leitung kommt und dadurch Zeit und Mengenverluste beim Anzapfen verursachen würde.
Der einfache Aufbau der Vorrichtung schliesst eine Fehlbedienung aus und sorgt für einen reibungslosen Schankbetrieb.
[64] Der elektronische Schaumstopper entlüftet automatisch ohne mechanische Teile wie Schwimmer etc.. Er ist daher weniger störanfällig als herkömmliche Einrichtungen und leichter zu reinigen.
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Patentansprüche:
1. Leitungselement für flüssige Lebensmittel mit einem Einlass, einem Mediumleitungsbereich und einem Auslass, dadurch gekennzeichnet, dass im Mediumleitungsbereich ein Sensor angeordnet ist.
2. Leitungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein optischer Sensor ist.
3. Leitungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Gassensor ist.
4. Leitungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor in einer Baueinheit Signale abgibt und misst.
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Leitungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Mediumleitungsbereich dem Sensor gegenüberliegend eine freie Wegstrecke von mindestens 20 mm, vorzugsweise mindestens 35 mm und besonders bevorzugt von mehr als 45 mm vorgesehen ist.
6. Leitungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die freie Wegstrecke im Einbauzustand des Leitungselementes vom Sensor weg zumindest 10[deg.], vorzugsweise mindestens 40[deg.] und besonders bevorzugt mehr als 80[deg.] von der Waagerechten nach unten weist.
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DIPL-ING. WALTER WOOD
DIPL-ING. OTTO PIPER
DIPL.-ING. DR. TECHN. ELISABETH SCHOBER
A-1010 VIENNA, SCHOTTENRING 16, BÖRSEGEBÄUDE
[01] The invention relates to a line element for liquid foodstuffs with an inlet, a medium line region and an outlet, wherein a gas sensor is arranged in the medium line region.
[02] In the food industry, liquids are often tapped from containers. For this purpose, pumping systems are generally used, which promote the liquid from the container to the tap.
In particular, in the tapping of carbonated drinks most standing in the basement beverage container with a gas pressure, usually C02 gas, applied, which ensures that when you open the tap, the drink rises in a riser and flows to the tap.
[03] All of these systems have the disadvantage that air or gas is conveyed when the container is emptied, and it is only after filling the riser with gas at the tap that it is recognized that the container needs to be replaced.
After replacing the beverage container, the riser is filled again with beverage by draining excess gas at the tap.
[05] This procedure is particularly disadvantageous in automatic dispensing systems in which defined amounts of beverage are filled.
For example, in the catering dispensing systems are used, which fill a certain amount of a drink in a glass at the touch of a button. If this beverage containers are empty, get gases into the dispenser and the a> 0000
9. , , ,
99 * <aimed at defined glass filling is thereby hindered. The entire operation must then be stopped until the container replaced and after removing the gases from the riser a defined filling of the glasses can be ensured again.
[06] Often only carbonated water and syrup are mixed together when pouring drinks.
In such postmix plants, when the syrup container is emptied, the carbonated water is mixed with gas from the syrup container, thereby obstructing the dispensing operation.
[07] As long as the dispenser is operated by trained personnel, the change in beverage characteristics will easily indicate that a container needs to be replaced. However, for example, in self-service restaurants, emptying a container often leads to customer complaints and to a congestion at the beverage dispenser.
[08] To solve this problem, various sensors have been proposed which measure the conductivity of the medium.
Mechanical devices are also known in which, during the transport of gases, floats move, which trigger an electrical signal.
However, the known devices are very complex to manufacture and they require a precise calibration, which is tailored to the local conditions and the pumped medium.
This leads to high acquisition costs and maintenance that affect the distribution of such facilities.
[10] A particular difficulty in the food industry is that many sensor devices must extend into the medium and thereby lead to contamination, deposits and gas injections. \. <::> .. <:> \. <s:> .. <:>
In addition, cleaning of the line element is often difficult in such facilities.
