NO329053B1

NO329053B1 - Tappekran for montering pa beholder inneholdende vaeske, fremgangsmate for registrering av vaeskenivaet i en slik beholder samt anvendelse av tappekranen.

Info

Publication number: NO329053B1
Application number: NO20083752A
Authority: NO
Inventors: Olav Ellingsen; Bjarte Sorebo Ellingsen
Original assignee: Multisense As
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2008-09-01
Publication date: 2010-08-02
Also published as: US20110077876A1; AU2009243262A1; NO20083752L; WO2009134146A1; AU2009243262B2; JP2011519329A; JP5504255B2; EP2277017A1

Abstract

Kran og fremgangsmåte for måling av væskeinnholdet i beholdere slik som i vinkartonger ved registrering av uttappingen på uttappingskranen som anordnes på selve tappekranen hvormed det ikke blir nødvendig å foreta noen inngrep på selve kartongboksen eller væskeposen i kartongen. I tillegg omfatter oppfinnelsen en på kartongen og/eller i tappekranen anordnet temperaturføler.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en tappekran for montering på en beholder inneholdende væske, fremgangsmåte for registrering av væskenivået i en slik beholder og anvendelse av tappekranen.

Foreliggende oppfinnelse vil kunne finne anvendelse på en rekke forskjellige beholdere inneholdende forskjellige væsker. I det følgende vil imidlertid oppfinnelsen bli beskrevet med hovedvekt på vinkartonger som et eksempel.

I dag finnes det en rekke beholdere av kartong med innvendig pose av plast eller lignende materiale som inneholder en eller annen form for væske. Et slikt tilfelle er vin i BIB (Bag in Box) av forskjellige størrelser. BIB består av en kartong i papp eller lignende materiale med en i denne anordnet pose i plast eller lignende som inneholder selve vinen. En typisk størrelse på en BIB er 3 liter.

BIB er blitt svært populære, bl.a. fordi vinen blir godt bevart selv etter at en har begynt å tappe denne. Dette skyldes at posen, i selve kartongen som inneholder vinen, kollapser ettersom en tapper vin uten å slippe inn luft, hvilket er tilfelle ved skjenking av vin fra en flaske. Dersom vinen kommer i berøring med luft over lengre tid, skjemmer luften vinen ved at denne blir oksidert.

En ulempe med "kartongvin" er imidlertid at en ikke lett kan se hvor mye som er igjen i kartongen og dermed har mindre kontroll med hva som blir konsumert. I tillegg er det ikke mulig å måle temperaturen på vinen på en konvensjonell måte, noe som er svært ønskelig for å kunne servere vinen med riktig temperatur.

Herværende oppfinnelse tar sikte på å vise en mulighet for måling av nivået og temperaturen i beholdere med væske eller væskelignende substanser hvor en ikke direkte kan benytte kjente metoder for nivåmåling og temperaturmåling eller hvor slike vil bli for kostbare for formålet.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer følgelig en tappekran for montering på en beholder inneholdende væske, kjennetegnet ved at den omfatter en sensor anordnet på eller i kranen for bestemmelse av utstrømmet væske, utstrømningskarakteristikk gitt av væsketrykket i beholderen og tappekranens åpning bestemt av en dynamisk posisjonsmåler hvor en spoles induktans endres av en jernstang som skyves inn i denne og hvor dataene beregnes av en mikrokontroller inneholdende en algoritme og hvor dataene vises på et på sensoren anordnet display.

I det etterfølgende vil metoden bli beskrevet for en standard BIB på 3 liter, men metoden kan, som nevnt, anvendes på en rekke andre væskebeholdere og er dermed ikke begrenset til bare å gjelde kartonger for vin.

