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CN112088271A - 过程组件 - Google Patents

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CN112088271A
CN112088271A CN201980030430.9A CN201980030430A CN112088271A CN 112088271 A CN112088271 A CN 112088271A CN 201980030430 A CN201980030430 A CN 201980030430A CN 112088271 A CN112088271 A CN 112088271A
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Abstract

本发明涉及一种过程组件，包括壳体(2)、操纵体(6)，所述操纵体能移入第一端部位置和第二端部位置中，所述过程组件还包括调节组件，所述操纵体能利用该调节组件沿着轴向(L)从第一端部位置移入第二端部位置中以及反之，所述调节组件包括第一电线圈(9)和第二电线圈(10)，并且所述调节组件与第一永磁体组件(11)配合作用，所述第一永磁体组件设置在操纵体(6)上，并且在第一端部位置中，所述操纵体(6)贴靠在第一机械止挡件上，所述过程组件还包括设置壳体(2)上的第二永磁体组件(12)，所述第二永磁体组件与第一永磁体组件(11)配合作用，并且所述调节组件设置在过程组件的第一接口(3)与第二接口(4)之间，并且所述过程组件在操纵体(6)的至少一个位置中在第一接口(3)与第二接口(4)之间具有连续的流体引导部，其特征在于，所述第一电线圈(9)设置成，在通电时抵消在第一位置中在第一和第二永磁体组件(11、2)之间存在的磁场，并且所述第二电线圈(10)设置成，在给第一线圈(9)通电时引起操纵体(6)沿轴向的运动。

