DE2234105C3 - Niveauregler - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Niveauregler, insbesondere zur Vermeidung von Niveauschwankungen in steril zu verpackenden Flüssigkeiten, bestehend aus einem in die Flüssigkeit tauchenden rohrförmigen Fühler, einem mit diesem Fühler kommunizierenden Wandler, der die Druckänderungen des Fühlers in elektrische Stromänderungen umsetzt sowie aus von diesen Stromänderungen gesteuerten Regulierventilen zur Regelung der Füllgutförderung.

Für Verpackungsmaschinen zum Verpacken flüssiger Nahrungsmittel, wie z. B. Milch, sind schon Niveauregler vorgeschlagen worden, die als Fühler Schwimmer besitzen. Diese Schwimmer sind jedoch wegen ihres Raumbedarfes und ihrer Trägheit oft ungeeignet. Andere bekannte Niveauregler werden durch die größere Ausbauchung gesteuert, welche die mit Flüssigkeit zu füllende Röhre annimmt, wenn ihr Inhalt ein gegebenes Niveau übersteigt. Derartige Regler sind wenig zuverlässig.

Es ist außerdem, wenn auch für andere Anwendungsgebiete, ein Niveauregler bekannt, der durch die Druckänderung gesteuert wird, welche die Niveauänderung einer Flüssigkeit im Inneren eines in diese tauchenden Fühlrohres hervorruft. Durch die Einwirkung dieser Druckänderung auf ein servorgesteuertes Regulierventil soll der Zufluß der Flüssigkeit in einen Behälter geregelt und somit der Flüssigkeitsstand in diesem konstant gehalten werden. Es liegt auf der Hand daß die in Frage kommenden Druckanderungen von einer äußerst geringen Größenordnung sind. Um diese bis zu einem Ausmaß zu steigern, in dem sie νου der Servovorrichtung des Regelventils empfunden und verarbeitet werden können, erweist es sich jedoch als notwendig, Jas in die Flüssigkeit tauchende Rohrende kegelförmig auszuweiten. Durch diese Maßnahme rufen die Niveauschwankungen der Flüssigkeit im Behälter die Bewegung größerer Luftmengen im kegelförmigen Teil des Rohres hervor, die sich im zylindrischen und viel engeren Inneren des übrigen Rohres als entsprechend größere Druckschwankungen auswirken. Ein derartiger Niveauregler eignet sich nicht für alle Anwendungsgebiete, weil sich die kegelförmige Ausweitung oft als zu sperrig erweist.

Es ist schließlich eine Vorrichtung zum Anzeigen der Flüssigkeitsverluste in luftdicht geschlossenen Flüssigkeitsbehältern bekannt, bei der neben einer Entnahme- und einer Zufuhrungsleitung ein rohrtür miger Fühler in der Form eines Tauchrohres angeordnet ist, der die durch Flüssigkeitsverluste bedingten Druckäiiderungen im Behälter ermittelt und bei der außerdem ein Wandler angeordnet ist, der die Druckänderungen des Fühlers in elektrische Stromänderuiigen umsetzt. In der Entnahme- und der Zuführungsleitung befinden sich Ventile, welche die Flüssigkeitsentnahme und -zufuhr steuern. In einem Entlüftungsrohr befinden sich Überdruckventile zum Luftabblasen beim Füllen des Behälters mit Flüssigkeit bzw. Luftansaugen beim Entleeren des Behälters. Der Wandler ist ein Gehäuse mit einer Kontaktvorrichtung, die von einer druckabhängigen Membrane gesteuert wird und auf ein Läutewerk einwirkt. Sinkt im Flüssigkeitbehälter durch Leckverluste der Druck, so wird die Membrane deformiert, die Kontaktvorrichtung wird betätigt und das Läutewerk gibt ein Signal, das den Druckabfall bzw. die Leckverluste akustisch anzeigt. Durch das Tauchrohr wird der Druckabfall gleichsam übersetzt, so daß schon geringe Leckverluste Anlaß für das akustische Warnsignal sind. Die Ursache fur die Leckverluste kann beseitigt werden und der Behälter wieder auf seine ursprüngliche Füllung gebracht werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Niveauregler zu schaffen, der zur Vermeidung von Niveauschwankungen insbesondere in steril zu verpakkenden Flüssigkeiten geeignet ist und gegenüber den bekannten Niveaureglcrn sowohl eine größere Empfindlichkeit als auch einen äußerst geringen Platzbcdarf hat.

Ausgehend von einem Niveauregler mit den eingangs genannten gattungsgetnäßen Merkmalen wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Wandler aus einem teilweise mit einer elektrisch leitenden Flüssigkeit gefüllten U-Rohr besteht, dessen einer Schenkel oben geschlossen ist und über ein Verbindungsrohr mit dem in das Füllgut tauchenden Fühler kommuniziert und dessen anderer Schenkel einen den Steuerstrom für das Reguiierventil führenden, zu einer Schleife gebogenen, teilweise in die Flüssigkeit tauchenden Widerstand enthält.

