DE102018217005A1

DE102018217005A1 - Volume compensation method and device for a food processing plant

Info

Publication number: DE102018217005A1
Application number: DE102018217005.3A
Authority: DE
Inventors: Volker Richter; Michael Frister
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2018-10-04
Filing date: 2018-10-04
Publication date: 2020-04-09

Abstract

Volumenkompensationsverfahren (100) für eine Lebensmittelberarbeitungsanlage mit einem Rohrleitungssystem, wobei in dem Rohrleitungssystem ein fließfähiges Medium mit einem Systemdruck geleitet wird (101), und wobei das fließfähige Medium einen Leitungsabschnitt des Rohrleitungssystems durchläuft, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Kolben mit einem gegenüber dem Systemdruck höheren Kompensationsdruck beaufschlagt und in einen ersten Produktraum des Leitungsabschnitts hineingedrückt wird (103), dass ein zweiter Kolben mit einem gegenüber dem Systemdruck niedrigeren Kompensationsdruck beaufschlagt und aus einem zweiten Produktraum des Leitungsabschnitts herausgedrückt wird (104), dass der erste Kolben bei einem Druckanstieg des fließfähigen Mediums über den höheren Kompensationsdruck hinaus wenigstens teilweise aus dem ersten Produktraum herausgedrückt wird (107), oder dass der zweite Kolben bei einer Drucksenkung des fließfähigen Mediums unter den niedrigeren Kompensationsdruck hinaus wenigstens teilweise in den zweiten Produktraum hineingedrückt wird (108).Volume compensation method (100) for a food processing system with a pipeline system, wherein a flowable medium with a system pressure is routed in the pipeline system (101), and wherein the flowable medium passes through a line section of the pipeline system, characterized in that a first piston with a compared to the system pressure higher compensation pressure is applied and is pressed into a first product space of the line section (103), that a second piston is subjected to a lower compensation pressure than the system pressure and is pressed out of a second product space of the line section (104), that the first piston with a pressure increase of the flowable Medium beyond the higher compensation pressure is at least partially pressed out of the first product space (107), or that the second piston when the flowable medium is reduced below the lower compensation pressure is at least partially pressed into the second product space (108).

Description

Die Erfindung betrifft ein Volumenkompensationsverfahren und eine Volumenkompensationsvorrichtung für eine Lebensmittelverarbeitungsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 bzw. 6. Zudem betrifft die Erfindung eine Lebensmittelverarbeitungsanlage mit einem Rohrleitungssystem und einer Volumenkompensationsvorrichtung.The invention relates to a volume compensation method and a volume compensation device for a food processing system with the features of the preamble of claims 1 and 6. In addition, the invention relates to a food processing system with a piping system and a volume compensation device.

Beispielsweise werden derartige Volumenkompensationsverfahren bzw. -vorrichtungen in Kurzzeiterhitzungsanlagen von lebensmittelberührten Prozessbereichen eingesetzt, mit denen die Haltbarmachung eines fließfähigen Mediums, insbesondere eines Getränks, unterstützt wird, bevor es mit einem Füller in einzelne Behälter abgefüllt wird. Kommt es nun zu einer Unterbrechung beim Abfüllen, beispielsweise durch eine Fehlfunktion im Füller, so wird das fließfähige Medium in einem geschlossenen Kreislauf geführt und währenddessen mit der Kurzzeiterhitzungsanlage auf Temperatur gehalten. Das fließfähige Medium wird dabei in einem Rohrleitungssystem der Kurzzeiterhitzungsanlage mit einem Systemdruck geleitet, wobei es allerdings durch das Schalten von einzelnen Ventilen oder aufgrund von minimalen Temperaturschwankungen zu Druckschwankungen im Rohrleitungssystem kommen kann. Da jedoch das fließfähige Medium in der Regel inkompressibel ist, werden die Druckschwankungen mit einem Druckausgleichsgefäß / einem Drucktank in einem Leitungsabschnitt des Rohrleitungssystems aufgenommen. Dadurch wird vermieden, dass die Durchfluss- und Druckregelung des Kreislaufs aus dem Gleichgewicht gerät.For example, such volume compensation methods or devices are used in short-term heating systems in process areas in contact with food, with which the preservation of a flowable medium, in particular a beverage, is supported before it is filled into individual containers with a filler. If there is an interruption in filling, for example due to a malfunction in the filler, the flowable medium is guided in a closed circuit and is kept at the same time with the short-time heating system. The flowable medium is conducted in a pipeline system of the short-term heating system with a system pressure, although switching of individual valves or minimal temperature fluctuations can lead to pressure fluctuations in the pipeline system. However, since the flowable medium is generally incompressible, the pressure fluctuations are recorded in a line section of the piping system using a pressure compensation vessel / a pressure tank. This prevents the flow and pressure control of the circuit from becoming out of balance.

Üblicherweise bestehen derartige Druckausgleichsgefäße aus einem Hohlraum, der mittels einer Membran in einen Teil für das flüssige Medium und in einen gasgefüllten Teil getrennt ist. Mit dem gasgefüllten Teil werden über die Membran die Druckschwankungen oder auch Druckanstiege entsprechend abgefedert.Pressure equalization vessels of this type usually consist of a cavity which is separated by means of a membrane into a part for the liquid medium and into a gas-filled part. With the gas-filled part, the pressure fluctuations or pressure increases are cushioned accordingly via the membrane.

Nachteilig dabei ist, dass sich Teile des fließfähigen Mediums im Druckausgleichsgefäß / Drucktank anlagern können und sich so in der Lebensmittelverarbeitungsanlage mikrobiologische Risiken ergeben. Das Druckausgleichsgefäß / der Drucktank muss deshalb mit einem dafür geeigneten CIP-Verfahren gereinigt werden. Zudem sind derartige Druckausgleichsgefäße vergleichsweise aufwendig, da sie von einer unabhängigen Stelle geprüft werden müssen und eine Gasversorgung bereitgestellt werden muss.The disadvantage here is that parts of the flowable medium can accumulate in the pressure compensation vessel / pressure tank and thus result in microbiological risks in the food processing system. The pressure compensation vessel / pressure tank must therefore be cleaned using a suitable CIP process. In addition, such pressure compensation vessels are comparatively complex because they have to be checked by an independent body and a gas supply has to be provided.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Volumenkompensationsverfahren und eine Volumenkompensationsvorrichtung bereitzustellen, die weniger mikrobiologische Risiken bergen, eine einfachere Reinigung erfordern und die weniger aufwendig sind.It is therefore an object of the present invention to provide a volume compensation method and a volume compensation device which pose fewer microbiological risks, require easier cleaning and are less expensive.

Zur Lösung dieser Aufgabenstellung stellt die Erfindung ein Volumenkompensationsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bereit. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen genannt.To solve this problem, the invention provides a volume compensation method with the features of claim 1. Advantageous embodiments are mentioned in the subclaims.

Dadurch, dass der erste Kolben mit dem gegenüber dem Systemdruck höheren Kompensationsdruck beaufschlagt und in den ersten Produktraum hineingedrückt wird, wird er bei einem Druckanstieg des fließfähigen Mediums über den höheren Kompensationsdruck hinaus wenigstens teilweise aus dem ersten Produktraum herausgedrückt. Folglich wird also eine druckbedingte Volumenausdehnung des fließfähigen Mediums durch das herausdrücken des ersten Kolbens kompensiert.Because the first piston is subjected to the higher compensation pressure than the system pressure and is pressed into the first product space, it is at least partially pressed out of the first product space when the flowable medium rises above the higher compensation pressure. Consequently, a pressure-related volume expansion of the flowable medium is compensated for by pushing out the first piston.

