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Die vorliegende Erfindung betrifft ein aseptisches Füllventil zum Gebrauch beim
Zuführen und Entladen einer Flüssigkeit in einer Füllvorrichtung, um eine Flüssigkeit,
wie etwa ein Getränk oder ein Nahrungsmittel oder eine Medizin in ein Gefäß zu
füllen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein aseptisches
Füllventil, das durch Verwendung einer magnetischen Kupplung geöffnet und
geschlossen wird.
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Auf dem Gebiet der Verpackungstechnik in der Nahrungsmittel- und der
Pharmazeutischen Industrie wird ein aseptisches Füllsystem übernommen, um zu
verhindern, daß der abgefüllte Inhalt durch mikrobielle Verunreinigung Schaden
nimmt und einen Qualitätsverlust erleidet, und um die Langzeithaltbarkeit zu steigern.
Gemäß dem aseptischen Füllsystem wird ein sterilisierter Inhalt in einer aseptischen
Umgebung in ein sterilisiertes Gefäß gefüllt. Unter dem aseptischen Gesichtspunkt
sollten spezielle Betrachtungen hinsichtlich der die Füllvorrichtung bildenden Elemente,
die für das aseptische Füllsystem verwendet werden, angestellt werden, um die
aseptische Umgebung aufrechtzuerhalten. Desweiteren werden vor dem Füllbetrieb
die Teile der Füllvorrichtung, die von dem Inhalt passiert werden, nämlich
hauptsächlich Rohrsysteme, mit Hilfe von Sterilisiermitteln, wie etwa Dampf und
heißem Wasser, sterilisiert. Die für diese Teile der Füllvorrichtung verwendeten
Elemente sollten eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber einer derartigen
Sterilisation aufweisen. Angesichts der vorangegangenen Betrachtung wird als
Füllventil ein aseptisches Ventil verwendet, das an der Füllvorrichtung zum Steuern der
Zufuhr und der Entladung eines Flüssigkeitsinhaltes befestigt ist.
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Herkömmliche aseptische Ventile sind ledoch hinsichtlich verschiedener
Gesichtspunkte unzulänglich, z.B. bei der praktischen Aufrechterhaltung eines
aseptischen Zustandes und der Vermeidung einer Schädigung eines Fluides.
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Beispielsweise wird in der geprüften japanischen Gebrauchsmusteroffenlegungsschrift
Nr. 56-43188 ein aseptisches Ventil vorgeschlagen, bei dem Dampf oder ein
Sterilisiermittel über einen Gleitbereich des Ventils geleitet wird, um eine aseptische
Barriere zu bilden. Bei diesem aseptischen Ventil können von außen eintretende
Mikroorganismen durch die Dampfsterilisation oder durch die Wirkung des
Sterilisiermittels abgetötet werden, ledoch ist zu befürchten, daß das Fluid durch die
hohe Temperatur, die der Dampf aufweist, geschädigt oder das Fluid mit dem
Sterilisiermittel verunreinigt wird.
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Bei einem in der ungeprüften japanischen Gebrauchsmusteroffenlegungsschrift Nr.
60-126775 vorgeschlagenen Ventil mit einer geschlossenen Struktur wird ein
Diaphragma zur Realisierung einer aseptischen Wirkung verwendet. Ventile mit einem
Diaphragma oder einem Blasebalg werden häufig für Rohrleitungen in der
Nahrungsmittel- und der Pharmazeutischen Industrie verwendet. Wenn jedoch das
Diaphragma oder der Blasebalg abnutzt oder bricht, kann der aseptische Zustand
nicht aufrechterhalten werden und es besteht das Risiko, daß verschiedenartige
Probleme auftreten. Da die Blasebalge oder das Diaphragma eine ungewisse
Lebensdauer aufweisen, können Blasebalge oder Diaphragmas nicht für Teile
verwendet werden, bei denen häufig Öffnungs- und Schließbetätigungen durchgeführt
werden.
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Als eine andere vorbekannte Ausführungsart kann eine Vorrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 erwähnt werden, bei der der Strom eines Fluides durch
Öffnen und Schließen unter Verwendung eines magnetischen Flusses gesteuert wird,
wie in der französischen Patentoffenlegungsschrift Nr.2,206,726 beschrieben.
