DE102010034173A1 - Level measurement device for use in pressurized tanks of tank system utilized for cooled and pressurized storage of beer, has pressure transmission and pressure absorption devices formed such that pressure is transferred to pressure sensor - Google Patents

Level measurement device for use in pressurized tanks of tank system utilized for cooled and pressurized storage of beer, has pressure transmission and pressure absorption devices formed such that pressure is transferred to pressure sensor Download PDF

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Luis Barrada Buch
Jorge Antonio Juan-Aracil Elejabeitia
José De Juan-Aracil Elejabeitia
Christian Ankenbauer
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/14—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measurement of pressure

Abstract

The device has a differential pressure sensor (11) for determination of difference between gas pressure (P1) in a gas filled volume above a liquid level and hydrostatic pressure (P2) at the bottom of pressurized tanks (1-3). A pressure transmission device (14) and a pressure absorption device (15) i.e. lifting cushion, are formed such that pressure exerted to the bottom of pressurized tanks from a plastic bag (4) on a tank inside wall (2) is transferred to the differential pressure sensor. The pressure absorption device has a membrane with high extension rigidity and small bending stiffness. An independent claim is also included for a tank system for cooled and pressurized storage of drinks.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Füllstandsmessvorrichtungen für druckbeaufschlagte Tanks, insbesondere auf Füllstandsmessvorrichtungen für druckbeaufschlagte Tanks, in denen die gelagerte Flüssigkeit durch einen Kunststoffbeutel von der Tankinnenwand getrennt ist, sowie auf Tankanlagen mit einer derartigen Füllstandsmessvorrichtung.The present invention relates to level measuring devices for pressurized tanks, in particular to level measuring devices for pressurized tanks, in which the stored liquid is separated by a plastic bag from the tank inner wall, and to tank systems with such a level measuring device.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

In der Gastronomie werden zur Lagerung, insbesondere von Bier, gekühlte und druckbeaufschlagte Tanks mit einem Fassungsvermögen von 250 Liter bis 1000 Liter verwendet. Die gelagerten Getränke werden direkt aus dem Tank über eine gängige Ausschankanlage in das Getränkeglas abgegeben.In catering, refrigerated and pressurized tanks with a capacity of 250 liters to 1000 liters are used for storage, especially of beer. The stored drinks are dispensed directly from the tank via a common dispensing system in the beverage glass.

Um die Qualität der gelagerten Getränke, insbesondere von gebrautem Bier, zu sichern ist es erforderlich, dass diese bei einem bestimmten Druck, einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Hygienegrad gelagert werden. Zu diesem Zwecke werden spezielle, druckbeaufschlagbare Getränketanks mit integrierten Kühlschleifen verwendet, wobei zusätzlich ein austauschbarer Hygienebeutel zur Separation des Tankinhalts von der Tankwand vorgesehen ist.In order to ensure the quality of the stored beverages, in particular brewed beer, it is necessary that they are stored at a certain pressure, a certain temperature and a certain degree of hygiene. For this purpose, special, pressurizable beverage tanks with integrated cooling loops are used, with an additional replaceable sanitary bag for separating the tank contents from the tank wall.

Ein derartiger Getränketank ist in 1 schematisch im Querschnitt dargestellt. Der Tank hat einen dreischichtigen Wandaufbau mit einer aus Metall gefertigten Tankaußenwand (1), einer mit Kühlwendeln durchzogene Isolierschicht (3) und einer ebenfalls aus Metall gefertigten Tankinnenwand (2). Stirnseitig verfügt der Tank über eine Revisionsöffnung (nicht dargestellt) und ein oder mehrere Schaugläser (nicht dargestellt).Such a beverage tank is in 1 shown schematically in cross section. The tank has a three-layered wall construction with a tank outer wall made of metal ( 1 ), an insulating layer with cooling coils ( 3 ) and also made of metal tank inner wall ( 2 ). The front side of the tank has a revision opening (not shown) and one or more sight glasses (not shown).

Vor dem Befüllen des Tanks wird ein sterilisierter Auslassstutzen (5) auf der Tankunterseite von außen durch die Tankwand in den Tank eingeführt und mit einer Überwurfmutter mit diesem verschraubt. Anschließend wird ein neuer Hygienebeutel (4) durch die Revisionsöffnung (nicht dargestellt) in den Tank eingebracht und mit seiner selbstdichtenden Öffnung auf das obere Ende des Auslassstutzens (5) aufgesteckt. Der Hygienebeutel (4) wird vollständig auf dem Boden der Tankinnenwand (2) entfaltet. Die Revisionsöffnung wird verschlossen und der Tank über die Druckleitung (6) mit ca. 1 bar Überdruck (P1) beaufschlagt. Auf den äußeren Flansch des Auslassstutzens wird der Füllschlauch, welcher das Tankfahrzeug mit dem zu befüllenden Tank verbindet, angeschlossen. Der Tank wird nun komplett befüllt, wobei sich der Hygienebeutel (4) durch das einströmende Getränk (8) entfaltet. Der Druck (P1) wird beim Befüllen reguliert und bei ca. 1 bar Überdruck gehalten. Nach Befüllen des Tanks wird das Ventil (nicht dargestellt) des Auslassstutzens (5) geschlossen, der Füllschlauch des Tankfahrzeuges vom Auslassstutzen (5) getrennt und der Verbindungsschlauch zur Zapfanlage angeschlossen. Das Ventil des Auslassstutzens (5) wird geöffnet. Der Überdruck (P1) sorgt dafür, dass das im Hygienebeutel (4) gelagerte Getränk (8) über den Verbindungsschlauch zur Zapfanlage transportiert wird.Before filling the tank, a sterilized outlet nozzle ( 5 ) introduced from the outside through the tank wall into the tank on the underside of the tank and screwed to it with a union nut. Then a new sanitary bag ( 4 ) introduced through the inspection opening (not shown) in the tank and with its self-sealing opening on the upper end of the outlet ( 5 ) attached. The sanitary bag ( 4 ) is completely on the bottom of the tank inner wall ( 2 ) unfolds. The inspection opening is closed and the tank via the pressure line ( 6 ) with about 1 bar overpressure (P1) acted upon. On the outer flange of the outlet nozzle of the filling hose, which connects the tanker to the tank to be filled, connected. The tank is now completely filled, with the sanitary bag ( 4 ) by the inflowing beverage ( 8th ) unfolds. The pressure (P1) is regulated during filling and kept at approx. 1 bar overpressure. After filling the tank, the valve (not shown) of the outlet ( 5 ) closed, the filling hose of the tanker vehicle from the outlet ( 5 ) and connected the connection hose to the dispensing system. The valve of the outlet nozzle ( 5 ) will be opened. The overpressure (P1) ensures that in the sanitary bag ( 4 ) stored beverage ( 8th ) is transported via the connecting hose to the dispensing system.