Dadurch, dass der zweite Kolben mit einem gegenüber dem Systemdruck niedrigeren Kompensationsdruck beaufschlagt und aus dem zweiten Produktraum herausgedrückt wird, wird er bei einer Drucksenkung des fließfähigen Mediums unter den niedrigen Kompensationsdruck hinaus wenigstens teilweise in den zweiten Produktraum hineingedrückt. Folglich wird also eine druckbedingte Volumenverkleinerung des fließfähigen Mediums durch das Hineindrücken des zweiten Kolbens kompensiert.Because the second piston is subjected to a compensation pressure which is lower than the system pressure and is pressed out of the second product space, it is at least partially pressed into the second product space when the flowable medium drops below the low compensation pressure. Consequently, a pressure-related volume reduction of the flowable medium is compensated for by pushing in the second piston.

Folglich ist also bei dem Volumenkompensationsverfahren kein Ausgleichsgefäß erforderlich, da Volumenschwankungen mittels des ersten bzw. zweiten Kolbens kompensiert werden. Folglich ist also auch keine Membran mehr notwendig, was die mikrobiologischen Risiken entsprechend vermindert. Da der erste Produktraum mit dem ersten Kolben und der zweite Produktraum mit dem zweiten Kolben vom fließfähigen Medium durchströmt werden können, können diese besonders einfach mit einem CIP-Verfahren für das Rohrleitungssystem gereinigt werden. Darüber hinaus kann die Gasversorgung in einem Ausführungsbeispiel sogar ganz entfallen, da der erste bzw. zweite Kolben durch federbetätigte Antriebe mit dem höheren bzw. niedrigeren Kompensationsdruck beaufschlagt werden können.Consequently, no compensation vessel is required in the volume compensation method, since volume fluctuations are compensated for by means of the first or second piston. As a result, a membrane is no longer necessary, which reduces the microbiological risks accordingly. Since the first product space with the first piston and the second product space with the second piston can be flowed through by the flowable medium, these can be cleaned particularly easily with a CIP process for the piping system. In addition, the gas supply can even be completely omitted in one exemplary embodiment, since the higher or lower compensation pressure can be applied to the first or second piston by spring-actuated drives.

Die Lebensmittelverarbeitungsanlage kann eine Getränkeverarbeitungsanlage umfassen oder sein. Das fließfähige Medium kann ein fließfähiges Lebensmittelprodukt, insbesondere ein Getränk umfassen oder sein. Beispielsweise kann mit der Lebensmittelverarbeitungsanlage das fließfähige Medium aus einem Vorratstank entnommen, in einer Kurzzeiterhitzungsanlage haltbar gemacht und/oder mit einem Füller in Behälter abgefüllt werden. Die Lebensmittelverarbeitungsanlage kann eine CIP-Anlage (clean in place) umfassen, um das Rohrleitungssystem, insbesondere den Leitungsabschnitt, den ersten Kolben, den ersten Produktraum, den zweiten Kolben und/oder den zweiten Produktraum zu reinigen.The food processing installation can comprise or be a beverage processing installation. The flowable medium can comprise or can be a flowable food product, in particular a beverage. For example, the flowable medium can be removed from a storage tank with the food processing system, preserved in a short-time heating system and / or filled into containers with a filler. The food processing plant can comprise a CIP plant (clean in place) in order to Pipe system, in particular to clean the line section, the first piston, the first product space, the second piston and / or the second product space.

Mit den Behältern kann das fließfähige Produkt, insbesondere ein Getränk aufgenommen werden. Die Behälter können aus Kunststoff, Glas und/oder Metall bestehen, aber auch hybride Behälter mit Materialmischungen sind denkbar. Die Behälter können Flaschen, Dosen, Getränkebehälter und/oder Tuben sein.The flowable product, in particular a drink, can be accommodated with the containers. The containers can consist of plastic, glass and / or metal, but hybrid containers with material mixtures are also conceivable. The containers can be bottles, cans, beverage containers and / or tubes.

Das Rohrleitungssystem kann Teil einer Behandlungsmaschine der Lebensmittelverarbeitungsanlage sein. Beispielsweise kann die Behandlungsmaschine eine Kurzzeiterhitzungsanlage umfassen, mit der das fließfähige Medium haltbar gemacht wird. Das fließfähige Medium kann zur Haltbarmachung einen Durchlauferhitzer der Kurzzeiterhitzungsanlage durchlaufen. Denkbar ist, dass das Rohrleitungssystem ein Rohr, eine Pumpe, ein Ventil, einen Mischer und/oder eine Rohrverzweigung umfasst. Insbesondere kann das Rohleitungssystem mit ein oder mehreren Mehrwegeventilen zwischen einem offenen Kreislauf und einem geschlossenen Kreislauf umgeschaltet werden.The piping system can be part of a processing machine of the food processing plant. For example, the treatment machine can comprise a short-term heating system with which the flowable medium is made durable. The flowable medium can pass through a continuous-flow heater of the short-time heating system to preserve it. It is conceivable that the piping system comprises a pipe, a pump, a valve, a mixer and / or a pipe branch. In particular, the pipeline system can be switched between an open circuit and a closed circuit with one or more multi-way valves.

Der Systemdruck kann der Druck des fließfähigen Mediums sein, mit dem es den geschlossenen Kreislauf des Rohrleitungssystems im Betrieb durchläuft. Beispielsweise kann das Rohrleitungssystem in den geschlossenen Kreislauf geschaltet werden, wenn eine Störung einer nachfolgenden Einheit, beispielsweise des Füllers vorliegt.The system pressure can be the pressure of the flowable medium with which it passes through the closed circuit of the piping system during operation. For example, the piping system can be switched into the closed circuit if there is a fault in a subsequent unit, for example the filler.

Der Leitungsabschnitt kann ein Rohr des Rohrleitungssystems wenigstens teilweise umfassen. Insbesondere kann der Leitungsabschnitt den ersten Produktraum, den ersten Kolben, den zweiten Produktraum und den zweiten Kolben umfassen.The line section can at least partially comprise a pipe of the pipe system. In particular, the line section can comprise the first product space, the first piston, the second product space and the second piston.

Der erste Kolben und der erste Produktraum können wenigstens teilweise eine erste Kolbenanordnung bilden. Entsprechend kann der zweite Kolben mit dem zweiten Produktraum eine zweite Kolbenanordnung bilden.The first piston and the first product space can at least partially form a first piston arrangement. Correspondingly, the second piston can form a second piston arrangement with the second product space.

Der erste Kolben kann durch das Beaufschlagen mit dem gegenüber dem Systemdruck höheren Kompensationsdruck bis zu einem Maximalanschlag hin in den ersten Produktraum des Leitungsabschnitts hineingedrückt werden und/oder der zweite Kolben kann durch das Beaufschlagen mit dem gegenüber dem Systemdruck niedrigeren Kompensationsdruck bis zu einem Minimalanschlag hin aus dem zweiten Produktraum herausgedrückt werden. Dadurch wird der Bewegungsspielraum des ersten bzw. zweiten Kolbens definiert begrenzt. Denkbar ist, dass der Maximalanschlag und/oder der Minimalanschlag jeweils durch eine Feder realisiert ist.By applying the compensation pressure, which is higher than the system pressure, the first piston can be pushed into the first product space of the line section up to a maximum stop and / or the second piston can be pushed out to a minimum stop by applying the compensation pressure, which is lower than the system pressure the second product space. This limits the range of motion of the first and second pistons in a defined manner. It is conceivable that the maximum stop and / or the minimum stop are each realized by a spring.

