DE3507412C1

DE3507412C1 - Membranventil zur Probenentnahme

Info

Publication number: DE3507412C1
Application number: DE3507412A
Authority: DE
Inventors: Jakob Dr. 8000 München Hoiß
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-03-02
Filing date: 1985-03-02
Publication date: 1986-06-19
Also published as: CH668318A5; US4653526A

Description

entnahmestutzens (37) den Scheitel (26) dieser Welle 45 chemischer Unreinheit werden, so daß man vor einer (21) überragt. Entnahme, wie dies bisher auch geschieht, zunächst eine

bestimmte Menge des reinen Mediums ungenutzt ab-

fließen lassen müßte.

Um dies praktisch vollständig zu vermeiden, ist gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorlie-

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Membranventil zur Probeentnahme von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser bestimmter mikrobiologischer Reinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Membranventil ist aus dem Aufsatz »Mikrobiologische Prüfung des Wassers im Rahmen der Inprozeß-Kontrollen«, von H. Bickel und K.-H. Meyer, veröffentlicht in »Die Pharmazeutische Industrie« PharmJnd. 42,1, S. 285-290 (1980), Editio Cantor, D-7960 Aulendorf bekanntgeworden. Wird bei einem derartigen Membranventil das eine Anschlußende als Probenentnahmestutzen vorgesehen, so muß vor der eigentlichen Probenentnahme der Stutzen abgeflammt werden, um ihn steril zu machen. Nachteilig hieran ist einerseits der Arbeitsaufwand und andererseits die Gefahr, daß bei zu hoher Temperatur Dichtungselemente einschließlich der Membran beschädigt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Memmab einem

gender Erfindung vorgesehen, daß der Probenentnahmestutzen mit seinem einen Ende innerhalb eines größeren Aufnahmeraumes des mit zwei Leitungsanschlußenden versehenen Ventilgehäuses angeordnet ist und an diesem Ende den Sitz für die Membran trägt.

Ein derartiges Ventil kann im Zuge einer das reine Medium enthaltenden Leitung eingebaut werden, da das Membranventil nur ein Schließen des Probenentnahmestutzens bewirkt, während nach wie vor das reine Medium hindurchfließen kann, wobei es sowohl das betreffende Ende des Probenentnahmestutzens von außen als auch die schließende Membran umspült und damit rein hält. Wird eine Sterilisierung des Probenentnahmestutzens über den zusätzlichen Leitungsabschnitt vorgenommen, so gelangt der Dampf bzw. das chemische Mittel nicht nur an die Innenwandung des gesamten Probenentnahmestutzens, sondern auch an diejenige Innenfläche der Membran, die innerhalb des abgesperrten

Probenentnahmestutzens angeordnet ist. Auf diese Weise ergeben sich keinerlei tote Äste, Ecken oder dgl, die zu einem Herd von Unreinheit führen könnten.

Ein weiterer Vorteil des erwähnten bevorzugten Ausführungsbeispieles vorliegender Erfindung besteht darin, daß, da alle Teile des Membranventils, die mit dem reinen Medium in Berührung kommen, entweder ständig von diesem Medium umströmt sind oder vor einer Probenentnahme mit Sicherheit steril gemacht werden können, ein Vorauslauf einer bestimmten Menge dieses Mediums vor der eigentlichen Probenentnahme praktisch nicht mehr notwendig ist, auf jeden Fall jedoch ganz erheblich eingeschränkt werden kann.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung dieses bevorzugten Ausführungsbeispieles ist der der Membran gegenüberliegende Bereich des Ventilgehäuses in Form einer Welle in den Aufnahmeraum des Ventilgehäuses hineingezogen, wobei das innere Ende des Probenentnahmestutzens den Scheitel dieser Welle überragt. Durch diese Durchflußverengung innerhalb des Ventils ist mit Sicherheit erreicht, daß beim Öffnen des Probenentnahmestutzens das Medium durch diesen ausfließen kann.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Membranventils zur Probenentnahme gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,

F i g. 2 eine im Bereich des Ventilgehäuses geschnittene Seitenansicht gemäß Pfeil II der F i g. 1,

F i g. 3 die Draufsicht auf das Ventilgehäuse gemäß Pfeil III der F i g. 2 bei abgebautem Handantrieb und

F i g. 4 eine im Bereich des Ventilgehäuses geschnittene Seitenansicht eines Membranventils zur Probenentnahme gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung.

