DE4031833C2 - Einrichtung zum Abzweigen von Teilmengen aus einem durch eine Rohrleitung fließenden Milchstrom - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Abzweigen von Teilmengen aus einem durch eine Rohrleitung fließen­ den Milchstrom.

Eine Einrichtung der genannten Art ist aus der DE 35 35 179 C1 bekannt. Hier besteht die Einrichtung im wesentlichen aus einem mit der Rohrleitung verbundenen Abzweigventil, das zwei unterschiedliche Stellungen ein­ nehmen kann, welche zwei unterschiedlichen Teilungsver­ hältnissen entsprechen. Vom Abzweigventil gehen zwei Ab­ zweigleitungen ab, durch welche die abgezweigten Teil­ mengen der Milch abführbar sind. Je nach der geförderten Gesamt-Milchmenge wird dann eine der beiden abgezweigten Teilmengen für die Probenahme ausgewählt.

Als nachteilig hat sich bei dieser bekannten Einrichtung herausgestellt, daß insbesondere bei hohen Fließgeschwin­ digkeiten der Milch, wie sie bei Verwendung leistungs­ starker Pumpen innerhalb der Rohrleitung oder des Ab­ zweigventils auftreten, die abgezweigten Teilmengen nicht mehr repräsentativ sind für die gesamte geförderte Milchmenge. Zum einen wird eine zumindest teilweise Tren­ nung der Milchbestandteile auf ihrem Weg durch die Rohr­ leitung sowie durch die Einrichtung bewirkt, was z. B. zu falschen Werten für anhand der abgezweigten Teilmengen vorgenommene Bestimmungen des Fettgehaltes der Milch führt, und zum anderen kommt es zu irregulären Strömungs­ verhältnissen, die bis zu Strömungsabrissen gehen, wo­ durch die abgezweigten Mengen unzulässig vermindert wer­ den oder sogar Proben gar nicht mehr abgezweigt werden können.

Die DE 24 53 473 A1 beschreibt ein Gerät zur Entnahme von Milchproben aus einem Milchstrom einer Milchleitung, wobei hier die Probenentnahme aus einer Bypass-Leitung erfolgt, die bevorzugt als Staudruckabzweigleitung aus­ gebildet ist. Der Querschnitt dieser Bypass-Leitung ist im Vergleich zur Milchleitung sehr klein, so daß der Hauptstrom der Milch stets durch die Milchleitung selbst strömt, in der keine unmittelbare Probenentnahme er­ folgt. Dadurch, daß die beiden Enden der Bypass-Leitung im Inneren der Milchleitung angeordnet sind, stellen diese ein Strömungshindernis dar, das die erreichbare Förderleistung bei einer bestimmten Pumpenleistung be­ einträchtigt.

Die DE 17 98 275 B2 beschreibt eine Vorrichtung für eine Milchprobennahme aus einem Milchleitungssystem. Bei die­ ser Vorrichtung wird ein Zweigstrom der Milch innerhalb einer Pumpe abgezweigt. Diese technische Lösung hat den Nachteil, daß es zu Verfälschungen der Meßergebnisse durch Verschleppungen aus der Pumpe kommt. Verschleppun­ gen könnten zwar dadurch vermieden werden, daß zunächst die Zweigleitung für die Probennahme abgesperrt bleibt, bis die Pumpe gründlich von der neu geförderten Milch­ menge durchspült ist, jedoch würde dies dazu führen, daß bei der Probennahme die erste Teilmenge der neu geförder­ ten Milchmenge nicht berücksichtigt würde; diese Nicht­ berücksichtigung führt wieder zu Verfälschungen der Meß­ ergebnisse.

Weiterhin beschreibt die AT 265 710 eine Einrichtung zur Entnahme von Milchproben an Milchsammelanlagen, bei der eine kontinuierlich durchflossene Anzapfleitung zur Pro­ benentnahme vorgesehen ist. Dabei ist die Anzapfleitung an einen Milchleitungsabschnitt zwischen einem Luftab­ scheider und einem Sammelbehälter angeschlossen, was für die Gewinnung repräsentativen Milchproben ungünstig, wenn nicht unsinnig ist. Der Luftabscheider hat ein re­ lativ großes Volumen und für seine Spülung vor Aufnahme einer neuen Milchmenge wird schon relativ viel Milch ver­ braucht, wenn sichergestellt werden soll, daß keine Rest­ milch aus einer vorherigen Milchannahme mehr im Luftab­ scheider verbleibt. Diese für die Spülung verbrauchte Menge der Milch geht nicht mehr in die Gewinnung der Milchprobe ein, so daß die Milchprobe auch nicht mehr für die gesamte übernommene Milchmenge repräsentativ sein kann. Wenn bei der Spülung des Luftabscheiders nur eine geringe Milchmenge verwendet würde, könnte eine vollständige Spülung nicht gewährleistet werden und es käme dann zu Meßwertverfälschungen bei den Milchproben durch Verschleppung von Milchresten aus dem Luftab­ scheider. Schließlich ist bei der bekannten Vorrichtung auch noch der Nachteil festzustellen, daß in die Milch­ leitung eine Drossel eingebaut ist, die im Bereich der Einmündung der Abzapfleitung liegt und dort einen Unter­ druck erzeugen soll, um eine Durchströmung der Anzapf­ leitung zu gewährleisten. Die Drossel stellt einen Strö­ mungswiderstand dar, der die durch die Milchleitung för­ derbare Milchmenge bei vorgegebener Pumpenleistung ver­ mindert.