Denkbar ist, dass der erste Kolben durch einen ersten Antrieb mit dem höheren Kompensationsdruck und/oder der zweite Kolben durch einen zweiten Antrieb mit dem niedrigeren Kompensationsdruck beaufschlagt werden. Dadurch kann mit dem ersten Antrieb und dem zweiten Antrieb der höhere bzw. niedrigere Kompensationsdruck besonders einfach eingestellt werden. Denkbar ist, dass der erste Antrieb und/oder der zweite Antrieb elektrisch, hydraulisch oder pneumatische Arbeiten. Arbeiten der erste Antrieb und/oder der zweite Antrieb pneumatisch, so können sie jeweils einen in einem Pneumatikzylinder laufenden Arbeitskolben umfassen, wobei der Arbeitskolben mittels wenigstens eines Gasdrucks in dem Pneumatikzylinder verfährt und/oder damit beaufschlagt wird. Das Verfahren des Arbeitskolbens kann über einen Schaft oder dergleichen auf den jeweiligen ersten bzw. zweiten Kolben übertragen werden. Denkbar ist auch, dass der erste Antrieb und/oder der zweite Antrieb jeweils mittels eines Drucksensors und/oder Positionssensors geregelt werden.It is conceivable that the first piston is acted on by the first drive with the higher compensation pressure and / or the second piston is acted on by the second drive with the lower compensation pressure. As a result, the higher or lower compensation pressure can be set particularly easily with the first drive and the second drive. It is conceivable that the first drive and / or the second drive work electrically, hydraulically or pneumatically. If the first drive and / or the second drive operate pneumatically, they can each comprise a working piston running in a pneumatic cylinder, the working piston being moved and / or acted upon in the pneumatic cylinder by means of at least one gas pressure. The method of the working piston can be transferred to the respective first or second piston via a shaft or the like. It is also conceivable for the first drive and / or the second drive to be regulated in each case by means of a pressure sensor and / or position sensor.

Der erste Arbeitskolben des ersten Antriebs kann mit einem zum höheren Kompensationsdruck korrelierten Gasdruck und/oder der zweite Arbeitskolben des zweiten Antriebs kann mit einem zum niedrigeren Kompensationsdruck korrelierten Gasdruck beaufschlagt werden. Dadurch ist die Druckregelung des ersten bzw. zweiten Kolbens besonders einfach. Denkbar ist, dass die vorgenannten Gasdrücke mittels einer Druckregulierungseinheit geregelt werden.The first working piston of the first drive can be acted upon by a gas pressure correlated to the higher compensation pressure and / or the second working piston of the second drive can be acted on by a gas pressure correlated to the lower compensation pressure. This makes the pressure control of the first and second pistons particularly simple. It is conceivable that the aforementioned gas pressures are regulated by means of a pressure regulation unit.

Das Rohrleitungssystem kam vor oder beim Hineindrücken des ersten Kolbens und/oder vor oder beim Herausdrücken des zweiten Kolbens in eine offene Kreislaufstellung gebracht werden, um dabei eine Volumenänderung des Rohrleitungssystems auszugleichen. Dadurch können der erste Kolben und der zweite Kolben ohne eine Druckbeaufschlagung des fließfähigen Mediums gestellt bzw. verfahren werden. Denkbar ist, dass das Rohrleitungssystem beispielsweise bei einer Inbetriebnahme in die offene Kreislaufstellung gebracht wird, so dass der erste Kolben durch den höheren Kompensationsdruck in den ersten Produktraum und/oder der zweite Kolben durch den niedrigeren Kompensationsdruck in den zweiten Produktraum hineingedrückt werden, wobei danach das Rohrleitungssystem in eine geschlossene Kreislaufschaltung mit dem Systemdruck des fließfähigen Mediums gebracht wird, so dass nur der zweite Kolben aus dem zweiten Produktraum herausgedrückt wird.The pipeline system came into an open circuit position before or when the first piston was pushed in and / or before or when the second piston was pushed out, in order to compensate for a change in volume of the pipeline system. As a result, the first piston and the second piston can be set or moved without pressurizing the flowable medium. It is conceivable that the piping system is brought into the open circuit position, for example during commissioning, so that the first piston is pressed into the first product space by the higher compensation pressure and / or the second piston is pressed into the second product space by the lower compensation pressure, after which the Pipe system is brought into a closed circuit with the system pressure of the flowable medium, so that only the second piston is pushed out of the second product space.

Nach der offenen Kreislaufschaltung kann das Rohrleitungssystem in eine geschlossene Kreislaufschaltung mit dem Systemdruck des fließfähigen Mediums gebracht werden. Dadurch können mit dem Volumenkompensationsverfahren in der geschlossenen Kreislaufschaltung Druckveränderungen im Rohrleitungssystem besonders gut ausgeglichen werden.After the open circuit, the piping system can be brought into a closed circuit with the system pressure of the flowable medium. This allows pressure changes in the piping system can be compensated particularly well with the volume compensation method in the closed circuit.

Darüber hinaus stellt Erfindung zur Lösung der Aufgabenstellung die Volumenkompensationsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 bereit. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen genannt.In addition, the invention provides the volume compensation device with the features of claim 7 for solving the task. Advantageous embodiments are mentioned in the subclaims.

Erfindungsgemäß ist eine erste Kolbenanordnung der Volumenkompensationsvorrichtung mit dem Leitungsabschnitt verbundenen und umfasst einen ersten Produktraum und einen in den ersten Produktraum hineinragenden, ersten Kolben. Zudem ist eine zweite Kolbenanordnung der Volumenkompensationsvorrichtung mit dem Leitungsabschnitt verbundenen und umfasst einen zweiten Produktraum und einen in den zweiten Produktraum hineinragenden, zweiten Kolben.According to the invention, a first piston arrangement of the volume compensation device is connected to the line section and comprises a first product space and a first piston protruding into the first product space. In addition, a second piston arrangement of the volume compensation device is connected to the line section and comprises a second product space and a second piston projecting into the second product space.

Dadurch, dass der erste Kolben mit dem gegenüber dem Systemdruck höheren Kompensationsdruck beaufschlagbar ausgebildet ist, so dass er beim Systemdruck in den ersten Produktraum hineingedrückt ist, wird er bei einem Druckanstieg des fließfähigen Mediums über den höheren Kompensationsdruck hinaus wenigstens teilweise aus dem ersten Produktraum herausgedrückt. Folglich wird also eine temperatur- oder schaltungsbedingte Volumenausdehnung des fließfähigen Mediums durch das Herausdrücken des ersten Kolbens kompensiert.Because the first piston is designed to be pressurized with the higher compensation pressure than the system pressure, so that it is pressed into the first product space at system pressure, it is at least partially pressed out of the first product space when the flowable medium rises above the higher compensation pressure. Consequently, a temperature or circuit-related volume expansion of the flowable medium is compensated for by pushing out the first piston.

Dadurch, dass der zweite Kolben mit einem gegenüber dem Systemdruck niedrigeren Kompensationsdruck beaufschlagbar ausgebildet ist, so dass er beim Systemdruck aus dem zweiten Produktraum herausgedrückt ist, wird er bei einer Drucksenkung des fließfähigen Mediums unter den niedrigeren Kompensationsdruck hinaus wenigstens teilweise in den zweiten Produktraum hineingedrückt. Folglich wird also eine temperatur- oder schaltungsbedingte Volumenverkleinerung des fließfähigen Mediums durch das Hineindrücken des zweiten Kolbens kompensiert.Because the second piston is designed to be pressurized with a compensation pressure that is lower than the system pressure, so that it is pressed out of the second product space at system pressure, it is at least partially pressed into the second product space when the flowable medium drops below the lower compensation pressure. Consequently, a temperature or circuit-related volume reduction of the flowable medium is compensated for by pushing in the second piston.

Folglich ist also bei der Volumenkompensationsvorrichtung kein Ausgleichsgefäß erforderlich, um Volumenschwankungen mittels des ersten bzw. zweiten Kolbens zu kompensieren. Folglich ist also auch keine Membran mehr notwendig, was die mikrobiologischen Risiken entsprechend vermindert. Da der erste Produktraum mit dem ersten Kolben und der zweite Produktraum mit dem zweiten Kolben vom fließfähigen Medium durchströmt werden, können diese besonders einfach mit einem CIP-Verfahren für das Rohrleitungssystem gereinigt werden. Darüber hinaus entfällt die Gasversorgung, da der erste bzw. zweite Kolben durch einfache Antriebe mit dem höheren bzw. niedrigeren Kompensationsdruck beaufschlagt werden können.Consequently, no compensation vessel is required in the volume compensation device in order to compensate for volume fluctuations by means of the first or second piston. As a result, a membrane is no longer necessary, which reduces the microbiological risks accordingly. Since the first product space with the first piston and the second product space with the second piston flow through the flowable medium, these can be cleaned particularly easily with a CIP process for the piping system. In addition, there is no gas supply, since the higher or lower compensation pressure can be applied to the first or second piston by simple drives.