The invention is therefore the object of developing a generic conduit element such that it is easy to clean and possible maintenance-free safe empty message of the connected container.
[12] This object is achieved in that the sensor is an optical sensor.
It has been shown that optical sensors can be installed in line elements such that the line element is still easy to clean and without high calibration effort a reliable message about the emptying of a connected container can be achieved.
[13] Preferably, the sensor is a gas sensor. Special optical sensors are designed as gas sensors and as such are commercially available. These sensors react to gas bubbles in the medium and they are therefore particularly suitable for lines of beverage dispensers.
An advantageous embodiment provides that the sensor emits and measures signals in a structural unit. A single, preferably dome-shaped measuring head serves in this case to emit light waves, which are more or less reflected depending on the nature of the medium.
The reflected light beams are measured, whereby a signal is triggered at elevated gas concentration in the medium.
In order to detect the largest possible liquid range from the sensor, it is proposed that in the medium line region the sensor opposite a free path of at least 20 mm, preferably at least 35 mm and more preferably provided by more than 45 mm, 0, 0 0 0 00 0 0 0,,
** * is 00.0. This free path of the medium in front of the sensor makes it possible for the light signals emitted by the sensor to penetrate as far as possible into the medium so that they can be reflected at different distances from the sensor.
[16] A good function of the sensor is achieved in particular by the fact that the air bubbles rise up to the sensor.
For this purpose, it is proposed that the free path in the installed state of the line element away from the sensor at least 10 °, preferably at least 40 °, and more preferably of more than 80 ° from the horizontal pointing downwards. An installation position of the sensor in a vertical wall of the medium line region is therefore less advantageous than an installation position of the sensor in a horizontal wall of the medium line region, since in the second case air bubbles within the medium line region can rise towards the sensor and can be detected by the sensor during the rising of the bubbles ,
[17] It is advantageous if the sensor is arranged substantially opposite the inlet or outlet. As a result, air bubbles in the medium can be detected by the sensor during the flow of the medium through the conduit element.
In this case, preferably the entire flow path is in the "viewing angle" of the sensor.
In order to optimally arrange the sensor in the flow path, it is proposed that the inlet and the outlet are arranged at an obtuse angle to one another.
Furthermore, it is advantageous if the sensor is arranged directly adjacent to the inlet or outlet. 000 *
A special installation variant, which also allows the installation of a vent, provides that inlet and outlet are arranged opposite the sensor.
It is therefore further proposed that the conduit element has a vent.
Such venting is particularly advantageous in beer lines to remove after emptying the beer container foam and gases from the line element.
[22] In all installation variants, it is advantageous if the sensor is arranged in the installed position in the upper region of the conduit element.
As a result, regardless of the direction of flow of the medium, upward-rising gas bubbles move toward the sensor and the flow path within the line element lies in the "viewing angle" of the sensor.
[23] The object underlying the invention is also achieved with an arrangement, in particular with a line element described above, which has a display device for the sensor state and a switching device.
[24] The display device shows, for example, a green-lit LED that no air in the line element has been measured and therefore the container is not empty. A red LED indicates air in the line element and thus an empty container. The switching device is preferably designed as a reset button and serves as a tap activation.
The display of the air in the line element can thus be suppressed until the line element is free of air again.
[25] It is advantageous if the arrangement has an interface for connecting a personal computer. This allows the data of one or
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preferably to receive a plurality of line elements on a personal computer to represent the current state of the medium supply to a dispensing system. The personal computer can also serve to generate new signals from the input signals of the interface, with which the medium supply of a dispensing system can be acted upon.
Here, for example, taps can be switched off or valves switched to lead, for example, when emptying a first container from a full new container medium to the dispenser.
[26] Since it should be avoided that emerges when a container is empty at the tap air or an incorrect medium mixing ratio, it is proposed that the arrangement comprises a tap switching device. This switching device ensures that when a container becomes empty, the tap is turned off. Alternatively or cumulatively, it is also possible to switch over to another container.