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Bei dieser Vorrichtung ist innerhalb der Vorrichtung selbst ein Ventilsitz vorgesehen
und eine Schließvorrichtung, die durch einen magnetischen Fluß von außerhalb der
Vorrichtung selbst angetrieben wird, stützt sich an dem Ventilsitz ab. In Anspruch 2
dieser französischen Patentoffenlegungsschrift wird angegeben, daß die
Schließvorrichtung eine Kugel ist, die auf dem Ventilsitz liegt, der im unteren Bereich
der Vorrichtung selbst angeordnet ist, und die durch die Gravitation und die
dynamische Kraft des Fluidstroms bewegt wird. In diesem Fall wird das Schließen des
Ventils ohne Verwendung der Magnetkraft eines Magnets durchgeführt, sondern durch
Lösen eines Permanentmagneten, der außerhalb der Vorrichtung selbst angeordnet
ist, von der Vorrichtung selbst, wobei der magnetische Fluß die Kugel anzieht, wenn
das Ventilteil ausgeschwungen ist, und die Kugel, die aufgrund der Gravitation und
des Fluidstroms auf die Ventildichtung gefallen ist, den Fluidstrom blockiert. Zum
Öffnen des Ventils wird der Permanentmagnet durch das Fluid oder eine mechanische
Hebevorrichtung nahe an die Vorrichtung selbst gebracht und die Kugel wird durch
den magnetischen Fluß des Permanentmagneten angezogen, um sie von dem
Ventilsitz abzuheben. Dieses Verfahren ist gegenüber dem oben erwähnten Verfahren,
bei dem ein aseptisches Ventil oder dergleichen verwendet wird, hinsichtlich der
qualitätserhaltenden Eigenschaft und der Lebensdauer vorteilhaft. Es sind jedoch
bewegliche Teile, wie etwa ein Permanentmagnet, eine Stange und eine
Hebevorrichtung, der äußeren Umgebung ausgesetzt und ein Gleitbereich ist an der
Stange vorgesehen. Daher besteht das Risiko einer Verunreinigung der aseptischen
Atmosphäre mit einem die Hebevorrichtung betreibenden Leckfluid und einem
Schmieröl und es kann nicht davon ausgegangen werden, daß die aseptische
Eigenschaft vollständig ausgebildet ist. Darüber hinaus ist das Verfahren des
Schließens des Ventils durch das Gewicht des kugelförmigen Ventilteils hinsichtlich der
Verläßlichkeit unzureichend und die Feineinstellung der Öffnungsstellung sowie der
Durchflußrate ist schwierig.
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Beispielsweise betrifft die FR-A-1523792 ein Gaseinstellventil eines Durchlauferhitzers.
Das in Fig. 1 der Entgegenhaltung gezeigte Ventil weist eine solche Struktur auf, bei
der Wasser, das von der unteren Seite der Figur aus einfließt, einen Schwimmer (16),
der nach innen gerichtet an der Innenseite eines Rohrteils (Wasserkammer 2)
angeordnet ist, nach oben schiebt, um einen Kolben (18) (magnetisch mit dem
Schwimmer 16 gekoppelt), der innerhalb einer äußeren Gaskammer 7 vorgesehen ist,
nach oben zu ziehen, wodurch ein Gasdurchtritt geöffnet wird. In diesem Fall fließt
Wasser von der unteren Seite der Fig. 1 aus ein und aus einer oberen Seite (6) aus
und das Gas tritt von dem oberen Bereich (9) aus ein und strömt aus einem unteren
Bereich (10) aus. Der Schwimmer (16), der ein inneres bewegliches Teil darstellt,
befindet sich an der Antriebsseite und der Kolben (18), der ein äußeres bewegliches
Teil darstellt, befindet sich an der Abtriebsseite. Ein O-Ring 20 oder 21, der an der
Seite des Kolbens (18) vorgesehen ist, fungiert als Ventil. Der Sitz 5 an der Seite des
Schwimmers (16) dient als Aufnehmer des Schwimmers (16) und übt nicht die Funktion
des Schließens eines Wasserstromsdurchtritts aus. Die O-Ringe 20 und 21 sind an
dem Rohrteil 1 befestigt und bewegen sich nicht mit dem Kolben (18). In dem
Moment, in dem sich der Kolben (18) als äußeres bewegliches Teil nach oben bewegt,
verlieren die O-Ringe 20 und 21 ihre Dichtfunktion und das Gas kann frei in den den
Kolben (18) umgebenden Bereich fließen.
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Wenn Wasser ausfließt, löst sich der Schwimmer (16) als inneres bewegliches Teil von
dem Sitz 5 aufgrund des Wasserstroms und Wasser fließt um den Schwimmer (16).
Die Antriebsquelle des Kolbens (18) als äußeres bewegliches Teil ist nämlich der
Schwimmer (16) als inneres bewegliches Teil. Dieser Schwimmer (16) wird durch den
Wasserstrom bewegt.
