DE19505229A1

DE19505229A1 - Apparatur und Methode zur Entleerung von Sirupzuführleitungen

Info

Publication number: DE19505229A1
Application number: DE19505229A
Authority: DE
Inventors: Adolf Janssen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-02-22
Filing date: 1995-02-16
Publication date: 1995-08-24
Anticipated expiration: 2015-02-17
Also published as: DE19505229C2; US5386927A

Description

1. Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Getränke-Mischanlagen. Sie betrifft, genauer gesagt, eine Apparatur und Methode, die erkennt, wenn Getränkesirup, der einer Mischkammer zugeführt wird, aufgebraucht ist und daraufhin durch einen Entleerungsmechanismus den Sirup, der sich in der Leitung zwischen dem Ausgabetank und der Mischkammer befindet, in die Mischkammer treibt, wodurch das Vergeuden des Sirups in der Leitung verhindert wird. Noch genauer gesagt, betrifft diese Erfindung eine Apparatur und Methode, bei der zwei Tastgeräte oder Fühler in der Leitung angebracht sind, wobei sich der erste Fühler näher am Ausgabetank und der zweite näher an der Mischkammer befindet. Sobald der erste Fühler in der Leitung Luft erkennt, wird die Leitungspumpe abgeschaltet und komprimiertes Gas wird der Leitung zugeführt, das den in der Leitung verbliebenen Sirup in die Mischkammer treibt. Wenn der zweite Fühler in der Leitung Druckgas erkennt, wird die Druckgaszufuhr abgeschaltet. Nun kann der Ausgabetank neu gefüllt, Sirup mit einem anderen Geschmack eingeführt und dann der Abfüllungsvorgang fortgesetzt werden.

Allgemein gesprochen, kann das Konzept dieser Erfindung für jede Art von Förderleitungsbetrieb angewendet werden, wo von Zeit zu Zeit das Auswechseln einer Art von Flüssigkeit in der Leitung gegen eine andere Flüssigkeit, ohne Unterbrechung des Durchflusses und Durchspülen der Leitung, gewünscht ist. Eine solche Anwendung wäre bei Ölpipelines über Land, wo zum Beispiel das restliche Dieselöl aus der Leitung getrieben würde, bevor höher- oder niedriger-gradiges Öl gepumpt wird.

Hieran ist erkennbar, daß es zahllose mögliche Anwendungsbereiche für diese Erfindung gibt. Die spezielle hierin vorzugsweise beschriebene Ausführung sollte in keiner Weise als Begrenzung der Anwendungsgebiete dieser Erfindung auf diesen einen Bereich verstanden werden, der nur zur Darstellung der Einzelheiten dieser Erfindung gewählt wurde.

Die Anzahl aller möglichen Anwendungsbereiche, für die diese Erfindung in Frage käme, ist nur durch die Phantasie begrenzt; eine solche Auflistung wird daher hier nicht versucht. Einige der augenfälligsten Anwendungen werden hierin genannt, um eine volle und vollständige Darstellung der neuartigen Eigenschaften dieses bis dato unbekannten, allgemein verwendbaren Fertigungshilfsgerätes zu fördern. Es ist jedoch zu betonen, daß die Anwendungsmöglichkeiten für diese Erfindung keineswegs auf die Bereiche oder die konkreten Beispiele für solche Anwendungsmöglichkeiten, die im Folgenden beschrieben werden, beschränkt sind.

2. Beschreibung der bisherigen Methoden

Bei der Herstellung von Sprudelgetränken ist zum Zweck des Abfüllens der Sirup, der mit Wasser und Kohlensäure gemischt werden soll, in einem großen Tank enthalten, der etwa 15 000 l faßt. Der Sirup wird durch eine Leitung in eine Mischkammer gepumpt und nach dem Mischen in Dosen, Flaschen o. ä. zum endgültigen Vertrieb des Produktes abgefüllt. Wenn der Ausgabetank leer ist, wird die Pumpe abgeschaltet, die Leitung von dem Ausgabetank zur Mischkammer wird durchgespült und der in der Leitung enthaltene Sirup wird weggeworfen. Bei den meisten Abfüllanlagen besteht die Leitung zwischen dem Ausgabetank und der Mischkammer aus rostfreiem Stahlrohr mit einem Durchmesser von ca. 5 cm und einer Länge von ca. 30 m. Das bedeutet, daß bei jedem Sirupwechsel fast 200 l Sirup verschwendet werden. Der Sirup wird in den meisten Anlagen vier bis sechs mal am Tag gewechselt. Die vorliegende Erfindung des Antragstellers löst dieses Problem, indem der in der Leitung verbliebene Sirup ebenfalls verwendet wird. Es folgt eine Beschreibung der Patente, die sich auf die Ausgabe und das Mischen von sprudelnden Getränken beziehen.