Utgangspunktet for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er registrering av uttappingen av væske fra beholderen med en på tappekranen anordnet sensor som registrerer åpning av kranen og som via en klokke, mekanisk eller elektronisk, registrerer hvor lenge kranen er åpen og ved å kjenne utstrømmingen av væske fra forskjellige åpningsgrader av kranen og gjenværende mengde væske i den indre beholderen, kalkulerer utstrømmet væskemengde og angir gjenværende væske på et på sensoren anordnet display.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer følgelig videre en fremgangsmåte for registrering av væskenivået i beholder med tappekran, kjennetegnet ved at innholdet i beholderen registreres av en sensor anordnet på tappekranen ved at utstrømmende væske beregnes som en funksjon av tappetid og utstrømningskarakteristikk for hel eller delvis åpning av kranen relatert til væsketrykket i beholderen, samtidig som det på sensoren er anordnet en temperatursensor som avleser temperaturen på væsken, hvorved det i huset som rommer sensorelementene er anordnet et display som viser de målte verdiene, en energikilde, en dynamisk posisjonsmåler, en mikrokontroller med tidsur, algoritmer og beregningsprogram for uttappet mengde væske og visning av gjenværende væske på displayet.

Problemet som er knyttet til måling av væskeinnholdet i BIB er at det er begrenset plass i beholderen, videre må ikke posen med væsken skades og dernest må de nødvendige innretninger kunne masseproduseres med eksisterende pakkemaskiner uten omfattende forandringer av automatene. I og med at tapperiene mottar kartongene flate, må sensoren være enten en del av kartongen og være like flat som denne og/eller være en del av selve tappekranen.

Herværende oppfinnelse tilveiebringer en løsning i form av en sensor som kan settes på eksisterende tappekraner som registrerer uttappingen av væske og viser gjenværende innhold av væske på et display på sensoren.

I det følgende vil oppfinnelsen bli nærmere forklart under henvisning til de vedlagte tegningene, hvori: Figur 1 viser en tappekran hvor sensoren er montert på toppen av tappekranen; Figur 2 viser et forenklet koblingsdiagram for sensoren; Figur 3 viser en tappekran hvor det i tappekranen er montert en trykk- og temperatursensor; Fig. 1 viser sensoren montert på toppen av tappekranen 1). Sensorelementene er innkapslet i et hus 3) som kan ha hvilken som helst geometrisk utforming for å passe til den aktuelle krantype. I huset er det anordnet en mikrokontroller 6) med et tidsur og beregningsfunksjoner for beregning av uttappet væskemengde og visning av resultatet på et display 5). I huset er det anordnet et batteri eller en annen form for energigiver 7) som aktiveres første gang tappekranen åpnes ved å løfte hendelen 2) oppover.

I tillegg til å aktivere batteriet, starter bryteren 4) også tidsuret i mikrokontrolleren.

Hendlenes posisjon bestemmes av føleren 8) som er en jernstang som skyves inn i en spole anordnet i huset 3).

Instrumentet er på forhånd programmert for beregning av uttappet væske ved at utstrømningsmengden på forhånd er fastsatt for forskjellige åpninger av kranen ved forskjellig innhold av væske i beholderen. For en full beholder vil utstrømmingen av væske være større med samme kranåpning enn ved for eksempel halvfull beholder.

Huset kan enten limes på toppen av den eksisterende kranen eller/ og bli utstyrt med en snappanordning hvor klør griper om den på kranen anordnede "lokk" 9).

Temperaturføleren, som kan være en bimetallsensor, anordnet med sensoren pekende ned mot tappekranen mellom lokket 9) og huset 3). Fig. 2 viser et forenklet koblingsdiagram for sensoren hvor 7) er batteriet, 5) er displayet, 8) er posisjonsmåleren, 6) er mikrokontrolleren med sitt innebygde tidsur og algoritmer og beregningsfunksjoner og 4) er bryteren som aktiverer strømkretsen. Fig. 3 viser en sensor hvor det i tappekranen anordnes en trykk- og temperatursensor 10) hvorfra det føres en ledning til huset 11) som inneholder mikroprosessor, strømkilde og display for visning av de avleste resultater. Mikroprosessoren beregner innholdet basert på det statiske og dynamiske trykket som trykksensoren blir utsatt for når vinen tappes. Denne funksjonen gjør det mulig å måle de siste glassene som er igjen i boksen selv om trykket reduseres til null når vinhøyden faller under tappekranen. Et termometer måler temperaturen på vinen, for eksempel ved hjelp av en bimetall-sensor.