Der Füllstand (H) und das sich daraus ableitbare Restvolumen können visuell bestimmt werden. Hierfür kann eine an der Tankinnenwand (2) angebrachte Skala durch eines der Schaugläser abgelesen werden. Die visuelle Bestimmung des Füllstands (H) ist mit einer Reihe von Nachteilen verbunden, wie geringe Ablesegenauigkeit, fehlende Automatisierbarkeit, erforderliche menschliche Arbeitskraft. Je nach Einbausituation des Tanks kann die visuelle Bestimmung des Füllstands (H) sich unter Umständen als sehr schwierig bis unmöglich erweisen. Vorteil der visuellen Füllstandsbestimmung ist, dass diese durchgeführt werden kann, ohne dass eine Messeinrichtung in Berührung mit dem gelagerten Getränk (8) kommt und so die Hygieneanforderungen nicht beeinträchtigt werden.The level (H) and the residual volume derived from it can be determined visually. For this purpose, one on the tank inner wall ( 2 ) are read through one of the sight glasses. The visual determination of the level (H) is associated with a number of disadvantages, such as low reading accuracy, lack of automation, required manpower. Depending on the installation situation of the tank, the visual determination of the level (H) may prove to be very difficult or even impossible. Advantage of the visual level determination is that this can be performed without a measuring device in contact with the stored beverage ( 8th ) and so the hygiene requirements are not affected.

Im Stand der Technik sind Verfahren zur automatischen Füllstandsbestimmung bekannt, die auf dem Prinzip der Wägung der Flüssigkeitssäule (10) durch Messung des Differenzdrucks P2 – P1 beruhen. Die Druckschrift EP 0 791 810 A2 offenbart beispielsweise die Verwendung eines an dem Auslaufstutzen (5) angebrachten Differenzdrucksensors, dessen Referenzanschluss mit der Druckleitung (6) verbunden ist. Auf diese Weise kann die Druckdifferenz zwischen dem hydrostatischen Druck (P2) im Bereich des Tankbodens und dem Gasdruck (P1) in der Gasphase (9) oberhalb des Flüssigkeitsspiegels gemessen werden und daraus über die bekannte Dichte des Getränks die Füllstandshöhe (H) ermittelt werden.In the prior art methods for automatic filling level determination are known, which are based on the principle of weighing the liquid column ( 10 ) by measuring the differential pressure P2 - P1. The publication EP 0 791 810 A2 discloses, for example, the use of one at the outlet nozzle ( 5 ) mounted differential pressure sensor whose reference terminal to the pressure line ( 6 ) connected is. In this way, the pressure difference between the hydrostatic pressure (P2) in the region of the tank bottom and the gas pressure (P1) in the gas phase ( 9 ) are measured above the liquid level and from the known density of the beverage, the fill level (H) can be determined.

Nachteilig an den herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen zur Füllstandsbestimmung ist aber die Tatsache, dass Teile der Messeinrichtung zwangsläufig in direktem Kontakt mit dem gelagerten Getränk stehen, woraus sich Probleme mit der Einhaltung der Hygieneanforderungen ergeben können.However, a disadvantage of the conventional methods and devices for filling level determination is the fact that parts of the measuring device are necessarily in direct contact with the stored beverage, which may result in problems with compliance with hygiene requirements.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Füllstandsmessvorrichtung für druckbeaufschlagte Tanks, in denen die gelagerte Flüssigkeit durch einen Kunststoffbeutel von der Tankinnenwand getrennt ist, sowie eine Tankanlage mit einer derartigen Füllstandsmessvorrichtung anzugeben, die die oben genannten Nachteile vermeidet.The aim of the present invention is therefore to provide a level measuring device for pressurized tanks, in which the stored liquid is separated by a plastic bag from the tank inner wall, and a tank system with such a level measuring device, which avoids the disadvantages mentioned above.

Dies wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs erreicht. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This is achieved by the features of the independent claim. Preferred embodiments are subject of the dependent claims.

Es ist dabei der besondere Ansatz der vorliegenden Erfindung, eine Druckübertragungseinrichtung zu verwenden, die dazu eingerichtet ist, den am Boden des Tanks von dem Kunststoffbeutel auf die Tankinnenwand ausgeübten Druck an den Differenzdrucksensor zu übertragen. Dadurch lässt sich der direkte Kontakt des Differenzdrucksensors mit dem gelagerten Getränk zuverlässig vermeiden.It is the particular approach of the present invention to use a pressure transfer device which is adapted to transmit the pressure exerted on the bottom wall of the tank from the plastic bag to the tank inner wall pressure to the differential pressure sensor. This reliably prevents the direct contact of the differential pressure sensor with the stored beverage.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Füllstandsmessvorrichtung für druckbeaufschlagte Tanks, in denen die gelagerte Flüssigkeit durch einen Kunststoffbeutel von der Tankinnenwand getrennt ist, zur Verfügung gestellt. Die Füllstandsmessvorrichtung umfasst einen Differenzdrucksensor zur Ermittlung der Differenz zwischen dem Gasdruck in einem gasgefüllten Volumen oberhalb des Flüssigkeitsspiegels und dem hydrostatischen Druck am Boden des Tanks, und ist gekennzeichnet durch eine Druckübertragungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, den am Boden des Tanks von dem Kunststoffbeutel auf die Tankinnenwand ausgeübten Druck an den Differenzdrucksensor zu übertragen.According to a first aspect of the present invention, a level gauge for pressurized tanks in which the stored liquid is separated from the tank inner wall by a plastic bag is provided. The level measuring device comprises a differential pressure sensor for detecting the difference between the gas pressure in a gas-filled volume above the liquid level and the hydrostatic pressure at the bottom of the tank, and is characterized by a pressure transmitting device which is adapted to the at the bottom of the tank from the plastic bag to the Tank inner wall pressure transmitted to the differential pressure sensor.

Vorteilhafterweise umfasst die Druckübertragungseinrichtung eine mit einem inkompressible Fluid gefüllte Druckaufnahmeeinheit, die dazu eingerichtet ist, am Boden des Tanks zwischen dem Kunststoffbeutel und der Tankinnenwand angeordnet zu werden, und eine Druckübertragungsleitung, welche die Druckaufnahmeeinheit mit dem Differenzdrucksensor verbindet. Auf diese Weise kann die Platzierung des Differenzdrucksensors unabhängig von der Platzierung der Druckaufnahmeeinheit erfolgen.Advantageously, the pressure transmission device comprises a pressure-receiving unit filled with an incompressible fluid, which is arranged to be arranged at the bottom of the tank between the plastic bag and the tank inner wall, and a pressure transmission line which connects the pressure-sensing unit to the differential pressure sensor. In this way, the placement of the differential pressure sensor can be independent of the placement of the pressure receiving unit.

