专利名称：在互连到用于提供清洁液的管道系统的存储罐系统中用于自动采样的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种在互连到用于提供清洁液的管道系统的存储罐 系统中，特别地，是用于在食品和饮料工厂(特别是酿酒厂)中具有 高微生物质量要求的用于处理和传送产品的处理系统中利用包括几 个罐的存储罐系统和经由固定管道分别与所有罐相关联的采样装置 进行自动采样的装置和方法。
背景技术：
在食品和饮料工厂(特别是酿酒厂)中的相关技术其特征在于 手动或自动地启动布置在每个罐上被认为适当位置处的采样阀。这些 采样阀与经由固定管道布置在中心的采样装置相关联。通过采样阀从 罐中引出的将采样的液体经由各个管道被供应给采样装置。在采样装 置中，将采样的液体以流过的方式当场进行分析(例如，密度确定或
者02或C02浓度)，或者将采样的液体的特定采样量注入采样容器， 然后可以在不同位置在实验室条件下对其内容进行分析。
要采样的液体从分别选取的罐中引出之前，暴露于采样液体包 括采样阀的整个采样系统需要经过清洁和消毒处理。其被实现以在清 洁罐期间，也通过经由罐延伸的清洁电路来对分配到该罐的釆样系统 进行清洁，并且如果可用还进行消毒。通常在罐暴露于产品时不执行 对包括采样阀的采样系统的清洁和消毒，这是因为这将需要向罐的外 部打开采样阀以清洁其阀密封表面。该采样方法的另一缺点可以被看 作实际采样量中多于引出的要采样液体没有撤回到处理过程，而是被 丢弃。丢弃上述液体将对环境造成影响，或者当其为高价值的采样产 品时会存在不期望的材料损失。
然而，还存在简单的解决方案，其中，布置在罐上的相应采样 阀未连接到其他管道，而是仅用作可控冷凝管，用于使特定采样量撤回到采样容器中。冷凝管可以被焦化，以进行消毒。在进行上述罐清 洁的同时，对用于与采样量进行清洁的釆样阀区域进行清洁，其中， 由于需要通过阀密封表面，因此丢弃相应数量的清洁介质。这种情况 下，除了大量减少采样期间的产品损失之外，该采样方法具有与上述 在多个采样阀与中心采样装置之间的固定管道相同的缺点。
US 6637277 B2公开了具有采样供给管线和回流管线的采样系 统，具有用于所有采样点的公共闭合循环管道，用于使采样回流到分 析系统中，其中，将采样的介质优选地包括气态流体；以及用与使将 采样的介质流过采样系统的测试装置。还可以从US 7028563B2和US 5469751中了解相似的系统。
US 4993271公开了 一种自动采样和分析方法，其中，采样分别 从容器系统中的一个容器中获得，该容器系统包括几个容器，并该采 样在分析之后回流到初始容器中。可以从DE 4332386A1、 US 6764651B2、 US 6923076B2禾卩DE 102004062166A1中了解相似的系统。
发明内容
本发明的目的在于开发一种最初描述形式的自动采样装置以及 对应方法，其中，整个采样系统包括所有在进行任何采样期间暴露于 将采样液体的集成阀，该集成阀以流动的方式进行清洁和消毒，而不 管各个罐的内容。此外，应当执行采样，而不会造成将采样液体的明 显损失。
该目的通过具有权利要求1的特征的装置来实现。提及装置的 优选实施例构成了从属权利要求的目的。通过权利要求10的特征限 定了一种在互连到用于提供清洁液的管道系统的存储罐系统中进行 自动采样的方法，该自动采样可以通过具有权利要求1的特征的自动 采样装置来执行。该方法的优选改变形成了从属权利要求的目的。
上述本发明的装置和本发明的方法提供了以下优点 可以自动开启用于将要采样的液体从罐中引出的供给阀和用于
使将采样液体回流到该罐的回流阀，以双重密封和防漏的方式设计该
供给阀和回流阀，并具有可清洁的阀座。在每个罐上可以通过中心采样装置自动地也可以手动地实现用 于表示罐内容的采样。
将采样液体量的控制可以以流动的方式在中心采样装置中实现。
可以以流动的方式对包括具有其阀密封表面的供给阀和回流阀 的整个采样系统进行清洁和消毒。
执行采样，而不会造成将采样液体的明显损失。因为液体交换 不具备选择性，从而损失相对于采样来说要限制一定的量以内，这些 定量损失出于安全原因在抽出测试液体时将借助于脱盐水必须按计 划回流到罐中。
通过中心采样装置执行的提出的采样可应用于多个罐，例如10个。
本发明解决方案的明确方面包括在每个罐的下部区域中的两个 阀的装置，S卩，供给阀和回流阀，其彼此之间以特定间隔来定位，其 在相应阀密封区域中以双重密封的方式和以防漏的方式进行设计，并 具有可清洁的阀密封。该阀包括具有第一和第二连接套管的通道壳体 (through housing)以及连接到各个分配的罐的外部并可以通过分 配的阀来开关的罐接口。
