DE2949860A1

DE2949860A1 - Kolbenventil

Info

Publication number: DE2949860A1
Application number: DE19792949860
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Nanz
Original assignee: Neumo Armaturenfabrik Apparatebau Metallgiesserei GmbH and Co KG
Current assignee: Neumo Armaturenfabrik Apparatebau Metallgiesserei GmbH and Co KG
Priority date: 1979-12-12
Filing date: 1979-12-12
Publication date: 1981-06-19

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Kolbenventil mit einem an einer Ventilspindel befestigten Ventilteller, der durch einen Faltenbalg abgedichtet in einer Ventilkammer durch die Bewegung der Spindel bewegbar bis zur abdichtenden Auflage auf einem Ventilsitz angeordnet ist.

Ventile dieser Art sind bekannt. Sie finden Anwendung in Rohrleitungen, die dem Transport von infektionsanfälligen Medien, z.B. Getränken wie Milch o.dgl. dienen. Bei diesem Anwendungsgebiet ist es besonders wichtig, daß die Ventile so ausgestaltet sind, daß sie keinen Infektionsherd für die zu transportierende Flüssigkeit bilden können. Bei denjenigen Faltenbälgen, bei denen die Falten im Querschnitt etwa die Form eines Mäanders aufwiesen, bestand die Schwierigkeit, daß in den Vertiefungen des Mäanders Flüssigkeit stehen blieb, die auch beim Reinigen des Ventils in eingebautem Zustand nicht beseitigt werden konnte. Daher

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mußten bei diesen Ventile« zum Reinigen die Bälge ausgebaut werden. Außerdem haben Faltenbeläge nur eine begrenzte Standzeit.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es erhöhte Anforderungen bezüglich der aseptischen Ausbildung erfüllt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem Ventil der eingangs genannten Art auf der von den Ventilsitz und der Venti!kammer abgewandten Seite des Faltenbalgs eine zweite abgedichtete Ventilkammer angeordnet ist, die eine äußere Begrenzung mit einer abdichtenden Durchführung für die Ventilspindel enthält und mit mindestens einer Zuteilung für steriles oder sterilisierendes Strömungsmittel (Gas, Luft, Dampf o.dgl.) in Verbindung steht, wobei der Druck des Strömungsmittels größer oder kleiner ist als der Druck in der Ventilzuleitung. Dabei reichen geringe Druckunterschiede durchaus aus.

Die Zerstörung des Faltenbalges beginnt damit, daß an den Stellen der größten Belastung feine Haarrisse auftreten, durch die bei den bisher bekannten Ventilen Keime in das Fördergut eintreten konnten. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird nun erreicht, daß durch die Haarrisse entweder steriles Strömungsmittel in das Fördergut eindringt, was ja nicht zu einer Kontaminierung führen kann, da es eben steril ist, oder daß bei in der zweiten Kammer herrschendem Unterdruck das Fördergut durch den Faltenbalg in die zweite Ventilkammer eingesaugt wird, und daher ebenfalls keine Kontaminierung des das Ventil auf normalem Weg verlassenden Fördergutes eintritt. Auch bei beginnender Zerstörung des Faltenbalges erfolgt also keine Kontaminierung des Fördergutes.

Die Erfindung sieht vor, daß die äußere Begrenzung der zwei—

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ten Ventilkammer durch eine Lippendichtung gebildet ist. Falls die Anforderungen an die Aseptik so streng sind, daß zu befürchten ist, daß durch diese Lippendichtung Keime in die zweite Ventilkammer gelangen sollten, können sie dort von dem Dampf oder auch von sterilisierenden Zusätzen der Luft unschädlich gemacht werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die äußere Begrenzung der zweiten Ventilkammer durch eine die Ventilspindel dicht umschließende elastische Membran gebildet sein. An dieser Stelle des Ventils kann eine elastische Membran durchaus Verwendung finden, da sie auf keiner Seite von Fördergut berührt wird, das bei entstehenden Haarrissen sich in den Haarrissen festsetzen könnte und bei weiterer Bewegung der Membran zu deren Zerstörung führen würde.

Während bei bisher bekannten Ventilen der Ventilteller die Form einer aus Blech gebildeten Schale besaß, in die mit Hilfe einer Druckplatte die Dichtung eingepreßt wurde, schlägt die Erfindung nach einem weiteren Merkmal vor, daß der Ventilteller etwa die r'orm einer Platte mit einer längs deren Außenseite umlaufenden Nut und einen lose in diese eingelegten Rundschnurring aufweist, wobei der Plattendurchmesser auf der von dem Ventilsitz abgewandten Seite der Nut größer ist als der Innendurchmesser des Ventilsitzes. Während der Plattendurchmesser auf der anderen Seite der Nut kleiner ist als dieser.

Bei den oben genannten Ventiltellern bestanden Ritzen zwischen der Dichtung und der Blechschale bzw. der Druckplatte. In diesen Ritzen konnten sich Keime festsetzen. Bei

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der erfindungsgemäß ausgebildeten Art der Dichtung kann beim Sterilisieren des Ventiles der Rundschnurring von Reinigungsflüssigkeit umspült werden, so daß keine Möglichkeit mehr besteht, daß Keime festsitzen bleiben. Es wird also auch die oben genannte Aufgabe gelöst.