Das in der Zeichnung dargestellte Membranventil 11 bzw. 1Γ gemäß zweier Ausführungsbeispiele vorliegender Erfindung dient zur sterilen Probenentnahme von Wasser und anderer Flüssigkeiten bestimmter mikrobiologischer Reinheit und ist derart aufgebaut, daß es vor der Probenentnahme in einfacher Weise, insbesondere durch Dampfeinblasung aber auch durch chemische Desinfektion, bspw. mittels einer aseptisch wirkenden Flüssigkeit, bestmöglich sterilisiert werden kann, so daß eine Kontamination des mikrobiologisch reinen Mediums, wie bspw. Wasser, vor und während der Probenentnahme mit Sicherheit verhindert ist.

Das Membranventil 11 zur Probenentnahme, im folgenden als Probenentnahmeventil bezeichnet, gemäß dem in den F i g. 1 bis 3 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung besitzt ein Ventilgehäuse 12, das in im wesentlichen gerader Flucht beidendig einen Rohrleitungsansatz 13, 14 mit angeschweißtem Verbindungselement besitzt, welches beim Ausführungsbeispiel als Gewindemuffe 16,17 ausgebildet ist, das aber auch ein Flansch sein kann. Der Mittelbereich 18 des Ventilgehäuses 12, von dem die beiden Rohrleitungsansätze 13 und 14 ausgehen, ist durch eine gleichsinnig gerichtete gekrümmte Fortführung der Rohrleitungsansätze 13 und 14 derart gebildet, daß sich bodenseitig eine wellenförmige Erhöhung bzw. Schikane 21 zwischen den beiden Rohrleitungsansätzen 13 und 14 ergibt. In diesem Bereich der wellenförmigen Erhöhung 21 ist der Mittelbereich 18 gegenüber den Leitungsansätzen 13 und 14 quer zur Durchströmrichtung A verbreitert. Die wellenförmige Erhöhung 21 verläuft über die gesamte Breite des Mittelbereichs 18 (siehe F i g. 3). Der Mittelbereich 18 des Ventilgehäuses 12 besitzt an einem der wellenförmigen Erhöhung 21 gegenüberliegenden Bereich eine Öffnung 22, die von einem Dichtflansch 23 umgrenzt ist, dessen Innenrand 24 höher liegt als die Oberseite 26 der wellenförmigen Erhöhung 21. Auf dem Dichtflansch 23 liegt eine Flachmembran 27, die randseitig zwischen dem Dichtflansch 23 und einem Flansch 28 eines Handradgehäuses 29 eingeklemmt ist. Dieses Gehäuse 29 nimmt ein Handrad 31 nicht steigend drehbar auf. Das Handrad 31 ist in nicht dargestellter Weise mit einer Spindel 32 verbunden, deren dem Handrad 31 abgewandtes Ende mit dem Mittenbereich 33 der Flachmembran 27 verbunden ist. Auf diese Weise kann der dichtende Mittenbereich 33 der Flachmembran 27 auf und ab bzw. hin und her bewegt werden.

In der wellenförmigen Erhöhung 21 ist dem Mittenbereich 33 der Flachmembran 27 gegenüberliegend eine Bohrung 36 vorgesehen, in die ein Probenentnahmestutzen 37 mit seinem einen Ende 38 derart eingesteckt bzw. eingeführt ist, daß dieses Ende 38 in einem Bereich zwischen dem Innenrand 24 des Dichtflansches 23 und der Oberseite 26 der wellenförmigen Erhöhung 21 angeordnet ist. Dieses Stutzende 38 besitzt einen ringförmigen Sitz 39, mit dem der Mittenbereich 33 der Flachmembran 27 in der Weise zusammenwirkt, daß der Zugang zum Stutzen 37 vom Innenraum 41 des Ventilgehäuses 12 aus entweder verschlossen (s. F i g. 2) oder geöffnet werden kann. Der Stutzen 37 ist in dieser in F i g. 2 dargestellten Lage mit dem Ventilgehäuse 12 im Bereich der Bohrung 36 fest verbunden bzw. verschweißt.

Unmittelbar außerhalb bzw. unterhalb des Ventilgehäuses 12 ist der Probenentnahmestutzen 37 mit einem Leitungsabschnitt 42 verbunden, der senkrecht zum Probenentnahmestutzen 37 verläuft und der über einen Krümmer 43 unter einem spitzen Winkel in den Probenentnahmestutzen 37 mündet. Das freie Ende des Leitungsabschnittes 42 ist mit einem üblichen Handventil 44 verbunden.