Vorteilhafterweise umfasst die Druckaufnahmeeinheit eine Membran mit einer hohen Dehnsteifigkeit und einer geringen Biegesteifigkeit. Vorzugsweise sind dabei der Elastizitätsmodul und die Stärke der Membran so gewählt, dass sowohl die Dehnung der Membran, als auch deren Biegesteifigkeit gegenüber den im Tank typischerweise herrschenden Kräften vernachlässigt werden kann. Auf diese Weise kann eine deutliche Steigerung der Messgenauigkeit erzielt werden, da, wie weiter unten dargelegt wird, die geometrische Form der Druckaufnahmeeinheit und damit die Krafteinwirkung des Kunststoffbeutels auf die Randbereiche der Druckaufnahmeeinheit unabhängig vom aktuellen Füllstand wird. Darüberhinaus können so die elastischen Kräfte der Druckaufnahmeeinheit auf das Fluid und somit auf den an den Differenzdrucksensor übertragenen Druck ebenfalls vernachlässigt werden.Advantageously, the pressure-receiving unit comprises a membrane with a high tensile stiffness and a low bending stiffness. Preferably, the modulus of elasticity and the thickness of the membrane are chosen so that both the elongation of the membrane, as well as their bending stiffness compared to the forces typically prevailing in the tank can be neglected. In this way, a significant increase in the measurement accuracy can be achieved because, as will be explained below, the geometric shape of the pressure receiving unit and thus the force of the plastic bag on the edge regions of the pressure receiving unit is independent of the current level. Moreover, the elastic forces of the pressure-receiving unit on the fluid and thus on the pressure transmitted to the differential pressure sensor can likewise be neglected.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Druckaufnahmeeinheit in Form eines flachen Kissens, insbesondere in Form eines Hebekissens ausgebildet. Derartige Kissen eignen sich ohne weiteres auch zur Nachrüstung eines bestehenden Tanks. Durch die Wahl der Geometrie des Kissens, insbesondere durch die Wahl der Höhe des Kissens im Vergleich zur Höhe der Flüssigkeitssäule über dem Kissen sowie durch die Wahl der lateralen Abmessungen bzw. der Fläche des Kissens kann die erzielbare Messgenauigkeit beeinflusst werden. Außerdem können für das Kissen Materialien verwendet werden, die den lebensmittelrechtlichen Anforderungen entsprechen.According to a preferred embodiment, the pressure-receiving unit is designed in the form of a flat cushion, in particular in the form of a lifting bag. Such cushions are also readily suitable for retrofitting an existing tank. The choice of the geometry of the pad, in particular by the choice of the height of the pad compared to the height of the liquid column over the pad and by the choice of the lateral dimensions or the surface of the pad, the achievable accuracy can be influenced. In addition, materials that meet food safety requirements can be used for the pillow.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Druckaufnahmeeinheit eine in die Tankinnenwand integrierbare elastische Membran. Eine fest installierte Membran kann beispielsweise bei der Befüllung des Tanks bzw. beim Auswechseln des Hygienebeutels von Vorteil sein. Außerdem kann so eine größere Messgenauigkeit bei kleinen Restmengen erzielt werden, wenn die elastische Membran mit dem Tankboden bündig ist.According to a further preferred embodiment, the pressure-receiving unit comprises an elastic membrane which can be integrated into the tank inner wall. A permanently installed membrane can be advantageous, for example, when filling the tank or when replacing the hygiene bag. In addition, a greater accuracy of measurement can be achieved with small residual amounts, when the elastic membrane is flush with the tank bottom.

Vorteilhafterweise ist die Druckübertragungseinrichtung mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt. Auf diese Weise ist das Volumen der Druckübertragungseinrichtung unabhängig vom Füllstand, wodurch eine weitere Verbesserung der Messgenauigkeit erreicht wird.Advantageously, the pressure transmission device is filled with an incompressible fluid. In this way, the volume of the pressure transmission device is independent of the level, whereby a further improvement of the measurement accuracy is achieved.

Vorzugsweise ist der Differenzdrucksensor dazu eingerichtet, im oberen Bereich des Tanks, insbesondere im Anschlussbereich einer Druckleitung zur Bedruckung des Tanks, montiert zu werden, und zwar derart, dass der Differenzdrucksensor mit einem gasgefüllten Volumen zwischen der Tankinnenwand und dem Kunststoffbeutel in Verbindung steht. Damit entfallen alle baulichen Veränderungen am Tank selbst, wodurch ebenfalls die Nachrüstung bestehender Tanks erheblich vereinfacht wird. Außerdem wird so gewährleistet, dass auch der mit der Gasphase in Verbindung stehende Anschluss des Differenzdrucksensors nicht in Kontakt mit der gelagerten Flüssigkeit kommt.Preferably, the differential pressure sensor is adapted to be mounted in the upper region of the tank, in particular in the connection region of a pressure line for printing the tank, in such a way that the differential pressure sensor is in communication with a gas-filled volume between the tank inner wall and the plastic bag. This eliminates all structural changes to the tank itself, which also the retrofitting of existing tanks is considerably simplified. In addition, it is ensured that the connection of the differential pressure sensor associated with the gas phase does not come into contact with the stored liquid.

Höchst vorzugsweise ist die Druckübertragungsleitung zusätzlich dazu eingerichtet, innerhalb des Tanks zwischen der Tankinnenwand und dem Kunststoffbeutel zu dem am Tank montierten Differenzdrucksensor geführt zu werden. Auch dies führt dazu, dass keinerlei nachträgliche Änderungen, wie z. B. das Anbringen von Rohrdurchführungen etc., an dem Tank vorgenommen werden müssen und bestehende Tanks ohne weiteres nachgerüstet werden können.Most preferably, the pressure transfer line is additionally configured to be routed within the tank between the tank inner wall and the plastic bag to the differential pressure sensor mounted on the tank. This also means that no subsequent changes, such. As the installation of pipe penetrations, etc., must be made to the tank and existing tanks can be retrofitted easily.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfassend die Füllstandsmessvorrichtung desweiteren eine Auswerteeinheit zur Auswertung des von dem Differenzdrucksensor gelieferten Signals und zur Anzeige oder Übermittlung einer Angabe über die in dem Tank gelagerte Flüssigkeitsmenge. Die Anzeige des Restvolumens kann direkt am Tank oder entfernt, beispielsweise an der Zapfanlage erfolgen. Die Angabe über die im Tank gelagerte Flüssigkeitsmenge kann auch mittels Datenfernübertragung, wie z. B. Mobilfunk, Internet, Modem, etc., an eine Zentrale, wie z. B. an den Getränkegroßhändler oder die Brauerei, übermittelt oder von dieser abgefragt werden.In a further preferred embodiment, the level measuring device comprises Furthermore, an evaluation unit for evaluating the signal supplied by the differential pressure sensor and for displaying or transmitting an indication of the amount of liquid stored in the tank. The display of the residual volume can be done directly on the tank or remotely, for example, at the tap. The indication of the amount of liquid stored in the tank can also by remote data transmission, such. B. mobile, Internet, modem, etc., to a central office such. B. to the beverage wholesaler or brewery, transmitted or queried by this.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfassend die Füllstandsmessvorrichtung auch einen Temperatursensor zur Ermittlung der Temperatur der gelagerten Flüssigkeit, wobei die Auswerteeinheit desweiteren dazu eingerichtet ist, die Temperaturabhängigkeit der Dichte der gelagerten Flüssigkeit bei der Auswertung des von dem Differenzdrucksensor gelieferten Signals zu berücksichtigen. Dadurch die Messgenauigkeit weiter gesteigert werden.In a further preferred embodiment, the level measuring device also comprises a temperature sensor for determining the temperature of the stored liquid, wherein the evaluation unit is further adapted to take into account the temperature dependence of the density of the stored liquid in the evaluation of the signal supplied by the differential pressure sensor. This further increases the measuring accuracy.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Tankanlage zur gekühlten und bedruckten Lagerung von Getränken zur Verfügung gestellt. Die Tankanlage umfasst einen Tank zur Aufnahme des Getränks, wobei das gelagerte Getränk durch einen Kunststoffbeutel von der Tankinnenwand getrennt ist, und eine Füllstandsmessvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung.According to a second aspect of the present invention, a tank system for refrigerated and printed storage of beverages is provided. The tank system comprises a tank for holding the beverage, wherein the stored beverage is separated from the tank inner wall by a plastic bag, and a level measuring device according to the first aspect of the present invention.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen beschrieben, in denen:The invention will be described below with reference to the accompanying drawings, in which:

1 einen Querschnitt durch eine Tankanlage mit einer Füllstandsmessvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, 1 shows a cross section through a tank system with a level measuring device according to an embodiment of the present invention,

2 eine perspektivische Ansicht der Füllstandsmessvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, 2 shows a perspective view of the level measuring device according to an embodiment of the present invention,

3 eine Detailvergrößerung des an dem Tank installierten Differenzdrucksensors der 2 zeigt, und 3 an enlarged detail of the installed on the tank differential pressure sensor of 2 shows, and

4 eine schematische Darstellung des Messprinzips der vorliegenden Erfindung zeigt. 4 a schematic representation of the measuring principle of the present invention shows.

In den 1 bis 4 werden gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.In the 1 to 4 the same elements are denoted by the same reference numerals.

1 zeigt einen Querschnitt durch eine Tankanlage mit einer Füllstandsmessvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im Einzelnen sind dargestellt ein Tank mit einer Tankaußenwand (1), einer Tankinnenwand (2) und einer Isolierung (3) der Tankwand; der das Getränk (8) enthaltende Hygienebeutel (4); der Auslassstutzen (5); die Druckleitung (6) zur Regelung des im Tank herrschenden Drucks sowie die sich über dem Flüssigkeitsspiegel befindliche Gasphase (9) aus Druckluft oder Kohlendioxid. 1 shows a cross section through a tank system with a level measuring device according to an embodiment of the present invention. In detail, a tank with a tank outer wall are shown ( 1 ), a tank inner wall ( 2 ) and insulation ( 3 ) the tank wall; the the drink ( 8th ) containing sanitary bag ( 4 ); the outlet nozzle ( 5 ); the pressure line ( 6 ) for regulating the pressure prevailing in the tank and the gas phase located above the liquid level ( 9 ) from compressed air or carbon dioxide.

Kernstück der Erfindung ist das am Boden der Tankinnenseite eingelegte Druckübertragungskissen (15), welches über die Druckübertragungsrohrleitung (14) mit dem Differenzdrucksensor (11) verbunden ist und so den von dem Hygienebeutel (4) auf die Tankinnenwand (2) ausgeübten Druck an den Differenzdrucksensor (11) überträgt.The centerpiece of the invention is the pressure transfer pad inserted at the bottom of the inner side of the tank ( 15 ), which via the pressure transmission pipeline ( 14 ) with the differential pressure sensor ( 11 ) and so from the sanitary bag ( 4 ) on the tank inner wall ( 2 ) pressure applied to the differential pressure sensor ( 11 ) transmits.

Als Druckübertragungskissen wird vorzugsweise ein so genanntes Hebekissen verwendet, wie es in der Hebetechnik bekannt ist. Derartige Hebekissen haben die Eigenschaft, dass die Kissenmembran im relevanten Kräftebereich praktisch nicht dehnbar ist. Dies wird durch eine geeignete Materialwahl, beispielsweise durch eine Verwendung faserverstärkter Kunststoffe, erreicht.As a pressure transfer cushion, a so-called lifting bag is preferably used, as is known in the lifting technology. Such lifting bags have the property that the cushion membrane is practically inextensible in the relevant range of forces. This is achieved by a suitable choice of material, for example by using fiber-reinforced plastics.

Bei vernachlässigbarer Dehnung der Membran ist die Oberfläche des Kissens unabhängig von den herrschenden Kräften im Wesentlichen konstant. Eine Volumenänderung durch Befüllen des Kissens führt dazu, dass dieses höher wird und letztendlich die Form einer Kugel annehmen würde, also die Form des Körpers, der bei gegebener Oberfläche das größte Volumen hat. Umgekehrt ist bei einer Befüllung mit einer inkompressiblen Flüssigkeit, also bei konstantem Volumen, aufgrund der ebenfalls konstanten Oberfläche auch die Form des Kissens konstant. Ein ideales Hebekissen, befüllt mit einem idealen, nicht kompressiblen Fluid hat die Eigenschaft, dass die Größe der Auflagefläche bei einem bestimmten Volumen konstant und unabhängig von der auf die Auflagefläche wirkende Kraft ist. Hingegen ist der Druck im Fluid des Hebekissens direkt proportional zu der auf die Auflagefläche wirkenden Kraft. Die Erfinder haben erkannt, dass diese Eigenschaft des Hebekissens zu einer deutlichen Verbesserung der Messgenauigkeit führt, als wenn beispielsweise ein Druckübertragungskissen mit einer elastischen Membran verwendet würde, dessen Form sich in Abhängigkeit von den herrschenden Kräften verändert.With negligible elongation of the membrane, the surface of the pad is substantially constant regardless of the prevailing forces. A change in volume due to filling of the pad causes it to become higher and ultimately take the form of a sphere, ie the shape of the body which has the largest volume for a given surface. Conversely, when filled with an incompressible liquid, ie at a constant volume, due to the constant surface also the shape of the pad is constant. An ideal lifting bag filled with an ideal, non-compressible fluid has the property that the size of the bearing surface is constant at a given volume and independent of the force acting on the bearing surface. By contrast, the pressure in the fluid of the lifting bag is directly proportional to the force acting on the support surface. The inventors have recognized that this characteristic of the lifting bag leads to a significant improvement in the measuring accuracy, as if, for example, a pressure transfer pad with an elastic membrane was used, the shape of which changes depending on the prevailing forces.

Die Größe des Druckübertragungskissens wird vorteilhafterweise auf die Größe des Tanks abgestimmt. Die Länge und Breite des Druckübertragungskissen beträgt dabei vorteilhafterweise 5% bis 25%, vorzugsweise 10% bis 20% der Länge bzw. Breite des Tanks. Die Kissenfläche beträgt dementsprechend 0,25% bis 6,25%, vorzugsweise 1% bis 2% der Tankbodenfläche.The size of the pressure transfer pad is advantageously matched to the size of the tank. The length and width of the pressure transfer pad is advantageously 5% to 25%, preferably 10% to 20% of the length or width of the tank. The pad area is accordingly 0.25% to 6.25%, preferably 1% to 2% of the tank bottom area.