Ein Niveauregler gemäß der Erfindung ist genü-

gend empfindlich, um auch auf geringste Druckanderungen anzusprechen, weil bereits eine geringfügige Niveauveränderung in dem U-Rohr eine Veränderung d*?s Steuerstromes und damit einen regelnden Eingriff bewirkt. Durch die Vermeidung bewegter Teile ist der Regler außerdem wenig aufwendig und platzsparend sowie betriebssicher. Der Fühler ist It icht zu reinigen bzw. zu sterilisieren und Fühler einerseits und Wandler andererseits sind zwar durch das Verbindungsrohr miteinander verbunden, haben aber sonst keine Derührung miteinander, so daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung besonders fur Verpackungsmaschinen zum sterilen Verpacken flüssiger oder halbflüssiger Nahrungsmittel geeignet ist, in deren Füllstation eine plastikbeschichtete Papierbahn durch Langsversiegelung ihrer Ränder zu einer Rohre geformt, mit einer Quernaht versehen, oberhalb dieser Quernaht bis zu einem gewünschten Niveau mit dem flüssigen oder halbflüssigen Füllgut gefüllt, anschließend oberhalb dieses Niveaus wieder querversiegelt und endlich den Quernähten entsprechend durchschnitten und in geschlossene Einzelbehälter getrennt wird. Bei solchen Verpackungsmaschinen sind eine extrem exakte Niveauregelung, ein sehr geringer Platzbedarf insbesondere der in die Rohre eintauchenden Reglerteile und eine sterile Arbeitsweise erforderlich, so daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung hierfür besonders geeignet ist.

In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die im Wandler erzeugten Stromänderungen ein Elektroventil betätigen, welches den Druck in einer Druckluftleitung regelt, wobei dieser Druck seinerseits ein in die Füllgutleitung eingeschaltetes, den Durchfluß des Füllgutes regelndes Ventil steuert. Statt dessen können jedoch die im Wandler erzeugten Stromänderungen über eine Verarbeitungscinheit ein den Durchfluß des Füllgutes in einer Speiseleitung regelndes Elektroventil steuern.

Mit Rücksicht auf das bevorzugte Anwendungsgebiet der Erfindungsoll die elektrisch leitende Flüssigkeit in dem U-Rohr eine sterilisierende Flüssigkeit sein.

Zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Niveaureglers werden nun an Hand der Zeichnungen erläutert, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen. Es zeigt

Fig. 1 eine schaubildliehe Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 eine schaubildliehe Darstellung eines /weiten Ausführungsbeispiels.

In den Fig. 1 und 2 wird die aus der plastikbeschichteten Papierbahn gebildete Röhre mit 2, das Rohr für die Einfüllung des flüssigen Gutes 4oberhalb der Quernaht 6 mit 8, der in der Röhre einzuhaltende Flüssigkeitsspiegel mit 10 bezeichnet.

Das am Rohr 8 befestigte Fühlrohr 12 mündet unterhalb der Ausflußöffnung des ersteren in die Flüssigkeit 4.

Das Fühlrohr 12 kommuniziert über ein Verbindungsrohr 14 mit dem allgemein mit 16 bezeichneten Wandler. Dieser besteht aus einem U-förmig gebogenen Rohr, das bis zur Höhe 18 mit einer elektrisch leitenden Flüssigkeit 20 gefüllt ist. Ein Schenkel 24 des U-Rohres ist an seinem oberen Ende geschlossen und kommuniziert über eine Leitung 14 mit dem Fühler 12, während im anderen Schenkel 26 eine aus einem Widerstandsdraht gebildete, in die elektrische Leitung 44 zwischeneeschalteie Schleife 28 eingehängt ist, welche in die im Schenkel 26 befindliche leitende Flüssigkeit 20 taucht. Ein Ansteigen des

Flüssigkeitsspiegels 10 verursacht also eine Drucksteigerung in 14, und demzufolge eine Senkung des Flüssigkeitsspiegels 18 im Schenkel 24 z. B. bis zum Stand 28, eine entsprechende Hebung des Flüssigkeitsspiegels 18 im Schenkel 26 bis zum Stand 30.