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Die AU-B-416871 betrifft ein Schnappventil zum Zuführen eines flüssigen
Kohlendioxidgases bei einer niedrigen Temperatur. Ein flexibler Blasebalg (16) wird
durch ein Ausgangssignal von außerhalb bewegt. Wenn sich ein mit ihm verbundener
Magnet (13) einem magnetischem Körper (9) nähert, zieht ein magnetisierter
magnetischer Körper (9) einen magnetischen Körper (10) entgegen der Kraft einer
Feder (12) an. Ein Ventil (11) wird daher geöffnet, um zu veranlassen, daß das
flüssige Kohlendioxidgas von einem Einlaß (3) zu einem Auslaß (4) fließt. Wenn das
Drucksignal ausgelöst wird, längt sich der Blasebalg und der Magnet (13) bewegt sich
von dem magnetischen Körper weg. Somit kann der magnetische Körper (9), der die
magnetische Kraft verliert, den magnetischen Körper (10) nicht anziehen. Der
magnetische Körper (10) wird durch die Feder (12) zurückgezogen und das Ventil (11)
ist geschlossen.
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Bei diesem Ventilmechanismus kann der Strömungsdurchtritt durch die
Schnappwirkung augenblicklich geöffnet und geschlossen werden. Darüber hinaus ist
dieser Ventilmechanismus hinsichtlich seiner aseptischen Eigenschaft nicht
zufriedenstellend.
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Wenn das Drucksignal ausgelöst wird, längt sich der Blasebalg (16) und der Magnet
(13) entfernt sich weiter von dem magnetischen Körper (9). Der magnetische Körper
(9), der die magnetische Kraft verloren hat, kann nicht mehr den magnetischen
Körper (10) anziehen und das Ventil (11) wird durch die Feder (12) geschlossen. Da
der Blasebalg (16) außerhalb des Rohrteils angeordnet ist, besteht demgemäß, wenn
das Ventil gemäß D2 im Rahmen des aseptischen Gebrauchs angewendet wird, ein
Problem hinsichtlich der Lebensdauer. Es besteht jedoch kein Problem bezüglich der
Verunreinigung durch den Bruch des Blasebalgs (16). Da der Schließbetrieb durch die
Feder ausgeführt wird, ist Sicherheit gegeben. Da ledoch zwei magnetische Körper
und Federn innerhalb des Rohrteiles, der einen Strömungsdurchtritt für ein Fluid
darstellt, angeordnet sind, wird seine Struktur komplex. Da diese Teile in einem Raum
vorhanden sind, der keimfrei gehalten werden muß, tritt zum Zeitpunkt des Reinigens
und des Abtötens von Keimen ein Problem auf. Da diese Teile in einem von dem
Strömungsdurchtritt einer Flüssigkeit abgelegenen Bereich vorhanden sind, führt
insbesondere eine normale Behandlung, die darin besteht, daß ein Reinigungsmittel
oder ein Desinfektionsrnittel hindurchfließt, zu einer ungenügenden Sterilisation. Dies
bedeutet, daß es extrem schwierig ist, einen keimfreien Zustand sicherzustellen.
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Da eine Struktur, bei der zwei magnetische Körper eng zusammenhängen, verwendet
wird, besteht des weiteren, wenn die fließende Flüssigkeit faserig ist, wie etwa ein
Fruchtsaft, die Wahrscheinlichkeit, daß Fasern zwischen den beiden magnetischen
Teilen eingeklemmt werden und es besteht das Problem, daß sich leicht
Verunreinigungen ansammeln.
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Zusätzlich wird der Öffnungs-Schließ-Betrieb des Ventils augenblicklich durch die
Schnappwirkung ausgeführt. Wenn dieses Ventil als Füllventil verwendet wird, ist zu
erwarten, daß eine Flüssigkeit mit einem starken Strom fließt. Demgemäß ist es nicht
zufriedenstellend, da die Gefahr besteht, daß ein Wasserschlagphänomen auftritt,
oder es schwierig wird, die Blasenbildung zu steuern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die oben erwähnten Probleme
der herkömmlichen aseptischen Ventile zu lösen. Es ist daher eine vorrangige Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, ein aseptisches Füllventil zu schaffen, das eine
magnetische Kupplung, eine einfache Struktur und eine ausgezeichnete Lebensdauer
aufweist und bei dem ein Gleitteil geschlossen ist und eine Verunreinigung der
Atmosphäre mit einem Leckbetriebsfluid oder einem Schmieröl nicht verursacht wird,
die aseptische Eigenschaft ausgezeichnet ist, der Betrieb des Öffnens und Schließens
des Ventils mit Sicherheit ausgeführt werden kann und der Öffnungsgrad sowie die
Durchflußrate leicht gesteuert werden können.