Dabei können die Abmessungen vorzugsweise derart sein, daß der Ringinnendurchmesser des Rundschnurrings größer ist als der Plattendurchmesser am Fußpunkt der Nut und sein Querschnittsflächendurchmesser kleiner ist als die Breite der Nut. Damit läßt sich eine besonders leich-e Möglichkeit zum Umspülen des Rundschnurringes durch die Reinigungsflüssigkeit herstellen. Bei Schließen des Ventils zentriert sich der Rundschnurring von alleine, so daß eine sichere Abdichtung erzielt wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die zweite Ventilkammer eine Auslaßöffnung zum Entfernen von bei der Verwendung von Dampf entstehendem Kondensat auf.

Bei den bisher bekannten Ventilen konnte der Bruch eines Balges erst dann festgestellt werden, wenn das durch das Ventil geförderte Gut schlecht wurde, was u.U. erst Tage später festgestellt werden konnte. In weiterer Ausgestaltung des Ventils schlägt die Erfindung vor, daß das Ventil eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen des Abfallens des Überdrucks bzw. des Ansteigens des Unterdrucks in der zweiten Ventilkammer enthält. Mit dieser Anzeigeeinrichtung wird es möglich, unmittelbar festzustellen, daß ein Bruch des Faltenbalges entstanden ist, es wird weiterhin möglich, bei einem Abfüll- und Leitungssystem festzustellen, bei welchem Ventil der Bruch vorgekommen ist.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung.

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Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kolbenventil und

Fig. 2 einen vergrößerten abgebrochenen Schnitt durch den Ventilsitz und den Ventilteller.

Das Ventil nach Fig.1 besteht aus einem, eine erste Ventilkammer 11 bildenden Gehäuse 12. In dieser Ventilkammer 11 ist ein an einer Ventilstange 13 befestigter Ventilteller in Längsrichtung der Ventilstange 13 bewegbar angeordnet. In seiner untersten Stellung berührt der Ventilteller 14 einen Ventilsitz 15, der die obere Öffnung der Ableitung 16 bildet. Rechts in Fig.1 ist ein Stutzen 17 zur Verbindung mit der Ventilzuleitung vorhanden. Das Ventilgehäuse 12 ist an seinem oberen Rand mit einem umlaufenden Flansch 18 versehen, der mit einem umlaufenden Flansch 19 eines zweiten Ventilgehäuses 20 zusammenwirkt. Zwischen den beiden Ventilgehäusen 12 und 20 ist mit Hilfe zweier Dichtungen 21 eine Zwischenplatte 22 abgedichtet befestigt. Die Zwischenplatte 22 enthält eine Durchführung für die Ventilstange 13 sowie mehrere, konzentrisch zu dieser Durchführung verlaufende axiale Offnungen 23. Außerhalb der Öffnungen 23 ist ein Faltenbalg 24 mit der Unterseite der Zwischenplatte 22 dicht verbunden, dessen anderes Ende mit dem oberen Rand des Ventiltellers 14 verbunden ist. Durch den Faltenbalg 24, die Zwischenplatte 22 und die Dichtungen 21 ist die Ventilkammer 11 gegenüber der in dem oberen Ventilgehäuse 20 gebildeten Ventilkanuner 25 abgedichtet. Die beiden Ventilgehäuse 12 und 20 werden mit Hilfe von Klammern 26 gegeneinander und gegen die Dichtungen 21 gedrückt.

Den oberen Abschluß der zweiten Ventilkammer 25 bildet eine

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Lippendichtung 26, die eine abdichtende Durchführung für die Ventilstange 13 enthält. Die Lippendichtung 26 ist mit einer Metallplatte 27 verstärkt. Oberhalb der metallplattenverstärkten Lippendichtung 26 befindet sich eine weitere Druckplatte 28, die mit Hilfe von Klammern 29 gegen die Lippendichtung 26 und das obere Ventilgehäuse 20 gedrückt wird.

Das obere Ventilgehäuse 20 weist an seiner rechten Seite zwei Zuleitungen 30 auf, durch die z.B. sterile Luft in die zweite Ventilkammer 25 zugeführt werden kann. Diese sterile Luft gelangt durch die Öffnungen 23 in das Innere des Faltenbalges 24. Wenn der Faltenbalg 24 nun einen Riß bekommt, und der Druck der sterilen Luft höher ist als der Druck in dem Fördergut, so gelangt diese sterile Luft durch den Riß in dem Faltenbalg in das Fördergut, so daß keine Kontaminierung erfolgen kann.

Der Ventilteller 14 ist in der Fig. 2 näher dargestellt. Er weist etwa die Form einer Platte auf, die an ihrer Außenseite eine umlaufende Nut 31 besitzt. Diese Nut besitzt in Fig.1 einen rechteckigen Querschnitt, während sie in Fig.2 einen gekrümmten Querschnitt aufweist. In die Nut 31 ist ein Rundschnurring 32 eingelegt, der vorzugsweise aus PTFE bestehen kann.