Trykk- og temperatursensoren kan ligge i en forlengelse av tappekranen. Denne forlengelsen kan snappes på endestykket av tappekranen eller smeltes på dette. På samme måte som ved utførelsesformen vist i figur 3 beregner en mikroprosessor innholdet basert på det dynamiske trykket trykksensoren utsettes for når vinen tappes.

For de forskjellige komponentene anvendes det enkle elektroniske standardkomponenter.

En annen mulig utførelse er at det i tappekranen er anordnet en turbin. På tuppen av hvert turbinblad kan det være anordnet en liten permanentmagnet. Registreringen av uttappet væske kan finne sted ved at magnetfeltet på den roterende turbinen induserer en strøm i en spole anordnet i et hus sammen med tilhørende elektronikk for registrering av antallet omdreininger av turbinen. Dermed muliggjøres beregning av uttappet vin og hvor mengde gjenværende vin vises på et display hvor også vinens temperatur vises.

I og med at turbinen genererer strøm i spolen kreves ingen ytterligere energikilde for denne utformningen av sensoren. Et termometer kan ligge enten på innsiden av tappekranen eller kan være integrert i displayanordningen. Termometeret måler temperaturen, for eksempel ved hjelp av en bimetallsensor.

Sensoren kan aktiveres automatisk ved den første tappingen fra beholderen og forbli aktivert inntil beholderen er tom. Sensoren kan ha et LCD display som alternerer mellom å vise gjenværende væske i beholderen og dens temperatur. Elektronikken kan enten være anordnet som mikroelektronikk eller være inkorporert i en ASIC (Application Specific Electronic Circuit). Sensoren kan være inkorporert på en standard VITOP-tappekran.

En annen mulighet er at det i tappekranen er anordnet en turbin i en forlengelse av tappekranen. Denne forlengelsen snappes på endestykket av tappekranen eller smeltes på. Displayet sitter på utsiden av forlengelsen. På hvert turbinblad er det anordnet en permanentmagnet. Når turbinen roterer genereres en strøm i en spole som ligger på utsiden, og den genererte strømmengden er et mål for uttappet vin som beregnes av mikroprosessoren. Et termometer ligger enten på innsiden av forlengelsen eller er integrert i displayanordningen. Termometeret måler temperaturen, for eksempel ved hjelp av en bimetallsensor.

Videre kan en piezoelektrisk membran monteres på innsiden av tappekranen. Denne vil bevege seg nedover grunnet trykket vinen genererer. Nedbøyningen av membranen vil generere en strøm som er proporsjonal med uttappingen. Mikroprosessor med tidsur beregner hvor mye vin som er igjen i boksen basert på hvor mye og hvor lenge membranen har beveget seg. Når vinhøyden synker under tappekraninngangen vil en mikroprosessor beregne at det er flere glass igjen i boksen. Når boksen så helles for å få ut de siste vinmengdene så vil på nytt et trykk utøves på den piezoelektriske membranen, slik at man på sikker måte kan måle det siste glasset i beholderen. Et termometer kan enten ligge på innsiden av tappekranen eller være integrert i displayanordningen.

En ytterligere mulighet er at det er anordnet en piezoelektrisk membran på en forlengelse av tappekranen. Denne vil bevege seg nedover når vinen tappes. Membranen presses opp igjen når trykket faller på grunn av spenningen i platen analogt med en bladfjær. Nedbøyningen av platen vil generere en strøm som er proporsjonal med uttappingen. En mikroprosessor med tidsur beregner hvor mye vin som er igjen i boksen basert på hvor lenge og i hvilket omfang membranen har beveget seg. Et termometer kan enten ligge på innsiden av forlengelsen eller være integrert i displayanordningen.

En annen løsning er at sensoren er montert i fronten av tappekranen med en integrert trykksensor som avleser trykket i vinen fra et i kranen anordnet hull som kommuniserer med vinen. Vinen kan enten ha direkte kontakt med trykksensoren eller presse mot en elastisk membran som igjen presser mot sensoren. Tilsvarende de ovenfor omtalte utførelsene har denne løsningen også integrert en temperaturføler.