Bei einem Tankdurchmesser in der Größenordnung von 1 m kann das Druckübertragungskissen eine Seitenlänge von 10–25 cm aufweisen. Bei einem liegenden (zylindrischen) Tank mit einem Durchmesser von etwa 1 m kann das Druckübertragungskissen vorzugsweise eine Länge von 20 cm und eine Breite von 10 cm aufweisen. Bei einem stehenden Tank mit ebener Bodenfläche von 1 m × 1 m wird vorzugsweise ein quadratisches Druckübertragungskissen mit einer Seitenlänge von 10 cm eingesetzt. Je nach Einsatzbedingungen können aber auch größere oder kleinere Kissen verwendet werden. With a tank diameter of the order of 1 m, the pressure transfer pad may have a side length of 10-25 cm. For a horizontal (cylindrical) tank having a diameter of about 1 m, the pressure transfer pad may preferably have a length of 20 cm and a width of 10 cm. In a standing tank with a flat bottom surface of 1 m × 1 m, a square pressure transfer pad with a side length of 10 cm is preferably used. Depending on the conditions of use, larger or smaller pillows can be used.

Zur Erhöhung der Messgenauigkeit, insbesondere bei geringem Restfüllstand, wird vorzugsweise ein flaches Druckübertragungskissen verwendet, also ein Druckübertragungskissen, dessen Höhe klein ist sowohl gegenüber seiner Länge bzw. Breite als auch gegenüber der Höhe des Tanks. Bei einem Tank mit typischen Abmessungen von etwa 1 m werden Druckübertragungskissen mit einer Höhe von 1 mm bis 10 mm, vorzugsweise mit einer Höhe von 2 mm eingesetzt.To increase the accuracy of measurement, especially at low residual level, preferably a flat pressure transfer pad is used, so a pressure transfer pad whose height is small both compared to its length or width and compared to the height of the tank. In a tank with typical dimensions of about 1 m pressure transfer pads are used with a height of 1 mm to 10 mm, preferably with a height of 2 mm.

Der Hygienebeutel (4) wird in dieser Ausführungsform über dem Druckübertragungskissen (15) ausgelegt. Nach Befüllen des Tanks befindet sich das Druckübertragungskissen (15) zwischen dem Hygienebeutel (4) und dem Boden der Tankinnenwand (2). Das Druckübertragungskissen (15) und die Druckübertragungsrohrleitung (14) sind mit einer nicht kompressiblen und mit dem Lebensmittelrecht konformen Flüssigkeit (z. B. sterilisiertes und destilliertes Wasser) befüllt. Vorzugsweise wird hierfür eine Flüssigkeit gewählt, deren Gefrierpunkt unter –5°C liegt, wie z. B. destilliertes, mit Ethanol versetztes Wasser.The sanitary bag ( 4 ) is in this embodiment above the pressure transfer pad ( 15 ) designed. After filling the tank, the pressure transfer pad ( 15 ) between the sanitary bag ( 4 ) and the bottom of the tank inner wall ( 2 ). The pressure transfer pad ( 15 ) and the pressure transmission pipeline ( 14 ) are filled with a non-compressible liquid compliant with food law (eg sterilized and distilled water). Preferably, a liquid is selected for this, the freezing point is below -5 ° C, such as. B. distilled, mixed with ethanol water.

In einer alternativen Ausführungsform kann das Druckübertragungskissen durch eine in die Tankinnenwand integrierte elastische Membran ersetzt werden. Ein durch die Membran abgegrenztes Volumen im Zwischenbereich der Tankinnen- und der Tankaußenwand kann in gleicher Weise mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt und über eine Druckübertragungsleitung mit dem Differenzdrucksensor verbunden werden.In an alternative embodiment, the pressure transfer pad can be replaced by an elastic membrane integrated into the tank inner wall. A demarcated by the membrane volume in the intermediate region of the Tankinnen- and the tank outer wall can be filled in the same way with an incompressible fluid and connected via a pressure transmission line with the differential pressure sensor.

2 zeigt eine perspektivische Detailansicht der erfindungsgemäßen Füllstandsmessvorrichtung. Im Einzelnen sind dargestellt der Tank (1, 2, 3), die Druckleitung (6) zur Bedruckung des Tanks, eine Hygienebeutelschutzkappe (7) zur Vermeidung einer mechanischen Beschädigung des Hygienebeutels durch das Ende der Druckleitung, der in einem Gehäuse (13) untergebrachte Differenzdrucksensor (11) sowie das Druckübertragungskissen (15), das über die Druckübertragungsrohrleitung (14) mit dem Differenzdrucksensor verbunden ist. Wie der 2 darüberhinaus zu entnehmen ist, ist das Druckübertragungskissen (15) am Tankboden zwischen der Tankinnenwand (2) und dem Hygienebeutel (4) angeordnet. Die Druckübertragungsleitung (14), die das Druckübertragungskissen (15) mit dem Differenzdrucksensor (11) verbindet, wird entlang der Tankinnenwand um den die Flüssigkeit enthaltenden Hygienebeutel (4) herum geführt. 2 shows a perspective detailed view of the level measuring device according to the invention. In detail, the tank are shown ( 1 . 2 . 3 ), the pressure line ( 6 ) for printing on the tank, a sanitary bag protective cap ( 7 ) for avoiding mechanical damage to the sanitary bag by the end of the pressure line, which in a housing ( 13 ) accommodated differential pressure sensor ( 11 ) and the pressure transfer pad ( 15 ), via the pressure transmission pipeline ( 14 ) is connected to the differential pressure sensor. Again 2 In addition, it can be seen, the pressure transfer pad ( 15 ) at the tank bottom between the tank inner wall ( 2 ) and the sanitary bag ( 4 ) arranged. The pressure transmission line ( 14 ) containing the pressure transfer pad ( 15 ) with the differential pressure sensor ( 11 ) is along the tank inner wall to the liquid containing sanitary bag ( 4 ) led around.

3 zeigt eine Detailvergrößerung des an dem Tank installierten Differenzdrucksensors (11). Wie hier zu erkennen ist, ist der Differenzdrucksensor (11) in einem Differenzdrucksensorgehäuse (13) untergebracht, das über ein T-Stück mit der Druckleitung (6) und dem Tankinnenraum verbunden ist. Der im Differenzdrucksensorgehäuse (13) herrschende Druck entspricht somit dem in der Gasphase oberhalb des Flüssigkeitsspiegels herrschenden Druck. 3 shows an enlarged detail of the installed on the tank differential pressure sensor ( 11 ). As can be seen here, the differential pressure sensor ( 11 ) in a differential pressure sensor housing ( 13 ), which via a T-piece with the pressure line ( 6 ) and the tank interior is connected. The differential pressure sensor housing ( 13 ) prevailing pressure thus corresponds to the pressure prevailing in the gas phase above the liquid level.

Die Druckübertragungsleitung (14) wird durch das Endstück der Druckleitung (6) hindurch zu einem der beiden Druckanschlüsse des Differenzdrucksensors (11) geführt. Damit erübrigt sich das Anbringen einer zusätzlichen Öffnung oder Durchführung am Tank. Der zweite Druckanschluss des Differenzdrucksensors (11) ist offen und sieht somit den im Differenzdrucksensorgehäuse (13) herrschenden Gasdruck, also den auf dem Flüssigkeitsspiegel lastenden Überdruck.The pressure transmission line ( 14 ) is through the end of the pressure line ( 6 ) through to one of the two pressure ports of the differential pressure sensor ( 11 ) guided. This eliminates the need to attach an additional opening or passage on the tank. The second pressure connection of the differential pressure sensor ( 11 ) is open and thus sees in the differential pressure sensor housing ( 13 ) prevailing gas pressure, so the pressure on the liquid level overpressure.