Die Lebensmittelverarbeitungsanlage kann mehrere Behandlungsmaschinen für das fließfähige Medium und/oder Behälter umfassen, insbesondere eine Behälterherstellungsmaschine, einen Rinser, einen Füller, eine Kurzzeiterhitzungsanlage, eine Etikettiermaschine, einen Verschließer und/oder eine Verpackungsmaschine. Vorzugsweise kann die Volumenkompensationsvorrichtung Teil einer der vorgenannten Behandlungsmaschinen sein, insbesondere der Kurzzeiterhitzungsanlage. Vorzugsweise kann das fließfähige Medium ein Getränk sein und/oder die vorgenannten Behandlungsmaschinen als Getränkeverarbeitungsmaschinen ausgebildet sein.The food processing system can comprise a plurality of treatment machines for the flowable medium and / or container, in particular a container production machine, a rinser, a filler, a short-time heating system, a labeling machine, a capper and / or a packaging machine. The volume compensation device can preferably be part of one of the aforementioned treatment machines, in particular the short-time heating system. The flowable medium can preferably be a beverage and / or the aforementioned treatment machines can be configured as beverage processing machines.

Denkbar ist, dass die Volumenkompensationsvorrichtung weitere Kolben und weitere Produkträume entsprechend dem ersten Kolben, dem zweiten Kolben, dem ersten Produktraum und/oder dem zweiten Produktraum umfasst. Dadurch kann das Kompensationsvolumen vergrößert werden.It is conceivable that the volume compensation device comprises further pistons and further product spaces corresponding to the first piston, the second piston, the first product space and / or the second product space. This allows the compensation volume to be increased.

Die erste Kolbenanordnung kann einen ersten Antrieb für den ersten Kolben und/oder die zweite Kolbenanordnung kann einen zweiten Antrieb für den zweiten Kolben umfassen, um den ersten Kolben mit dem höheren Kompensationsdruck und/oder den zweiten Kolben mit dem niedrigeren Kompensationsdruck zu beaufschlagen. Dadurch kann mit dem ersten Antrieb und dem zweiten Antrieb der höhere bzw. niedrigere Kompensationsdruck besonders einfach eingestellt werden. Denkbar ist, dass der erste Antrieb und der zweite Antrieb jeweils einen elektrisch, hydraulisch oder pneumatische Antrieb umfassen. Denkbar ist auch, dass der erste Antrieb und/oder der zweite Antrieb zur Regelung jeweils mittels eines Drucksensors und/oder Positionssensors ausgebildet sind.The first piston arrangement can comprise a first drive for the first piston and / or the second piston arrangement can comprise a second drive for the second piston in order to act on the first piston with the higher compensation pressure and / or on the second piston with the lower compensation pressure. As a result, the higher or lower compensation pressure can be set particularly easily with the first drive and the second drive. It is conceivable that the first drive and the second drive each comprise an electrical, hydraulic or pneumatic drive. It is also conceivable that the first drive and / or the second drive for control are each formed by means of a pressure sensor and / or position sensor.

Der erste Antrieb kann einen ersten, in einem ersten Pneumatikzylinder laufenden Arbeitskolben umfassen, wobei der erste Pneumatikzylinder eine oder zwei Gaszuführungen umfasst, um den ersten Arbeitskolben einseitig oder zweiseitig mit einem zum höheren Kompensationsdruck korrelierten Gasdruck zu beaufschlagen. Denkbar ist auch, dass der zweite Antrieb einen zweiten, in einem zweiten Pneumatikzylinder laufenden Arbeitskolben umfasst, wobei der zweite Pneumatikzylinder einen oder zwei Gaszuführungen umfasst, um den zweiten Arbeitskolben einseitig oder zweiseitig mit einem zum niedrigeren Kompensationsdruck korrelierten Gasdruck zu beaufschlagen. Dadurch können der höhere Kompensationsdruck und/oder der niedrigere Kompensationsdruck besonders einfach geregelt werden. Der erste Arbeitskolben und der zweite Arbeitskolben können jeweils über einen Schaft oder dergleichen auf dem ersten bzw. zweiten Kolben verbunden sein.The first drive can comprise a first working piston running in a first pneumatic cylinder, the first pneumatic cylinder comprising one or two gas feeds in order to act on one or both sides of the first working piston with a gas pressure correlated to the higher compensation pressure. It is also conceivable that the second drive comprises a second working piston running in a second pneumatic cylinder, the second pneumatic cylinder comprising one or two gas feeds in order to apply one or two sides of the second working piston with a gas pressure correlated to the lower compensation pressure. As a result, the higher compensation pressure and / or the lower compensation pressure can be regulated in a particularly simple manner. The first working piston and the second working piston can each be connected via a shaft or the like on the first or second piston.

Der erste Antrieb und/oder der zweite Antrieb können als Ventilantriebe ausgebildet sein. Dadurch können bereits vorhandene Standardkomponenten für die Volumenkompensationsvorrichtung eingesetzt werden, so dass sie einfacher und kostengünstiger zu fertigen ist. The first drive and / or the second drive can be designed as valve drives. As a result, already existing standard components can be used for the volume compensation device, so that it is easier and cheaper to manufacture.

Darüber hinaus stellt Erfindung zur Lösung der Aufgabenstellung eine Lebensmittelverarbeitungsanlage mit einem Rohrleitungssystem und mit einer Volumenkompensationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 10 bereit.In addition, the invention provides a food processing plant with a piping system and with a volume compensation device according to one of claims 6-10 for solving the task.

Die Lebensmittelverarbeitungsanlage kann zur Durchführung des Volumenkompensationsverfahrens nach einem der Ansprüche 1-5 ausgebildet sein.The food processing plant can be designed to carry out the volume compensation method according to one of claims 1-5.

Denkbar ist, dass das Rohrleitungssystem Teil einer Behandlungsmaschine, insbesondere einer Behälterbehandlungsmaschine oder einer Getränkeverarbeitungsmaschine ist, beispielsweise der Kurzzeiterhitzungsanlage.It is conceivable that the pipeline system is part of a treatment machine, in particular a container treatment machine or a beverage processing machine, for example the short-time heating system.

Das Rohrleitungssystem kann in eine offene Kreislaufschaltung umschaltbar ausgebildet sein, um eine Volumenänderung des Rohrleitungssystems durch das Hineindrücken des ersten Kolbens und/oder durch das Herausdrücken des zweiten Kolbens auszugleichen. Dadurch wird das Rohleitungssystem beim Hinein- bzw. Herausdrücken nicht durch einen zusätzlichen Druck belastet.The pipeline system can be designed to be switchable to an open circuit in order to compensate for a change in volume of the pipeline system by pushing in the first piston and / or by pushing out the second piston. As a result, the pipe system is not subjected to additional pressure when it is pushed in or out.

Denkbar ist auch, dass das Rohrleitungssystem in eine geschlossene Kreislaufschaltung umschaltbar ausgebildet ist, um das fließfähige Medium bei einem Stör- oder Kreislaufbetrieb einer dem Rohrleitungssystem nachfolgenden Behandlungsmaschine mit dem Systemdruck im Kreis zu führen. Dadurch kann das fließfähige Medium fortwährend im gewünschten Zustand gehalten werden, beispielsweise innerhalb einer Kurzzeiterhitzungsanlage während des Stör- oder Kreislaufbetriebs eines nachfolgenden Füllers.It is also conceivable that the piping system is designed to be switchable into a closed circuit in order to circulate the flowable medium with the system pressure in the event of a fault or cycle operation of a treatment machine following the piping system. As a result, the flowable medium can be kept constantly in the desired state, for example within a short-time heating system during the malfunction or cycle operation of a subsequent filler.