Das erfindungsgemäße Probenentnahmeventil 11 wirkt wie folgt: In der in F i g. 2 dargestellten geschlossenen Lage, in der der Zugang zum Probenentnahmestutzen 37 vom Innenraum 41 des Ventilgehäuses 12 verschlossen ist, strömt bspw. in Richtung des Pfeiles A mikrobiologisch reines Wasser im Zuge einer umlaufenden Leitung durch das Probenentnahmeventil 11, wobei, da der Außendurchmesser des Endes 38 des Probenentnahmestutzens 37 kleiner ist als der Durchmesser bzw. Querschnitt des Innenraums 41 im Ventilgehäuse 12 und da zwischen der wellenförmigen Erhöhung 21 und der schließenden Flachmembran 27 ein Spalt 46 besteht, das reine Wasser die freiliegenden Bereiche der Flachmembran 27 und des Stutzendes 38 umspült. Bevor nun die Flachmembran 27 mit Hilfe des Handrades 31 zur Probenentnahme angehoben wird, wird der Probenentnahmestutzen 37 bspw. mittels Dampf steril gemacht. Dies erfolgt dadurch, daß gemäß Pfeil B ein Dampfstrahl nach Öffnen des Handventils 44 in den Leitungsabschnitt 42 eingeleitet wird. Dieser sterilisierende Dampf gelangt in den Innenraum des Probenentnahmestutzenendes 38 und an die diesem zugewandte Innenseite der Flachmembran 27 und von dort zurück oder teilweise direkt aus dem Leitungsabschnitt 42 nach unten in den übrigen Innenbereich des Probenentnahmestutzens 37, so daß er in Richtung des Pfeiles C aus dem Probeent-

nahmestutzen 37 wieder ausströmt. Dadurch sind sämtliche Bereiche des Probenentnahmestutzens 37 und der Flachmembran 27, welche Bereiche bisher nicht vom mikrobiologisch reinen Wasser umspült sind, steril gemacht. Daraufhin kann die Flachmembran 27 angehoben werden, so daß das mikrobiologisch reine Wasser in den Probenentnahmestutzen 37 zur sofortigen Entnahme einer Wasserprobe strömen kann.

Bei dem in F i g. 4 dargestellten Probenentnahmeventil 11' gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung sind der Mittelbereich 18' des Ventilgehäuses 12' und das Handrad 31' einschließlich dessen Gehäuse 29' und Spindel 32' in derselben Weise ausgebildet. Da der Probenentnahmestutzen nicht in den Mittelbereich 18 des Gehäuses 12 mündet, dient die Oberseite der wellenförmigen Erhöhung 21' als Sitz 39' für die Flachmembran 27', die deshalb in ihrem Mittenbereich 33' etwas größer oder elastischer ausgebildet ist, um den etwas größeren Schließweg überbrücken zu können. Die Unterschiede dieses Probenentnahmeventils 11' zum Probenentnahmeventil 11 der Fig. 1 bis 3 bestehen im wesentlichen darin, daß der Probenentnahmestutzen 37' sich an das eine Ende des Ventilgehäuses 12', nämlich an den Rohrleitungsansatz 14' anschließt. Demgegenüber ist der andere Rohrleitungsansatz 13' nach wie vor mit einem Verbindungselement versehen, das hier als Flansch 16' ausgebildet ist. Im Bereich des Rohrleitungsansatzes 14' des Ventilgehäuses 12' mündet in den Probenentnahmestutzen 37' der Leitungsabschnitt 42' für die Dampfsiegelung, und zwar in Riehtung zum Ventilgehäuse 12' unter einem spitzen Winkel zum Probenentnahmestutzen 37'.

Die Wirkungsweise dieses Probenentnahmeventils 11' ist folgende: Dieses Probenentnahmeventil liegt nicht im Zuge einer das mikrobiologisch reine Wasser aufnehmenden durchgehenden Leitung, sondern ist mit diesem in Form einer T-förmigen Anzapfung verbunden. In geschlossenem Zustand der Flachmembran 27' wird daher keine Probe entnommen; bei kurzer Ausbildung des Rohrleitungsansatzes 13' wird das aus der Durchgangsleitung kommende mikrobiologisch reine Wasser durch Verwirbelung stets mitgenommen. Die Dampfsterilisation bei geschlossener Flachmembran 27' erfolgt wiederum dadurch, daß in den Leitungsabschnitt 42' gemäß Pfeil B' Dampf eingeblasen wird, der die freiliegenden Innenbereiche der Flachmembran 27', des Rohrleitungsansatzes 14' und des Probenentnahmestutzens 37' steril macht. Der sterilisierende Dampf strömt auch hier gemäß Pfeil C aus dem Probenentnahmestutzen 37' aus. Im Anschluß an diese Dampfsiegelung oder Sterilisierung durch ein chemisches Mittel, kann durch öffnen der Flachmembran 27' mittels des Handrades 31' eine Probe des betreffenden Wassers entnommen werden.

