DE2432967B2 - Aseptisches Ventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein aseptisches Ventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. .'5

Der Oberbegriff des Patentanspruchs 1 geht aus von einem Ventil, wie es in dem älteren Recht gemäß der DT-PS 23 39 214 beschrieben ist. Bei diesem Ventil sind die beiden Ventilteller und somit zwei Dichtungsflächen hintereinander angeordnet. Die Betätigungseinrichtung für die Verschiebung des zweiten Ventiliellers unter Beaufschlagung eines Druckmittels umfaßt eine Kammer, die von dem Faltenbalg umgrenzt wird, der zwischen dem zweiten Ventilteller und der Querwand angeordnet ist, welche den Gehäuseabschnitt und den Ventilantriebsabschnitt des Ventils trennt.

Zum Stand der Technik gehört das aus der US-PS 16 24 573 bekannte Ventil. Das bekannte Ventil enthält zwei gegenüber dem Ventilschaft in Grenzen bewegliche Ventilteller, die ein sicheres Schließen des Ventils so auch dann ermöglichen sollen, wenn eine Dichtungsfläche durch Fremdkörper verschmutzt ist. Bei dem bekannten Ventil kommt jedoch die abzusperrende Flüssigkeit direkt mit dem Ventilschaft in Berührung, so daß sie durch Schmiermittel und Abrieb verschmutzt wird. Das bekannte Ventil hat ferner den Nachteil, daß die beiden Ventilteller nicht sehr präzis auf dem Ventilschaft geführt sind, so daß es sich als Hauptventil kaum eignet.

Aus der FR-PS 78 067 ist es weiterhin bekannt, den Ventilschaft eines Ventils mit einem Faltenbalg zu umschließen, so daß eine direkte Berührung zwischen dem zu fördernden Medium und dem Ventilschaft ausgeschlossen ist. Dieses Ventil hat jedoch, weil nur ein Ventilteller vorgesehen ist, den Nachteil, daß es beim Eindringen eines Fremdkörpers zwischen Ventilteller und Ventilsitz nicht mehr sicher schließt. Dies ist aber gerade bei sterilzuhaltenden Flüssigkeiten, beispielsweise pasteurisierter Milch, äußerst wichtig, da sonst, bei der Reinigung des Leitungssystems, leicht Fremdsubstanzen in die Flüssigkeit gelangen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein aseptisches Ventil zu schaffen, das eine Verschmutzung der abzusperrenden Flüssigkeit sowohl im Normalbetrieb als auch bei der Reinigung des Leitungssystems mit Sicherheit verhindert, das aus Sicherheitsgründen zwei Dichtungsflächen aufweist und bei dem die Ventilteller sicher auf dem Schaft geführt sind.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch aufgeführten Maßnahmen gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Ventil werden die beiden Ventilteller durch den gleichen Antrieb geöffnet, jedoch mittels getrennter Antriebe geschlossen. Auf diese Weise kann der Durchtritt des abzusperrenden Mediums auch dann sicher und zwangsweise verhindert werden, wenn sich an einer der Dichtflächen Fremdsubstanzen befinden oder eine derselben beschädigt ist. Da der am Ende des Ventilschafts angeordnete Ventilteller starr mit dem Ventilschaft verbunden ist, lassen sich sowohl dieser als auch der axial längs des Ventilschaftes verschiebbare Ventilteller in einfacher Weise sicher und fest mit dem Ventilschaft führen. Die Faltenbälge verhindern die Berührung zwischen dem abzusperrenden Medium und dem Ventilschaft. Als weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Ventils ist hervorzuheben, daß die von den beiden Ventiltellern begrenzte Kammer sowohl zuin Einlaß als auch vom Auslaß her getrennt zugänglich ist, so daß die an den Einlaß bzw. Auslaß angeschlossenen Rohrleitungen und Behälter getrennt gereinigt werden können.

Anhand des in der Zeichnung im Schnitt gezeigten Ausführungsbeispiels eines Ventils wird die Erfindung näher erläutert.