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Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein aseptisches
Füllventil zu schaffen, das eine ausgezeichnete Lebensdauer unter
Hochtemperaturund Hochdruckbedingungen aufweist, die für die Dampfsterilisation oder die
Heißwassersterilisation von Rohrleitungen einer aseptischen Füllvorrichtung geeignet
sind, und bei dem der Öffnungs-Schließ-Betrieb einfach und mit Sicherheit ausgeführt
werden kann.
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Erfindungsgemäß wird ein aseptisches Füllventil gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen.
Um eine große Haltekraft zu erhalten, wird als Permanentmagnet ein Magnet mit
einem maximalen Energieprodukt von wenigstens 80 KJ/m³ bevorzugt, z.B. ein
seltener Erdmetall-Cobalt-Magnet oder ein seltener Erdmetall-Eisen-Magnet.
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Um die ventildichtende Eigenschaft beim Schließbetrieb des Ventils sicherzustellen,
wird bevorzugt, daß beim Schließbetrieb des Ventils, nachdem der Ventilsitz in
Berührung mit dem Ventilkörper gebracht und die Bewegung des inneren
beweglichen Teils gestoppt worden ist, das äußere bewegliche Teil weiterhin bewegt
wird, um die normale die Anziehung bewirkende Positionszuordnung zwischen dem
äußeren beweglichen Teil und dem inneren beweglichen Teil einzustellen und den
Ventilkörper durch die erzeugte Anziehungskraft an den Ventilsitz zu drücken.
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Um ein ungleichmäßiges Tragen des Ventilkörpers und des Ventilsitzes zu vermeiden,
wird bevorzugt, eine Führung, wie etwa eine Schraubenlinie, einen Flügel oder eine
Führung, an der äußeren Seitenfläche oder an dem Endbereich des inneren
beweglichen Teils anzuordnen, so daß das innere bewegliche Teil durch die
Bewegung eines Fluids innerhalb des Rohrteils gedreht wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 zeigt eine Ansicht, die den Längsschnitt einer Ausführungsform des
erfindungsgemäßen aseptischen Füllventils darstellt.
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Fig. 2 zeigt eine Ansicht, die einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Figur 1
darstellt.
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Fig. 3 und 4 zeigen eine Seitenansicht und eine Aufsicht, die ein Beispiel des inneren
beweglichen Teils darstellen, an dem eine Schraubenführung ausgebildet ist.
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Fig. 5 und 6 zeigen eine Seitenansicht und eine Aufsicht, die ein anderes Beispiel des
inneren beweglichen Teils darstellen, an dem eine Flügelführung ausgebildet ist.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bei dem erfindungsgemäßen aseptischen Füllventil sind ein Ventilsitz und ein inneres
bewegliches Teil, das ein Ventilteil aufweist, innerhalb eines Rohrteils, welches als
Fluidkanal fungiert, angeordnet. Der Betrieb des Öftnens und Schließens des Ventils
wird durch Bewegen dieses inneren beweglichen Teils bewirkt.
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Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein äußeres bewegliches
Teil, welches mit dem inneren beweglichen Teil magnetisch gekuppelt ist, außerhalb
des Rohrteils angeordnet ist. Dieses äußere bewegliche Teil ist innerhalb eines
abgedichteten Wandteiles angeordnet und von diesem umschlossen, um eine
Druckkammer zu bilden, die von dem Wandteil, dem Rohrteil und dem äußeren
beweglichen Teil definiert wird. Ein Arbeitsfluid wird in diese Druckkammer eingeführt,
wobei das äußere bewegliche Teil durch den Druck dieses Fluids bewegt wird und sich
das innere bewegliche Teil im Nachlauf hinsichtlich der Bewegung des äußeren
beweglichen Teils bewegt, um die Öffnungs- und Schließoperation des Ventils zu
bewirken.
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Ein magnetisches Kupplungsteil, das einen Permanentmagneten aufweist, ein
ferromagnetisches Teil oder eine Kombination dieser ist in dem äußeren beweglichen
Teil auf der Seite des Rohrteils und in dem inneren beweglichen Teil angeordnet, so
daß das äußere bewegliche Teil und das innere bewegliche Teil durch die Wand des
Rohrteils mechanisch stark miteinander gekuppelt sind. Da die mechanische
Bewegung zum Öffnen und Schließen des Ventils durch diese magnetische Kupplung
übertragen wird, gibt es kein mechanisches Gleitteil oder flexibles Teil, für das eine
Dichteigenschaft erforderlich ist, zwischen dem inneren des Rohrteils als Fluidkanal
und dem Äußeren des Rohrteils. Das innere und das Äußere des Rohrteils sind
vollständig voneinander isoliert und daher wird die aseptische Eigenschaft im inneren
des Rohrteils vollständig aufrechterhalten. Darüber hinaus wird eine ausgezeichnete
Waschbarkeit erreicht. Da ein Gleitteil oder ein flexibles Teil, für das eine
Dichteigenschaft erforderlich ist, fehlt, wird des weiteren die Lebensdauer des
aseptischen Füllventils wirksam gesteigert.