[27] It is advantageous if the tap switching device has a display device.
This makes it possible to immediately recognize at the tap that the influx is switched off and therefore operation of the tap is unsuccessful.
[28] In case of a defect of the pipe element or a separation of the pipe element from the tapping device, it should be ensured that this does not hinder the beverage pin. It is therefore proposed that the tap switching device emits the same signal as in a gas-free line element at a separation from the line element.
[29] Three embodiments of conduit elements and a schematic representation of an arrangement with a conduit element are shown in the drawing and will be described below.
The embodiment shows that various embodiments are possible in order to solve the problem underlying the invention.
In addition, the embodiments show that the physical structure of the line element is essential to the invention and can be used for different sensors.
The structure of the line element is thus not only suitable for optical sensors but also for other sensors.
[31] It shows
FIG. 1 shows a wall version of a line element in a schematic, cut representation,
FIG. 2 shows an attachment housing for screwing directly onto a dispensing head in a schematically illustrated, sectional representation,
FIG. 3 shows a line element as a foam control fitting in a schematically illustrated, sectional representation,
FIG. 4 shows a schematically illustrated sketch of a construction principle of a blank reporting system,
Figure 5 is a schematic sketch of a drum detection and shutdown system and
Figure 6 is a schematically illustrated sketch of an automatic barrel emptying.
8th
The line element 1 shown in FIG. 1 consists essentially of a sensor housing 2 in which the medium line region 3 is located and the sensor 4. The medium line region 3 extends from an inlet 5 to an outlet 6, each having a screw connection 7 or 8 for a Mediumzuführleitung 9 and a Mediumabführleitung 10 connect.
[33] The sensor housing 2 is a molded body made of food grade plastic.
The molded body has a central bore 11, which serves as a medium line region 3 and in the installed position of the sensor housing at its lower end has a thread 12 for the screw 7 and this end opposite in the installed position of the sensor housing in the upper region has a thread 13, in which Sensor 4 is screwed.
[34] At an obtuse angle of about 100 [deg.] To the bore 11, a further bore 14 in the plastic body of the sensor housing 2 is attached. This bore 14 has a thread 15 into which the screw 8 of the outlet 6 is screwed.
The bore 14 meets at the upper end of the bore 11 on this bore, so that an angled fluid channel forms the medium line region 3.
At the upper end of this bend is the screwed sensor 4, the hemispherical end 16 protrudes into the medium line region 3. In installation position, the sensor 4 is arranged in a vertical position, so that the sensor base body 17 is located outside the sensor housing 2, an adjoining sensor area is disposed within the bore 13 and the hemispherical sensor end 16 protrudes into the medium line region 3. * * '
9
When a medium flows through the line 9 in the line region 3, this medium is passed to the hemispherical end 16 of the sensor 4 in the direction of the obtuse angle bore 14 and further into the conduit 10.
The inner areas of the medium line are designed so that they are easy to clean. The construction described allows an embodiment in which columns and dead spaces are avoided. Experiments have shown that in all areas of the conduit element 1, the medium flows at about the same speed, so that deposits are avoided and cleaning liquids can develop their full effectiveness in a flow through the conduit element.
The free line cross section within the line element also corresponds to the narrowest point about the inner diameter of the supply line 9, so that also cleaning balls made of foam can be passed through the line element.
[37] If via the supply line 9 medium with air or other gases enters the line element 1, the air bubbles move on a free path within the conduit element 1 of about 50 mm to the sensor 4. Only in the region of the sensor, the liquid is deflected and guided to the output line 10. The sensor thus has a relatively long travel distance on which it can check whether there are gas inclusions in the medium.
As gas pockets are detected, the sensor sends a signal via line 18 to a display (not shown).
