DE2439789A1

DE2439789A1 - Messvorrichtung fuer zapfanlagen von schaumbildenden getraenken

Info

Publication number: DE2439789A1
Application number: DE2439789A
Authority: DE
Inventors: Istvan Dekan
Original assignee: FRIBUE GETRAENKEMESSGERAETEVER
Current assignee: FRIBUE GETRAENKEMESSGERAETEVER
Priority date: 1972-06-23
Filing date: 1974-08-20
Publication date: 1976-03-04

Description

Meßvorrichtung für Zapfanlagen von schaumbildenden Getränken Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung für Zapfanlagen von schaumbildenden Getränken, mit einer Zuleitung von einem Vorratsbehälter, mit einem Meßfühler, mit dem Schaum von kompakter Flüssigkeit unterscheidbar ist, einer Meßka~ciIner mit einer Volumenmeßvorrichtung mit nachgeschaltetem Zählwerk und einem Schalter, mit dem die Meßvorrichtung vom Zählwerk trennbar ist, der vom Meßfühler gesteuert ist, nach Patent (Patentanmeldung P 22 30 836.7).
In der DT-DS 2 230 836 ist eine vollautomatische Schalteinrichtung eines Zählwerkes für Flüssigkeits messungen bei Kohlensäuredruck in Getränkezapfanlagen beschrieben. Die. Einrichtung besitzt die eingangs beschriebenen Elemente. In einem Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, daß die Drehachse des Zählwerkes von der in der Meßkammer befindlichen Drehachse eines Volumenmeßrades magneto-mechanisch getrennt wird0 Hierfür ist eine elektro-magnetische Kupplung vorgesehen, die beispielsweise mittels eines Relais oder eines Schaltgerätes getrennt werden kann.
Hierfür ist vorgesehen, daß als Meßfühler eine Kombination aus Infrarot-Lampe mit entsprechendem Empfänger vor der Meßkammer angeordnet ist. Wenn die Flüssigkeit "kompakt" vorliegt, d.h. keinen Schaum aufweist, so wird das Licht der Infrarot-Lampe nicht reflektiert. Für diesen Fall bleiben Zählwerk und Neßvorrichtung gekoppelt. Tritt dagegen Schaum in die Leitung, so wird das Infrarotlicht reflektiert und ergibt ein Signal im Empfänger. Sofort werden Meßvorrichtung und Zählwerk entkoppelt.
Es hat sich herausgestellt, daß die.mechanis(he Schaltweise nicht schnell genug erfolgt. Die mechanischen eile unterliegen einem gewissen Verschleiß und können unter Umständen durch Ablagerungen in ihrer Funk-Ü½n beeinträchtigt werden.
Zur Verbesserung der Meßvorrichtung wird daher vorgeschlagen, daß die Volumenmeßvorrichtung wenigstens ein proportional zum Flüssigkeitsstrom drehendes Element aufweist, das mit einem Impulsgeber verbunden ist, der bei jeder n-ten Umdrehung (n wenigstens einen Impuls an einen Empfänger abgibt, der über ein UND-Gatter, dem das Signal vom Meßfüh-153. als Vergleichssignal angegeben ist, das Zählwerk mit den zu zählenden Impulsen beaufschlagt.
Durch die vorgeschlagene Schaltung ist es möglich, auf die magneto-mechanische Kupplung zu verzichten und eine verzögerungsfreie Unterbrechung bzw. Zuschaltung der vom Drehelement stammenden Impulse zu ermöglichen. Es sei darauf hingewiesen, daß die chltung des Meßfühlers so erfolgt, daß bei einem kolliI)ekten Flüssigkeitsstrom ein Signal abgegeben wird, das, bei Auftreten von Schaum untebrochen ist. Bei Unterbrechung des Signales erscheint entsprechend den Vorschriften einer logischen Schaltung am Ausgang des UND-Gatters kein Signal, so daß auch die Impulse nicht weitergeleite-t werden. Das Zählwerk steht also während des Auftretens von Schaum am Meßfühler.
Als besonders zuverlässig zur Erzeugung von Zählimpulsen hat sich eine Drehkolben-Anordnung in der eßkammer erwiesen, wobei der Drehkolben einen Impulsgeber trägt. Als Impulsgeber eignet sich beispielsweise ein am Kolben oder an einem Mitnehmerteil befestigter Permanent-Magnet, der eine außerhalb der Neßkkammer angebrachte Hall-Sonde mit Impulsen beaufschlagt. Als Alternative zu dieser Konstruktionsart ist möglich, am Kolben ein Element anzubringen, das sich in seiner Dielektrizität stark von den übrigen Kolbenmaterial unterscheidet. Durch dieses Element wird außerhalb der Meßkammer eine Spulenanordnung in ihrer Induktivität verändert, womit ebenfalls ein zu messender Impuls erzeugbar ist.