Bei dem in der Figur dargestellten Ventil wird Rohmaterial wie Milch von einer an einen Lagertank angeschlossenen Öffnung 21 durch Teile 10 und 9 des Ventilgehäuses zu einer Auslaßöffnung 12 geleitet, die mit einem Milch-Speiseleitungssystem verbunden ist. Alternativ wird die Milch von einer Einlaßöffnung U durch die Öffnung 21 in den Lagertank geleitet. In der Darstellung der Figur ist auf der linken Seite ein Druckluftzylinder 17 angeordnet, in dem sich eine Feder 19 zur Betätigung eines Ventilschafts 1 befindet. Auf dem Ventilschaft 1 ist innerhalb des Druckluftzylinders 17 ein Kolben 14 befestigt, der auf dem Ventilschaft 1 durch einen linken und einen rechten Schnappring 15 gesichert ist, so daß der Kolben 14 gemeinsam mit dem Ventilschaft 1 beweglich ist. Der Kolben 14 ist mit einem O-kiiig versehen, der in einer am Kolben vorgesehenen Umfangsnut liegt. Der O-Ring gleitet an der Wand des Druckluftzylinders 17.

Auf der rechten Seite des Druckluftzylinders 17 ist ein Druckluftzylinder 18 mit einem Kolben 16 angeordnet. Der Kolben 16 ist auf dem Ventilschaft 1 gleitend beweglich. Am inneren und äußeren Umfang sind jeweils kreisförmige Nuten angeordnet, in denen je ein O-Ring liegt, die am Ventilschaft 1 bzw. an der Innenwand des Druckluftzylinders 18 gleiten.

An einem Ende des Ventilschafts 1 ist eine Hülse 24 befestigt. Die linke Endfläche der Hülse 24 bildet einen Anschlag 24' für den Ventilschaft 1. Auf dem Ventilschaft 1 ist an dessen Ende eine Balgenführung 3a befestigt. An einem Ende der Balgenführung 3a ist ein erster Ventilteller 3 befestigt, der mittels einer Klemmschraube 25 starr am Ventilschaft 1 angebracht ist.

Links vom Anschlag 24' ist mit einem gewissen Spiel am Ventilschaft I ein zweiter Ventilteller 2 angeordnet. In einer Umfangsnut la des Ventilschafts 1 befindet sich ein O-Ring, und zwar an der Stelle, an der der zweite Ventilteller 2 angeordnet ist. Der zweite Ventilteller 2 ist auf dem Ventilschaft 1 gleitend beweglich.

Der Vcntiltschaft 1 ist ferner mit einer Hülse oder einem zweiten Ventilschaft 6 versehen, der den zweiten Ventilteller 2 mit dem Kolben 16 verbindet und auf dem Ventilschaft 1 gleitend beweglich ist. Der Ventilgehäusedeckel 13 ist mit einer öffnung versehen, durch die die Ventilschäfte 1 und 6 hindurchlaufen. In der Wand der öffnung im Ventilgehäusedeckel 13 ist eine Umfangsnut 13a ausgebildet, in der ebenfalls ein O-Ring liegt. Die Ventilschäfte 1 und 6 sind in dieser öffnung gleitend r> beweglich. Das eine Ende eines Balgens 7 ist am Ventilgehäusedeckel 13 befestigt, beispielsweise festgeschweißt. Das andere Ende des Balgens 7 ist beispielsweise ebenfalls durch Schweißen an der Oberfläche des zweiten Ventiltellers 2 befestigt. Der Balgen 7 umschließt und dichtet so den Teil des Ventilschafts 6, der durch den Deckel 13 in das Ventilgehäuse hinein- und aus diesem herausbeweglich ist. Während der O-Ring in der Ringnut 13a in der öffnung des Deckels 13 liegt, wird ein Eindringen einer 2^r> verschmutzenden Substanz in den Ventilgehäuseteil 9 am O-Ring in der Nut 13a durch den Balgen 7 vollständig verhindert.

Am Ventilteller 2 und an der Balgenführung 3a ist mit seinen beiden Enden ein Balgen 8 befestigt, beispiels- jo weise geschweißt. Der Balgen 8 verhindert, daß an der zur Außenseite freiliegenden Oberfläche des Ventilschafts 1 anhaftende Fremdsubstanzen durch die kleine öffnung zwischen der Oberfläche des Ventilschaft und der Innenfläche der Hülse 6 in den Ventilgehäuseteil 9 y> eintreten können. Ferner wird verhindert, daß mit der Luft in den Balgen 7 mitgeführte Fremdsubstanzen in den Ventilgehäuseteil 10 durch die kleine öffnung zwischen dem Ventilteller 2 und dem Ventilschaft 1 eintreten können. Die Hülsen 6 und 24 dienen als w Balgenführungsfläche innerhalb der Balgen 7 bzw. 8. Sie verhindern Schwingungen der Balgen 7 und 8 bei Druckänderungen oder Druckpulsationen des Fluids. Die Hülsen 6 und 24 füllen den Innenraum der Balgen 7 und 8, so daß, wenn Fluid aus irgendeinem Grund in die Balgen 7 und 8 eintritt, dieses schnell wieder durch die nicht gezeigten Entlüftungsöffnungen ausfließt, so daß Schäden leicht festgestellt werden können.