In Anbetracht des Standes der Technik stellt sich für die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sowohl bei kleinen und mittleren als auch bei hohen Pumpleistungen und Durchflußmengen das Abzweigen von Teilmengen gewähr­ leistet, die unabhängig von der Durchflußmenge repräsen­ tativ bleiben und die ein weitestgehend schwankungsfrei­ es Teilungsverhältnis aufweisen. Außerdem soll sicherge­ stellt werden, daß die Mittel für die Abzweigung von Teilmengen keine Strömungshindernisse für die durch die Rohrleitung strömende Milch darstellen, die die Förder­ leistung bei vorgegebener Pumpenleistung vermindern könnten.

Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Diese Einrichtung arbeitet so, daß bei kleinen Durchflußmengen die Milch nur durch den eigentlichen Rohrabschnitt und hier bevorzugt durch des­ sen unteren Teilkanal geleitet wird, aus dem die Proben abgezweigt werden, während bei größer werdenden Durch­ flußmengen ein zunehmender Teil der Durchflußmenge zu­ nächst durch den oberen Teilkanal und darüberhinaus auch noch durch die parallel geschaltete Umgehungsleitung ge­ führt wird. Es wird auf diese Weise die maximale Strö­ mungsgeschwindigkeit der Milch im Bereich des Abzweig­ röhrchens auf solche Werte begrenzt, bei denen noch kei­ ne Strömungsabrisse und noch keine Entmischungvorgänge in der Milch auftreten, auch wenn große Gesamt-Milchmen­ gen mit hoher Pumpleistung gefördert werden. Dabei wird in der Einrichtung gerade in dem Be­ reich, in dem die Proben abgezweigt werden, ein größerer Strömungsquerschnitt für den Milchstrom zur Verfügung gestellt, wobei aber der größere Strömungsquerschnitt sich auf den eigentlichen Rohrabschnitt mit seinen zwei Teilkanälen, von denen der untere ständig durchströmt wird und aus dem die Proben abgezweigt werden, und auf die nur bedarfsweise durchströmte Umgehungsleitung auf­ teilt. Dabei erfolgt die Aufteilung des Milchstroms gänz­ lich selbsttätig allein aufgrund der räumlichen Anord­ nung des in den unteren und oberen Teilkanal unterteil­ ten Rohrabschnitts und der damit verbundenen Umgehungs­ leitung; aktive Elemente, wie verstellbare Ventile oder Klappen, sind nicht erforderlich. Auf diese Weise gewähr­ leistet die Einrichtung einerseits eine gute Repräsentativität der abgezweigten Proben und gleichzeitig eine unbehinderte und dadurch effektive Förderung der Milch, wenn diese beispielsweise aus einem Hof-Sammelbehälter in einen Milchsammelfahrzeugtank ge­ fördert wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Einrichtung betreffend insbesondere die Dimensionierung der Einrichtungsteile sowie die weitere Gestaltung des Inne­ ren, sind in den Unteransprüchen angege­ ben.

Ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeich­ nung zeigen:

Fig. 1 die Einrichtung im Längsschnitt entlang einer ersten Schnittebene und

Fig. 2 die Einrichtung in einer Ansicht, teils im Längs­ schnitt entlang einer zweiten, senkrecht zur ersten Schnittebene verlaufenden Ebene.

Wie die Fig. 1 der Zeichnung zeigt, besteht das hier dargestellte Ausführungsbeispiel der Einrichtung 1 im wesentlichen aus einem Rohrabschnitt 2 und einer mit diesem an zwei Stellen verbundenen Umgehungsleitung 3.