Das U.S. Patent Nr. 3.945.536, ausgestellt an Gerald Doak am 23. März 1976, bezieht sich auf ein Desinfektions- und Reinigungsgerät für Sprudelgetränkeanlagen, die unter Druck stehen. Das Gerät wird an den existierenden Leitungen von den Zapfhähnen zum Kohlensäuretank angebracht und mit Wasser sowie einer Desinfektionslösung gefüllt. Wenn die Zapfhähne aufgedreht werden, wird die Desinfektionslösung durch den Gasdruck in die Leitungen getrieben, bis die gesamte Lösung aufgebraucht ist. Ein Schwimmer schaltet dann den Wasserdruck des Gerätes ein, wodurch das Wasser durch die Leitungen getrieben wird und sie durchspült. Dies unterscheidet sich von der hierin beschriebenen Erfindung insofern, als hier Kohlensäure verwendet wird, um den in der Leitung enthaltenen Sirup in die Mischkammer zu treiben, und zwei Meßfühler feststellen, ob sich Sirup in der Leitung befindet oder nicht.

Ein weiteres U.S. Patent, Nr. 4.467.941, wurde am 28. August 1984 an Benjamin R. Du ausgestellt. Es bezieht sich auf eine Apparatur und Methode zur Ausgabe von Getränkesirup, wobei ein Luftverschluß/Filter in die Leitung zwischen den sack- oder kistenförmigen Sirupbehältern und einer positiven Verdrängerpumpe mit geringem Durchflußvolumen eingebaut wird. Wenn in der Ausgabeleitung Luft erkannt wird, kann die Pumpe abgeschaltet werden, oder es kann zusätzlich ein Abzweigventil aktiviert werden, wodurch ein ununterbrochener Fluß ermöglicht wird, während der leere Behälter ausgetauscht wird. Im Gegensatz hierzu wird bei der vorliegenden Erfindung nicht nur die Pumpe abgeschaltet, wenn unterhalb des Ausgabetanks Luft in der Leitung erkannt wird, sondern zusätzlich wird Druckgas in die Leitung eingeführt, so daß der unterhalb der Pumpe verbliebene Sirup fast vollständig entleert wird.

Das U.S. Patent Nr. 4.632.275 wurde am 30. Dezember 1986 an Charles K. Parks für einen Geschmacks-Stabilisator ausgestellt, der in einem Getränkeautomaten den Kohlensäuredruck nach dem Mischen überwacht. Ein Meßfühler wird an einen Schalter angeschlossen, der den Strom für den Getränkeautomaten abschaltet, wenn der Druck unter einen vorgegebenen Wert fällt. Dies unterscheidet sich von der hierin beschriebenen Erfindung, indem durch Aktivieren eines Schalters oder Relais der Strom für den Getränkeautomaten abgeschaltet wird, wobei keinerlei Zuführung von Druckgas in die Leitung in irgendeiner Weise beschrieben wird.

Das U.S. Patent Nr. 5.072.859 schließlich, ausgestellt am 17. Dezember 1991 an Ronald L. Wiley et al., bezieht sich auf ein Getränkeausgabesystem mit einem Entleerungsmechanismus. Der Entleerungsmechanismus funktioniert mit einem Zeitgeber oder Thermometer als Auslöser, um zu verhindern, daß das warme Sprudelwasser in der Leitung ausgegeben wird. Er kommt ebenfalls dann zum Einsatz, wenn erst ein dunkelfarbiges und dann ein hellfarbiges Getränk ausgegeben wird, um das versehentliche Mischen des Geschmacks zu verhindern. Im Gegensatz hierzu wird bei der Erfindung des Antragstellers unter Druck stehende Kohlensäure in die Leitung eingeführt, um den vor der Mischkammer in der Leitung befindlichen Sirup zu entleeren.