Description

过程组件
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的过程组件。
背景技术
在食品工业、生物技术和制药行业中，对生产设备及其过程组件的清洁度、可清洁性和封闭性提出了最高的要求。
在一种过程组件中，操纵体在其内部在两个端部位置之间运动，例如关闭元件在阀中在打开和关闭位置之间运动。现在的挑战是，为了创造卫生和无菌的条件，过程组件的内部相对于外部空间保持密封并且同时从外部空间实现操纵体在内部的运动。
在阀技术中为此已知的是，将切换杆的通道、驱动器和关闭元件彼此连接，壳体利用折棚件EP945658B1(ASG)或膜片WO2013/170931A1(206er)将阀壳体密封。然而这种密封元件的机械负载构成薄弱部位。
更有利的是，无接触地并且在没有切换杆的情况下实施所述运动。这在所谓的填充阀领域中时已知的，利用所述填充阀填充例如瓶子和罐子。
DE1600717提出，关闭元件设计为磁芯，所述磁性设置在磁线圈中并且通过磁线圈运动。在打开位置中，所述关闭元件在其整个外表面上被流动的介质冲刷。
DE60021062提出一种具有针状的关闭元件的阀。在打开位置中以及在关闭位置中，所述关闭元件由各一个永磁体组件的力保持。每个永磁体组件配设给其中一个位置。此外为每个位置设有一个电线圈，关闭元件能利用所述电线圈抵抗相应另一位置的永磁体组件的保持力而运动。
这些解决方案部分地在数十年前就已知并且用于相对小的流体流动。然而这些方案至今从未被用于较大的管路横截面、例如50mm至200mm的直径范围中的管路横截面。
发明内容
因此，本发明的目的是，提供可扩展用于大的管路横截面的带有磁体组件的过程组件。
该目的通过具有权利要求1的特征的过程组件得以实现。从属权利要求2至9给出该过程组件的有利的扩展方案。
所述过程组件包括壳体、操纵体，所述操纵体能移入第一端部位置和第二端部位置中，所述过程组件还包括调节组件，所述操纵体利用该调节组件沿着轴向从第一端部位置移入第二端部位置中以及从第二端部位置移入第一端部位置中。所述调节组件包括第一电线圈和第二电线圈，并且所述调节组件与第一永磁体组件配合作用，所述第一永磁体组件设置在操纵体上。在第一端部位置中，所述操纵体贴靠在第一机械止挡件上。在壳体上设有第二永磁体组件，所述第二永磁体组件与第一永磁体组件配合作用。所述调节组件设置在过程组件的第一接口与第二接口之间，并且所述过程组件在操纵体的至少一个位置中在第一接口与第二接口之间具有连续的流体引导部。可扩展性如下实现，即，所述第一电线圈设置成，在通电时抵消在第一位置中在第一和第二永磁体组件之间存在的磁场，并且所述第二电线圈设置成，在给第一线圈通电时引起操纵体沿轴向的运动。所述第一电线圈在其设计(例如其绕组的匝数)和通电上仅需实现，使得所述第一电线圈抵消第一和第二永磁体组件之间的磁场。这减少了在构造线圈时的材料使用并且减小了用于运行的能源消耗。因此实现了，对于大的管路直径也能成本有利地制造和运行过程组件。该优点通过第一机械止挡件得以辅助，所述第一机械止挡件对在第一端部位置中的定位提供机械的辅助。
在一种扩展方案中，第二端部位置也通过第二机械止挡件确定并且上述优点被加强。
前述优点在如下实施方案中特别适宜，即，过程组件设计为阀，壳体包括阀座，并且在操纵体上设置有封闭元件，该封闭元件在第一端部位置中密封地与阀座配合作用。在阀中的流体流动、尤其是液体流动导致大的力作用在封闭元件上。按照本发明的设计方案能实现，即使在将阀扩展至食品技术的结构尺寸时也成本有利地操纵所述力。
通过使第一机械止挡件包括阀座，能实现进一步的结构上的简化连同成本降低。
附图说明
下面根据实施例解释本发明和其优点。图中：
图1示出过程组件的纵剖视图；
图2示出第一扩展方案中的过程组件的纵剖视图；
图3示出第一扩展方案中的过程组件沿着线A-A的横剖视图；
图4示出第二扩展方案中的过程组件的纵剖视图。
具体实施方式
在图1中示出沿着纵轴线L的过程组件1的剖视图，该过程组件具有壳体2。所述壳体具有第一接口3和第二接口4，过程组件1能利用所述第一接口和第二接口集成到过程设备中。第一接口3和第二接口4建立到壳体2内部的内部空间5的流体连接。
在内部空间5中可运动地设置有操纵体6，操纵体尤其是能沿着纵轴线L从第一端部位置移动到第二端部位置。第一机械止挡件7设置在壳体2的内部空间5中，操纵体6在第一端部位置中贴靠在该第一机械止挡件上。
第二端部位置与第一端部位置沿着纵轴线L间隔开间距。可设有第二机械止挡件8，操纵体6在第二端部位置中贴靠在该第二机械止挡件上。
在内部空间5外部在过程组件1的壳体2上存在调节组件，所述调节组件包括第一电线圈9和第二电线圈10。
第一永磁体组件11设置在操纵体上，所述第一永磁体组件有利地相对于流体被封闭地设计。第二永磁体组件12设置在壳体2上。有利地，所述第二永磁体组件在空间上配设给第一机械止挡件8，从而当操纵体6处于第一端部位置中时，第一和第二永磁体组件11和12彼此具有小的间距。所述永磁体组件11和12设计成，使得操纵体通过永磁体11和12的吸引力固定在第一端部位置中。
调节组件的第一电线圈9设计和布置成，使得所述第一电线圈在相应于设计和布置适配地通电时产生磁场，该磁场抵消在永磁体组件11和12之间的磁场，从而解除操纵体6在第一端部位置中的固定。
调节组件的第二电线圈10沿着纵轴线L间隔开轴向间距地设置。所述第二电线圈设计和布置成，使得所述第二电线圈在相应于设计和布置适配地通电时产生磁场，该磁场作用于操纵体6。该磁场确定大小为，使得当第一电线圈9被通电并且永磁体组件11和12的保持力被抵消时，引起操纵体6从第一端部位置沿着纵轴线L的运动。
所述操纵体6具有空心通道13，该空心通道在过程组件1的第一接口3和第二接口4之间在第一和第二端部位置中的至少一个中提供流体连接，从而所述过程组件1在至少一个端部位置中能被流体、尤其是液体穿流。所述空心通道13可沿着纵轴线L构成在操纵体的中间。
图2和图3示出过程组件1的第一扩展方案。在此，在图2中示出沿着纵轴线L的剖视图，而图3示出沿着剖切线A-A的横向于纵轴线L的剖视图。
所述过程组件1在该扩展方案中设计为阀。
过程组件1的内部空间5划分为第一子腔室14和第二子腔室15。各子腔室14和15借助于通过部16流体连接。在通过部16上可构成有阀座17。所述第一子腔室14配设给第一接口3，第二子腔室15配设给第二接口4。由此形成从第一接口3经由第一子腔室14，接着通过部16，后面紧接着第二子腔室15到第二接口4的流体路径。