Das Rohrleitungssystem kann wenigstens ein Mehrwegeventil umfassen, um es von der offenen in die geschlossene Kreislaufschaltung oder auch umgekehrt umzuschalten. Denkbar ist, dass das wenigstens eine Mehrwegeventil mit einem Antriebskopf ausgebildet ist, um es elektronisch umzuschalten.The piping system can comprise at least one multi-way valve in order to switch it from the open to the closed circuit or vice versa. It is conceivable that the at least one multi-way valve is designed with a drive head in order to switch it over electronically.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Dabei zeigt:

1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Volumenkompensationsverfahrens als Flussdiagramm;
2 ein Ausführungsbeispiel eines Abschnitts einer erfindungsgemäßen Lebensmittelverarbeitungsanlage mit einem Rohrleitungssystem und mit einer Volumenkompensationsvorrichtung als schematische Ansicht;
3 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Volumenkompensationsvorrichtung als Schnittansicht;
4 die Volumenkompensationsvorrichtung der 3 bei einem Druckanstieg über den höheren Kompensationsdruck hinaus; und
5 die Volumenkompensationsvorrichtung der 4 bei einem Druckabfall unter den niedrigeren Kompensationsdruck hinaus.

Further features and advantages of the invention are explained below using the exemplary embodiments illustrated in the figures. It shows:

1 an embodiment of a volume compensation method according to the invention as a flow chart;
2nd an embodiment of a portion of a food processing system according to the invention with a piping system and with a volume compensation device as a schematic view;
3rd an embodiment of a volume compensation device according to the invention as a sectional view;
4th the volume compensation device of the 3rd if the pressure rises above the higher compensation pressure; and
5 the volume compensation device of the 4th if the pressure drops below the lower compensation pressure.

In der 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Volumenkompensationsverfahrens 100 als Flussdiagramm dargestellt.In the 1 is an embodiment of a volume compensation method according to the invention 100 shown as a flowchart.

Zunächst wird ein Rohrleitungssystem in eine offene Kreislaufschaltung gebracht (Schritt 101) und darin das fließfähige Medium geleitet (Schritt 102). Beispielsweise ist das Rohrleitungssystem Teil einer Kurzzeiterhitzungsanlage, mit dem das fließfähige Medium zwischen einem Tank und einem Füller durch kurzzeitiges Erhitzen haltbar gemacht wird. Insbesondere kann es sich bei dem fließfähigen Medium um ein fließfähiges Lebensmittelprodukt, wie beispielsweise ein Getränk handeln. Nach dem Durchlaufen des Rohrleitungssystems gelangt das fließfähige Medium beispielsweise zu dem Füller und wird dort in die Behälter abgefüllt. Das fließfähige Medium kann aber auch beispielsweise Wasser sein, welches zu einem späteren Zeitpunkt mit Produkt aus der Anlage ausgeschoben wird.First, a piping system is brought into an open circuit (step 101 ) and in it the flowable medium is guided (step 102 ). For example, the piping system is part of a short-term heating system with which the flowable medium between a tank and a filler is preserved by brief heating. In particular, the flowable medium can be a flowable food product, such as a beverage. After passing through the piping system, the flowable medium reaches the filler, for example, and is filled into the containers there. The flowable medium can also be water, for example, which is later ejected with product from the system.

In der offenen Kreislaufschaltung wird im Schritt 103 ein erster Kolben mit einem gegenüber dem Systemdruck höheren Kompensationsdruck beaufschlagt und in einen ersten Produktraum hineingedrückt. Zudem wird im Schritt 104 ein zweiter Kolben mit einem gegenüber dem Systemdruck niedrigeren Kompensationsdruck beaufschlagt und aus einem zweiten Produktraum herausgedrückt. Durch die offene Kreislaufschaltung kann währenddessen das fließfähige Medium zum Füller hin verdrängt oder in einen Tank gefördert, ohne den Druck im Rohrleitungssystem zu beeinflussen.In the open circuit, the step 103 a first piston is subjected to a higher compensation pressure than the system pressure and is pressed into a first product space. In addition, in the crotch 104 a second piston with a Compared to the system pressure, lower compensation pressure is applied and pressed out of a second product space. Thanks to the open circuit, the flowable medium can be displaced to the filler or conveyed to a tank without affecting the pressure in the piping system.

Dabei kann der erste Kolben durch das Beaufschlagen mit dem gegenüber dem Systemdruck höheren Kompensationsdruck bis zu einem Maximalanschlag hin in den ersten Produktraum des Leitungsabschnitts hineingedrückt werden und/oder der zweite Kolben durch das Beaufschlagen mit dem gegenüber dem Systemdruck niedrigeren Kompensationsdruck bis zu einem Minimalanschlag hin aus dem zweiten Produktraum herausgedrückt werden.The first piston can be pushed into the first product space of the line section by the application of the compensation pressure higher than the system pressure up to a maximum stop and / or the second piston can be pressed down to a minimum stop by the application of the compensation pressure lower than the system pressure the second product space.

Denkbar ist, dass dabei der erste Kolben durch einen ersten pneumatischen Antrieb mit dem höheren Kompensationsdruck und der zweite Kolben durch einen zweiten pneumatischen Antrieb mit dem niedrigeren Kompensationsdruck beaufschlagt werden. Der erste bzw. zweite pneumatische Antrieb können jeweils einen in einem Pneumatikzylinder laufenden Arbeitskolben umfassen. Entsprechend werden der erste Arbeitskolben des ersten Antriebs mit einem zum höheren Kompensationsdruck korrelierten Gasdruck und der zweite Antriebskolben des zweiten Antriebs mit einem zum niedrigeren Kompensationsdruck korrelierten Gasdruck beaufschlagt (siehe beispielsweise 4 und 5).It is conceivable that the first piston is acted upon by the first pneumatic drive with the higher compensation pressure and the second piston is acted upon by the second pneumatic drive with the lower compensation pressure. The first and second pneumatic drives can each comprise a working piston running in a pneumatic cylinder. Correspondingly, the first working piston of the first drive is subjected to a gas pressure correlated to the higher compensation pressure and the second drive piston of the second drive is subjected to a gas pressure correlated to the lower compensation pressure (see for example 4th and 5 ).

Anschließend wird gemäß Schritt 105 das Rohrleitungssystem in eine geschlossene Kreislaufschaltung gebracht, wobei das fließfähige Medium in dem Rohrleitungssystem mit einem Systemdruck geleitet wird (Schritt 106), beispielsweise bei einer Störung des Füllers. Dementsprechend kann das fließfähige Medium während der Störung oder des Kreislaufbetriebs nicht mehr in die Behälter abgefüllt werden und muss zurückgehalten werden. Um die Produktqualität nicht negativ zu beeinflussen, wird es in der Kurzzeiterhitzungsanlage dann in dem geschlossenen Kreislauf geführt und auf Temperatur gehalten. Allerdings kann es dabei durch das Schalten von Ventilen oder aufgrund von minimalen Temperaturschwankungen zu Druckschwankungen kommen. Da jedoch das fließfähige Medium inkompressibel ist, müssen die Druckschwankungen durch das Volumenkompensationsverfahren ausgeglichen werden.Then according to step 105 the piping system is brought into a closed circuit, the flowable medium in the piping system being conducted at a system pressure (step 106 ), for example if the filler malfunctions. Accordingly, the flowable medium can no longer be filled into the container during the malfunction or the cycle operation and must be retained. In order not to negatively influence the product quality, it is then kept in a closed circuit in the short-term heating system and kept at temperature. However, switching of valves or minimal temperature fluctuations can lead to pressure fluctuations. However, since the flowable medium is incompressible, the pressure fluctuations must be compensated for by the volume compensation process.

Bei der geschlossenen Kreislaufschaltung durchläuft das fließfähige Medium zum Ausgleich der Druckschwankungen einen Leitungsabschnitt des Rohrleitungssystems mit dem ersten und zweiten Produktraum sowie dem ersten und zweiten Kolben.In the closed circuit, the flowable medium passes through a line section of the piping system with the first and second product space and the first and second pistons to compensate for the pressure fluctuations.