Für den Aufbau der Meßkammer sind bereits in der Stammanmeldung Möglichkeiten angegeben worden. Für den vorliegenden Zweck eignet sich insbesondere eine zylindriscbe Meßkammer mit einem zentral angeordneten, außen gezahnten Mitnehmerteil, um den ein zylindrischer Kolben mit Innenverzahlung rotiert, wobei ein wandernder Hohlraum zwischen der Innenwand der Meßkammer und Außenwand des Kolbens ein abgemessenes Flüssigkeitsvolumen von einem Einlaß zu einem Auslaß fördert.
In Fortbildung dieser Ausführungsform kann ein hohler, zylindrischer Kolben und an einer Stirnseite der Meßkammer oeffnungen angebracht sein, die als Ein- und Auslaß dienen und durch eine Wand getrennt sind. Bei der Kolbenbewegung werden die Öffnungen periodisch von der Kolben-Querschnittsfläche überstrichen. Der Kolben weist einen Schlitz auf, durch den die Scheidewand zwischen den Öffnungen reicht. Wie in der Beschreibung erläutert, dient damit sowohl das Kolbeninnere als auch der Hohlraum zwischen Innenwand der Meßkammer und Außenwand des Kolbens als Flüssigkeitsreservoir.
Kolben und Meßkammer sowie die übrigen Teile der eigentlichen Zapfvorrichtung (Zuleitung, Hahn und Ableitung) können aus einem dielektrisch indifferenten Kunststoff, vorzugsweise glasfaserverstärkter Kunststoff, gefertigt werden. Es wird ein abnehmbarer Deckel über der Meßkammer und/oder über dem Meßfühler-Bereich vorgesehen, nach dessen Abnahme auch der Kolben aus dem Meßraum herausziehbar ist. Durch diese Anordnung und durch die Verwendung des genannten Werkstoffes ist es besonders einfach, die erforderliche Reinigung der Zapfanlage vorzunehmen.
Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß die vorgeschlagene Konstruktion auch die Möglichkeit eröfft net, Zählwerk mit Anzeige in Entfernung von den mechanischen Meßteilen der Zapfanlage anzubringen, beispielsweise auf einer Sammel-Anzeigetafel. Außerdem ist möglich, einen Generator zur Stromerzeugung für die elektronischen Bauteile der Meßvorrichtung durch den Drehkolben bzw. durch das Mitnahmeelement anzutreiben, so daß die Meßvorrichtung von einer externen Stromversorgung unabhängig gemacht werden kann.
Bei Verwendung von Kunststoff als Werkstoffmaterial ist es schließlich noch möglich, im Bereich des Meßfühlers ein Fenster aus durchsichtigem Kunststoff, vorzugsweise Acrylglas, in die Zuleitung einzulassen.
Zur Erläuterung der Erfindung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel einer Meßvorrichtung für Zapfanlagen von schaumbildenden Getränken anhand der Zeichnung erläutert. Die Figuren zeigen: Figur 1 eine Meßkammer mit abgenommenen Deckel; Figur 2 eine Meßkammer bei abgenommenem Elektronik-Bauteil; Figur 3 die Arbeitsweise des Meßorgans und den Aufbau der Meßkammer; Figur 4 Schema einer Reflexschranke.
Die Meßvorrichtung für Zapfanlagen gemäß der Erfindung besteht aus einem zentralen Gehäuseteil 1 mit einem Anschlußstutzen 2 und einem Auslauf 3. Das System der Hohrleitungen ist aus Figur 2 zu erkennen.
Im vorderen Teil des Gehäuseteils ist ein Konuskükenhahn 14 angebracht, der Anschlußstück und Auslauf miteinander verbindet und durch einen Hebel 4 mit einem Schwenkweg von 900 geöffnet und geschlossen werden kann.
Auf der vom Auslauf gesehen linken Seite des Gehäuseteils ist die elektronische Zähl- und Anzeigeeinheit 5 angebracht. Wie aus Figur 2 erkennbar, ist die Einheit 5 von dem eigentlichen Zapfgerät vollständig zu trennen. Die von dem Anschlußstück kommende Fliissigkeit, beispielsweise Bier, passiert vor den Eintritt in die runde Meßkammer 16(Figur 1) eine Reflexschranke. Die Reflexschranke ist in dem verdickten Teil 17 des Anschlußstutzens 2 untergebracht. Sie besitzt ein in den Anschlußstutzen eingesetztes Fenster 24. Vor dem Fenster liegt eine Photodiode 21, welche einen ultraro ten unsichtbaren Lichtstrahl durch das Fenster sendet. Bei Schaunibildung wird der Strahl reflektiert und trifft auf einen Phototransistor 22, welcher ein Signal abgibt Anschließend frelangt die Flüssigkeit in die runde Meßkammer 17, deren schematischer Aufbau aus der PigUl' 3 erkennbar ist. Die Meßkainmer besitzt zwei sichelförmige Öffnungen z (Einlaß) und A (Auslaß). Die beiden Öffnungen A und E sind durch eine Trennwand 18 getrennt. Konzentrisch ist in der Meßkammer ein Mitnehmerelement 19 drehbar angeordnet, das mit einem eingegossenen Permanent-Magneten 20 versehen ist. Demmach wird das Volumen der Meßkammer von einem torusförmigen Raum gebildet, der VOil dem Mitnehmerelement nach innen und von der Meßkammerwand nach außen begrenzt ist. In der Meßkammer ist ein beweglicher Kolben 26 angeordnet, der mit einem Schlitz 27 versehen ist, der über die Trennwand 18 reicht.