根据本发明解决方案的另一重要方面，可以通过沿供给阔的各 个连接套管延伸的供给管线并通过沿回流阀的各个连接套管延伸的 回流管线，使罐串联地彼此分别连接，其中，通过采样装置将供给管 线和采样管线彼此连接，该采样装置的末端与用于提供清洁液的管道 系统相对设置，并形成闭合的循环管道。
根据该解决方案的第三重要方面，提出了分别设置在供给管线 和回流管线上的特定位置处的截止阀，其中，这些截止阀可以选择进 行采样的特定罐，以将要采样的液体体积流从罐中引出，使流过采样 装置的该体积流循环，并使该体积流顺序地回流罐中；在卫生地优选 条件下，结合根据解决方案的上述第一方面的在罐上的各个供给阔和 回流阀，以及结合根据解决方案的上述第二方面的在罐之间的串接的 互连。此外，可以执行采样，而不会造成将采样液体的明显损失。另给阀和回流阀的整个采样系统的所有相 关区域都可以以流动的方式进行清洁和消毒。
关于供给阀和采样阀的设计，本发明提供了所谓的双座阀或者 所谓的双重密封阀。例如，从company brochure GEA Tuchenhagen， VARIVENT Valves, 610d-05/06中了解双座阀，并参考VARIVENT 双座罐底部阀类型T…。在注明日期为2006-08-16的所谓双座底部 阀的上述制造商的替换部件列表T—RC， 221ELI004791G—0. doc中示出 了特别适于提出的自动釆样装置的一个改变。可以在示出为示例标题 VARIVENT double-seat bottom valve證5， 1" 0D with lift function的上述制造商的公司出版物"Uber UNS" ， g卩，2006年第 2版第4页中找到适用于该目的的双座阀的另 一参考。
仅考虑双重密封封口元件及其用于确保阀密封清洁的部分行 程，从DE 19822424 C2 了解提出的双重密封阀的基本设计。在该公 开和特征中示出的实施例中，阶梯状的外壳包括两个外壳部分和连接 这两个外壳部分的连接开口，然而，已知的双重密封阀也不适于连接 到罐，作为本发明装置的一部分。
为了以流动的方式清洁和消毒本发明的装置以及为了实现需要 的利用脱盐水将采样液体抽取，并利用脱盐水使整个采样系统流动， 进一步提出了用于提供清洁液的管道系统，其分别经由供给管线和回 流管线连接到存储罐系统，其特征在于用于提供清洁介质的第一管 线；用于排除清洁介质的第二管线；用于提供脱盐水的第三管线；用 于提供蒸汽和热水的第四管线以及用于提供无菌空气的第五管线。
根据另一方案，参考流动方向将优选为离心泵的运输装置和采 样阀布置到采样装置中。后者能够将离散的采样量从将采样液体的循 环体积流分到采样瓶中。
根据该采样装置的一个优选实施例，提出了参考流动方向将流 量计和质量控制装置布置到传输装置和采样阀之间。流量计可以非常
精确地控制从相对较小的公称宽度的相关管线部分中进行需要的抽 取，而不会造成明显的产品损失。质量控制装置能够在现场执行对将 采样液体的流动分析。如果在酿酒厂中使用本发明的装置，则例如分析可以包括密度确定和/或产品02和/或C02浓度的确定。
如果将彼此以足够远距离布置的供给阀和各自分配的回流阀以 相同高度进一步定位在圆柱表面的区域中或者相应罐的圆锥底部的 上部区域中，则可以提升获得采样的代表性。这防止沉淀在罐的锥形 部分中(特别是在回流阀区域中)的冷却器淤泥颗粒旋转上升。
根据另一方案，如果供给阀和对应分配的回流阀参照沿垂直于
罐的纵轴延伸的平面相对于彼此以90《a《180度(优选地，以ct
二120度)来布置，则有效地防止了将采样液体的引出体积流和回流
体积流之间的短路。
根据一个有利的实施例，可以利用提到的双座阀或双重密封阀 以非常简单的方式来实现手动采样，这是由于设计了在供给阀的泄露
孔与其外围之间的连接通路，用于获得手动采样。
本发明的自动采样装置可以实现用于在互连到用于提供清洁液
的管道系统的存储罐系统中进行自动采样的系统，该系统提供上述优 点并具有下列特征
在第一位置从选取的罐中引出将采样液体的体积流， 该体积流被供应到采样装置，并在第二位置处从采样装置回流
到选取的罐中，以及
以流动的方式执行将采样液体的质量控制和/或在体积流从第
一位置到第二位置的循环期间将采样量的液体从体积流引入到采样
装置中。
通过供给管线和回流管线将用于在存储罐系统中进行自动采样 的提及装置连接到用于提供清洁液的管道系统实现了对于能够清洁 和/或消毒并且能够使适当的液体流过整个采样系统的方法的有利的