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Das äußere bewegliche Teil ist in dem geschlossenen Wandteil angeordnet sowie von
diesem umschlossen und das äußere bewegliche Teil wird durch Aufbringen eines
Fluiddrucks auf das innere der Druckkammer, die von dem Wandteil, dem Rohrteil
und dem äußeren beweglichen Teil gebildet wird, angetrieben und linear entlang
dem Rohrteil bewegt. Da dieser Antriebsmechnisrnus im Inneren eines Raums
angeordnet ist, der durch das geschlossene Wandteil und das Rohrteil vom Äußeren
isoliert ist, ist kein mechanisches Gleitteil oder flexibles Teil, für das eine
Dichteigenschaft erforderlich ist, der äußeren Umgebung ausgesetzt. Im allgemeinen
wird, um den aseptischen Zustand aufrechtzuerhalten, eine aseptische Füllvorrichtung,
die mit einem aseptischen Füllventil versehen ist, in einem sauberen Zimmer mit einer
sauberen Umgebung aufgestellt. Ausrüstung, die in einer solchen Umgebung
verwendet wird, sollte einer besonderen Überprüfung unterzogen werden, um den
aseptischen Zustand aufrechtzuerhalten. Bei dem erfindungsgemäßen aseptischen
Füllventil gibt es kein bewegliches Teil, das der äußeren Umgebung ausgesetzt ist, und
daher wird eine Verunreinigung der Umgebung mit einem Leckarbeitsfluid oder
einem Schmieröl nicht verursacht und es wird eine hohe aseptische Eigenschaft
erreicht.
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Die Öffnungs- und Schließoperation des Ventils wird in der folgenden Weise
durchgeführt. Wenn ein Arbeitsfluid in die Druckkammer eingeleitet wird, wird das
innere der Druckkammer mit dem Fluiddruck beaufschlagt und durch diesen Druck
bewegt sich das äußere bewegliche Teil innerhalb des geschlossenen Wandteils
entlang dem Rohrteil. Wenn das äußere bewegliche Teil so bewegt wird, wird das
innere bewegliche Teil, das mit dem äußeren beweglichen Teil durch die Wand des
Rohrteils magnetisch gekuppelt ist, im Nachlauf hinsichtlich der Bewegung des
äußeren beweglichen Teils angetrieben und wird innerhalb des Rohrteils entlang dem
Rohrteil bewegt. Da der Ventilkörper in dem inneren beweglichen Teil gehalten wird,
bewegt sich der Ventilkörper durch den Fluiddruck in der Druckkammer. Wenn der
Ventilkörper von dem in dem Rohrteil befestigten Ventilsitz gelöst wird, wird das Ventil
geöffnet und das in dem Rohrteil fließende Fluid fließt aus. Im Gegensatz dazu wird,
wenn der Ventilkörper in Kontakt mit dem Ventilsitz gebracht wird, das Ventil
geschlossen und das in dem Rohrteil fließende Fluid wird gestoppt. Wenn der
Öffnungsgrad des Ventils durch Ändern des Abstandes zwischen dem Ventilsitz und
dem Ventilkörper geändert wird, wird eine maximale Durchflußrate beim
vollständigen Öffnen, bei dem der Öffnungsgrad am größten ist, erhalten und wenn
der Öffnungsgrad verringert wird, wird die Durchflußrate reduziert. Demgemäß kann
bei dem erfindungsgemäßen aseptischen Füllventil durch Einstellen des Fluiddrucks in
der Druckkammer nicht nur der Ventilöffnungsbetrieb, sondern auch der
Ventilschließbetrieb zwangsläufig bewerkstelligt werden und der Öffnungs- und
Schließbetrieb des Ventils kann mit höherer Sicherheit betrieben werden als bei dem
Ventilöffnungs- und Ventilschließmechanismus, bei dem die Gravitation verwendet
wird.