Auch der von dem Ventilsitz 15 abgewandten Seite besitzt der Ventilteller einen Durchmesser a, der größer ist als der Durchmesser b des Ventilsitzes, während der Durchmesser c auf der anderen Seite der Nut 31 etwas kleiner ist als der Durchmesser b des Ventilsitzes. Damit kann bei Schließen des Ventiles der untere Teil des Ventiltellers durch den Ventilsitz hindurchtreten, bis der Rundschnurring 32 an dem oberen Rand der Nut 31 und an dem Ventilsitz 15 fest anliegt. In dem in Fig.2 gezeigten Beispiel ist der Innendurchmesser d

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des Rundschnurrings etwas größer als der Durchmesser e des Ventiltellers am Fußpunkt der Nut 31. Da außerdem die Dicke f des Rundschnurrings 32 etwas kleiner ist als die Breite der Nut 31, liegt der Rundschnurring 32 lose in der Nut 31, so daß er beim Reinigen von Reinigungsflüssigkeit umspült werden kann. Bei Schließen des Ventils zentriert sich der Rundschnurring 32 von selbst, so daß er ein dichtes Abschließen des Ventiles ermöglicht.

Das in der Fig.1 abgebrochen dargestellte obere Ende der Ventilstange bzw. Ventilspindel 13 wird mit einer in der Figur nicht dargestellten Betätigungseinrichtung zum Be tätigen des Ventiles verbunden, z.B. einem Pneumatikzylinder. Der Faltenbalg 24 kann vorzugsweise aus Metall, PTFE oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Ebenso besteht der Rundschnurring 32 vorzugsweise aus PTFE.

Bei einem ausgeführten Beispiel beträgt der Druck in dem mit der Zuleitung verbundenen Stutzen 17 etwa 3 bar, während der Druck der sterilen Luft in der zweiten Ventilkammer 3,2 bar beträgt.

Die Zuleitung 30 in Fig.1 ist mit einer nur schematisch dargestellten Zufuhr 33 für ein Strömungsmittel verbunden, das Gas, Luft oder Dampf sein kann. In die Zufuhrleitung ist eine Leckanzeigeeinrichtung 34 eingeschaltet.

Bei einem anderen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel findet statt der Lippendichtung 26 eine aus Gummi bestehende elastische Membran Verwendung, die die Ventilspindel 13 dicht umschließt, während ihre Ränder festgespannt sind.

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Claims

Ansprüche

.) Kolbenventil mit einem an einer Ventilspindel befestigten Ventilteller, der durch einen Faltenbalg abgedichtet in einer Ventilkammer durch die Bewegung der Spindel bewegbar bis zur abdichtenden Auflage auf einem Ventilsitz angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der von dem Ventilsitz (15) und der Ventilkammer (11) abgewandten Seite des Faltenbalgs (24) eine zweite abgedichtete Ventilkammer (25) angeordnet ist, die eine äußere Begrenzung mit einer abdichtenden Durchführung für die Ventilspindel (13) enthält und mit mindestens einer Zuleitung (30) für steriles oder steriliesierendes Strömungsmittel (Gas,Luft, Dampf ο.dgl.) in Verbindung steht, wobei der Druck des Strömungsmittels größer oder kleiner ist als der Druck in der Ventilzuleitung (17).

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Poeteoneckkonto Stuttgart CBLZ SOOIOO 70) 42Ο3Ο-7ΟΘ ■ Dresdner Bank Stuttgart CBLZ 000 800 00) Konto 9 011

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2. Kolbenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Begrenzung der zweiten Ventilkammer (25) durch eine Lippendichtung (2 6) gebildet ist.
3. Kolbenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Begrenzung der zweiten Ventilkammer (25) durch eine die Ventilspindel (13) dicht umschließende elastische Membran gebildet ist.
4. Kolbenventil insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (14) etwa die Form einer Platte mit einer längs deren Außenseite umlaufenden Nut (3) und einen lose in diese eingelegten Rundschnurring (32) aufweist, wobei der Plattendurchmesser(a) auf der von dem Ventilsitz (15) abgewandten Seite der Nut (31) größer ist als der Innendurchmesser (b) des Ventilsitzes (15), während der Plattendurchmesser (c) auf der anderen Seite der Nut (31) kleiner ist als dieser.
5. Kolbenventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringinnendurchmesser (d) des Rundschnurringes (32) größer ist als der Plattendurchmesser (e) des Ventiltellers (14) am Fußpunkt der Nut (31), während die Breite (f) des Rundschnurrings (32) kleiner ist als die Breite der Nut (31).
6. Kolbenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ventilkammer (25) eine Auslaßöffnung zum Entfernen von bei der Verwendung von Dampf entstehendem Kondensat besitzt.
7. Kolbenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Leck-Anzeigeeinrichtung für die zweite Ventilkainroer (25).
8.Kolbenventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leck-Anzeigeeinrichtung auf das Abfallen des Überdrucks oder das Ansteigen des Unterdrucks anspricht.

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