Die Funktion des Meßorgans ist wie folgt: Erste Phase: Der sichelförmige Raum I ist mit dem Einlaß E verbunden und steht unter dem Flüssigkeitsdruck. Dieser Druck bewegt den Kolben 26 in Pfeilrichtung. Raum I ist durch den Kolben vom raum II, der mit dem Auslaß in Verbindung steht, abgedichtet.
Zweite Phase: Unter dem Flüssigkeitsdruck hat sich der Raum I vergrößert und der Kolben weiterbewegt. Der Raum II hat sich proportional verkleinert. Gleichzeitig tritt der Innenraum III mit dem Einlaß und der Innenraum IV mit dem Auslaß in Verbindung.
Dritte Phase: Der Kolben hat eine halbe Umdrehung vollendet. Der Außenraum I ist jetzt vom Einlaß getrennt. Der Innenraum IlI stehet voll mit dem Einlaß und der Innenraum IV voll mit dem Auslaß in Verbindung.
Vierte Phase: Unter Vergrößerung des Raumes III bewegt sich der Kolben weiter in Pfeilrichtung. Es bildet sich aufs Hcue der Raum 1. Der Rau.n II verkleinert sich ebenso wie der Raum IV.
Durch die bedeckung der geteilten Innen- und Außenräume, d.h. des Kolbeninnen- und Kolbenaußenraumcs, entsteht die kontinuierliche Bewegung des Kolbens.
Der Kolben bewegt das zylindrische Mitnehmerteil 19, welches den Permanent-Magneten 20 enthält. Das wechselnde Magnetfeld wird durch eine außen an der Meßkammer angebrachte Hall-Sonde abgetastet, wobei in der Sonde eine Wechselspannung erzeugt wird, welche in einer Verstärker- und Formerstufe in elektrische Rechteckimpulse umgewandelt wird. Da die Kolbenumdrehungen bzw. Umdrehungen des Mitnehmerteils dem durchgeflossenen Volumenproportional sind, kann eine direkte Korrelation zwischen Menge und Zählimpulsen hergestellt werden. Die Impulse werden einer elektrischen Zählkette zugeleitet und zur Anzeige gebracht.
In der Figur 2 ist der Anschluß der Hall-Sonde 28 zu erkennen.
Die Stromzuführung für das elektronische Meßteil erfolgt durch eine Leitung 29, die in einer Nut des Anschlußstutzens 2 verlegt ist.
Die Impulse von der Reflexschranke sind über ein UND-Gatter derartig mit den Impulsen von der Hall-Sonde gekoppelt, daß nur bei Durchströmen einer kompakten Flüssigkeit durch den Reflexschranken-Bereich eine Weitergabe der Zählimpulse erfolgt. Bei jeder Umdrehung des Kolbens und bei Freigabe des UND-Gatters schaltet die Zählkette um eine Ziffer weiter. Zur Anzeige sind sogenannte Siebensegmentdisplays vorgesehen.
Die zur Durchführung der angegebenen Schaltweise erforderlichen Bauteile sind bekannt und einzeln käuflich erhältlich.
Für die Stromversorgung ist beispielsweise ein Speisegerät erforderlich, das die Versorgungsspannung von 6,5 V erzeugt. Damit bei Netzausfall der Meßwert nicht verloren geht, ist ein Pufferakkumulator eingebaut. Dieser übernimmt die Stromversorgung bei Netzausfall automatisch.
Darüber hinaus wird als Alternative vorgeschlagen, die Stromversorgung durch die Kolbendrehung direkt zu ermöglichen, indem ein kleiner Generator mit der Achse des Mitnehmerelementes verbunden wird, wobei eine ausreichende Strommenge erzeugt werden kann.
Das zentrale Gehäuseteil mit Meßkammer wird vorzugsweise aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff hergestellt, der lebensmitteltechnisch unbedenklich und dielektrisch neutral ist.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Meßvorrichtung für Zapfanlagen von schaumbildenden Getränken, mit einer Zuleitung von einem Vorratsbehälter, mit einem Meßfühler, mit dem Schaum von kompakter Flüssigkeit unterscheidbar ist, einer Meßkammer mit einer Volumenmeßvorrichtung mit nachgeschalte-tem Zählwerk und einem Schalter, mit dem die Meßvorrichtung vom Zählwerk trennbar ist, der vom Mcßfühler gesteuert ist, nach Patent (Patentanmeldung P 22 30 836.7), dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenmeßvorrichtung wenigstens ein proportiorlal zum Flüssigkeitsstrom drehendes Element aufweist, dK; mit einem Impulsgeber verbunden ist, der bei jeder n-ten Umdrehung (n = 1 2, 3...) wenigstens einen Impuls an einen Empfänger abgibt, der über ein UND-Gatter, dem das Signal v-om Meßfühler als Vergleichssignal eingegeben ist, das Zählwerk mit zu zählenden Impulsen beaufschlagt.