附加改进。根据该附加改进，在不考虑罐的相应内容而对一个罐执行 相应采样之前，利用清洁介质以流过的方式对在任何采样期间暴露于 将采样液体的整个采样系统进行清洁，或利用蒸汽或热水以流过的方 式或者用脱盐水或无菌空气流过的方式来进行消毒，其中，经由管道 系统来提供这些液体。
根据提出方法的另一有利实施例，确保了不掺杂有将采样液体而只具有残留在采样系统中的残留量的脱盐水或其他液体的代表性 采样，这是由于在对一个选取罐进行相应釆样之前通过将采样液体， 将位于分配位置处用于将采样液体体积流的循环的脱盐水或其他液 体从管道系统中的该位置处排出，其中，将采样液体被从将在第一位 置处进行采样的罐中引出。
如果在对一个选取罐进行相应采样之后在第二位置处通过脱盐 水，将位于分配位置处用于将采样液体体积流的循环的被采样液体从 被采样罐中的该位置处取出，则在采样期间被采样液体的损失被减小 到很少的量。
如果在循环体积流的区域中设置了流量计，并且该流量计控制 相应的抽取，则可以利用与优选地具有相对较小的公称宽度的相关管 线部分进行相互作用来精确地控制脱盐水或者被采样液体的抽取。
在附图中示出了用于在根据本发明的存储罐系统中进行自动采 样的提出的装置的一个实施例，并在下面对其涉及和工作进行描述。 在附图中，
图1示出了具有例如5个罐的本发明的装置的示意图，该5个 罐均在一侧互连到用于清洁液的管道系统并在另一侧互连到采样装 置；
图2示出了根据图1的存储罐系统的详细俯视图，其中，比图1 更实际地示出了具有中心采样装置的相关管道；
图3示出了根据图1的装置的示意图，其中，在该图中示出了 通过互连管道系统对包括供给阀和回流阀的整个采样系统进行流过 清洁；
图4示出了根据图1的装置的示意图，其中，在该图中示出了 从之后用于选取罐的采样的管线区域中抽取脱盐水；
图5示出了根据图1的装置的示意图，其中，在该图中示出了 选取罐的采样；
图6示出了根据图1的装置的示意图，其中，在该图中示出了采样液体从被选取用来采样的罐中无损失的抽取；以及
图7示出了根据图1的装置的示意图，其中，在该图中包括供 给阀和回流阀的整个采样系统经由连接的管道系统暴露于脱盐水，以 提供清洁液。
具体实施例方式
图1示出了罐存储系统1，在最普通的情况下，该罐存储系统包 括n个罐，即，罐l.l到l.n。为了防止通向中心采样装置5的管道 的长度过长，分配到采样装置5的罐的最大数量应被限制为大约 n二10。
图2示出了各个罐1. 1到l.n的实际管道，而图1仅示出了管 道的示意图，以阐述功能。在这种情况下，n=5，图1中示出了罐1. 1 到l.n，其中，从左侧开始第三个罐通常具有标号1. i以及右侧的相 邻罐通常具有标号1. i + l。图2未示出连接到中心采样装置5的罐的 全部数量。然而，其阐述了罐1. 1和最后罐l.n直接彼此相邻地设置 到多于6个罐的当前矩阵形式装置中。
罐1. 1到l.n的每一个(图l)包含流体产品(将采样的液体P)， 如果需要，代表性采样可以进入采样装置5。仅以连接到各个圆锥形 底部的短管道部分的形式来表示用于填充和排空罐的罐1.1到l.n 的管道。供给阀VI. la、 V1.2a、…、VI. ia、 VI. i + la、…、VI. na 以及回流阀Vl.lb、 V1.2b、…、VI. ib、 VI. i + lb、…、Vl.nb被分别 布置在每个罐1. 1到l.n上其底部区域中，优选地布置在圆柱表面区 域上，并且少部分在圆锥形底部之上，其中，该供给阀和回流阀以彼 此间特定的间隔设置在分配的罐上，在各个阀座区域中以双重密封的 方式以及防混的方式设计，以及具有可被清洁的阀座。例如，双数双 座阀、双重密封阀或者具有要求特征的任何类似的阀可被认为是出于 该目的。供给阀和回流阀VI. la、 V1.2a、…、VI. ia、 VI. i + la、…、 VI. na以及VI. lb、 VI. 2b、…、VI. ib、 VI. i + lb、…、Vl.nb中的每 一个分别具有一个通道壳体，该通道壳体具有第一和第二连接套管a 和b以及罐接口 c，该罐接口 c连接到各个分配的罐1. 1到l.n的内部并可以通过分配的供给阀或回流阀来开关。
用于分配清洁液的管道系统4被分配给存储罐系统1，其中，该
管道系统包括用于提供清洁介质RM (所谓的清洁介质供给RV)的第 一管线4. 1、用于排除清洁介质RM (所谓的清洁介质回流RR)的第 二管线4.2、用于提供脱盐水EW的第三管线4.3、用于提供蒸汽D 或热水HW的第四管线4.4以及用于提供无菌空气SL的第五管线4. 5。 管线4. 1和4. 3至4. 5通过遥控阀V4. 1至V4. 4连接到供给管线2， 而回流管线3通过第五阀V4. 5连接到第五管线4. 5，通过第六阀V4. 6 连接到第四管线4. 4以及通过第七阀V4. 7连接到第二管线4. 2。第 一排出阀V4. 8被布置在第六阀V4. 6和第七阀V4. 7之间，其中，回 流管线3通过该排出阀排空到集水沟4. 6中。