Keine der oben beschriebenen Erfindungen oder Patente, weder einzeln noch zusammengenommen betrachtet, sind eine Darstellung der hierin angegebenen neuen Erfindung.

Zusammenfassende Darstellung der Erfindung

Diese Erfindung ist eine Verbesserung für Getränkeabfüll- und -mischanlagen, bei denen Sirups verschiedenen Geschmacks verwendet werden. Sie besteht aus:

(1) einem Ausgabetank, der eine bestimmte Menge mit Geschmacksstoffen versetzten Sirup enthält;
(2) einer Mischkammer, in der Sirup und mit Kohlensäure versetztes Wasser in festgelegten Proportionen gemischt werden;
(3) Zuführungsleitungen von dem genannten Ausgabetank zu der genannten Mischkammer;
(4) einer Pumpe an der genannten Zuführungsleitung, wobei die aktivierte Pumpe in der Leitung oberhalb und unterhalb der Pumpe einen Durchfluß erzeugen kann, und wobei die Pumpe ferner die Leitung so unterteilt, daß ein Abschnitt der Leitung von dem Ausgabetank bis zur Pumpe führt und der andere Abschnitt der Leitung von der Pumpe bis zur Mischkammer;
(5) einem Einlaß für Druckgas, der sich am zweiten Abschnitt der oben beschriebenen Leitung befindet;
(6) Steuerungskontrollen für die genannte Pumpe, den Gaseinlaß und die Mischkammer;
(7) einem ersten Meßfühler, der am ersten Abschnitt der oben beschriebenen Leitung angebracht ist, und der mit der Steuerungskontrolle so verbunden ist, daß wenn dieser erste Meßfühler erkennt, daß sich in dem ersten Abschnitt der Leitung kein Sirup mehr befindet, die Steuerungskontrolle die genannte Pumpe abschaltet und den genannten Einlaß für Druckgas an dem zweiten Abschnitt der Leitung öffnet, wodurch der noch in dem zweiten Abschnitt der Leitung befindliche Sirup vorwärts in die Mischkammer getrieben wird; und
(8) einem zweiten Meßfühler, der am zweiten Abschnitt der oben beschriebenen Leitung angebracht ist, und der mit der Steuerungskontrolle so verbunden ist, daß wenn dieser zweite Meßfühler erkennt, daß sich in dem zweiten Abschnitt der oben beschriebenen Leitung kein Sirup mehr befindet, die Steuerungskontrolle den Getränkemischprozeß abschaltet.

Die vorliegende Erfindung ist eine Apparatur und auch eine Methode zur Verhinderung des Sirupabfalls, der entsteht, wenn der bei Großabfüllbetrieben in der Zuführleitung zwischen dem Ausgabetank und der Mischkammer befindliche Sirup ausgespült wird. Die Apparatur besteht aus zwei Tastgeräten oder Fühlern. Der erste befindet sich zwischen dem Ausgabetank und der Pumpe und wird von einem Mikroprozessor gesteuert, der das nachfolgende Verhalten der Apparatur vorgibt. Unterhalb der Pumpe befinden sich an derselben Leitung eine Luftzufuhr, eine Wasserzufuhr und ein Einlaß für komprimierte Kohlensäure. Auch diese werden von dem Mikroprozessor gesteuert. Wenn der erste Meßfühler in der Leitung oberhalb der Pumpe Luft erkennt, wird dies dem Prozessor mitgeteilt. Dieser schaltet die Pumpe ab und öffnet die Kohlensäure-Zuführleitung. Die Kohlensäure treibt den in der Leitung verbliebenen Sirup in die Mischkammer. Der Misch- und Abfüllbetrieb kann auf diese Weise normal weitergehen. Ein zweiter Fühler, der sich oberhalb und näher der Mischkammer befindet, teilt dem Mikroprozessor mit, wenn an dieser Stelle in der Leitung Gas erkannt wird. Daraufhin wird der Mischbetrieb unterbrochen, die Zuführleitung kann wie üblich durchgespült werden, und nur ein Minimum an Sirup wird vergeudet.