Der Rohrabschnitt 2 besitzt an seinem in der Fig. 1 lin­ ken Ende einen Zulauf 21, der als Rohrkupplung mit einem Flansch und Dichtring ausgebildet ist. Das entgegenge­ setzte, d. h. in Fig. 1 rechte Ende des Rohrabschnittes 2 bildet einen Ablauf 22; die Strömungsrichtung der Milch durch den Rohrabschnitt 2 verläuft damit gemäß Fig. 1 von links nach rechts.

Die Umgehungsleitung 3 ist bogenförmig ausgebildet und mündet an ihrem in Fig. 1 linken unteren Ende in Form eines Abgangs 31 etwa senkrecht zur Längsrichtung des Rohrabschnitts 2 in diesen. Am rechten unteren Ende der Umgehungsleitung 3 mündet diese in Form einer Einmündung 32 tangential in Fließrichtung weisend wieder in den Rohrabschnitt 2 ein. Die Umgehungsleitung 3 besitzt über ihren Verlauf einen konstanten Querschnitt, der im we­ sentlichen dem Querschnitt des Rohrabschnittes 2 in der Nähe von dessen Zulauf 21 entspricht. Das Innere 30 der Umgehungsleitung 3 weist damit einen gleichförmigen, von Einbauten freien Verlauf auf.

Im Unterschied hierzu sind in das Innere 20 des Rohrab­ schnittes 2 im Bereich zwischen dem Abgang 31 und der Einmündung 32 der Umgehungsleitung 3 weitere Elemente der Einrichtung 1 angeordnet. Zunächst sind hier zu nen­ nen ein Abzweigröhrchen 26, das senkrecht zur Längsrich­ tung des Rohrabschnittes 2 durch diesen hindurch ver­ läuft und an seinem einen Ende, welches in der Fig. 1 im Hintergrund liegt und deshalb nicht sichtbar ist, aus dem Rohrabschnitt 2 herausgeführt ist. Das Abzweigröhr­ chen 26 ist an seiner Anströmseite mit einer Öffnung 26' versehen, durch welche ein Teil der durch die Einrich­ tung 1 strömenden Milch abgezweigt werden kann. Weiter­ hin sind im Inneren 20 des Rohrabschnittes 2 zwichen Ab­ gang 31 und Einmündung 32 mehrere Platten 23, 24 und 25 fest angeordnet, die im wesentlichen zur Einstellung be­ stimmter Strömungsverhältnisse innerhalb des Rohrab­ schnittes 2 dienen. Die Platte 24 ist als Leitplatte aus­ gebildet und erstreckt sich durch den Rohrabschnitt 2 von dem Abgang 31 bis annähernd zu der Einmündung 32 der Umgehungsleitung 3. Dabei liegt die Leitplatte 24 mit ihrer einen Flachseite tangential an dem Abzweigröhrchen 26 an dessen der Umgehungsleitung 3 zugewandten Außensei­ te an. Damit verläuft die Leitplatte 24 in Strömungsrich­ tung der Milch durch das Innere des Rohrabschnittes 2 und unterteilt diesen in zwei Teilkanäle 20' und 20''. An dem vorderen, d. h. in Fig. 1 linken Ende der Leitplat­ te 24 ist die Platte 23 angeordnet, die als Prallplatte dient und die in Fortsetzung der Leitplatte 24 von die­ ser um einen Winkel von etwa 45° vom Abgang 31 der Um­ gehungsleitung 3 weggebogen ist. Die Länge der Prall­ platte 23 in Querrichtung des Rohrabschnittes 2 ist da­ bei so gewählt, daß sie etwa den halben Querschnitt des in der Fig. 1 unteren Teilkanals 20' überdeckt. Schließ­ lich ist noch die Platte 25 vorgesehen, die als Strö­ mungsführungsplatte dient und die mit ihrer hinteren, d. h. in Fig. 1 rechten Kante an die Anströmseite des Ab­ zweigröhrchens 26 stößt und deren vordere Kante im Be­ reich des Überganges von der Prallplatte 23 zur Leitplat­ te 24 liegt. Die Strömungsleitplatte 25 ist dabei senk­ recht zu der Leitplatte 24 orientiert und im wesent­ lichen in deren halber Höhe angeordnet. Außer zur Ein­ stellung von gewünschten Strömungsverhältnissen dient die Strömungsleitplatte 25 auch noch als mechanische Sta­ bilisierung für den vorderen, d. h. in Fig. 1 linken Teil der Leitplatte 24 sowie die Prallplatte 23.