如果需要，经由上述管道系统4，将清洁介质RM、脱盐水EW、 蒸汽D或热水HW以及无菌空气SL提供至根据本发明的自动采样装 置，以实现所谓的CIP (清洁到位)处理或SIP (消毒到位)处理。 将考虑的液体经由第二管线4. 2、清洁介质回流RR或第一集水沟4. 6 被从装置中排出。
供给管线2连接到第一供给阀VI. la的通道壳体上的第一连接 套管a，该第一供给阀VI. la设置在第一罐1. 1上，并经由第二连接 套管b连接到在第二罐1. 2上的第二供给阀VI. 2a。其他罐1. i至1. n 通过分别配置的供给阀VI. ia、 VI. i + la和Vl.na类似地彼此串联连 接。罐1. 1至l.n还通过穿过回流阀VI. lb、 VI. 2b、…、VI. ib、 Vl.i + lb、…、Vl.nb的各个连接套管a、 b延伸的回流管线3分别彼 此连接。
图2示出了具有矩阵形式布置的罐的供给管线2和回流管线3 的实际管道。根据该示图，供给阀和回流阀VI. la至Vl.na以及VI. lb 至Vl.nb以组的形式分别布置在罐上(例如，参见供给阀VI. i-la、 Vl.ia、 VI. i + la和Vl.na)，从而得到清楚布置的管道，该管道也是 相对于其长度优选的。在罐l.n上示出了供给阀和回流阀Vl.na， Vl.nb相对于彼此的一种实际布置，并且该布置的特征在于这些阀相 对于彼此参照垂直于罐l.n的纵轴延伸的平面以优选角度^=120度来布置。参照垂直方向，供给阀Vl.na和分配的回流阀Vl.nb被布置 在罐的圆柱表面区域中或者圆锥形底部的上部区域中的相同高度处。 供给管线和回流管线2， 3通过采样装置5彼此连接，在它们的 末端相对地设置有管道系统4 (图1)，从而形成了闭合的循环管线 2/3。相对于流动方向，采样装置5具有传输装置5. 1 (优选地，为 离心泵)、流量计5.2 (例如，感应式流量计)、质量控制装置5.3 (例如，密度计和/或用于确定02或C02浓度的测量装置)、采样阀 V5. 1和第二排出阀V5. 2，通过这些装置可以使闭合的循环管线2/3 排空到第二集水沟5. 4中。供给管线2进入采样装置5的部分被称作 入口管线2. 5，而回流管线3离开采样装置5的部分被称作出口管线 3. 5。
根据图2的实际管道阐述了入口管线2. 5和出口管线3.5以及 引导至管道系统4的供给管线和回流管线2， 3以管束的形式从存储 罐系统l延伸出，并延伸到中心采样装置5。为其分配的具有第二采 样装置5*的第二存储罐系统1* (未示出)的管道被相似地实现。第 二采样装置5， 5*优选地以彼此空间相邻的方式布置，以实现存储罐 系统l， 1*可能的最简单、最清楚地布置和最用户友好的采样。
第一供给截流阀V2. 1被布置在延伸到第一供给阀VI. la的供给 管线2(图2)中，并将关于罐l.l的供给管线的第一部分2.1a限定 在其自身与供给阀vi. la之间。供给截流阀V2. 2至V2. n分别布置在 供给管线2的其他部分中，即，在之后的供给阀V1.2a至Vl.na之间 的部分中。从而，相应的供给截流阀V2. 2至V2. n将位于相邻供给阀 V1.2a至Vl.na之间的供给管线2的分配的部分分为两段。在供给阀 VI. la和V1.2a之间，其包括关于罐1. 1的供给管线的第二部分2. lb 以及关于罐1. 2的供给管线的第一部分2. 2a。在罐1. 2与1. i之间， 它们包括部分2.2b和2. ia;在罐1. i与1. i + l之间，它们包括部分 2. ib和2. i + la;以及在罐1. i + l与1. n之间，它们包括部分2. i + lb 禾口 2. na。
第一回流截流阀V3. 1被布置在延伸到第一回流阀VI. lb的回流 管线3 (图2)中，并将关于罐1. 1的回流管线的第二部分3. lb限定在其自身与回流阀VI. lb之间。回流截流阔V3. 2至V3.n分别布置在 回流管线2的其他部分中，即，在之后的回流阀V1.2b至Vl.nb之间 的部分中。从而，相应的回流截流阀V3. 2至V3. n将位于相邻回流阀 V1.2b至Vl.nb之间的回流管线3的分配的部分分为两段。在回流阀 VI. lb和VI. 2b之间，其包括关于罐1. 1的回流管线的第一部分3. la 以及关于罐1.2的回流管线的第二部分3.2b。在罐1.2与1. i之间， 它们包括部分3. 2a和3. ib;在罐1. i与1. i + l之间，它们包括部分 3. ia和3. i + lb;以及在罐1. i + l与l.n之间，它们包括部分3. i + la 和3. nb。
