DE3413816A1

DE3413816A1 - Verfahren zum kontrollieren der fuellhoehe in faessern und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3413816A1
Application number: DE19843413816
Authority: DE
Inventors: Rolf 4972 Löhne Budde; Lothar Dr. 8221 Teisendorf Heiden
Original assignee: Leifeld & Lemke Maschf
Current assignee: Leifeld & Lemke Maschf
Priority date: 1984-04-12
Filing date: 1984-04-12
Publication date: 1985-10-17

Description

Verfahren zum Kontrollieren der Füllhöhe in Fässern
und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kontrollieren der Füllhöhe in Fässern, insbesondere in Bierfässern mit einer im Faßboden verbleibenden Faßarmatur mit selbsttatig schließenden Ventilen für Durchgangsöffnungen und mit einem in das Faß hineinragenden bis nahe zum Faßboden sich erstreckenden Steigrohr, die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Zum Kontrollieren der Füllhöhe von Bierfässern nach deren Abfüllung und insbesondere zur Füllstandskontrolle von sogenannten KEG-Fässern werden vornehmlich zwei Verfahren eingesetzt, und zwar das Wiegeverfahren und das Verfahren mittels elektromagnetischer Wellen.
Die Füllstandskontrolle durch Wiegen erfolgt über eine separate, hinter der Faßfüllstation angeordnete Wiegeeinrichtung in der Transportbahn der Fässer. Unterschiedliche Faßgrößen und Faßwerkstoffe und nicht zuletzt auch Wandstarkenunterschiede der einzelnen Fässer machen stets eine Leergutgewichtseingabe notwendig.
Nach dem Wiegeverfahren arbeitende Füllstandskontrollen sind verhältnismäßig teure Einrichtungen und verlangen stets eine Unterbrechung des Transportflusses, sie sind zudem nicht frei von Störungen und bedürfen einer recht aufwendigen Wartung.
Bei den Füllstandskontrollverfahren mittels elektromagnetischer Wellen durchlaufen die Fässer ebenfalls eine separate hinter der Faßfüllstation installierte Kontrollstation. Die Messung wird am Boden des mit seinen Einfüllstutzen nach unten gerichteten Fasses durchgeführt. Dabei gibt eine in einen Blei körper eingebrachte und in einer definierten Füllhöhe des Fasses angeordnete Strahlungsquelle durch eine Uffnung einen feinen gebündelten Meßstrahl ab, der auf einen gegenüberliegenden Meßdetektor trifft. Beim Transport des Fasses durch den Meßstrahl erfolgt eine Schwächung des Strahles in Abhängigkeit vom Füllstand des Füllgutes.
Bei Verwendung gleicher Faßhöhen ist eine feste Anordnung der Meßeinrichtung zur Oberwachung des Mindestfüllstandes ausreichend, verschiedene Faßgrößen hingegen erfordern eine Höhenverstellung der Meßanordnung, wozu die Faßhöhe zunächst abgefragt und darauf die Meßeinrichtung in die entsprechende Meßposition gefahren wird.
Eine solche Füllstandskontrolleinrichtung erfordert einen außerordentlich großen baulichen Mehraufwand. Die hierbei verwendete Steuerelektronik und Meßelektronik führt nicht selten zu Störungen und damit zu Produktionsunterbrechungen. Insbesondere aber sind für die Gammastrahlenerzeugung große und aufwendige Energieanlagen notwendig. Nicht zuletzt müssen aufgrund der Gefährlichkeit der Strahlenwirkung zusätzlich teure Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Kontrollieren der Füllhöhe in Fässern, insbesondere in Fässern mit einer im Faßboden verbleibenden Faßarmatur gemäß der Gattung, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, die bei geringem baulichen Aufwand ein genaues und funktionssicheres Kontrollieren der Füllhöhe ermöglichen, ferner soll die Kontrolle am durchlaufenden Faß sowie an allen anfallenden Faßhöhen ohne entsprechende Einstellarbeiten erfolgen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach dem Abfüllen einer kalten Flüssigkeit in ein zuvor beim Reinigen erwärmtes Faß die Temperatur des Faßmantels im Bereich der Füllhöhe gemessen und bei Erreichen einer vorwählbaren Soll-Temperatur, die niedriger als die beim Reinigen entstehende Temperatur des Faßmantels ist, das Faß als ordnungsgemaß gefüllt freigegeben wird, bei Nichterreichen der Soll-Temperatur hingegen das Faß als unterfüllt angezeigt und gesondert behandelt wird.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine an den Mantel eines Fasses im Bereich der Füllhöhe anlegbare Temperaturmeßeinrichtung mit einer Schaltungsanordnung, die bei Nichterreichen einer vorwählbaren Soll-Temperatur Schaltimpulse an eine Maschinensteuerung und/oder Signale zum Anzeigen des unterfüllten Fasses abgibt.
Mit dem Verfahren nach der Erfindung läßt sich eine sehr genaue und sichere Kontrolle der Füllhöhe in Fässern im Vergleich mit bisher eingesetzten Meßverfahren durch Wiegen oder durch die Isotopen-Meßmethode erzielen, da in die Temperaturmessung keine Gewichte eingehen und keine Faßgewichte berücksichtigt werden müssen. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens verlangt nur einen geringen baulichen Aufwand, sie arbeitet mit sehr hoher Funktionssicherheit bei niedrigen Anforderungen an Wartung.
Nach einem bevorzugten Verfahrensschritt erfolgt die Temperaturmessung des Faßmantels berührungslos, was hinsichtlich der unterschiedlichen Faßhöhen durch Fortfall der damit verbundenen Umstellungsarbeiten von besonderem Vorteil ist. Gemäß einem weiteren Verfahrensmerkmal kann die Temperaturmessung aufgrund der berührungslosen Messung am durchlaufenden Faß vorgenommen werden.