4 zeigt eine schematische Darstellung des Messprinzips der vorliegenden Erfindung, welches auf der Tatsache beruht, dass sich in den Kontaktflächen (A2, A3) zwischen dem Hygienebeutel (4) und dem Druckübertragungskissen (15) ein Kräftegleichgewicht derart einstellen muss, dass F2 + F2r = F3, wobei F2 = P2·A2, F3 = P3·A3 und F2r den Kraftanteil der Flüssigkeitssäule bezeichnet, welche sich nicht über der Fläche A2 befindet, sich aber über die Membran des Hygienebeutels (4) auf der Fläche A3 des Druckübertragungskissens (15) abstützt. Durch Optimierung der Geometrie des Druckübertragungskissens (15), insbesondere durch Verwendung eines Kissens mit flach auslaufenden Randbereichen, lässt sich die Kraftkomponente F2r soweit reduzieren, dass sie vernachlässigbar klein wird und die Formel des Kräftegleichgewichts auf F2 = F3 reduziert werden kann. 4 2 shows a schematic representation of the measuring principle of the present invention, which is based on the fact that in the contact surfaces (A 2 , A 3 ) between the sanitary bag ( 4 ) and the pressure transfer pad ( 15 ) must set a balance of power such that F 2 + F 2r = F 3 , where F 2 = P 2 .A 2 , F 3 = P 3 .A 3 and F 2r denotes the force component of the liquid column which is not located above the surface A 2 but extends over the membrane of the hygiene bag (FIG. 4 ) on the surface A3 of the pressure transfer pad ( 15 ) is supported. By optimizing the geometry of the pressure transfer pad ( 15 ), in particular by using a pad with flat edge areas, the force component F 2r can be reduced to such an extent that it becomes negligibly small and the formula of the force equilibrium can be reduced to F 2 = F 3 .

Da F2 = P2·A2, F3 = P3·A3 und A2 = A3 folgt, dass P2 = P3. Der Druck P3 im Druckübertragungskissen (15) ist gleich dem Druck der Flüssigkeitssäule zuzüglich dem Druck P1 des sich im oberen Tankbereich befindlichen Gases (9) (Luft, CO2).Since F 2 = P 2 .A 2 , F 3 = P 3 .A 3 and A 2 = A 3, it follows that P 2 = P 3 . The pressure P 3 in the pressure transfer pad ( 15 ) is equal to the pressure of the liquid column plus the pressure P 1 of the gas located in the upper tank region ( 9 ) (Air, CO 2 ).

Der statische Druck P3 überträgt sich durch die im Druckübertragungskissen (15) und in der Druckübertragungsleitung (14) enthaltene Druckübertragungsflüssigkeit (16) bis zu einem der beiden Druckanschlüsse des Differenzdrucksensors (11), wobei er sich um den Druckanteil P4 verringert. P4 entspricht dem hydrostatischen Druck der Fluidsäule der Druckübertragungsflüssigkeit (16). Es gilt also P4 = ρ'·g·H', wobei ρ' die Dichte der Druckübertragungsflüssigkeit (16), g die Fallbeschleunigung und H' die Höhe der Fluidsäule der Druckübertragungsflüssigkeit (16), also die Höhendifferenz zwischen dem Druckanschluss des Differenzdrucksensors (11) und des Druckübertragungskissens (15) bezeichnet.The static pressure P 3 is transmitted through the pressure transfer pad ( 15 ) and in the pressure transmission line ( 14 ) contained pressure transfer fluid ( 16 ) to one of the two pressure ports of the differential pressure sensor ( 11 ), whereby it decreases by the pressure proportion P 4 . P 4 corresponds to the hydrostatic pressure of the fluid column of the pressure transfer fluid ( 16 ). Thus P 4 = ρ '· g · H', where ρ 'is the density of the pressure transfer fluid ( 16 g) the acceleration of the fall and H 'the height of the fluid column of the pressure transfer fluid ( 16 ), ie the height difference between the pressure connection of the differential pressure sensor ( 11 ) and the pressure transfer pad ( 15 ) designated.

P5 ist der Druck, der am Anschluss des Differenzdrucksensors (11) anliegt und errechnet sich aus P5 = P3 – P4. Damit die Messung des Füllstands nicht vom Druck P1 des Gases (9) beeinflusst wird, sollte dieser mindestens dem hydrostatischen Druck der Fluidsäule der Druckübertragungsflüssigkeit (16) entsprechen, so dass diese immer am Druckanschluss des Differenzdrucksensors (11) anliegt. Der zweite Druckanschluss des Differenzdrucksensors (11) ist offen und ”sieht” somit den Druck P1 des im oberen Tankbereich enthaltenen Gases (9). Für den gemessenen Differenzdruck ΔP ergibt sich daher ΔP = P5 – P1 = ρ·g·H – P4. P 5 is the pressure at the connection of the differential pressure sensor ( 11 ) and is calculated from P 5 = P 3 - P 4 . So that the measurement of the level does not depend on the pressure P 1 of the gas ( 9 ), this should at least the hydrostatic pressure of the fluid column of the pressure transmitting fluid ( 16 ), so that they always at the pressure port of the differential pressure sensor ( 11 ) is present. The second pressure connection of the differential pressure sensor ( 11 ) is open and thus "sees" the pressure P 1 of the gas contained in the upper tank area ( 9 ). For the measured differential pressure ΔP therefore results ΔP = P 5 - P 1 = ρ · g · H - P 4 .

Mit P4 = konstant unter der Voraussetzung das P1 ≥ ρ'·g·H' und g = konstant und ρ = näherungsweise konstant ergibt sich, dass die Füllstandshöhe (H) in einer linearen Beziehung zum gemessenen Differenzdruck ΔP steht. Das Restvolumen lässt sich aus der Füllstandshöhe (H) und den geometrischen Gegebenheiten des Tanks ableiten.With P 4 = constant assuming that P 1 ≥ ρ '· g · H' and g = constant and ρ = approximately constant, it follows that the fill level (H) is linearly related to the measured differential pressure ΔP. The residual volume can be derived from the filling level height (H) and the geometric conditions of the tank.

Zur Erzielung einer hohen Messgenauigkeit sollte das Druckübertragungskissen eine große Auflagefläche im Vergleich zur Kissenhöhe aufweisen. Hydrostatische Druckunterschiede zwischen der Ober- und der Unterseite des Kissens können so vernachlässigt werden. Aus dem gleichen Grund sollte das Kissen auf dem Tankboden möglichst eben aufliegen. Randeffekte, wie z. B. eine zusätzliche Krafteinwirkung des Hygienebeutels auf das Druckübertragungskissen können durch geeignete Formgebung desselben vermindert werden. Bevorzugt werden flache Kissen mit flach auslaufenden Rändern.To achieve a high accuracy of measurement, the pressure transfer pad should have a large contact surface compared to the cushion height. Hydrostatic pressure differences between the top and the bottom of the pillow can be neglected. For the same reason, the cushion should rest on the bottom of the tank as even as possible. Edge effects, such as B. an additional force of the sanitary bag on the pressure transfer pad can be reduced by appropriate shaping of the same. Preferred are flat pillows with flat edges.