Das Ventilgehäuse besteht aus zwei Teilen, nämlich dem ersten Ventilgehäuseteil 10 und dem zweiten w Ventilgehäuseteil 9. Der erste Ventilgehäuseteil 10 ist an seiner linken Endkante mit einer Stufe versehen, in der eine Dichtung 4a beispielsweise aus Teflon liegt. Die Dichtung 4a bildet einen zweiten Ventilsitz Λ, auf dem der Ventilteller 2 aufsitzt. Der am Ventilsitz 4 zur v> Anlage kommende Teil des zweiten Ventilteller- 2 kann, wie in der Figur gezeigt, flach sein, oder mit einer ringförmigen vorspringenden Kante versehen sein.

Das Ventil arbeitet folgendermaßen. Die Zylinder 17 und 18 sind mit normalerweise offenen Durchgangslöehern 17a und 18a versehen. Sollen das erste und zweite Ventil geöffnet werden, so daß das Fluid von der Einlaßöffnung 11 durch die öffnung 21 in den Tank oder durch die öffnung 21 zur Auslaßöffnung zurückfließt, so wird durch die öffnung 17a Druckluft in den Zylinder 17 e>^r> eingeleitet. Hierdurch bewegt sich der Kolben 14 gegen die Kraft der Feder 19 nach links. Wegen der Schnappringe 15 bewegt sich zusammen mit dem Kolben 14 auch der Ventilschaft 1 nach links. Damit trennt sich der durch die Schraube 25 am Ventilschaft 1 befestigte Ventilteller 3 vom ersten Ventilsitz 5, so daß das erste Ventil öffnet. Gleichzeitig tritt die zuvor in den Zylinder 18 eingeleitete Luft durch die Öffnung 18a aus. Bei der Linksbewegung des Ventilschafts 1 Mößt schließlich das linke Ende 24' der Hülse 24 an die rechte Seite des zweiten Ventiltellers 2, so daß das zweite Ventil etwas später als das erste Ventil öffnet. Darauf wird der Ventilschaft 1 zusammen mit dem zweiten Ventilteller 2 um einen vorherbestimmten Abstand bewegt. Wenn die beiden Ventile auf diese Weise geöffnet sind, fließt das vom Tank zugeführte Fluid durch die öffnung 21 in den ersten Ventilgehäuseteil 10 und durch das Ventilgehäuse rings um den Umfang des zweiten Ventiltellers 2, der bereits so weit geöffnet ist, daß eine ausreichende Querschnittsfläche für den Durchtritt des Fluids zur Verfügung steht, zu der an die Speiseleitung angeschlossenen Auslaßöffnung 12. Die beiden Ventile werden also durch den gleichen Antrieb geöffnet. Beim öffnen des ersten und zweiten Ventils wird der Balgen 7 durch ein nicht gezeigtes Loch im Deckel 13 entlüftet. Der Balgen 8 wird durch die obenerwähnte Entlüftungsöffnung entlüftet.

Sollen die beiden Ventile geschlossen werden, so wird der Druckluftzylinder 17 durch die öffnung 17a entlüftet, so daß sich die Feder 19 ausdehnen kann. Hierdurch bewegt sich der Kolben 14 und mit diesem der Ventilschaft 1 nach rechts, so daß der am Ventilschaft 1 befestigte Ventilteller 3 den ersten Ventilsitz 5 berührt und das erste Ventil schließt. Gleichzeitig mit der Entlüftung des Zylinders 17 durch die öffnung 17a wird durch die Öffnung 18a Druckluft in den Zylinder 18 eingeleitet, so daß sich der Kolben 16 nach rechts bewegt. Der Kolben 16 treibt die Hülse 6 nach rechts, so daß der an der Hülse 6 befestigte zweite Ventilteller 2 gegen den zweiten Ventilsitz 4 drückt und das zweite Ventil schließt. Da die beiden Ventile durch Zufuhr und Auslassen der Druckluft durch die öffnung 17a und 18a geöffnet oder geschlossen werden, wird nur eine Druckluftleitung benötigt und es kann in einfacher Weise zentral gesteuert werden.