Kommt es nun gemäß der Verzweigung 107 zu einem Druckanstieg des fließfähigen Mediums über den höheren Kompensationsdruck hinaus, so wird der erste Kolben wenigstens teilweise aus dem ersten Produktraum herausgedrückt (Schritt 108). Dadurch wird das Volumen in dem Leitungsabschnitt mit dem ersten Produktraum vergrößert und somit die Druckschwankungen ausgeglichen.Now it comes according to the branching 107 If the flowable medium rises above the higher compensation pressure, the first piston is at least partially pushed out of the first product space (step 108 ). This increases the volume in the line section with the first product space and thus compensates for the pressure fluctuations.

Kommt es dagegen gemäß der Verzweigung 106 zu einer Drucksenkung des fließfähigen Mediums unter den niedrigeren Kompensationsdruck hinaus, so wird der zweite Kolben wenigstens teilweise in den zweiten Produktraum hineingedrückt (Schritt 109). Dadurch wird das Volumen in dem Leitungsabschnitt mit dem zweiten Produktraum verringert und somit die Druckschwankungen ausgeglichen.On the other hand, it happens according to the branching 106 to lower the pressure of the flowable medium below the lower compensation pressure, the second piston is at least partially pushed into the second product space (step 109 ). This reduces the volume in the line section with the second product space and thus compensates for the pressure fluctuations.

Folglich ist also bei dem Volumenkompensationsverfahren 100 kein Ausgleichsgefäß erforderlich, da Volumenschwankungen mittels des ersten bzw. zweiten Kolbens kompensiert werden. Folglich ist also auch keine Membran mehr notwendig, was die mikrobiologischen Risiken entsprechend vermindert. Da der erste Produktraum mit dem ersten Kolben und der zweite Produktraum mit dem zweiten Kolben vom fließfähigen Medium durch- bzw. umströmt werden, können sie besonders einfach mit einem CIP-Verfahren für das Rohrleitungssystem gereinigt werden. Darüber hinaus entfällt die Gasversorgung, da der erste bzw. zweite Kolben mit einfachen pneumatischen Antrieben mit dem höheren bzw. niedrigeren Kompensationsdruck beaufschlagt werden können.Consequently, the volume compensation method 100 no expansion tank required, since volume fluctuations are compensated for by means of the first or second piston. As a result, a membrane is no longer necessary, which reduces the microbiological risks accordingly. Since the first product space with the first piston and the second product space with the second piston flow through or around the flowable medium, they can be cleaned particularly easily with a CIP process for the piping system. In addition, there is no gas supply, since the first and second pistons can be acted upon by simple pneumatic drives with the higher or lower compensation pressure.

In der 2 ist ein Abschnitt einer erfindungsgemäßen Lebensmittelverarbeitungsanlage mit einem Rohrleitungssystem 1 und mit einer Volumenkompensationsvorrichtung 10 als schematische Ansicht dargestellt. Beispielsweise bildet das hier gezeigte Rohrleitungssystem 1 mit der Volumenkompensationsvorrichtung 10 einen Teil einer Kurzzeiterhitzungsanlage, um das fließfähige Medium vor dem Abfüllen in die Behälter haltbar zu machen.In the 2nd is a section of a food processing system according to the invention with a piping system 1 and with a volume compensation device 10th shown as a schematic view. For example, the piping system shown here forms 1 with the volume compensation device 10th part of a short-time heating system to make the flowable medium stable before filling into the container.

Zu sehen ist, dass ein fließfähiges Medium, beispielsweise ein fließfähiges Lebensmittelprodukt wie ein Getränk, in Flussrichtung F über den Einlauf 2, die Pumpe 8, die Rohrleitung 4, das Wärmetauschersystem 5 und den Auslauf 3 zu einer nachfolgenden Behandlungsmaschine geleitet wird, beispielsweise zu einem Füller zum Abfüllen des fließfähigen Mediums in Behälter. Dabei wird es mittels der Pumpe 8 gefördert und dem Wärmetauschersystem 5 zur Haltbarmachung auf eine vorbestimmte Temperatur gebracht. Das Wärmetauschersystem 5 besteht aus mehreren hintereinander geschalteten Wärmetauschern mit denen das fließfähige Medium auf die vorbestimmte Temperatur gebracht wird, dort für eine vorbestimmte Zeit gehalten wird und ggf. wieder abgekühlt wird.It can be seen that a flowable medium, for example a flowable food product such as a beverage, is in the direction of flow F about the enema 2nd , the pump 8th who have favourited Pipeline 4th , the heat exchanger system 5 and the spout 3rd is directed to a subsequent treatment machine, for example to a filler for filling the flowable medium into containers. It is done by means of the pump 8th promoted and the heat exchanger system 5 brought to a predetermined temperature for preservation. The heat exchanger system 5 consists of several heat exchangers connected in series with which the flowable medium is brought to the predetermined temperature, held there for a predetermined time and possibly cooled again.

Zu sehen sind auch das Doppelsitzventil 7a und das Mehrwegeventil 7a, mit denen das Rohrleitungssystem 1 zwischen einer offenen Kreislaufschaltung und einer geschlossenen Kreislaufstellung umschaltbar ausgebildet ist. Sie umfassen dazu jeweils einen Antriebskopf zur Umschaltung.You can also see the double seat valve 7a and the multi-way valve 7a with which the piping system 1 is switchable between an open circuit and a closed circuit position. For this purpose, they each include a drive head for switching.

Falls nun die nachgeordnete Behandlungsmaschine in einen Störbetrieb geht, so werden das Doppelsitzventil 7a und das Mehrwegeventil 7b betätigt, sodass das Rohrleitungssystem 1 in die geschlossene Kreislaufschaltung umgeschaltet ist. Dabei wird das fließfähige Medium in Flussrichtung F über die Rohrleitung 6, die Rohleitung 4, die Pumpe 8 und über den Durchlauferhitzer 5 im Kreis geführt. Dadurch wird das fließfähige Medium auf einer gewünschten Temperatur gehalten, bis der Störbetrieb beendet ist.If the downstream treatment machine goes into a malfunction, the double seat valve 7a and the multi-way valve 7b actuated so that the piping system 1 is switched to the closed circuit. The fluid medium flows in the direction of flow F over the pipeline 6 who have favourited Pipeline 4th , the pump 8th and the instantaneous water heater 5 led in a circle. As a result, the flowable medium is kept at a desired temperature until the disturbance operation has ended.

Allerdings kommt es beim Stellen des Doppelsitzventils 7a, des Mehrwegeventils 7b und/oder hier nicht dargestellter Ventile im System und/oder durch Temperaturschwankungen zu Druckveränderungen, die mit der Volumenkompensationsvorrichtung 10 kompensiert werden.However, it happens when the double seat valve is set 7a , the multi-way valve 7b and / or valves not shown here in the system and / or due to temperature fluctuations to pressure changes with the volume compensation device 10th be compensated.

Die Volumenkompensationsvorrichtung 10 kann direkt in die Rohrleitung 6 integriert oder als gefluteter, nicht aktiv durchströmter Abgang wie in der 2 angegliedert sein:The volume compensation device 10th can directly into the pipeline 6 integrated or as a flooded, not actively flowed outlet as in the 2nd be affiliated:

In diesem Ausführungsbeispiel ist die Volumenkompensationsvorrichtung 10 ist über das Doppelsitzventil 7a an die Rohrleitung 6 angekoppelt und nimmt die Druckveränderungen auf. Das andere Ende der Volumenkompensationsvorrichtung 10 ist mit einem Überdruckventil verbunden, so dass bei einem zu hohen Druck das fließfähige Medium in den Abfluss 15 abgegeben werden kann. Ebenso ist denkbar, dass darüber in einem Reinigungsbetrieb ein CIP-medium in den Abfluss 15 entleert werden kann.In this embodiment, the volume compensation device 10th is about the double seat valve 7a to the pipeline 6 coupled and records the pressure changes. The other end of the volume compensation device 10th is connected to a pressure relief valve, so that if the pressure is too high, the fluid flows into the drain 15 can be delivered. It is also conceivable that in a cleaning operation a CIP medium is drained into the drain 15 can be emptied.