Die räumliche Orientierung der Einrichtung 1 gemäß Fig. 1 ist in ihrem Betriebseinsatz so zu wählen, daß die Um­ gehungsleitung 3 oberhalb oder seitlich oberhalb des Rohrabschnittes 2 verläuft. Hierdurch wird sicherge­ stellt, daß bei der Förderung von geringen Milchmengen je Zeiteinheit durch die Einrichtung 1 die gesamte Milch­ menge den Rohrabschnitt 2, insbesondere dessen Teilkanal 20' mit dem darin angeordneten Abzweigröhrchen 26 durch­ strömt. Bei zunehmend größer werdender Fördermenge je Zeiteinheit wird ein zunehmender Anteil der geförderten Milchmenge durch den in Fig. 1 oberen Teilkanal 20'' ge­ leitet, wodurch sichergestellt wird, daß zum einen die Strömungsgeschwindigkeit der Milch innerhalb des Teilka­ nals 20' nicht zu groß wird und andererseits die Förde­ rung der Milch nicht behindert wird. Bei noch weiter zu­ nehmender Fördermenge von Milch je Zeiteinheit wird ein zunehmender Anteil der geförderten Milchmenge durch die Umgehungsleitung 3 geführt, wobei der Anteil der durch die Umgehungsleitung 3 geführten Milch insbesondere von der Strömungsgeschwindigkeit der Milch im Bereich des Zulaufs 21 des Rohrabschnittes 2 abhängt. Die Prallplat­ te 23 sorgt je nach Höhe der Strömungsgeschwindigkeit der Milch dafür, daß ein mehr oder weniger großer Teil der zuströmenden Milch in die Umgehungsleitung 3 gelenkt wird, wodurch trotz einer hohen Förderleistung die Strö­ mungsgeschwindigkeit der Milch innerhalb des in der Fig. 1 unteren Teilkanals 20' im Rohrabschnitt 2 weiter­ hin vergleichsweise niedrige Werte aufweist, die noch eine sichere und genaue Entnahme von Teilmengen durch das Abzweigröhrchen 26 gewährleisten. Zu hohe Strömungs­ geschwindigkeiten im Teilkanal 20' werden dadurch sicher vermieden, wodurch die bei hohen Strömungsgeschwindigkei­ ten auftretenden Strömungsabrisse und Entmischungen der Milchbestandteile ausgeschlossen werden.

Fig. 2 der Zeichnung zeigt die Einrichtung 1 in einer zur Fig. 1 senkrechten Blickrichtung, wobei entspre­ chend die Schnittebene des in Fig. 2 dargestellten Teil-Längsschnitts senkrecht zu der Schnittebene gemäß Fig. 1 liegt.

Der Rohrabschnitt 2 besitzt wieder einen Zulauf 21 an seiner in Fig. 2 linken Seite und an seiner in Fig. 2 rechten Seite einen Ablauf 22. Dieser Ablauf 22 ist hier als Rohranschluß mit einer Überwurfmutter ausgebildet.

Die Umgehungsleitung 3 verläuft bei der Darstellung ge­ mäß Fig. 2 genau hinter dem Rohrabschnitt 2, so daß die Umgehungsleitung 3 selbst hier nicht sichtbar ist. Im linken Teil der Fig. 2 ist aber im Inneren 20 des Rohr­ abschnittes 2 der Abgang 31 und im rechten Teil des Inne­ ren 20 des Rohrabschnittes 2 die Einmündung 32 der Umge­ hungsleitung 3 erkennbar.

Die Strömungsrichtung der Milch verläuft also auch hier von links nach rechts, wobei in Strömungsrichtung gese­ hen aufeinanderfolgend zunächst die schräg angeordnete Prallplatte 23 erkennbar ist, an die sich die Strömungs­ führungsplatte 25 anschließt, die hier genau senkrecht zur Zeichnungsebene liegt und die sich bis zur Anström­ seite des Abzweigröhrchens 26 erstreckt. Hinter der Strö­ mungsführungsplatte 25 ist senkrecht zu dieser die Leit­ platte 24 angeordnet, die hinter dem Abzweigröhrchen 26 verläuft und bis in die Nähe der Einmündung 32 reicht.

Besonders deutlich wird in der Fig. 2 die Ausbildung der Öffnungen 26' im Abzweigröhrchen 26. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Öffnung 26' des Abzweigröhrchens 26 als länglicher Schlitz ausgebil­ det. Das Abzweigröhrchen 26 ragt in der Fig. 2 nach unten aus dem Rohrabschnitt 2 vor und ist dort z. B. mit einer Probenabfülleinrichtung verbunden, deren Konstruk­ tion von an sich bekannter Art ist und die hier nicht näher erläutert werden muß. Alternativ kann das Abzweig­ röchrchen 26 auch mit mehreren Bohrungen anstellt des Schlitzes 26' versehen sein oder als in einer Hülse mit einseitiger Aussparung an der Anströmseite drehbares Rohrstück mit zwei oder mehr unterschiedliche großen Öffnungen zwecks Einstellung unterschiedlicher Teilungs­ verhältnisse ausgebildet sein, wie dies an sich bekannt ist.