I tillegg til det som er nevnt ovenfor kan følgende løsninger anvendes på kranen:

1. Trykksensor med innebygget radiosender som er innkapslet i et elastisk plastkammer. Dette kammeret kan festes enten på innsiden av vinboksen, under vinposen eller på innsiden eller utsiden av vinboksen. Trykkvariasj onene sendes trådløst til et på kartongen anordnet instrument med en radiomottaker og mikroprosessor som viser gjenværende væske på et på instrumentet anordnet display. Et termometer ligger enten på innsiden av plastkammeret eller er integrert i displayanordningen. Termometeret måler temperaturen for eksempel ved hjelp av en bimetallsensor. 2. En strekklapp som er integrert i tappekranen. En mikroprosessor beregner innholdet av vin ved å måle hvor mye strekklappen bøyer seg.. Et termometer ligger enten på innsiden av tappekranen eller er integrert i displayanordningen 3. En strekklapp som er integrert i en forlengelse av tappekranen. En mikroprosessor beregner innholdet av vin ved å måle hvor mye strekklappen bøyer seg. Et termometer ligger enten på innsiden av tappekranen eller er integrert i displayanordningen.

De etterfølgende tegninger viser oppfinnelsen anvendt på en type kran, men det er underforstått at den kan anvendes på alle typer kraner, enten disse må aktiveres med trykk, løft eller vridning. Videre anføres det at de viste plasseringene av sensorene utelukkende er eksempler idet disse kan variere fra krantype til krantype.

Endelig vedrører oppfinnelsen anvendelse av den omtalte tappekranen for montering på en medisinbeholder, en annen utførelsesform av oppfinnelen er anvendelse på en kj emikaliebeholder.

Claims

1. Tappekran for montering på en beholder inneholdende væske, karakterisert ved at den omfatter en sensor anordnet på eller i kranen for bestemmelse av utstrømmet væske, utstrømningskarakteristikk gitt av væsketrykket i beholderen og tappekranens åpning bestemt av en dynamisk posisjonsmåler hvor en spoles induktans endres av en jernstang som skyves inn i denne og hvor dataene beregnes av en mikrokontroller inneholdende en algoritme og hvor dataene vises på et på sensoren anbrakt display.

2. Tappekran ifølge krav 1, karakterisert ved at den dynamiske posisjonsmåleren angir åpningsgraden for kranen og denne verdi sendes til mikrokontrolleren for beregning av utstrømmet væskemengde i henhold til åpning og væskehøyde i beholderen som dermed er et uttrykk for væskens trykk mot tappekranen som igjen bestemmer utstrømningsgraden ved forskjellige åpningsgrader av kranen.

3. Fremgangmåte for registrering av væskenivået i beholder med tappekran, karakterisert ved at innholdet i beholderen registreres av en sensor anordnet på tappekranen ved at utstrømmende væske beregnes som en funksjon av tappetid og utstrømningskarakteristikk for hel eller delvis åpning av kranen relatert til væsketrykket i beholderen, samtidig som det på sensoren er anordnet en temperatursensor som avleser temperaturen på væsken, hvorved det i huset som rommer sensorelementene er anordnet et display som viser de målte verdiene, en energikilde, en dynamisk posisjonsmåler, en mikrokontroller med tidsur, algoritmer og beregningsprogram for uttappet mengde væske og visning av gjenværende væske på displayet.

4. Fremgangsmåte for registrering av væskenivået i beholder i henhold til krav 3, karakterisert ved at det i sensoren er anordnet en dynamisk posisjonsmåler som angir hvor mye kranen er åpnet og hvis verdier sendes til mikrokontrolleren for beregning av utstrømmet væskemengde i henhold til åpningen av kranen og væskehøyden i beholderen ved måletidspunktet.

5. Anvendelse av tappekran ifølge et hvilket som helst av kravene 1-2, for montering på en medisinbeholder.

6. Anvendelse av tappekran ifølge et hvilket som helst av kravene 1-2, for montering på en kj emikali ebeholder.