Da die beiden Ventile je von einem eigenen Antrieb gesteuert werden, wird, wenn zwischen den zweiten Ventilsitz 4 und den Ventilteller 2 ein Fremdkörper gelangt und hierdurch der Ventilteller 2 angehoben wird, der Ventilschaft 1 nicht zusammen mit dem zweiten Ventilteller 2 angehoben, so daß das erste Ventil geschlossen bleibt. Da zwischen dem zweiten Ventilteller 2 und der Hülse 24 ein Spiel besteht, kann das zweite Ventil verschlossen werden, wenn zwischen den ersten Ventilsitz 5 und den Ventilteller 3 ein Fremdkörper gelangt.

Bei der Reinigung des Leitungssystems werden das erste und zweite Ventil geschlossen, so daß mit der Einlaß- und Auslaßseite für das abzudichtende Fluid ein Raum besteht. Danach wird das innerhalb des Systems befindliche Fluid durch die Auslaßöffnung 12 abgelassen und von der öffnung 11 zur Auslaßöffnung 12 eine Reinigungsflüssigkeit zugeführt, um die Rohre außerhalb des Tanks zu reinigen. Da auf der Seite des Lagertanks eine doppelte Abdichtung gegeben ist, wird auch dann verhindert, daß die Reinigungsflüssigkeit in den Lagertank leckt, wenn an einem der beiden Ventile ein Fehler vorliegt, so daß es unvollständig schließt. Da bei der Reinigung der Rohrleitungen der erste Ventilgehäuseteil 10 nicht mitgereinigt wird, kann, um zu verhindern, daß die Milch infolge des Temperaturen-

stiegs sauer wird, ähnlich wie bei der Kühlung des I.agertanks dauernd ein Kühlmittel von einer Öffnung 20 in einen ringförmigen Raum 22 geleitet werden. Der Ventilgehäuseteil 10 wird gleichzeitig mit dem Lagertank gereinigt.

Zwischen den beiden Ventilen 3, 5 und 2, 4 kann ein Ventil 23 angeordnet sein, das ausschließlich als Ablaßventil dient. Dieses Ablaßventil kann geöffnet werden, um das im Ventilgehäuseteil 10 verbleibende Fluid zu prüfen. Befindet sich in dem Fluid Reinigungsflüssigkeit, so zeigt dies an, daß das zweite Ventil 2, 4 undicht ist. Wird dagegen Milch od. dgl. festgestellt, nachdem das Fluid zwischen den beiden Ventilen abgelassen ist, so zeigt dies an, daß das erste Ventil undicht ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verbundventil werden also die beiden einzelnen Ventile durch getrennte Antriebsquellen geschlossen und durch den gleichen Antrieb geöffnet. Auf diese Weise kann der Durchtritt des Fluids auch dann sicher und zwangsweise verhindert werden, wenn eines der beiden Ventile einen Fehler aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1
Patentanspruch:

Aseptisches Ventil, bestehend aus einem Gehäuseabschnitt, aus einem damit verbundenen und durch eine Querwand davon getrennten Ventilen triebsabschnitt, aus einem die Querwand durchsetzenden längsverschiebbaren Ventilschaft, dessen einem Ende eine Betätigungseinrichtung zugeordnet ist, an dessen anderem Ende ein einem gehäussseitigen ersten Ventilsitz zugeordneter erster Ventilteller ίο befestigt ist, und auf dem im Abstand vom ersten Ventilteller verschiebbar ein zweiter Ventilteller angeordnet ist, dem ein zweiter gehäuseseitiger Ventilsitz zugeordnet ist und der mit einem an einer zwischen den beiden Ventiltellern angeordneten, den Ventilschaft umgebenden ersten Hülse vorgesehenen Anschlag zum öffnen in Eingriff bringbar ist, aus jeweils einem zwischen den beiden Ventütellern und dem zweiten Ventilteller und der Querwand angeordneten, den Ventilschaft umschließenden Faltenbalg, aus einer in Schließrichtung mit Druckmittel beaufschlagbaren Betätigungseinrichtung für den zweiten Ventilteller und aus einer den Ventilschaft verschiebbar umgebenden zweiten Hülse, deren eines Ende am zweiten Ventilteller angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Hülse (6) an ihrem anderen Ende an einem Kolben (16) angreift, der in einem Zylinder (18) des Ventilantriebsabschnitts angeordnet ist.

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