Weitere vorteilhafte Verfahrensschritte sowie Ausgestaltungen der Erfindung sind in den verbleibenden Unteransprüchen gekennzeichnet.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen, in denen Ausführungsbeisplele dargestellt werden, näher beschrieben.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen verschiedene Füllstandskontrolleinrichtungen, jeweils in der Faßfüllstation angeordnet, in der ein KEG-Faß 1 zum Füllen mit Bier mit nach unten weisendem Kopf über eine Anpreßplatte 3 in einer an einem Füllkopf 2 angekoppelten Position gehalten ist.
Das in einer der Füllstation vorgeordneten Reinigungsstation sterilisierte und durch Dämpfen auf ca. 100' C erhitzte Faß 1 wird mit dem Füllgut Bier, das eine Temperatur von ca. 16' C aufweist, bis zur Höhe des nahe zum Faßboden reichenden Steigrohres la gefüllt.
Erfindungsgemaß wird unmittelbar nach dem Füllen des erhitzten Fasses mit kaltem Bier die Temperatur des Faßmantels im Bereich der Füllhöhe gemessen und bei Nichterreichen einer Soll-Temperatur, die wesentlich von der Temperatur des erhitzten Faßmantels abweicht, das Faß als unterfüllt angezeigt und gesondert behandelt, indem es beispielsweise auf eine andere Transportbahn geleitet wird. Im Ausführungsbeispiel nach der Figur 1 findet eine Temperaturmeßeinrichtung Verwendung, die aus einem Temperaturfühler 4 in einer Halterung 5 besteht, wobei die Meßeinrichtung von einem an der Anpreßplatte 3 befestigten Pneumatikzylinder 6 aufgenommen und höhenverfahrbar ist, und zwar zwischen einer Anlageposition am Faßboden im Bereich der Füllhöhe und einer zurückgefahrenen Position. Die Temperaturmeßeinrichtung ist mit einer nicht dargestell- ten, an sich bekannten Schaltungsanordnung gekoppelt, über die bei Nichterreichen der vorgegebenen Soll-Temperatur Steuerimpulse an die Maschinensteuerung der Gesamtanlage und Anzeigesignale ausgegeben werden.
Aufgrund des großen Temperaturgefälles zwischen Faßmantel und Füllgut erfolgt mit dem Biereinlauf eine rasche Abkühlung des Faßmantels ausschließlich bis zum Bereich der Füllhöhe, so daß über die erfindungsgemäße Temperaturmessung der Faßmantel oberfläche eine funktionssichere Aussage über die Faßfüllung erzielt wird.
Da bei KEG-Fässern die maximale Füllhöhe bis zum Steigrohr la reicht und folglich zwischen Steigrohr und Faßboden, der als sogenannte "Tasse" 1b ausgebildet ist, ein Luftraum verbleibt, bietet sich eine Soll-Differenztemperaturmessung an, wie im Ausführungsbeispiel in Figur 2 dargestellt. Ein unterer Temperaturfühler 10 wird hierbei am Faßmantel im Bereich der Füllhöhe zur Anlage gebracht, während sich gleichzeitig ein oberer Temperaturfühler 11 an den Faßmantel im Bereich über der Füllhöhe legt. Die beiden Temperaturfühler sind über eine Brücke 12 untereinander verbunden, die an dem einen Ende eines an der Anpreßplatte 3 drehbar gelagerten zweiseitigen Hebels 13 befestigt ist. An dem gegenüberliegenden freien Ende des Hebels 13 greift ein ebenfalls an der Anpreßplatte 3 gelagerter Pneumatikzylinder 14 an, so daß bei Betätigung des Zylinders die beiden Temperaturfühler 10 und 11 zwischen einer Anlagestellung am Faßmantelboden und einer abgeschwenkten Position verfahren werden.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel findet eine Steuerimpulse aussendende Schaltungsanordnung Verwendung, mit der die beiden Temperaturfühler 10 und 11 gekoppelt sind. Bei Nichterreichen einer vorgegebenen Soll-Differenztemperatur wird das Faß als unterfüllt angezeigt und darauf gesondert behandelt.
Der Vorteil einer Dlfferenztemperaturmeßeinrlchtung liegt darin, daß eine Füllstandskontrolle auch bei Vorliegen einer nicht großen Temperaturdifferenz zwischen Faßmantel und abzufül lender Flüssigkeit durchführbar ist.
Das Ausführungsbeispiel nach der Figur 3 zeigt eine berührungslos arbeitende Temperaturmeßeinrichtung 15, die an der Anpreßplatte 3 installiert ist, und zwar in einer senkrechten Anordnung über dem Faßboden. Zum Messen der Oberflächentemperatur wird eine Infrarot-Temperaturmeßeinrichtung eingesetzt, die auf den Faßboden im Bereich der Füllhöhe gerichtet ist. Insbesondere bietet sich die berührungslose Messung zum Kontrollieren des Füllstandes am durchlaufenden Faß an, wobei die Meßeinrichtung über der Faßtransportbahn angeordnet wird. Eine Anpassung an die verschiedenen Faßhöhen entfällt, des weiteren werden keine aufwendigen Einrichtungen zum Anhalten des Fasses benötigt. Anstelle einer einzigen Meßeinrichtung kann auch beim berührungslosen Messen eine Differenzmessung mit zwei Meßeinrichtungen eingesetzt werden.
Wie in den beiden zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen, ist auch in diesem Beispiel die Infrarot-Meßeinrichtung mit einer Steuerimpulse aussendenden Schaltungseinrichtung gekoppelt. Bei der Installation einer berührungslosen Meßeinrichtung über der Faßtransportbahn sollte die Transportstrecke des Fasses zweckmåßigerweise von der Faßfüllstation bis hin zur Meßstrecke gering sein, da bei einem von der Füllstation weiter entfernten Abstand der Meßstelle die Gefahr der übermäßig starken Abkühlung des Faßmantels durch schwankendes Bier besteht.