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, gekeniizeichnet durch eine im wesentlichen zylindrische Meßkammer (16), in der ein Drehkolben (26) angeordnet ist, der einen Impulsgeber (20) trägt.

3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine zylindrische Meßkammer (16) mit einem zentral angeordneten, außen gezahnten Mitnehmerelement (19), um das ein zylindrischer Kolben (26) mit Innenverzahnung rotiert, wobei im wandernden Hohlraum zwischen Innenwand der Meßkammer und Außenwand des Kolbens ein abgemessenes Flüssigkeitsvolumen von einem Einlaß (E) zu einem Auslaß (A) förderbar ist.

4. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 und 3, gekennzeichnet durch einen hohlen, zylindrischen Kolben (26) und an einer Stirnseite der Meßkammer angebrachte Cffnungen (E,A) für Ein- und Auslaß, die durch eine Wand (18) getrennt sind, und dadurch, daß die Öffnungen (E, A) bei der Kolbenbewegung periodisch von der'Kolben-Querschnittsfläche überstrichen werden, und durch einen Schlitz (27) im Kolben (26), durch den die Scheidetrennwand (18) reicht.

Meßvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen abnehmbaren Deckel über der Meßkammer (16) und/oder über dem Meßfühler-Bereich sowie durch einen aus der Meßkammer herausziehbaren Kolben (26).

6. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen am Kolben- oder Mitnehmerteil befestigten Permanent-Magneten (20), der eine außerhalb der Meßkammer angebrachte Hall-Sonde (28) mit Impulsen beaufschlagt.

7. vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein am Kolben angebrachtes Element mit von dem übrigen Kolbenmaterial stark unterschiedlicher Dielektrizität, das in einer außerhalb der Meßkammer angebrachten Spulenanordnung eine Induktivitätsänderung hervorruft.

8. Meßvorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben und die Meßkammer aus einem dielektrisch indifferenten Werkstoff, vorzugsweise glasfaserverstärktem Kunststoff, gefertigt sind.

9. Meßvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zuleitung im Bereich des Meßfühlers ein Fenster aus durchsichtigem Kunststoff, vorzugsweise Acrylglas, eingelassen ist.

10. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zählwerk mit Anzeige in Entfernung von den mechanischen Meßteilen der Zapfanlage angebracht ist.

11. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5 und 9, gekennzeichnet durch einen Generator zur Stromerzeugung für die elektronischen Bauteile der Meßvorrichtung, der von dem Drehkolben angetrieben ist.

L e e r s e i t e