Es versteht sich, daß die Betätigung des Probenentnahmeventils statt mittels des Handrades auch elektromagnetisch, pneumatisch oder dgl. erfolgen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Membranventil zur Probenentnahme von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser bestimmter mikrobiologischer Reinheit, mit einem mindestens ein Leitungsanschlußende aufweisenden Ventilgehäuse, das an einem Bereich mit einer öffnung versehen ist, die von einer Membran abgedeckt ist, deren Randbereich ortsfest gehalten und deren mittiger Bereich hin- und herbewegbar ist, und mit einem Probenentnahmestutzen, der mittels der Membran absperrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenentnahmestutzen (37,37') mit einem Leitungsabschnitt (42, 42') zum Einleiten von Dampf, einem chemischen Desinfektionsmittel oder dgl. verbunden ist, welcher unter einem Winkel von kleiner 90° in Richtung zur Membran (27, 27') hin in den Probenentnahmestutzen (37,37') mündet.

2. Membranventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenentnahmestutzen (37') am Ende des Ventilgehäuses (12') gebildet ist.

3. Membranventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der der Membran (27') gegenüberliegende und den Sitz für die Membran bildende Bereich (2Γ) des Ventilgehäuses (12') nach innen gezogen ist.

4. Membranventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenentnahmestutzen (37) mit seinem einen Ende innerhalb eines größeren Aufnahmeraumes (41) des mit zwei Leitungsanschlußenden (13,14) versehenen Ventilgehäuses (12) angeordnet ist und an diesem Ende (38) den Sitz (39) für die Membran (27) trägt.

5. Membranventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenentnahmestutzen (37) am der Membran (27) gegenüberliegenden Bereich (21) durch eine Bohrung (36) im Ventilgehäuse (12) dichtend eingeführt und gehalten ist.

6. Membranventil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der der Membran (27) gegenüberliegende Bereich (21) des Ventilgehäuses in Form einer Welle in den Aufnahmeraum (41) hineingezogen ist und das innere Ende (38) des Probenbranventil der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Probenentnahmestutzen in einfacher Weise mit Hilfe von Dampf oder einem chemischen Desinfektionsmittel vor der Probenentnahme steril gemacht werden kann, ohne daß es hierzu besonderer Vorsicht des Bedienenden bedarf.

Diese Aufgabe wird bei einem Membranventil der genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

ίο Das erfindungsgemäße Membranventil kann deshalb mit Hilfe von Dampf oder einem chemischen Desinfektionsmittel sterilisiert bzw. desinfiziert werden, da das durch den zusätzlichen Leitungsabschnitt eingeführte Mittel, z. B. eingeblasener Dampf, an die geschlossene Membran gelangt und dadurch den dort befindlichen Teilraum des Ventilgehäuses steril macht und da gleichzeitig oder danach dieses Mittel auch in den Probenentnahmestutzen gelangt und durch diesen wieder ausströmen kann. Dadurch ergibt sich innerhalb des betreffenden Ventilgehäuseraumes und des gesamten Probenentnahmestutzens eine Strömung des betreffenden Sterilisationsmittels, was zu einer zuverlässigen Sterilisierung führt. Bei diesem Vorgang, d.h. dem Einblasen des Dampfes oder dem Einleiten eines chemischen Mittels bedarf es keiner besonderen Sorgfalt des Bedienenden, da eine Beschädigung der Dichtungselemente durch zu lange oder zu intensive Sterilisierung ausgeschlossen ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung ist dabei der Probenentnahmestutzen am einen Ende des Gehäuses gebildet, was bedeutet, daß das andere Ende des Ventilgehäuses nach Art eines T-Anschlusses an eine quer dazu verlaufende Rohrleitung mit der betreffenden Flüssigkeit bestimmter mikrobiologischer Reinheit angeflanscht ist.

Bei diesem erwähnten Ausführungsbeispiel ist es jedoch notwendig, das betreffende Ende des Membranventils möglichst nahe an die quer dazu verlaufende und das betreffende mikrobiologisch reine Medium enthaltende Leitung anzuschließen, da sonst bei der Probenentnahme in Strömungsrichtung vor der Membran, als eigentlichem Dichtungselement des Membranventils, ein bei geschlossenem Membranventil toter Ast besteht, in welchem sich Medium absetzen und halten könnte. Dies würde zu einem Herd mikrobiologischer und auch