Claims

Verfahren zum Kontrollieren der Füllhöhe in Fässern und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Patentansprüche: ( 1 ) erfahren zum Kontrollieren der Füllhöhe in Fässern, insbesondere in Bierfässern mit einer im Faßboden verbleibenden Faßarmatur mit selbsttätig schließenden Ventilen für Durchgangsöffnungen und mit einem in das Faß hineinragenden bis nahe zum Faßboden sich erstreckenden Steigrohr, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abfüllen einer kalten Flüssigkeit in ein zuvor beim Reinigen erwärmtes Faß die Temperatur des Faßmantels im Bereich der Füllhöhe gemessen und bei Erreichen einer vorwählbaren Soll-Temperatur, die niedriger als die beim Reinigen entstehende Temperatur des Faßmantels ist, das Faß als ordnungsgemäß gefüllt und freigegeben wird, bei Nichterreichen der Soll-Temperatur hingegen das Faß als unterfüllt angezeigt und gesondert behandelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontrollieren der Füllhöhe im Faß durch eine Soll-Differenztemperaturmessung erfolgt, indem die Temperatur des Faßmantels im Bereich der Füllhöhe und in einem Bereich oberhalb der Füllhöhe gemessen wird und bei Nichterreichen einer vorwählbaren Soll-Temperaturdifferenz das Faß als unterfüllt angezeigt und gesondert behandelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmessung des Faßmantels berührungslos erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmessung am durchlaufenden Faß vorgenommen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmessung unmittelbar im Anschluß an den Füllvorgang vorgenommen wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine an den Mantel eines Fasses (1) im Bereich der Füllhöhe anlegbare Temperaturmeßeinrichtung (4) mit einer Schaltungsanordnung, die bei Nichterreichen einer vorwählbaren Soll-Temperatur Schaltimpulse an eine Maschinensteuerung und/oder Signale zum Anzeigen des unterfüllten Fasses abgibt.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine an den Mantel eines Fasses (1) im Bereich der Füllhöhe anlegbare Temperaturmeßeinrichtung (10) und durch eine weitere an den Mantel des Fasses (1) im Bereich oberhalb der Füllhöhe anlegbare Temperaturmeßeinrichtung (11), wobei die beiden Temperaturmeßeinrichtungen (10, 11) miteinander gekoppelt sind und über eine Schaltungsanordnung bei Nichterreichen einer vorwählbaren Soll-Differenztemperatur zwischen den beiden Temperaturmeßeinrichtungen (10, 11) Schaltimpulse an eine Maschinensteuerung und/oder Signale zum Anzeigen des unterfüllten Fasses abgeben.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmeßeinrichtung eine berührungslose Tempera- turmeßeinrichtung (15) ist, die über dem Faß (1) installiert und auf den Faßmantel im Bereich der Füllhöhe bzw. auf den Bereich des Faßmantels oberhalb der Füllhöhe ausgerichtet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmeßeinrichtung eine Infrarot-Meßeinrichtung (15) ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmeßeinrichtung (15) unmittelbar hinter einer Faßfüllstation über einer Faßtransportbahn angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmeßeinrichtung (4, 10, 11, 15) an einer Anpreßplatte (3) zum Halten des Fasses auf einem Füllkopf (2) installiert ist.