所述操纵体6具有作为封闭元件作用的盘状件18，所述盘状件设置在第一子腔室14中。所述盘状件能借助于调节组件与阀座17接触。在盘状件18上优选可设有密封件19，所述密封件与阀座17配合作用，以便在盘状件18安装在阀座17上时确保液体密封地封闭通过部16。
所述操纵体具有承载体20，盘状件18紧固在该承载体上。优选，所述承载体构成为柱形体并且设置在第二子腔室15中，在那里，所述承载体被纵轴线L贯穿。从承载体20沿径向直线地或弯曲地延伸有至少一个支座21，在该支座的径向外端部上安装有吊舱22，第一永磁体组件11设置在该吊舱的内部中。在该实例中，第一永磁体组件11具有多个永磁体，所述多个永磁体在通过纵轴线L限定的轴向上堆叠，由此引起磁场加强。所述吊舱22设计为流体密封地包围永磁体组件11。所述吊舱22可以在其纵向延伸方向上设计为柱形的。这引起在吊舱22与壳体2之间的线形的间隙或壳体2与吊舱22的线形的接触。
在壳体2的包围第二子腔室15的部件外部设置有所述调节组件。所述调节组件包括第一电线圈9，该第一电线圈在空间上配设给操纵体6的第一端部位置。这通过如下方式实现，即，第一电线圈9的绕组围绕壳体2卷绕并且沿轴向处于第二永磁体组件12的高度上。所述第二永磁体组件12处于流体密封的包套部23中。所述第一电线圈9有利地具有轴向延伸部，当操纵体6处于第一端部位置中时，该轴向延伸部与第一永磁体组件11重叠。在该第一端部位置中，在吊舱22和包套部23之间优选存在间隙S，而同时第一机械止挡件通过阀座提供，在第一端部位置中，盘状件18与该第一机械止挡件直接接触或通过密封件19间接接触。所述吊舱22在其第一端部位置中在图2中通过虚线示出。
所述第一电线圈9设计用于产生磁场，该磁场抵消在第一端部位置中在第一永磁体组件11与第二永磁体组件12之间构成的磁场。
在第一电线圈9的沿轴向朝向阀座17一侧上存在第二电线圈10。第二电线圈的绕组优选围绕壳体2地实施和设计为，使得当第一和第二永磁体组件11和12之间的磁场通过给第一电线圈9通电而被抵消时，通过给第二电线圈10通电引起操纵体6沿着纵轴线L的运动。
调节组件具有第三电线圈24。所述第三电线圈沿着纵轴线L设置在如下高度上，在该高度上，操纵体6处于第二端部位置中。设有环形件25，吊舱22在第二端部位置中贴靠在该环形件上，并且因此该环形件形成第二机械止挡件。在环形件25中可设有永磁体，该永磁体与吊舱22中的第一永磁体组件11配合作用并且将操纵体6保持在第二端部位置中。备选地，所述环形件25可以由可磁化的材料制成，第一永磁体组件11与其相互作用并且引起在第二端部位置中的固定。所述环形件25可以由多个沿轴向分布的部段构成。所述操纵体6通过磁力保持在第二端部位置中，于是不需要给电线圈9、10和24之一通电。第三电线圈24定尺寸为，使得在通电时抵消第一永磁体组件11的作用。
这样数量的线圈的附加的优点是如下可行性方案，即，通过给第二电线圈10通电将操纵体保持在第一和第二端部位置之间的位置中。该位置允许对阀进行清洁。
图3在沿着线A-A的横剖视图中示出环形件的有利的构造方案。操纵体6和环形件25成形为，使得通过将操纵体6以角度W转动(在示出的实例中该角度为45°)，将操纵体移到如下位置中，在该位置中操纵体能沿着纵轴线L引导穿过环形件25。在该实例中，这种造型如下实现，即，环形件25具有空隙26，所述空隙的形状允许吊舱22穿过环形件25。所述环形件25此外具有中央开口27，承载体20和支座21能引导穿过所述中央开口。
图4示出过程组件1的另一实施例。所述过程组件设计为阀。操纵体6具有封闭体28，所述封闭体能直接地或者在存在密封件19的情况下与阀座17间接地密封地接触，所述封闭体在其中封闭第一接口3。
在封闭体28的周缘上设有至少一个翼形件29，所述翼形件实现封闭体28在过程组件1的壳体2中的引导和对中，借此，当封闭体28从阀座17取下时，封闭体28与过程组件1的壁部间隔开能被绕流的间距。所述阀于是能被穿流。
第一永磁体组件11设置在封闭体28中并且被封闭体流体密封地包围。在翼形件29中可设有第三永磁体组件30，所述第三永磁体组件辅助第一永磁体组件11的作用。
所述操纵体6能沿着纵轴线L在第一与第二端部位置之间运动。为此，在壳体2上设有调节组件。所述调节组件包括第一电线圈9，其绕组包围壳体2。线圈9设置用于产生磁场，当封闭体安装在阀座上时，该磁场抵消在第一永磁体组件11和第二永磁体组件12之间构成的磁场。操纵体6的该位置是运动的第一端部位置。所述阀座17形成用于操纵体的运动的机械止挡件。
在内部空间5的与阀座沿轴向L相对置的一侧上在壳体2中构成有配合座31，翼形件29在第二端部位置中贴靠在该配合座上。在配合座31上可设有第四永磁体组件32，所述第四永磁体组件通过与第一永磁体组件11配合作用将操纵体6固定在第二端部位置中，该第二端部位置表示阀的打开位置。
第二电线圈10具有绕组，该绕组围绕壳体2被引导。所述第二电线圈沿着纵轴线L设置成，使得所述第二电线圈配设给所述第二端部位置。
当操纵体6处于第一端部位置中并且封闭体28封闭第一接口3时，阀无流地关闭，因为第一和第二永磁体组件11和12以磁性的方式产生关闭力。为了打开，给第一电线圈9通电并且抵消产生关闭力的磁场。附加地给第二电线圈10通电于是引起操纵体6沿着纵轴线L的运动，该运动可被实施直至第二端部位置。在第二端部位置中，操纵体通过第一永磁体组件11的作用被保持，所述阀于是无流地打开。在该位置中，磁场和磁力能通过第三和第四永磁体组件30和32辅助。为了关闭阀，首先给第二电线圈10通电，以便抵消起保持作用的磁场。对第一电线圈9附加的通电使操纵体6朝第一端部位置、阀的关闭位置运动。
通过适宜地同时给第一和第二电线圈9和10通电，操纵体可保持在如图4所示的中间位置中。这通过可选的第三永磁体组件30得以简化，因为可实现稍微更高的场强。
附图标记列表
1 过程组件
2 壳体
3 第一接口
4 第二接口
5 内部空间
6 操纵体
7 第一机械止挡件
8 第二机械止挡件
9 第一电线圈
10 第二电线圈
11 第一永磁体组件
12 第二永磁体组件
13 空心通道
14 第一子腔室
15 第二子腔室
16 通过部
17 阀座
18 盘状件
19 密封件
20 承载体
21 支座
22 吊舱
23 包套部
24 第三电线圈
25 环形件
26 空隙
27 中央开口
28 封闭体
29 翼形件
30 第三永磁体组件
31 配合座
32 第四永磁体组件
L 纵轴线
S 间隙
W 角度