以下描述实现了用于在存储罐系统1中进行自动采样的方法， 以及预备和后续过程步骤，该存储罐系统的结构在上面参照图1和图 2进行了描述。这对罐1. 1至l.n中的一个进行各自采样之前，在任 何采样期间暴露于将采样液体P的整个采样液体被利用清洁介质RM 以流动的方式来清洁，或者利用蒸汽D或热水HW以流动的方式来消 毒，或者利用脱盐水EW或无菌空气SL完全冲洗，而不考虑罐1. 1 到l.n各自的内容，其中，这些液体RM、 D、 HW、 EW、 SL通过管道系 统4 (图1)来提供。
图3示出了利用清洁戒指RM进行所谓的CIP清洁的实例。清洁 介质RM经由管道系统4的第一管线4. 1 (即，清洁介质供给RV)提 供，其通过第一阀V4. 1引入供给管线2中，并连续清洁在第一供给 截流阀V2. 1下游与供给管线2的各个分配的部分2. lb至2. 5b连接 的所有后续的部分2. la至2.na。清洁介质體经由入口管线2. 5被 引入采样系统5，清洁其中那个的组件5. 1、 5. 2、 5. 3、 V5. 1和V5. 2， 还使采样阀V5. 1的采样支路经历清洁过程(引入的體)，然后使其 流入经由闭合的循环管线2/3和输出管线3. 5与回流管线3的各个分 配的部分3. i + la至3. la连接的串联连接的部分3. nb至3. lb，以最 终经由在第一回流截流阀V3. l下游的回流管线3和第七阔V4. 7回流 到管道系统4的第二管线4.2， g卩，清洁介质回流RR。
相同的上述流过路径还用于清洁各个供给阀和回流阀VI. la至 Vl.na和VI. lb至VI. nb的阀密封表面。这涉及各个双重密封供给阀和回流阀的阀密封表面，该表面背对各个罐1. 1至l.n的内部，这是 因为本发明还可以在罐暴露于产品时执行清洁过程。
以适当的方式实现利用蒸汽D或热水HW或者使其暴露于脱盐水 EW或无菌空气SL对整个上述采样系统进行的SIP处理，其中，仅有 到液体D、 HW、 EW或SL的对应源的路径(即，管线4. 3至4. 5之一) 被释放到管道系统4中。
图7示出了将整个采样系统暴露于脱盐水EW的上述选择的实 例。在对选取的罐1. 1至l.n进行采样之前执行对应的暴露，以创建 对代表性采样的完美且明确的开始条件。脱盐水EW经由第三管线4.3 和第二阀V4.2被引入到供给管线2以及其后的部分中，并且其在经 过循环管线3的部分和循环管线自身的路径上以及在第一排出阀 V4. 8上，经由闭合管线2/3和采样装置5被引入到第一集水沟4.6。 为了将在第一集水沟4. 6中脱盐水EW的抽损失保持在最小，通过流 量计5. 2来控制整个采样系统暴露于脱盐水EW。
在例如对罐l.i进行采样之前，整个采样系统完全暴露于脱盐 水EW (图4)。为了执行采样(见图5)，最初需要从在供给阀VI. ia 与回流阀VI. ib之间包括闭合回路管线2/3的供给管线2的部分和回 流管线3的部分(所涉及的管线以粗管线示出)中完全抽取脱盐水 EW。通过在第一位置处从将采样罐l.i中引出的将采样液体P来实现 该抽取，在该位置处，供给阀VI. ia被连接到罐1. i， g卩，经由位于 回流阀VI. ib下游的回流管线3的部分连接到第一集水沟4. 6。在这 种情况下，供给截流阀V2. i关闭，并且参考流动方向的其他下游供 给截流阀V2. i + l和V2.n打开。回流截流阀V3. i和所有其他回流截 流阀都打开。通过采样系统5中的流量计非常精确地控制抽取。
现在，完成了对选取罐l.i进行代表性采样的预备。诸如第一 罐l. l的另一罐的采样要求对应地抽取在从在供给闽Vl. la和回流阀
VI. lb之间的供给管线和回流管线2， 3的相关部分中的脱盐水。
在从相关区域中抽取脱盐水并使其被将采样液体P所取代之后， 通过采样阀VI. ia使将采样液体P的体积流Q (P)自动地在第一位 置处从选取罐1. i中引出(图5)。经由与部分2. i + la和2.na以及入口管线2. 5连接的部分2. ib 和2. i + lb将该体积流Q (P)提供给采样装置5，并经由在第二位置 处与部分3. i + la和3. ia连接的出口管线3.5以及部分3. nb和 3. i + lb从采样装置回流到选取的罐1. i，回流阀VI. ib连接到部分
3. ia。以粗管线示出用于循环的相关管线。在采样系统中，在体积流 Q(P)从第一位置到第二位置的循环期间通过装置5. 3以流过的方式 来实现将采样液体P的质量控制，和/或通过采样阀V5. 1将采样量 PR的液体P从体积流Q (P)中引出，使得将采样液体的体积流Q (P) 减去引出的采样量PR， S卩，体积流Q (P) -PR经由出口管线3. 5流 回。