Wie anhand der Fig. 1 schon erläutert wurde, ist die räumliche Orientierung der Einrichtung 1 für deren ord­ nungsgemäße Funktion wesentlich. Bei der Fig. 2 ergibt sich eine funktionstüchtige Orientierung der Einrichtung 1 dann, wenn die Ebene der Überwurfmutter am Ablauf 22 des Rohrabschnittes 2 in eine im wesentlichen horizonta­ le Lage gebracht wird. In dieser Lage verläuft die Um­ gehungsleitung 3 seitlich oberhalb des Rohrabschnittes 2 und das Abzweigröhrchen 26 verläuft schräg nach unten durch den Rohrabschnitt 2.

Claims (6)

1. Einrichtung (1) zum Abzweigen von Teilmengen aus einem durch eine Rohrleitung fließenden Milchstrom, insbesondere zur Verwendung in Milchsammelfahrzeugen,

• 1. wobei die Einrichtung (1) als Rohrabschnitt (2) mit wenigstens einem von außen her einmündenden Proben- Abzweigröhrchen (26) mit einer zum Inneren des Rohr­ abschnitts (2) hin offenen Abzweigöffnung (26') aus­ gebildet ist,
• 2. wobei der Rohrabschnitt (2) im Bereich des Abzweig­ röhrchens (26) durch wenigstens eine Leit- und Prallplatte (24, 23) in einen unteren und einen oberen Teilkanal (20', 20'') unterteilt ist,
• 3. wobei das Abzweigröhrchen (26) unterhalb der Leit- und Prallplatte (24, 23) im unteren Teilkanal (20') angeordnet ist, und
• 4. wobei eine Umgehungsleitung (3) vorhanden ist, die im Betrieb der Einrichtung (1) oberhalb bis seit­ lich oberhalb des Rohrabschnittes (2) verläuft und deren Abgang (31) von dem Rohrabschnitt (2) in Strö­ mungsrichtung der Milch gesehen vor und deren Ein­ mündung (32) in den Rohrabschnitt (2) in Strömungs­ richtung der Milch gesehen hinter dem Abzweigröhr­ chen (26) liegt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Querschnittsfläche der Umgehungsleitung (3) im wesentlichen der Querschnittsfläche des Rohrab­ schnittes (2) in Strömungsrichtung der Milch gesehen vor dem Abgang (31) der Umgehungsleitung (3) ent­ spricht.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Rohrabschnitt (2) in Strömungsrich­ tung der Milch gesehen hinter der Einmündung (32) der Umgehungsleitung (3) eine Querschnittsfläche auf­ weist, die im wesentlichen der Summe der Querschnitts­ flächen der Umgehungsleitung (3) und des Rohrabschnit­ tes (2) vor dem Abgang (31) der Umgehungsleitung (3) abzüglich der von dem Abzweigröhrchen (26) überdeck­ ten Fläche des Querschnitts des Rohrababschnittes (2) entspricht.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Abgang (31) der Umgehungslei­ tung (3) im wesentlichen senkrecht zum Rohrabschnitt (2) verläuft und daß die Einmündung (32) der Umge­ hungsleitung (3) in den Rohrabschnitt (2) tangential verläuft.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Abzweigröhrchen (26) zentral innerhalb des Rohrab­ schnittes (2) im wesentli­ chen senkrecht zum Rohrabschnitt (2) angeordnet ist, wobei das Abzweigröhrchen (26) an seiner Anströmseite eine relativ größere Öffnung (26') zum Abzweigen von Teilmengen aus dem Milchstrom aufweist und wobei die das Innere des Rohrabschnittes (2) in die zwei Teil­ kanäle (20', 20'') unterteilende Leit- und Prallplat­ te (24, 23) in Strömungsrichtung der Milch verlau­ fend, tangential an der der Umgehungsleitung (3) zu­ gewandten Außenseite des Abzweigröhrchens (26) an­ liegt.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in dem Rohrabschnitt (2) inner­ halb des das Abzweigröhrchen (26) enthaltenden unte­ ren Teilkanals (20') zwischen dem zulaufseitigen Ende der Leitplatte (24) und der Anströmseite des Abzweig­ röhrchens (26) senkrecht zur Leitplatte (24) in des­ sen halber Höhe eine Strömungsführungsplatte (25) an­ geordnet ist.