Dies wird nachfolgend anhand der 3-5 näher erläutert:

in der 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Volumenkompensationsvorrichtung 10 als Schnittansicht dargestellt, wie sie beispielsweise in der Lebensmittelverarbeitungsanlage der 2 gezeigt ist.

This is explained below using the 3-5 explained in more detail:

in the 3rd is an embodiment of a volume compensation device according to the invention 10th shown as a sectional view, such as in the food processing plant of 2nd is shown.

Zu sehen ist, dass die Volumenkompensationsvorrichtung 10 den Leitungsabschnitt 13, die erste Kolbenanordnung 11 und die zweite Kolbenanordnung 12 umfasst. Die erste Kolbenanordnung 11 ist mit dem Leitungsabschnitt 13 verbunden und umfasst den ersten Produktraum 11a und einen in den ersten Produktraum hineinragenden, ersten Kolben 11b. Entsprechend ist die zweite Kolbenanordnung 12 mit dem Leitungsabschnitt 13 verbunden und umfasst ihrerseits den zweiten Produktraum 12a und einen darin hineinragenden, zweiten Kolben 12b. Weiterhin ist zu sehen, dass der erste Produktraum 11a und der zweite Produktraum 12b so mit dem Leitungsabschnitt 13 verbunden sind, dass sie vom fließfähigen Medium in Flussrichtung F oder umgekehrt durchlaufen werden.It can be seen that the volume compensation device 10th the line section 13 , the first piston assembly 11 and the second piston assembly 12th includes. The first piston assembly 11 is with the line section 13 connected and includes the first product room 11a and a first piston protruding into the first product space 11b . The second piston arrangement is corresponding 12th with the line section 13 connected and in turn comprises the second product room 12a and a second piston protruding into it 12b . It can also be seen that the first product room 11a and the second product room 12b so with the line section 13 connected that they flow from the flowable medium F or vice versa.

Zu sehen ist auch, dass die erste Kolbenanordnung 11 einen ersten pneumatischen Antrieb 11c für den ersten Kolben 11b und die zweite Kolbenanordnung 12 einen zweiten pneumatischen Antrieb 12c für den zweiten Kolben 12b umfassen. Der erste und zweite pneumatische Antrieb 11c, 12c sind jeweils mit einem Arbeitskolben 11e, 12e ausgebildet, der in einem Pneumatikzylinder 11d, 12d läuft. Die beiden Pneumatikzylinder 11d, 12d umfassen jeweils zwei Gaszuführungen 11f, 11g bzw. 12f, 12g, um den Arbeitskolben 11e, 12e von einer oder beiden Seiten her mit einem Gasdruck beaufschlagen zu können. Über Schäfte können der erste bzw. zweite Kolben 11b und 12b in gewünschte Positionen verfahren und dort mit den Kompensationsdrücken beaufschlagt werden.It can also be seen that the first piston arrangement 11 a first pneumatic drive 11c for the first piston 11b and the second piston assembly 12th a second pneumatic drive 12c for the second piston 12b include. The first and second pneumatic drive 11c , 12c are each with a working piston 11e , 12e trained in a pneumatic cylinder 11d , 12d running. The two pneumatic cylinders 11d , 12d each include two gas feeds 11f , 11g respectively. 12f , 12g to the working piston 11e , 12e to be able to apply gas pressure from one or both sides. The first and second pistons can be attached via shafts 11b and 12b Move to the desired positions and apply the compensation pressures there.

Zu sehen ist die Volumenkompensationsvorrichtung 10 in der 3 in einer offenen Kreislaufschaltung des Rohrleitungssystems 1 und beim Systemdruck P₃ des fließfähigen Mediums.The volume compensation device can be seen 10th in the 3rd in an open circuit of the piping system 1 and system printing P ₃ of the flowable medium.

Dabei wird der erste Arbeitskolben 11e der ersten Kolbenanordnung 11 über die Gaszuführungen 11f mit einem zu einem höheren Kompensationsdruck korrelierten Gasdruck P₁ beaufschlagt. Dadurch wird der erste Kolben 11b in den ersten Produktraum 11a hineingedrückt. Entsprechend wird der zweite Arbeitskolben 12e über die Gaszuführungen 12f mit einem zu einem niedrigeren Kompensationsdruck korrelierten Gasdruck P₂ beaufschlagt. Dadurch wird der zweite Kolben 12b aus dem zweiten Produktraum 12a herausgedrückt.The first working piston 11e the first piston assembly 11 about the gas supplies 11f with a gas pressure correlated to a higher compensation pressure P ₁ acted upon. This will make the first piston 11b in the first product room 11a pushed in. The second working piston is accordingly 12e about the gas supplies 12f with a gas pressure P ₂ correlated to a lower compensation pressure. This will make the second piston 12b from the second product room 12a pushed out.

Dadurch, dass das Rohrleitungssystem 1 in eine offene Kreislaufschaltung geschaltet ist, wird das erforderliche Volumen des fließfähigen Mediums ohne Druckveränderung des Systemdrucks P₃ von außen her, beispielsweise von einem Tank oder dem Füller her, kompensiert.In that the piping system 1 is connected in an open circuit, the required volume of the flowable medium without changing the pressure of the system pressure P ₃ compensated from the outside, for example from a tank or the filler.

Geht nun beispielsweise der Füller in einen Störbetrieb und aus der Folge daraus das Rohrleitungssystem 1 in eine geschlossene Kreislaufschaltung, so wirken die Kolbenanordnung 11 und 12 in dem Leitungsabschnitt 13 als Volumenkompensationsvorrichtung 10 wie nachfolgend anhand der 4 und 5 beschrieben:

In der 4 ist die Volumenkompensationsvorrichtung 10 bei einem Druckanstieg über den höheren Kompensationsdruck hinaus dargestellt. Zu sehen ist, dass sich der Druck im Leitungsabschnitt 13 auf einen Druck P₃' erhöht hat, der über dem erhöhten Kompensationsdruck liegt. Entsprechend wird der erste Kolben 11b gegen den ersten pneumatischen Antrieb 11c aus dem ersten Produktraum 11a herausgedrückt und verfährt über den Schaft entsprechend den ersten Arbeitskolben 11e im ersten Pneumatikzylinder 11d in der Richtung R', bis sich mit dem gegen den ersten Arbeitskolben 11e wirkenden Gasdruck P₁' ein Druckgleichgewicht einstellt. Der Gasdruck P₁' kann beispielsweise über eine angeschlossene Gas-Druckregeleinheit nachgestellt werden.

Now, for example, the filler goes into a malfunction and, as a result, the piping system 1 in a closed circuit, so the piston arrangement 11 and 12th in the line section 13 as a volume compensation device 10th as below based on the 4th and 5 described:

In the 4th is the volume compensation device 10th shown when the pressure rises above the higher compensation pressure. It can be seen that the pressure in the line section 13 at one push P ₃ ' has increased, which is above the increased compensation pressure. Accordingly, the first piston 11b against the first pneumatic drive 11c from the first product room 11a pushed out and moves over the shaft according to the first working piston 11e in the first pneumatic cylinder 11d in that direction R ' until it comes up against the first piston 11e acting gas pressure P ₁ ' establishes a pressure balance. The gas pressure P ₁ ' can be adjusted, for example, via a connected gas pressure control unit.