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Allgemein ist ein Paar von Druckkammern oberhalb und unterhalb des äußeren
beweglichen Teils oder vor und hinter dem äußeren beweglichen Teil angeordnet und
wenn das innere einer Druckkammer mit dem Fluiddruck eines Arbeitsfluids
beaufschlagt wird, wird die andere Druckkammer drucklos geschaltet. Durch
Aufbringen eines geeigneten Fluiddrucks auf beide Druckkammern kann ledoch der
Öffnungs- und Schließbetrieb des Ventils in der Mitte gestoppt werden. Somit kann
durch Einstellen der Einfüllgeschwindigkeit des Arbeitsfluids in die Fluidkammer und
des Fluiddrucks der Öffnungs- und Schließbetrieb des Ventil wahlweise einfach
gesteuert werden. Da die Durchflußmenge und die Strömungsgeschwindigkeit des
einzufüllenden Fluids wahlweise geändert werden können, kann ein Steuereffekt zum
Steuern der Blasenbildung und des Einbringens von Luft beim Füllschritt erreicht
werden. Es muß nicht immer ein Paar von Druckkammern oberhalb und unterhalb
(oder vor und hinter) dem äußeren beweglichen Teil angeordnet werden, sondern es
kann auch eine mechanische Einrichtung, wie etwa eine Feder, anstelle einer
Druckkammer verwendet werden, wie dies bei einem einfach wirkenden Zylinder zu
sehen ist.
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Das äußere bewegliche Teil und das innere bewegliche Teil sind magnetisch eng
miteinander gekuppelt und sie sind in einem solchen Lageverhältnis angeordnet, daß
sie in energetisch stabilen Punkten des aufgebauten Magnetkreises gehalten werden.
Das innere bewegliche Teil wird nämlich linear entlang dem Rohrteil im Nachlauf
hinsichtlich der Bewegung des äußeren beweglichen Ieils angetrieben. Wenn das
Ventil geschlossen ist, wird das äußere bewegliche Teil in der Schließrichtung bewegt
und das innere bewegliche Teil wird im Nachlauf hinsichtlich der Bewegung des
äußeren beweglichen Teils bewegt, um den Ventilkörper an dem Ventilsitz
abzustützen Jedoch wird das äußere bewegliche Teil, selbst nachdem der Ventilsitz in
Berührung mit dem Ventilkörper getreten ist und die Bewegung des inneren
beweglichen Teils gestoppt hat, in der selben Richtung um eine kleine Distanz
weiterbewegt, um die normale Lagebeziehung zum Anziehen zwischen dem äußeren
beweglichen Teil und dem inneren beweglichen Teil einzustellen. Durch die erzeugte
magnetische Anziehungskraft kann der Ventilkörper an den Ventilsitz gepreßt werden.
Dieses Verfahren ist zur Gewährleistung der Dichteigenschaft des Ventils zum
Zeitpunkt des Schließens effektiv.
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Das innere bewegliche Teil führt zum Öffnen und Schließen des Ventils eine
Linearbewegung entlang dem Rohrteil aus. Wenn eine Schraubenführung, eine
Flügelführung oder eine Nutführung an der äußeren Seitenfläche oder dem
Endbereich des inneren beweglichen Teils ausgebildet wird, so daß durch die
Bewegung des das Innere des Rohrteils passierenden Fluids ein Drehmoment erzeugt
wird, kann nicht nur die normale Linearbewegung, sondern auch eine gewisse
Drehbewegung auf das innere bewegliche Teil aufgebracht werden, wodurch der in
dem inneren beweglichen Teil gehaltene Ventilkörper gedreht wird und der
Kontaktbereich zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilsitz nicht konstant gehalten
sondern fortwährend geändert wird. Demgemäß kann ein ungleichmäßiges Tragen
durch einseitigen Kontakt zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilsitz wirksam
vermieden werden.
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Das erfindungsgemäße aseptische Füllventil weist eine einfache Struktur auf und
enthält im Inneren des Rohrteils kein Gleitteil, für das eine Dichteigenschaft
erforderlich ist. Daher weist es eine ausgezeichnete Waschbarkeit auf und der
Sterilisierbetrieb der Rohrleitungen, der vor dem Füllvorgang durchzuführen ist, kann
einfach ausgeführt werden.
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Als magnetisches Material für die Magnetkupplung wird vorzugsweise ein Magnet mit
einem maximalen Energieprodukt von wenigstens 80 KJ/m³ verwendet, wie z.B. ein
seltenes Erdmetall-Cobalt-Magnet oder ein seltenes Erdmetall-Eisen-Magnet. Im Falle
eines derartigen Magnets kann unter Hochtemperatur- und Hochdruckbedingungen
für die Dampf- oder Heißwassersterilisation eine effektive Haltekraft aufrechterhalten
werden. Darüber hinaus ist die Reduktion der magnetischen Kraft im Laufe der Zeit
sehr gering. Demgemäß kann der Magnet im wesentlichen semipermanent verwendet
werden.