在对选取罐1. 1至l.n之一 (即，在描述实施例中的罐1. i (图 6))进行对应的采样之后，位于采样流P的体积流Q (P)的循环的 分配区域中的采样流P被从在采样罐1. 1至l.n的该区域中抽出。为 了实现这一过程，在罐l.i上的回流阀Vl.ib保持打开，并且供给阀 Vl.ia关闭。回流截流阀V3. i保持关闭，而供给截流阀V2. i保持打 开。所有其他供给截流阀和回流截流阀均保持打开。经由第三管线
4. 3和第二阀V4. 2提供脱盐水EW。再次通过流量计5. 2精确控制抽 取。这示出了进行采样，而不造成将采样液体P的明显损失。在采样 期间，损失最好被限制到在通过脱盐水来抽取被采样液体P期间通常 由于安全原因需要准备回流到罐1. i中的量，这是因为液体对换P/EW 没有很高的选择性。所用缩写的参考标号列表
1 存储罐系统
1* 第二存储罐系统1.1至1. n罐(罐1. 1、 1. 2、…、1. i--2、 1. i-1.罐1. 1至l.n之一
2供给管线2.la罐l.l上供给管线的第一部分2.2a罐1.2上供给管线的第一部分2.ia罐l.i上供给管线的第一部分2.i + la罐l.i + l上供给管线的第一部分2.罐l.n上供给管线的第一部分2.lb罐l.l上供给管线的第二部分2.2b罐1.2上供给管线的第二部分2.ib罐l.i上供给管线的第二部分2.i+lb罐l.i+l上供给管线的第魂 、、 牛2.5入口管线(在采样装置5中)2/3闭合的循环管线
3回流管线3.la罐l.l上回流管线的第一部分3.2a罐1.2上回流管线的第一部分3.ia罐l.i上回流管线的第一部分3.i + la罐l.i + l上回流管线的第一部分3. lb 罐1. 1上回流管线的第二部分
3. 2b 罐1. 2上回流管线的第二部分
3. ib 罐1. i上回流管线的第二部分
3. i + lb 罐1. i+l上回流管线的第二部分
3. nb 罐1. n上回流管线的第二部分
3.5 出口管线(从釆样装置5)
4 用于提供清洁液的管道系统
4. 1 第一管线(清洁介质體的供给RV) 4. 2 第二管线(清洁介质服的供给RR)
4.3 第三管线(用于脱盐水-EW)
4.4 第四管线(用于蒸汽-D或者热水-HW)
4.5 第五管线(用于无菌空气-SL)
4. 6 第一集水沟
5 采样装置
5* 第二采样装置
5. 1 传输装置 5. 2 流量计
5.3 质量控制装置(例如，密度、02-浓度)
5. 4 第二集水沟
a 相关角
D 蒸汽
EW 脱盐水
HW 热水
Q (P) 将采样液体P的体积流
Q (P) -PR 将采样液体P的体积流减去引出的采样量PR液体
PR 采样量
RM 清洁介质
RR 清洁介质回流
RV 清洁介质供给
SL 无菌空气
厘
在采样装置5中的阀 V5. 1 采样阀 V5.2 第二采样阀
在供给管线2中的阀
VI. la 第一供给阀(可以被自动打开，是防混的并具有可
被清洁的阀座)([*]) VI. 2a 第二供给阀([*])
VI. ia 第i供给阀([*])
VI. i + la第i + 1供给阀([*]) VI. na 第n供给阀([*])
V2. 1 第一供给截流阀
V2.2 第二供给截流阀
V2. i 第i供给截流阀
V2. i+1 第i+1供给截流阀
V2.n 第n供给截流阀
在回流管线3中的阀
VI. lb 第一回流阀(可以被自动打开，是防混的并具有可
被清洁的阀座)([*])VI. 2b 第二回流阀([*])
VI. ib 第i回流阀([*])
VI. i+lb 第i + l回流阀([*])
VI. nb 第n回流阀([*])
V3. 1 第一回流截流阀
V3. 2 第二回流截流阀
V3. i 第i回流截流阀
V3. i + l 第i + l回流截流阀
V3.n 第n回流截流阀
a 第一连接套管(在供给阀或回流闽的通道壳体上)
b 第二连接套管(在供给阀或回流阀的通道壳体上)
c (可开关)罐接口 (在供给阀或回流阀上)
阀和管道系统4V4.1第一阀V4.2第二阀V4.3第三阀V4.4第四阀V4.5第五阀V4.6第六阀V4.7第七阀V4.8第一排出阀
权利要求