Dadurch, dass der erste Kolben 11b aus dem ersten Produktraum 11a herausgedrückt wird, wird das im Rohrleitungssystem 1 durch den Temperatur- oder den schaltungsbedingten Volumenanstieg benötigte Volumen des flüssigen Mediums mit der Volumenkompensationsvorrichtung 10 kompensiert.In that the first piston 11b from the first product room 11a is pushed out, it becomes in the piping system 1 volume of the liquid medium required by the temperature or the circuit-related volume increase with the volume compensation device 10th compensated.

in der 5 ist die Volumenkompensationsvorrichtung 10 bei einem Druckabfall unter den niedrigeren Kompensationsdruck dargestellt. Zu sehen ist, dass sich der Druck im Leitungsabschnitt 13 auf einen Druck P₃" vermindert hat, der unter dem niedrigeren Kompensationsdruck liegt. Entsprechend wird der zweite Kolben 12b durch den zweiten pneumatischen Antrieb 12c in den zweiten Produktraum 12a hineingedrückt, wobei der zweite Arbeitskolben 12e im zweiten Pneumatikzylinder 12d in der Richtung S' verfährt, bis sich dann auch mit dem gegen den zweiten Arbeitskolben 12e wirkenden Gasdruck P₂" ein Gleichgewicht einstellt. Der Gasdruck P₂" kann beispielsweise über die angeschlossene Gas-Druckregeleinheit nachgestellt werden.in the 5 is the volume compensation device 10th shown at a pressure drop below the lower compensation pressure. It can be seen that the pressure in the line section 13 at one push P ₃ " has decreased, which is below the lower compensation pressure. Accordingly, the second piston 12b through the second pneumatic drive 12c in the second product room 12a pushed in, the second working piston 12e in the second pneumatic cylinder 12d in that direction S ' travels until it is also against the second piston 12e acting gas pressure P ₂ " establishes a balance. The gas pressure P ₂ " can be adjusted, for example, via the connected gas pressure control unit.

Dadurch, dass der zweite Kolben 12b in den ersten Produktraum 12a hineingedrückt wird, wird das im Rohrleitungssystem 1 durch den Druckabfall verloren gegangene Volumen des flüssigen Mediums mit der Volumenkompensationsvorrichtung 10 kompensiert.By having the second piston 12b in the first product room 12a is pushed in, it becomes in the piping system 1 volume of the liquid medium lost due to the pressure drop with the volume compensation device 10th compensated.

Folglich ist also bei der Volumenkompensationsvorrichtung 10 kein Ausgleichsgefäß erforderlich, da Volumenschwankungen mittels des ersten bzw. zweiten Kolbens 11b, 12b kompensiert werden. Folglich ist also auch keine Membran mehr notwendig, was die mikrobiologischen Risiken entsprechend vermindert. Da der erste Produktraum 11a mit dem ersten Kolben 11b und der zweite Produktraum 12a mit dem zweiten Kolben 12b vom fließfähigen Medium durch- bzw umströmt werden können, können diese besonders einfach mit einem CIP-Verfahren für das Rohrleitungssystem 1 gereinigt werden.Consequently, the volume compensation device 10th no expansion tank required, as volume fluctuations by means of the first or second piston 11b , 12b be compensated. As a result, a membrane is no longer necessary, which reduces the microbiological risks accordingly. Because the first product room 11a with the first piston 11b and the second product room 12a with the second piston 12b can flow through or around the flowable medium, these can be particularly easy with a CIP process for the piping system 1 getting cleaned.

Es versteht sich, dass zuvor in Bezug auf die Figuren beschriebene Merkmale nicht auf diese Merkmalskombination beschränkt sind, sondern auch einzelnen oder in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind.It goes without saying that features previously described with reference to the figures are not restricted to this combination of features, but are also possible individually or in any other combination.

Claims

Volume compensation method (100) for a food processing system with a pipeline system, wherein a flowable medium is guided in the pipeline system with a system pressure (106), and wherein the flowable medium passes through a line section of the pipeline system, characterized in that a first piston with a compared to the system pressure higher compensation pressure is applied and is pressed into a first product space of the line section (103), that a second piston is subjected to a lower compensation pressure than the system pressure and is pressed out of a second product space of the line section (104), that the first piston with a pressure increase of the flowable Medium beyond the higher compensation pressure is at least partially pushed out of the first product space (108), or that the second piston drops below the lower pressure when the flowable medium drops pressure is at least partially pressed into the second product space (109).

Volume compensation method according to Claim 1 , wherein the first piston is pressed into the first product space of the line section by the application of the compensation pressure higher than the system pressure up to a maximum stop and / or the second piston is pressed down to a minimum stop by the application of the compensation pressure lower than the system pressure the second product space is pushed out.

Volume compensation method according to Claim 1 or 2nd , wherein the first piston is acted upon by the first drive with the higher compensation pressure and / or the second piston is acted upon by the second drive with the lower compensation pressure.

Volume compensation method according to Claim 3 , a first working piston of the first drive having a gas pressure correlated to the higher compensation pressure and / or a second working piston of the second drive having a gas pressure correlated to the lower compensation pressure.

Volume compensation method according to one of the preceding claims, the pipeline system being brought into (101) an open circuit before or when the first piston is pushed in and / or before or when the second piston is pushed out, in order to compensate for a change in volume of the pipeline system.

Volume compensation method according to Claim 5 , wherein the piping system is brought into a closed circuit with the system pressure of the flowable medium after the open circuit (105).

Volume compensation device (10) for a food processing plant with a Pipe system (1), in particular for carrying out the volume compensation method (100) according to one of the Claims 1 - 6 , with a line section (13) for the pipeline system (1) for the line of a flowable medium with a system pressure (P ₃ ), characterized in that a first piston arrangement (11) is connected to the line section (13) and forms a first product space ( 11a) and a first piston (11b) projecting into the first product space (11a), and that a second piston arrangement (12) is connected to the line section (13), which has a second product space (12a) and one in the second product space (12a) protruding second piston (12b), the first piston (11b) being designed to be pressurized with a higher compensation pressure than the system pressure (P ₃ ), so that it is at system pressure (P ₃ ) in the first product space (11a) is pressed in, and the second piston (12b) is designed to be pressurized with a lower compensation pressure than the system pressure (P ₃ ), so that it comes from the second pressure at system pressure (P ₃ ) Product space (12a) is pushed out.

Volume compensation device (10) after Claim 7 , wherein the first piston arrangement (11) comprises a first drive (11c) for the first piston (11b) and / or the second piston arrangement (12) comprises a second drive (12c) for the second piston (12b) in order to move the first piston ( 11b) with the higher compensation pressure and / or the second piston (12b) with the lower compensation pressure.

Volume compensation device (10) after Claim 8 , wherein the first drive (11c) comprises a first working piston (11e) running in a first pneumatic cylinder (11d), and wherein the first pneumatic cylinder (11d) comprises one or two gas feeds (11g, 11f) to the first working piston (11b ) one or two sides with a gas pressure (P ₁ ) correlated to the higher compensation pressure.

Volume compensation device (10) after Claim 8 or 9 , wherein the second drive (12c) comprises a second working piston (12e) running in a second pneumatic cylinder (12d), and wherein the second pneumatic cylinder (12d) comprises one or two gas feeds (12f, 12g) around the second working piston (12e ) one or two sides with a gas pressure (P ₃ ) correlated to the lower compensation pressure.

Volume compensation device (10) after Claim 9 or 10th , wherein the first drive (11c) and / or the second drive (12c) are designed as valve drives.

Food processing plant with a piping system (1) and with a volume compensation device (10) according to one of the Claims 7 - 11 .

Food processing plant after Claim 12 , wherein the food processing system for performing the volume compensation method (100) according to one of the Claims 1 - 6 is trained.

Food processing plant after Claim 12 or 13 The pipe system (1) can be switched to an open circuit in order to compensate for a change in volume of the pipe system (1) by pushing the first piston (11b) in and / or by pushing out the second piston (12b).

Food processing plant according to one of the Claims 12 - 14 , wherein the piping system (1) is designed to be switchable into a closed circuit in order to circulate the flowable medium in the event of a fault or cycle operation of a treatment machine following the piping system (1) with the system pressure (P ₃ ).