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Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen aseptischen Füllventils ist in den Fig. 1
und 2 dargestellt. Fig. 1 zeigt eine Ansicht, die den Längsschnitt darstellt, und Fig. 2
zeigt eine Ansicht, die den Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. darstellt.
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in den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Rohrteil, das Bezugszeichen
2 einen Ventilsitz und das Bezugszeichen 4 ein inneres bewegliches Teil. Das innere
bewegliche Teil 4 weist einen Ventilkörper 3, der an einer dem Ventilsitz 2
gegenüberliegenden Stelle angeordnet ist, ein magnetisches Kupplungsteil 5, das an
einer Stelle angeordnet ist, die durch eine Rohrteilwand hindurch einem Kupplungsteil
9 eines äußeren beweglichen Teils gegenüberliegt, und ein Halteteil 6 zum Halten der
vorgenannten Teile auf. Das Halteteil 6 weist eine sternförmige Form mit sechs
konvexen Teilen an der äußeren Seitenfläche, eine stromlinienförmige Spitze und den
an seinem unteren Bereich angeordneten Ventilkörper 3 auf. Die Achse des Halteteils
6 fällt mit der Achse des Rohrteils 1 zusammen und das Halteteil 6 ist oberhalb des
Ventilsitzes 2 angeordnet. Das magnetische Kupplungsteil 5 weist einen
Permanentmagneten, ein ferromagnetisches Teil oder eine Kombination dieser auf.
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Bei der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsform besteht das magnetische
Kupplungsteil 5 aus einer Säule, die durch alternierendes Aufeinanderstapeln
scheibenförmiger Permanentmagnete 5a und scheibenförmiger ferroelektrischer Teile
5b gebildet wird, und die Achse dieser Säule fällt mit der Achse des inneren
beweglichen Teils 4 zusammen. Das magnetische Kupplungsteil 5 kann die Form
einer hohlen Säule oder eine andere Form annehmen.
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Das Halteteil 6 ist zum Halten des magnetischen Kupplungsteils 5 und zu dessen
Verbindung mit dem Ventilkörper 3 vorgesehen und zur Verbesserung des
magnetischen Kupplungseffekts besteht das Halteteil 6 aus einem nichtrnagnetischen
Material. Mit dem hier in Bezug genommenen nichtmagnetischen Material ist eine
Substanz gemeint, die keine magnetische Eigenschaft, die industriell und praktisch für
die Anziehung und die Aspiration notwendig ist, aufweist und in physikalischer
Hinsicht ein magnetisches Material, wie etwa ein schwachmagnetisches Material, ein
paramagnetisches Material und ein diamagnetisches Material, sein kann. Gemäß der
Form des inneren beweglichen Teils muß das Halteteil, z.B. in dem Fall, in dem der
Ventilkörper selbst aus einem magnetischen Kupplungsmaterial besteht, nicht immer
vorgesehen werden. Bezugszeichen 7 bezeichnet einen Kanal für eine gefüllte
Flüssigkeit, die in dem Rohrteil 1 fließt. Die stromaufwärtige Seite des Rohrteils 1 ist
mit einer Rohrleitung zum Zuführen einer gefüllten Flüssigkeit oder dergleichen
verbunden und eine Fülldüse oder dergleichen ist mit der stromabwartigen Seite des
Rohrteils 1 verbunden. Wengistens ein Teil des Rohrteils 1, der zwischen den
magnetischen Kupplungsteilen angeordnet ist, sollte aus einem nichtrnagnetischen
Material bestehen. Bezugszeichen 8 bezeichnet ein äußeres bewegliches Teil, das die
Form eines dicken Zylinders aufweist, der den Umfang des Rohrteils 1 ringförmig
umgibt. Die Achse des äußeren beweglichen Teils 8 fällt mit der Achse des Rohrteils 1
zusammen. Das äußere bewegliche Teil 1 weist ein magnetisches Kupplungsteil 9, das
auf der Seite des Rohrteils 1 angeordnet ist, und ein Halteteil 10 zum Halten des
magnetischen Kupplungsteils 9 auf. Das magnetische Kupplungsteil 9 weist einen
Permanentmagneten, ein ferromagnetisches Material oder eine Kombination dieser
auf. Bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform wird das magnetische
Kupplungsteil 9 durch alternierendes Aufeinanderstapeln scheibenförmiger
Permanentmagnete 9a und ringförmiger ferromagnetischer Teile 9b gebildet, so daß
die Polarität zur Anziehung des magnetischen Kupplungsteils 5 des inneren
beweglichen Teils geeignet ist. Ein Halteteil 10a wird zur Anordnung des
Permanentmagneten 9a in einer vorgegebenen Lage verwendet. Das Halteteil 10 und
das Halteteil 10a bestehen aus einem nichtmagnetischen Material. Gemäß der Form
des äußeren beweglichen Teils muß das Halteteil, z.B. in dem Fall, in dem das
gesamte äußere bewegliche Teil aus einem magnetischen Kupplungsmaterial besteht,
nicht immer vorgesehen werden. Bezugszeichen 11 bezeichnet einen frei gleitbaren
Dichtmechanismus.