Eine wichtige Zielfunktion dieser Erfindung ist es daher, eine Apparatur und Methode zu verwirklichen, die die Verschwendung von Sirup beim Durchspülen der Zuführleitungen in Großbetrieben zum Mischen und Abfüllen von Sprudelgetränken vermindert.

Eine weitere Zielfunktion dieser Erfindung ist, einen ersten Meßfühler zu verwenden, der in der Leitung zwischen dem Ausgabetank und der Pumpe Luft erkennt und die Zufuhr von Druckgas in die Leitung auslöst, so daß der restliche Sirup in die Mischkammer getrieben wird.

Es ist ferner eine Zielfunktion dieser Erfindung, einen zweiten Meßfühler zu verwenden, um in der Leitung oberhalb und nahe der Mischkammer Gas zu erkennen, worauf der Mischbetrieb abgeschaltet wird.

Eine weitere Zielfunktion der Erfindung ist, daß der gesamte Ablauf automatisch durch einen Mikroprozessor gesteuert wird.

Das Ziel dieser Erfindung ist es, verbesserte Komponenten und Aufstellungen für eine Apparatur für die oben beschriebenen Zwecke anzubieten, die für diese Verwendungszwecke wirtschaftlich, verläßlich und funktionsfähig ist.

Wir glauben, daß die vorliegende Erfindung alle angegebenen Zielfunktionen und Ziele erreicht oder übertrifft. Beim weiteren Betrachten der unten folgenden technischen Angaben und Ansprüche werden sich einer auf diesem Gebiet bewanderten Person weitere Funktionen und Vorteile dieser Erfindung zeigen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Verschiedene zusätzliche Funktionen, Eigenschaften und immanente Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem besserem Verständnis der Erfindung beim Betrachten der beiliegenden Zeichnungen. Gleiche Verweisnummern beziehen sich in allen Ansichten auf gleiche oder ähnliche Teile. Hierbei ist:

Fig. 1 eine Ansicht der vorliegenden Erfindung, die das allgemeine Aussehen der Hauptkomponenten zeigt;

Fig. 2 eine schematische Ansicht der vorliegenden Erfindung, die die Zusammenhänge zwischen den Hauptkomponenten verdeutlicht.

Detaillierte Beschreibung der vorzugsweisen Ausführung

In Fig. 2 ist der Mischbetrieb bei einer Sprudelabfüllanlage schematisch dargestellt, allgemein durch 10 angezeigt. Bei traditionellen Mischbetrieben befindet sich der Getränkesirup in einem Ausgabetank 20. Eine Pumpe 30 saugt den Sirup zunächst in einen ersten Leitungsabschnitt 40 und treibt ihn daraufhin durch einen zweiten Leitungsabschnitt 42. Dieser Leitungsabschnitt 42 ist bei den meisten Abfüllanlagen 30 bis 60 m lang. Sowohl der erste Abschnitt 40 als auch der zweite Abschnitt 42 der Leitung besteht normalerweise aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von ca. 5 cm. Der Ausgabetank 20 faßt normalerweise um die 15 000 l Getränkesirup. Der Sirup wird, wie oben beschrieben, durch Leitungsabschnitte 40, 42 in das Mischgerät 50 geleitet, wo er mit Wasser und Kohlensäure versetzt (nicht gezeigt) und anschließend abgefüllt wird.

In einer traditionellen Anlage werden die Leitungsabschnitte 40, 42 durchspült und gereinigt, wenn der Siruptank leer ist und ein anderer Sirup angeschlossen wird. Der in der Leitung verbliebene Sirup wird einfach weggeworfen. Durch Einsatz der vorliegenden Erfindung kann dieses bisher weggeworfene Material, wie im folgenden beschrieben, genutzt werden.