Claims (9)

1.一种过程组件，包括壳体(2)、操纵体(6)，所述操纵体能移入第一端部位置和第二端部位置中，所述过程组件还包括调节组件，所述操纵体能利用该调节组件沿着轴向(L)从第一端部位置移入第二端部位置中以及反过来从第二端部位置移入第一端部位置中，所述调节组件包括第一电线圈(9)和第二电线圈(10)，并且所述调节组件与第一永磁体组件(11)配合作用，所述第一永磁体组件设置在操纵体(6)上，并且在第一端部位置中，所述操纵体(6)贴靠在第一机械止挡件上，所述过程组件还包括设置壳体(2)上的第二永磁体组件(12)，所述第二永磁体组件与第一永磁体组件(11)配合作用，并且所述调节组件设置在过程组件的第一接口(3)与第二接口(4)之间，并且所述过程组件在操纵体(6)的至少一个位置中在第一接口(3)与第二接口(4)之间具有连续的流体引导部，其特征在于，所述第一电线圈(9)设置成，在通电时抵消在第一位置中在第一和第二永磁体组件(11、12)之间存在的磁场，并且所述第二电线圈(10)设置成，在给第一线圈(9)通电时引起操纵体(6)沿轴向的运动。
2.如权利要求1所述的过程组件，其特征在于，第二机械止挡件限定操纵体(6)在第二端部位置中的位置。
3.如权利要求1或2所述的过程组件，其特征在于，所述壳体(2)包括阀座(17)，并且在操纵体(6)上设置有封闭元件，该封闭元件在第一端部位置中密封地与阀座(17)配合作用。
4.如权利要求3所述的过程组件，其特征在于，所述第一机械止挡件包括阀座(17)。
5.如权利要求3或4所述的过程组件，其特征在于，所述操纵体(6)包括承载体(20)，所述封闭元件设计为盘状件(18)并且紧固在承载体(20)上，并且所述第一永磁体组件(11)设置在吊舱(22)中，该吊舱紧固在承载体(20)上。
6.如权利要求5所述的过程组件，其特征在于，所述第二机械止挡件包括环形件(25)，所述环形件具有空隙(26)，所述吊舱(22)能穿过所述空隙。
7.如权利要求3或4所述的过程组件，其特征在于，所述操纵体(6)包括封闭体(28)，所述第一永磁体组件(11)设置在所述封闭体(28)中，并且至少一个在运动方向上延伸的翼形件(29)设置在封闭体(28)上。
8.如权利要求5所述的过程组件，其特征在于，所述翼形件(29)包括第三永磁体组件(30)，所述第三永磁体组件与第二永磁体组件(12)配合作用。
9.如上述权利要求中任一项所述的过程组件，其特征在于，所述第二止挡件包括永磁体(32)，该永磁体在第二端部位置中与第一永磁体组件(11)配合作用。
CN201980030430.9A 2018-05-05 2019-05-02 过程组件 Active CN112088271B (zh)

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