1.一种装置，用于在互连到用于提供清洁液的管道系统(4)的存储罐系统(1)中利用包括几个罐(1.1、1.2、…、1.i、…、1.n)的存储罐系统(1)以及经由固定管道分别与所有罐(1.1、1.2、…、1.i、…、1.n)配合的采样装置(5)进行自动采样，其中，供给阀(V1.1a、V1.2a、…、V1.ia、…、V1.na)和回流阀(V1.1b、V1.2b、…、V1.ib、…、V1.nb)分别布置在每个罐(1.1、1.2、…、1.i、…、1.n)上其较低区域中，以及所述供给阀和所述回流阀彼此以特定间隔定位，在它们各自阀座区域中以双重密封的方式以及以防混的方式设计，并且具有可被清洁的阀座，其中，所述供给阀(V1.1a、V1.2a、…、V1.ia、…、V1.na)和所述回流阀(V1.1b、V1.2b、…、V1.ib、…、V1.nb)中的每一个具有通道壳体，所述通道壳体具有第一连接套管(a)和第二连接套管(b)以及罐接口(c)，该罐接口(c)连接到各个分配的罐(1.1、1.2、…、1.i、…、1.n)的内部并可以通过分配的阀来开关，其中，所述存储罐系统(1)经由供给管线(2)和回流管线(3)连接到所述管道系统(4)，其中，所述罐(1.1、1.2、…、1.i、…、1.n)通过沿所述供给阀(V1.1a、V1.2a、…、V1.ia、…、V1.na)的各个连接套管(a，b)延伸的供给管线(2)以及通过沿所述回流阀(V1.1b、V1.2b、…、V1.ib、…、V1.nb)的各个连接套管(a，b)的回流管线(3)彼此分别串联连接，其中，在所述管道系统(4)的相反位置设置并形成闭合的循环管线(2/3)的末端处通过采样装置(4)使所述供给管线和所述回流管线(2，3)彼此连接，其中，一个供给截流阀(V2.1、V2.2、…V2.i、…、V2.n)被分别设置，其被布置在参考流动方向位于所述供给阀(V1.1a、V1.2a、…、V1.ia、…、V1.na)上游的所述供给管线(2.1a、2.2a、…2.ia、…、2.na)的每个第一部分中，以及其中，一个回流截流阀(V3.1、V3.2、…V3.i、…、V3.n)被分别设置，其被布置在参考流动方向位于所述回流阀(V1.1b、V1.2b、…、V1.ib、…、V1.nb)下游的所述回流管线(3.1b、3.2b、…3.ib、…、3.nb)的每个第二部分中。
2. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述供给阀和所述回流阀(Vl. la、 VI. 2a、…、VI. ia、…、VI. na; VI. lb、 VI. 2b、…、VI. ib、…、 Vl.nb)分别以双座阀的形式实现；所述双座阀具有呈滑动活塞形式 的紧邻所述罐接口 (c)设置的第一闭合元件以及具有以阀座盘形式 实现的第二闭合元件，其中，两个所述闭合元件控制所述罐接口 (c) 和容纳两个所述闭合元件的通道壳体之间以及两个闭合元件的连接 开口，处于所述双座阀的闭合位置或者其打开位置；这两个闭合元件 限定了经由至少一个连接路径连接到所述双座阀周围的泄漏腔，其 中，所述第一闭合元件在所述双座阀的打开运动期间与所述第二闭合 元件相接触，并将所述第二闭合元件转换到所述打开位置，其中，所 述打开位置指向远离所述罐U.l、 1.2、…、l.i、…、l.n)，以及 其中，可以通过指向与所述打开运动相反方向的第一部分行程将所述 第一闭合元件转换到部分打开位置，以及可以通过指向与所述打开运 动相同方向的第二部分行程将所述第二闭合元件转换到部分打开位 置，以清洁各个阀座。
3. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述供给阀和所述回流 阀(Vl. la、 VI. 2a、…、VI. ia、…、VI. na; VI. lb、 VI. 2b、…、VI. ib、…、 Vl.nb)分别以双重密封阀的形式实现；所述双座阀具有通过彼此轴 向间隔的两个密封点与圆柱阀座表面相结合的滑动活塞形式的闭合 元件，其中，所述圆柱阀座表面临近连接开口，所述连接开口将所述 罐接口 (c)连接到用于容纳所述两个连接套管(a， b)的所述通道 壳体，并且通过所述闭合元件来控制所述连接开口，其中，在所述密 封点之间形成经由至少一个连接路径连接到所述双重密封阀周围的 泄漏腔，以及其中，所述闭合元件的部分冲程露出一个或另一个密封 点，以清洁各个阀座。
4. 根据前述权利要求中1至3中任一项所述的装置，其中，所 述管道系统(4)具有用于提供清洁介质(RM)的第一管线(4.1)、 用于排除所述清洁介质(RM)的第二管线(4.2)、用于提供脱盐水(EW)的第三管线(4.3)、用于提供蒸汽(D)或热水(HW)的第四 管线(4.4)以及用于提供无菌空气(SL)的第五管线(4.5)。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述采用 装置(5)在流动方向上具有传输装置(5.1)和的采样阀(V5. 1)。