Drei Einlässe, 60, 62, 64, befinden sich im Leitungsabschnitt 42. Der erste Einlaß 60 erlaubt die Zuführung von komprimierter Kohlensäure. Der zweite Einlaß 62 führt Raumluft in den Leitungsabschnitt 42 ein. Der dritte Einlaß 64 ist für die Wasserzufuhr in die Leitung 42 gedacht. Der zweite und dritte Einlaß 62, 64 sind heute bei den meisten Abfüllanlagen vorhanden, um das Durchspülen und Reinigen der bestehenden Leitung 42 zu ermöglichen.

In der hier beschriebenen Ausführung der vorliegenden Erfindung befinden sich an den Leitungen 40, 42 zwei Fühler, 70 und 80. Diese Fühler gibt es in mehreren wohlbekannten Ausführungen, unterscheiden können, ob sich in der Leitung Flüssigkeit oder Gas befindet - eine genaue Beschreibung der Fühler erscheint unnötig. Zum Beispiel könnten die Luftverschlußfilter, die in dem an Du vergebenen Patent beschrieben sind, als geeignete Fühler verwendet werden. Der erste Fühler 70 befindet sich zwischen dem Ausgabetank 20 und der Pumpe 30. Wenn der letzte Sirup aus dem Ausgabetank 20 gepumpt worden ist, erkennt der Fühler 70, daß sich im ersten Leitungsabschnitt 40 Luft befindet. Der Fühler 70 steht mit dem Mikroprozessor 100 in Verbindung, der daraufhin die Pumpe 30 abschaltet und den Einlaß 60 öffnet, wodurch komprimierte Kohlensäure in den Leitungsabschnitt 42 eintreten kann. Hierbei läuft der Mischbetrieb in der Mischkammer 50 weiter. Wenn die Kohlensäure den Sirup größtenteils aus dem Leitungsabschnitt 42 in die Mischkammer 50 getrieben hat, erkennt der Fühler 80, daß sich in dem Leitungsabschnitt 42 Gas befindet, und teilt dies dem Mikroprozessor 100 mit, der den Mischprozeß abschaltet. Zu diesem Zeitpunkt können die Leitungen 40, 42 wie üblich durchspült und gereinigt werden, woraufhin ein anderer Sirup angeschlossen werden kann.

Es folgt eine Liste der Komponenten, die in den obigen Angaben beschrieben sind:

Mischbetrieb
10
Ausgabetank	20
Pumpe	30
Erster Leitungsabschnitt	40
Zweiter Leitungsabschnitt	42
Mischgerät	50
Kohlensäurezufuhr	60
Raumluftzufuhr	62
Wasserzufuhr	64
Erster Fühler	70
Zweiter Fühler	80
Mikroprozessor	100

Es ist zu beachten, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführung beschränkt ist, sondern sich auf alle möglichen Ausführungen im Bereich der folgenden Ansprüche bezieht.

Claims

1. Apparatur für Flüssigkeitsabfüll- und -mischanlagen, bei denen unterschiedliche Flüssigkeiten, insbesondere Sirups von verschiede nem Geschmack, verwendet werden, gekennzeichnet durch:
einen Ausgabetank (20), der eine bestimmte Menge der jeweiligen Flüssigkeit enthält;
eine Mischkammer (50), in der die Flüssigkeit und eine weitere Flüssigkeit in festgelegten Verhältnissen gemischt werden;
Zuführungsleitungen (40, 42) von dem genannten Ausgabetank (20) zu der genannten Mischkammer (50);
eine Pumpe (30) an der genannten Zuführungsleitung (40, 42), wobei die aktivierte Pumpe (30) in der Leitung (40, 42) oberhalb und unter halb der Pumpe (30) einen Durchfluß erzeugen kann, und wobei die Pumpe (30) ferner die Leitung (40, 42) so unterteilt, daß ein Ab schnitt (40) der Leitung von dem Ausgabetank (20) bis zur Pumpe (30) führt und der andere Abschnitt (42) der Leitung von der Pumpe (30) bis zur Mischkammer (50);
einen Einlaß (60) für Druckgas, der sich am zweiten Abschnitt (42) der oben beschriebenen Leitung (40, 42) befindet;
Steuerungskontrollen (100) für die genannte Pumpe (30), den Einlaß (60) und die Mischkammer (50);
einen ersten Fühler (70), der am ersten Abschnitt (40) der oben beschriebenen Leitung (40, 42) angebracht ist, und der mit der Steue rungskontrolle (100) so verbunden ist, daß, wenn dieser erste Fühler (70) erkennt, daß sich in dem ersten Abschnitt (40) der Leitung (40, 42) keine Flüssigkeit mehr befindet, die Steuerungskontrolle (100) die genannte Pumpe (30) abschaltet und den genannten Einlaß (60) für Druckgas an dem zweiten Abschnitt (42) der Leitung öffnet, wo durch die noch in dem zweiten Abschnitt (42) der Leitung befindliche Flüssigkeit vorwärts in die Mischkammer (50) getrieben wird; und
einen zweiten Fühler (80), der am zweiten Abschnitt (42) der oben beschriebenen Leitung (40, 42) angebracht ist, und der mit der Steue rungskontrolle (100) so verbunden ist, daß, wenn dieser zweite Fühler (80) erkennt, daß sich in dem zweiten Abschnitt (42) der oben beschriebenen Leitung (40, 42) keine Flüssigkeit mehr befindet, die Steuerungskontrolle (100) den Mischprozeß abschaltet.

2. Apparatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der be schriebene zweite Leitungsabschnitt (42) mindestens 30 m lang ist.

3. Apparatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der be schriebene Gaseinlaß (60) ein relaisgesteuertes Ventil ist, durch das komprimiertes Gas in den beschriebenen zweiten Leitungsabschnitt (42) eintreten kann.

4. Apparatur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zuge führte Gas Kohlendioxid ist.

5. Apparatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der be schriebene zweite Fühler (80) sich näher bei und oberhalb der ge nannten Mischkammer (50) befindet, so daß die größtmögliche Menge Flüssigkeit verwendet wird, bevor der genannte zweite Fühler (80) der Kontrollsteuerung (100) mitteilt, daß der Mischbetrieb abgebro chen werden soll.

6. Methode, die die Vergeudung von Flüssigkeit, insbesondere Geträn kesirup, in Abfüllanlagen verhindert, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Bereitstellung eines Ausgabetanks (20), einer Flüssigkeitszuführ leitung (40, 42) und einer Mischkammer (50), in der Flüssigkeit und mit Kohlensäure versetztes Wasser in festgelegten Verhältnissen gemischt werden;
Bereitstellen einer Pumpe (30), die die Flüssigkeit innerhalb der Flüssigkeitszuführleitung (40, 42) von dem Ausgabetank (20) in die Mischkammer (50) treibt, wobei die Pumpe (30) die Flüssigkeitszu führleitung in einen ersten (40) und einen zweiten (42) Abschnitt unterteilt;
Bereitstellen eines Einlasses (60) für Druckgas innerhalb des zweiten Abschnittes (42) der oben beschriebenen Flüssigkeits zuführleitung (40, 42);
Bereitstellen einer Steuerungskontrolle (100) für die genannte Pumpe (30), die Mischkammer (50) und den Einlaß (60) für Druckgas;
Erkennen von Luft im ersten Abschnitt (40) der Flüssigkeitszuführ leitung (40, 42), wodurch angezeigt wird, daß der Flüssigkeitsvorrat in dem Ausgabetank (20) aufgebraucht ist;
Mitteilen der Abwesenheit von Flüssigkeit im ersten Abschnitt (40) der Flüssigkeitszuführleitung (40, 42) an die Steuerungskontrolle (100);
Abschalten der Pumpe (30) durch die Steuerungskontrolle (100);
Öffnen des genannten Einlasses (60) für Druckgas an dem zweiten Abschnitt (42) der Leitung (40, 42), wodurch das eintretende Gas die restliche Flüssigkeit in die Mischkammer (50) treibt;
Erkennen von Gas im genannten zweiten Abschnitt (42) der Flüssig keitszuführleitung (40, 42), wobei diese Meßfühlung näher und ober halb der genannten Mischkammer (50) durchgeführt wird;
Mitteilen der Anwesenheit von Gas im zweiten Abschnitt (42) der Flüssigkeitszuführleitung (40, 42) an die Steuerungskontrolle (100);
Abschalten der Mischkammer (50) und damit Unterbrechen des Misch- und Abfüllverfahrens.