Für die Druckübertragungsleitung wird vorzugsweise eine flexible, aus einem lebensmittelrechtlich zugelassenen Kunststoff hergestellte Rohrleitung oder ein druckfester Schlauch verwendet. Bevorzugt wird zudem ein möglichst kleiner Innendurchmesser, wodurch einerseits leichter die erforderliche Druckfestigkeit erreicht werden kann und andererseits der Einbau in einen bestehenden Tank, insbesondere die Durchführung durch den Anschluss für die Druckleitung 6 (vgl. 3), vereinfacht wird.For the pressure transmission line preferably a flexible, made of a food approved plastic pipe or a pressure-resistant hose is used. Preference is also given to the smallest possible inner diameter, which on the one hand easier the required compressive strength can be achieved and on the other hand, the installation in an existing tank, in particular the passage through the connection for the pressure line 6 (see. 3 ), is simplified.

Als Druckübertragungsflüssigkeit kommen als inkompressible Fluide lebensmittelrechtlich unbedenkliche Flüssigkeiten in Frage, vorzugsweise mit einem Gefrierpunkt unter –5°C, wie z. B. sterilisiertes, destilliertes mit Ethanol versetztes Wasser.As pressure-transmitting liquid come as incompressible fluids food safe liquids in question, preferably with a freezing point below -5 ° C, such as. B. sterilized, distilled ethanol mixed with water.

Die Annahme, dass die Dichte ρ des Getränkes (8) konstant ist, ist als erste Näherung zulässig. Soll aber das Messergebnis der Füllstandsbestimmung präzisiert werden, muss berücksichtigt werden, dass die Dichte ρ des Getränkes unter anderem von der Temperatur, dem Kohlensäuregehalt und dem Alkoholgehalt abhängt. Sofern die Dichte ρ des gelagerten Getränkes, wie z. B. Bier, in Abhängigkeit der Temperatur bekannt ist, kann diese messtechnisch durch Einsatz eines beispielsweise im Druckübertragungskissen integrierten Temperaturfühlers kompensiert werden. Produktionsbedingte Dichteschwankungen in Abhängigkeit des Alkoholgehalts und des Kohlensäuregehalts können in der Messfehlerberechnung der erfassten Füllstandshöhe berücksichtigt werden.The assumption that the density ρ of the beverage ( 8th ) is constant, is allowed as a first approximation. If, however, the measurement result of the fill level determination is to be specified, it must be taken into account that the density ρ of the beverage depends inter alia on the temperature, the carbonic acid content and the alcohol content. If the density ρ of the stored beverage, such as. As beer, depending on the temperature is known, this can be compensated metrologically by using an integrated, for example in pressure transfer pads temperature sensor. Production-related density fluctuations as a function of the alcohol content and the carbon dioxide content can be taken into account in the measurement error calculation of the recorded fill level.

In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Druckübertragungskissen (15) auch als elastische Membran in der Tankinnenwand (2) integriert sein.In an alternative embodiment of the present invention, the pressure transfer pad ( 15 ) as an elastic membrane in the tank inner wall ( 2 ) be integrated.

Mit der erfindungsgemäßen Füllstandsmessvorrichtung kann der Füllstand, bzw. das Restvolumen des gelagerten Getränkes elektronisch erfasst werden, ohne dass Teile der Messvorrichtung in direkten Kontakt mit der gelagerten Flüssigkeit gelangen. Dabei ist eine Genauigkeit von 5% des Gesamtvolumens oder besser erreichbar. Die Füllstandsmessung zeigt keine Abhängigkeit vom beaufschlagten Druck und der Temperatur des gelagerten Getränkes.With the level measuring device according to the invention, the level, or the residual volume of the stored beverage can be electronically detected without parts of the measuring device come into direct contact with the stored liquid. In this case, an accuracy of 5% of the total volume or better achievable. The level measurement shows no dependence on the applied pressure and the temperature of the stored beverage.

Bei Nachrüstung bestehender Tanks können alle Änderungen des Tanks auf das Anbringung von Zusatzeinrichtungen an bestehenden Schraub- und Steckverbindungen beschränkt werden. Änderungen am Tank durch spanabhebende Arbeiten wie Bohren, Schweißen, Sägen, usw. sind nicht erforderlich.When retrofitting existing tanks, any changes to the tank can be limited to attaching ancillary equipment to existing screw and plug connections. Changes to the tank through machining operations such as drilling, welding, sawing, etc. are not required.

Sämtliche Teile der Messeinrichtung, welche durch Beschädigung des Hygienebeutels in Kontakt mit dem gelagerten Getränk kommen könnten, können so eingerichtet werden, dass den lebensmittelrechtlichen Vorschriften entsprochen wird.All parts of the measuring device that could come into contact with the stored beverage as a result of damage to the hygiene bag can be set up in compliance with food law regulations.

Zusammenfassend wird festgestellt, dass mit der vorliegenden Erfindung eine Füllstandsmessvorrichtung für druckbeaufschlagte Tanks zur Verfügung gestellt wird, insbesondere für Tanks, in denen die gelagerte Flüssigkeit durch einen Kunststoffbeutel von der Tankinnenwand getrennt ist. Die Füllstandsmessvorrichtung ermöglicht eine zuverlässige und präzise Bestimmung des im Tank enthaltenen Restvolumens, ohne dass Teile der Füllstandsmessvorrichtung mit der gelagerten Flüssigkeit in Berührung kommen. Erfindungsgemäß ist dazu eine Druckübertragungseinrichtung vorgesehen, die den am Boden des Tanks von dem Kunststoffbeutel auf die Tankinnenwand ausgeübten Druck an einen Eingang eines Differenzdrucksensors überträgt. Der andere Eingang des Differenzdrucksensors steht mit dem gasgefüllten Volumen oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in Verbindung, so dass aus der Druckdifferenz die Höhe der Flüssigkeitssäule über der Druckübertragungseinrichtung ermittelt werden kann. Aus der bekannten Geometrie des Tanks kann so das Restvolumen bestimmt werden.In summary, it is stated that the present invention provides a level measuring device for pressurized tanks, in particular for tanks in which the stored liquid is separated from the tank inner wall by a plastic bag. The level measuring device enables a reliable and precise determination of the residual volume contained in the tank, without parts of the level measuring device come into contact with the stored liquid. According to the invention, a pressure transmission device is provided for this purpose, which measures the pressure exerted on the bottom wall of the tank by the plastic bag on the tank inner wall to an input a differential pressure sensor transmits. The other input of the differential pressure sensor communicates with the gas-filled volume above the liquid level, so that from the pressure difference, the height of the liquid column can be determined via the pressure transmission device. From the known geometry of the tank so the residual volume can be determined.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0791810 A2 [0007] EP 0791810 A2 [0007]