ίο Dadurch schließt die leitende Flüssigkeit den zwischen den Höhen 18 und 30 befindlichen Teil der Schleife kurz, also einen Teil, der etwa doppelt so lang ist als der Höhenunterschied zwischen 30 und 18 und verringert folglich den Widerstand der Schleife 28. Um-

«5 gekehrt verursacht ein Sinken des Flüssigkeitsspiegels 10 eine Zunahme des von der Schleife gebildeten Widerstandes. Die dadurch erzeugten Stromänderungen in der Leitung 44 werden zum Steuern der Flüssigkeitszufuhr benutzt.

ao In der Ausführung nach Fig. 1 steuern diese Stromänderungen in der Leitung 44 ein elektrisches Ventil 32, das in einer Abzweigung 34 der Druckluftleitung 36 der Ausblasöffnung 46 vorgeschaltet ist und durch die Regelung der Entladung der Druckluft über

»5 46 den Druck in der Leitung 36 steuert. Die Druckänderungen in der Leitung 36 steuern ihrerseits ein Membranventil 38, das den Durchfluß des Füllgutes 4 in der Zweigleitung 40 und damit dessen Förderung über das Einfüllrohr 8 in die Röhre 2 regelt.

Der in Fig. 1 dargestellte Niveauregler arbeitet also folgendermaßen: durch das Ansteigen des Niveaus 10 der Flüssigkeit 4 in der Röhre 2 und folglich auch im Fühler 12 steigt auch die Flüssigkeit 20 im Schenkel 26des U-Rohres 22. Die dadurch verursachte Senkung des Widerstandes in der Schleife 28 und somit die Stromzunahme in der elektrischen Leitung 44 drückt sich in einer der Hebung des Flüssigkeitsspiegels entsprechenden Drosselung des Elektroventils 32. in einer Drucksteigerung in der Leitung 36 und somit in einer Drosselung der Flüssigkeitszufuhr in der Leitung 40 durch das Membranventil 38. Ein Absinken des Niveaus 10 ruft in der Vorrichtung eine Zunahme der Füllgutzufuhr in der Röhre 2 durch Umkehrung der eben beschriebenen Vorgänge hervor.

Eine vereinfachte Ausführung der Niveauregelvorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt. Die Stromänderungen in der elektrischen Leitung 44 werden hier in einer Verarbeitungseinheit 48 in Signale umgewandelt,

welche iber das Elektroventil 46 den Durchfluß des Füllgutes durch die Rohrleitung 40 und das Einfüllrohr 8 ähnlich wie im vorhergehenden Beispiel regeln. Hier fallen also die Druckluftleitungen 36 und 34 sowie das Membranventil 38 fort.

Zur Sicherung gegen ein Überfließen der Flüssigkeit 20 in das Füllgut 4 über das Verbindungsrohr 14 wird in diesem ein Rückschlagventil oder eine ebenfalls U-förmige Krümmung 50 vorgesehen. Im Bedarfsfall lassen sich die Rohre 12, 16 und 22 äußerst leicht reinigen und sterilisieren. Vorteilhaft wählt man als flüssigen Leiter 20 eine selbststerilisierende Flüssigkeit, wie Alkohol, Wasserstoffperoxid od. dgl. Diese gewährleistet einen übrigens absolut dichten Luftabschluß zwischen dem oben offenen Schenkel 26

6s und dem Schenkel 24 und den mit ihm kommunizierenden Rohren 14 und 12.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Niveauregler, insbesondere zur Vermeidung von Niveauschwankungen in steril zu verpackenden Flüssigkeiten, bestehend aus einem in die Flüssigkeit tauchenden rohrförmigen Fühler, einem mit diesem Fühler kommunizierenden Wandler, der die Druckänderungen des Fühlers in elektrische Stromänderungen umsetzt sowie aus »o von diesem Stromänderungen gesteuerten Regulierventilen zur Regelung der Füllgutförderung, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (16) aus einem teilweise mit einer elektrisch leitenden Flüssigkeit (20) gefühlten U-Rohr (22) »5 besteht, dessen einer Schenkel (24) oben geschlossen ist und über ein Verbindungsrohr (14) mit dem in das Füllgut (4) tauchenden Fühler kommuniziert und dessen anderer Schenkel (26) einen den Steuerstrom für das Reguiierventil (32; 48) führenden, zu einer Schleife gebogenen, teilweise in die Flüssigkeit (20) tauchenden Widerstand (28) enthält.

2. Niveauregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Wandler (16) erzeugten as Stromänderungen ein Elektroventil (32) betätigen, welches den Druck in einer Druckluftleitung (34,36) regelt, wobei dieser Druck seinerseits ein in die Füllgutleitung (40) eingeschaltetes, den Durchfluß des Füllgutes (4) regelndes Ventil (38) steuert.

3. Niveauregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Wandler (16) erzeugten Stromänderungen über eine Verarbeitungseinheit (48) ein den Durchfluß des Füllgutes (4) in einer Speiseleitung (40) regelndes Elektroventil steuern.

4. Niveauregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Flüssigkeit (20) in dem U-Rohr (22) eine sterilisierende Flüssigkeit ist.