[38] In the present embodiment, the supply line 9 comes from a syrup container and the line 10 leads to a post-mix tap, where the syrup is mixed with carbonated water. The signal delivered via the line 18 ensures that the tap remains closed,
10 when gas detected in the line element indicates the emptying of the syrup container.
The line member 20 shown in Figure 2 is an attachment housing, the head directly to a pin 21 is screwed. The line element corresponds to the embodiment variant described in FIG.
The only differences lie in modified ports 22 at the entrance of the housing 23 and a modified output fitting 24 at the outlet of the housing 23.
[40] The attachment housing has the advantage that it can be fastened directly to the tap head 21 of a container (not shown) and therefore enables the fastest possible response to emptying of the container. As gas exits the container, it passes directly into the attachment housing 20, so that it is immediately recognized by the sensor 25 and leads to a signal on the line 26.
The line element can also be combined with a vent.
Such a variant is shown in FIG.
[42] In this variant, the duct element 30 is formed by a cylinder 31 which has a narrower end plate 32 on its upper side and is bounded on its underside by a wider end plate 33. In the wider connection plate 33 are an inlet 34 and an outlet 35, each formed by a tube.
At the end of these pipes are glands 36 and 37 to which a supply line or a derivative can be screwed.
[43] The pipe serving as the inlet 34 extends relatively far into the cylinder member 31 of the pipe member 30, so that a medium in the medium pipe 38 surrounding the cylinder pipe 31 has to flow back toward the outlet against the inlet direction before leaving the medium pipe portion through the outlet 35 ,
[44] In the upper end plate 32, a vent 39 is disposed opposite to the inlet, and besides, the sensor 40 is installed in the end plate 32,
the hemispherical end 41 of the sensor 40 projects into the medium-conducting region 38.
[45] A medium entering the duct element 30 is thus first led through the inlet pipe 34 to the vent 39 and subsequently flows under the sensor 40 back to the outlet 35 on a vertical path of 30 to 50 mm.
[46] If air enters the pipe element, it can be removed immediately by the ventilation system 39. As more gas enters the venting element, it passes into the "viewing angle" of the sensor 40, so that a signal is emitted via the line 42.
Then, when the output - for example, by closing a tap - is closed, the air collects in the upper region of the cylinder 31 and it can escape through the vent 39.
[47] After a reset on the sensor, the tap can thus be opened again, and unless further gas penetrates into the duct element, it is still possible to tap. Such facilities are mainly used for changing beer kegs or beer kegs, as this not only air but also foam and the barrel is no longer full.
However, if possible, this foam should not enter the outlet 35 but first escape from the system through the vent 39. [48] Experiments have shown that even after less than one fifth of air content in the medium line region 38, the sensor 40 detects the air or the gas and outputs its empty message. The combination of sensor 40 and vent 39 ensures that no air or no gas can get into the beverage line, which can be tapped without problems after the tap and without foaming.
[49] The following functional description concerns an extension with "automatic venting".
[50] The manual vent 39 shown in Figure 3 may be replaced by an electric valve. After the optical sensor 40 has detected gas and has stopped the dispensing operation, the system is in "tapping mode".
As soon as the new drum has been tapped or the automatic changeover has taken place, the venting now comes into effect.
[51] This means: Before the tap is opened again, the venting takes place. This lasts until the optical sensor detects "bubble-free drink" again. Thereafter, the tapping process is continued. Manual venting is no longer required.
[52] Figure 4 shows one way in which the signals of several sensors can be forwarded and further processed. The sensors 50 lead via individual lines 51 their empty message signals to a display device 52, in the LED's 53 light up in accordance with the empty message signals.
In addition, the display device has reset button 54, which are used during tapping to suppress the empty message after replacement of the container. >>. , . *
13
[53] Optionally, an interface 55 to a personal computer is provided in the display device 52, which can display and document all messages of the sensors and the reset button. In addition, the display device can be connected via an interface 56 to a computer dispensing system. The computer dispensing system then receives the empty messages of the individual containers so that the dispensing process is interrupted when the containers are empty.