6. 根据权利要求5所述的装置，其中，将流量计(5.2)和质 量控制装置(5.3)布置在所述传输装置(5.1)和参考所述流动方向 的所述采样阀(V5. 1)之间。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中，所述供给 阀(Vl. la、V1. 2a、…、V1. ia、…、V1. na)和分别分配的回流阀(Vl. lb、 V1.2b、…、VI. ib、…、Vl.nb)被布置在所述圆柱表面区域的相同 高度处，或者对应罐(1.1、 1.2、…、l.i、…、l.n)的圆锥形底部 的上部区域中。
8. 根据权利要求7所述的装置，其中，所述供给阀(Vl.la、 V1.2a、…、VI. ia、…、VI. na)和所述分别分配的回流阀(VI. lb、 V1.2b、…、VI. ib、…、Vl.nb)参考垂直于所述管的纵轴延伸的平 面相对于彼此以90《a《180度来布置，优选地，以a二120度布置。
9. 根据权利要求2至8中任一项所述的装置，其中，所述供给 阀(VI. la、 V1.2a、…、VI. ia、…、Vl.na)与其外围之间的连接通 道被设计用来获得人工采样。
10. —种用于在互连到用于提供清洁液的管道系统(4)的存储 罐系统(1)中利用包括几个罐(1.1、 1.2、…、l.i、、 l.n)的 存储罐系统(1)以及经由固定管道分别与所有罐(1.1、 1.2、…、 l.i、…、l.n)配合的采样装置(5)进行自动采样的方法，其中， 使用具有权利要求1的特征的自动采样装置，其中将采样液体(P)的体积流(Q (P))在第一位置处从选取的罐(1. i)中自动地引出， 其中该体积流(Q (P))被提供给所述采样装置(5)并在第二位置 处从所述采用装置(5)回流到所述选取的罐(l.i)，以及其中，所 述将采样液体(P)的质量控制以流过的方式来实现和/或在所述体积 流从所述第一位置到所述第二位置的循环期间，所述将采样液体(P) 的采样量(PR)从所述体积流(Q (P))引出到所述采样装置(5)。
11. 根据权利要求IO所述的方法，其中，在对一个所述罐(l. 1、 1.2、…、l.i、…、l.n)进行各自采样之前，在任何采样期间暴露 于所述将采样液体(P)的所述整个采样系统利用清洁介质(RM)以 流过的方式进行清洁，或者利用蒸汽(D)或热水(HW)以流过的方 式进行消毒，或者利用脱盐水(EW)或无菌空气(SL)整个冲洗，而 不论所述罐(1.1、 1.2、…、l.i、…、l.n)各自的内容，其中，经 由所述管道系统(4)来提供这些液体(RM、 D、 HW、 EW、 SL)
12. 根据权利要求ll所述的方法，其中，在对一个选取罐(l.l、 1.2、…、l.i、、 l.n)进行各自采样之前，通过所述将采样液体(P)将用于所述将采样液体(P)的所述体积流(Q (P))的循环的 位于所述分配区域中的所述脱盐水(EW)从该区域中抽出到所述管道 系统(4)中，其中，将采样液体(P)在所述第一位置处从将采样的 罐(1. 1、 1.2、…、1. i、…、l.n)中引出。
13. 根据权利要求10至12所述的方法，其中，在对一个选取 罐(l.l、 1.2、…、l.i、…、l.n)进行各自采样之后，通过所述脱 盐水(EW)将用于所述将采样液体(P)的所述体积流(Q (P))的 循环的位于所述分配区域中的被采样液体(P)从该区域中抽出到所 述被采样罐(1.1、 1.2、…、l.i、…、l.n)中。
14. 根据权利要求12或13所述的方法，其中，通过设置在循 环体积流(Q (P))的区域中的流量计来控制所述脱盐水(EW)或所述被采样液体(P)的抽取。
全文摘要
本发明涉及在互连提供清洁液的管道系统(4)的存储罐系统(1)中，特指在食品和饮料工厂(酿酒厂)中有高微生物质量要求处理系统中利用含几个罐的存储罐系统(1)和由固定管道各与所有罐相连的采样装置(5)自动采样的装置和方法。集成所有阀的采样系统以流过的方式进行清洁和消毒，而不考虑各个罐的内容。可执行采样，而不造成采样液体的损失。实现从选取的罐(1.i)中引出液体(P)的体积流Q(P)，其中体积流Q(P)被提供给采样装置(5)，并从采样装置回流到罐(1.i)，以及将采样液体(P)的质量控制以流过的方式来实现和/或在体积流Q(P)的循环期间将液体(P)的采样量(PR)从体积流Q(P)引入到采样装置(5)中。
文档编号G01N1/26GK101595376SQ200780046499
公开日2009年12月2日 申请日期2007年11月5日 优先权日2006年12月16日
发明者乌韦·索博特卡, 莱奥·格日沃兹, 阿尔诺·彼得 申请人:基伊埃酿造系统有限公司