Claims (10)

Füllstandsmessvorrichtung für druckbeaufschlagte Tanks (1, 2, 3), in denen die gelagerte Flüssigkeit (8) durch einen Kunststoffbeutel (4) von der Tankinnenwand (2) getrennt ist, umfassend einen Differenzdrucksensor (11) zur Ermittlung der Differenz zwischen dem Gasdruck (P1) in einem gasgefüllten Volumen oberhalb des Flüssigkeitsspiegels und dem hydrostatischen Druck (P2) am Boden des Tanks (1, 2, 3), und gekennzeichnet durch eine Druckübertragungseinrichtung (14, 15), die dazu eingerichtet ist, den am Boden des Tanks (1, 2, 3) von dem Kunststoffbeutel (4) auf die Tankinnenwand (2) ausgeübten Druck an den Differenzdrucksensor (11) zu übertragen.Level measuring device for pressurized tanks ( 1 . 2 . 3 ), in which the stored liquid ( 8th ) through a plastic bag ( 4 ) from the tank inner wall ( 2 ), comprising a differential pressure sensor ( 11 ) for determining the difference between the gas pressure (P1) in a gas-filled volume above the liquid level and the hydrostatic pressure (P2) at the bottom of the tank ( 1 . 2 . 3 ), and characterized by a pressure transmission device ( 14 . 15 ), which is set up at the bottom of the tank ( 1 . 2 . 3 ) from the plastic bag ( 4 ) on the tank inner wall ( 2 ) pressure applied to the differential pressure sensor ( 11 ) transferred to. Füllstandsmessvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Druckübertragungseinrichtung (14, 15) umfasst: eine mit einem inkompressiblen Fluid gefüllte Druckaufnahmeeinheit (15), die dazu eingerichtet ist, am Boden des Tanks (1, 2, 3) zwischen dem Kunststoffbeutel (4) und der Tankinnenwand (2) angeordnet zu werden, und eine Druckübertragungsleitung (14), welche die Druckaufnahmeeinheit (15) mit dem Differenzdrucksensor (11) verbindet.Level measuring device according to claim 1, wherein the pressure transmission device ( 14 . 15 ) comprises: a pressure receiving unit filled with an incompressible fluid ( 15 ), which is set up at the bottom of the tank ( 1 . 2 . 3 ) between the plastic bag ( 4 ) and the tank inner wall ( 2 ) and a pressure transmission line ( 14 ), which the pressure receiving unit ( 15 ) with the differential pressure sensor ( 11 ) connects. Füllstandsmessvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Druckaufnahmeeinheit (15) eine Membran mit einer hohen Dehnsteifigkeit und einer geringen Biegesteifigkeit umfasst.Level measuring device according to claim 2, wherein the pressure receiving unit ( 15 ) comprises a membrane with a high tensile stiffness and a low bending stiffness. Füllstandsmessvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Elastizitätsmodul und die Stärke der Membran so gewählt sind, dass sowohl die Dehnung der Membran, als auch deren Biegesteifigkeit gegenüber den im Tank (1, 2, 3) typischerweise herrschenden Kräften vernachlässigt werden kann.Level measuring device according to claim 3, wherein the modulus of elasticity and the thickness of the membrane are chosen so that both the elongation of the membrane, as well as their bending stiffness compared to those in the tank ( 1 . 2 . 3 ) typically prevailing forces can be neglected. Füllstandsmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Druckaufnahmeeinheit (15) in Form eines flachen Kissens, insbesondere in Form eines Hebekissens ausgebildet ist.Level measuring device according to one of claims 2 to 4, wherein the pressure receiving unit ( 15 ) in the form of a flat pillow, in particular in the form of a lifting bag is formed. Füllstandsmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Differenzdrucksensor (11) dazu eingerichtet ist, im oberen Bereich des Tanks (1, 2, 3), vorzugsweise im Anschlussbereich einer Druckleitung (6) zur Bedruckung des Tanks (1, 2, 3), montiert zu werden, derart, dass der Differenzdrucksensor (11) mit einem gasgefüllten Volumen zwischen der Tankinnenwand (2) und dem Kunststoffbeutel (4) in Verbindung steht.Level measuring device according to one of claims 1 to 5, wherein the differential pressure sensor ( 11 ) is set up in the upper part of the tank ( 1 . 2 . 3 ), preferably in the connection region of a pressure line ( 6 ) for printing on the tank ( 1 . 2 . 3 ), so that the differential pressure sensor ( 11 ) with a gas-filled volume between the tank inner wall ( 2 ) and the plastic bag ( 4 ). Füllstandsmessvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Druckübertragungsleitung (14) dazu eingerichtet ist, innerhalb des Tanks (1, 2, 3) zwischen der Tankinnenwand (2) und dem Kunststoffbeutel (4) zu dem am Tank (1, 2, 3) montierten Differenzdrucksensor (11) geführt zu werden.Level measuring device according to claim 6, wherein the pressure transmission line ( 14 ) is set up inside the tank ( 1 . 2 . 3 ) between the tank inner wall ( 2 ) and the plastic bag ( 4 ) to the tank ( 1 . 2 . 3 ) mounted differential pressure sensor ( 11 ) to be led. Füllstandsmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, desweiteren umfassend eine Auswerteeinheit zur Auswertung des von dem Differenzdrucksensor gelieferten Signals und zur Anzeige oder Übermittlung einer Angabe über die in dem Tank (1, 2, 3) gelagerte Flüssigkeitsmenge.Level measuring device according to one of claims 1 to 7, further comprising an evaluation unit for evaluating the signal supplied by the differential pressure sensor and for displaying or transmitting an indication of the in the tank ( 1 . 2 . 3 ) stored amount of liquid. Füllstandsmessvorrichtung nach Anspruch 8, zusätzlich umfassend einen Temperatursensor zur Ermittlung der Temperatur der gelagerten Flüssigkeit (8), wobei die Auswerteeinheit desweiteren dazu eingerichtet ist, die Temperaturabhängigkeit der Dichte der gelagerten Flüssigkeit bei der Auswertung des von dem Differenzdrucksensor (11) gelieferten Signals zu berücksichtigen.Level measuring device according to claim 8, additionally comprising a temperature sensor for determining the temperature of the stored liquid ( 8th ), wherein the evaluation unit is further adapted to the temperature dependence of the density of the stored liquid in the evaluation of the of the differential pressure sensor ( 11 ) to be considered. Tankanlage zur gekühlten und bedruckten Lagerung von Getränken mit einem Tank (1, 2, 3) zur Aufnahme des Getränks (8), wobei das gelagerte Getränk (8) durch einen Kunststoffbeutel (4) von der Tankinnenwand (2) getrennt ist, und einer Füllstandsmessvorrichtung (11, 14, 15) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Tank system for refrigerated and printed storage of beverages with a tank ( 1 . 2 . 3 ) for receiving the drink ( 8th ), the stored beverage ( 8th ) through a plastic bag ( 4 ) from the tank inner wall ( 2 ) and a level measuring device ( 11 . 14 . 15 ) according to one of claims 1 to 9.
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