The shut-off of the taps, notification and registration or automatic barrel changeover are then carried out automatically.
[54] If there is no computer dispensing system, the signals can be transmitted from the display device 52 to a tap switching device 57. The tap switching device 57 has a relay switching box for taps and a status display with LEDs on.
The empty message system described thus automatically leads to an empty message of the sensor 50, this is preferably displayed in the basement on the display 52 and in the vicinity of the taps relays for switching off the taps are controlled and there the state of the beverage container via LED's is shown.
The display and switching device 52 is also referred to as a sensor box and is connected via two patch cables with the tap switching device 57 in connection.
[56] The taps are switched off via assigned relays, which prevents the beverage or base material from running dry. After tapping, if necessary, the empty message can be temporarily deactivated via the individual reset buttons in order to allow filling of the beverage line without manual venting. 14
[57] The entire system is built for active shutdown. This means that only when an empty message is issued, the tap is shut off. If a sensor is disconnected from the system, the operation of the dispenser remains as if no empty message was installed.
System blocking in case of malfunction can thus be excluded.
FIG. 5 shows a drum detection and shut-off system 60 which is suitable for avoiding tap losses and empty beverage lines. A maintenance-free optical sensor 61 monitors the dispensing line directly on the drum 62. If the drum 62 or a container is empty, the tap 66 is closed immediately via a controller 63 before the beverage line 65 empties.
[59] The drum detection and shutdown system 60 is specially designed for postmix and premix systems. It can also be used for beer, wine and spirits systems.
[60] Due to its design, the optical sensor 61, which is arranged directly on the drum 62, also works without problems with viscous syrups.
If the container 62 is empty, the tap 66 is closed immediately via the controller 63, before the line 65 empties.
[61] The controller 63 may be connected directly to a conventional computer dispenser 67 or tap 64. An optional external monitoring and control unit 68 allows the controller 63 to be combined with third-party systems.
[62] The construction of an automatic drum emptying with foam control is shown in FIG. The Fassleerabschaltungssystem 70 has as a central unit the maintenance-free optical sensor 71, which via an electronic tap control 72 a shutdown signal via the line 73 at
- *
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15 the dispenser 74 reports. There, due to the switch-off signal, the flow from the beer line 75 to the tap 76 is interrupted.
The shutdown signal is then immediately reported to the controller 72 when the optical sensor 71 in the sight glass 77 detects that the sight glass is not completely filled with beer. After connecting a new drum 78 is thus initially vented until the sight glass 77 is completely filled with beer. Subsequently, the residual amount is released to fill the glass 79 on the tap 76. Thus it can be tapped without loss and foam on the cock after a change of barrel.
[63] The optical sensor 71 located in the sight glass 77 blocks the foam as an electronic foam stopper before it enters the line, thereby causing time and volume losses during tapping.
The simple design of the device eliminates incorrect operation and ensures smooth dispensing operation.
[64] The electronic foam stopper automatically deflates without mechanical parts such as floats etc. It is therefore less prone to failure than conventional devices and easier to clean.
16
1
claims:
1. line element for liquid food with an inlet, a medium line region and an outlet, characterized in that in the medium line region, a sensor is arranged.
2. Pipe element according to claim 1, characterized in that the sensor is an optical sensor.
3. Pipe element according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor is a gas sensor.
4. Pipe element according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor emits and measures signals in a structural unit.
5th
Conduit element according to one of the preceding claims, characterized in that in the medium line region the sensor opposite a free path of at least 20 mm, preferably at least 35 mm and particularly preferably more than 45 mm is provided.
6. Pipe element according to claim 5, characterized in that the free path in the installed state of the line element away from the sensor at least 10 °, preferably at least 40 °, and more preferably more than 80 ° from the horizontal downward has.