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Bezugszeichen 12 bezeichnet eine Seitenwand des geschlossenen Wandteils und eine
dicke und ringförmig geschlossene Kammer 15 wird durch diese Seitenwand 11 sowie
die obere und untere Wand 13 und 14 des geschlossenen Wandteils zwischen dieser
Seitenwand und dem Rohrteil 1 gebildet. Das äußere bewegliche Teil 8 ist innerhalb
der geschlossenen Kammer 15 angeordnet und die obere und untere Druckkammer
16 und 17 sind in dem oberen und unteren Bereich des äußeren beweglichen Teils 8
ausgebildet. Der frei gleitbare Dichtmechanismus 11 an der Innenseite bzw. der frei
gleitbare Dichtmechanismus 11 an der Außenseite stehen in engem Kontakt mit dem
Rohrteil 1 bzw. der Seitenwand 12 des geschlossenen Wandteils, so daß das äußere
bewegliche Teil 8 in Vertikalrichtung bewegt werden kann, während die
Luftundurchlässigkeit erhalten bleibt.
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Die Arbeitsfluidkanäle 18 bzw. 19, die mit der oberen bzw. unteren Druckkammer 16
bzw. 17 verbunden sind, sind an der oberen Wand 13 bzw. der unteren Wand 14 des
geschlossenen Wandteils ausgebildet und ihre Austritte 20 bzw. 21 sind mit der
Arbeitsfluidrohrleitung verbunden. Das Bezugszeichen 22 bezeichnet einen
Dichtmechanismus und ledes der Bezugszeichen 23 und 24 kennzeichnet einen
Anschlag, der auch als Stoßdämpfer wirkt.
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Bekannte Permanentmagnete, wie etwa ein Alnico Magnet, ein Eisen-Cobalt-Magnet,
ein Ferritmagnet, ein seltenes Erdmetall-Cobalt-Magnet und ein seltenes Erdmetall-
Eisen-Magnet, können als Permanentmagnet für die magnetischen Kupplungsteile des
äußeren beweglichen Teils 8 und des inneren beweglichen Teils 4 verwendet werden.
Permanentmagnete mit einem maximalen Energieprodukt von wenigstens 80 KJ/m³,
wie etwa ein seltenes Erdmetall-Cobalt-Magnet, also z.B. ein Samarium-Cobalt-
Magnet (SmCo-Magnet), oder ein seltenes Erdmetall-Eisen-Mognet, also z.B. ein
Neodym-Eisen-Magnet (NdFe-Magnet), weisen ausgezeichnete magnetische
Eigenschaften auf und werden in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise verwendet.
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Typische Eigenschaften eines Samarium-Cobalt-Magneten und eines Neodym-Eisen-
Magneten sind in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
Magnet
Elementarbestandteil
Herstellungsverfahren
Magnetische Eigenschaften
Reversible Permeabilität
Reversible Temperaturänderung
Curie Temperatur
Dichte
Thermische Ausdehnung
Biegefestigkeit
Druckfestigkeit
Zugfestigkeit
Vicker's Härte
Spezifischer elektrischer Widerstand
Bruchempfindlichkeit
Oberflächenrost
Elementarbestandteil
andere Additive
Sintern
spröde, bricht leicht
relativ rostfrei
hart, bricht nicht leicht
rostet relativ leicht
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Der Neodym-Eisen-Magnet weist ein maximales Energieprodukt (BH)max von 310
KJM³ und eine bessere magnetische Leistungsfähigkeit bei normalen Temperaturen
als der Samarium-Cobalt-Magnet auf. Des weiteren weist der Neodym-Eisen-Magnet
eine relativ geringe Dichte auf und somit kann eine Reduktion des Gewichts erreicht
werden. Darüber hinaus weist der Neodym-Eisen-Magnet eine ausgezeichnete
mechanische Festigkeit auf. Der Neodym-Eisen-Magnet versagt darin, daß der
Magnet leichter rostet als der Samarium-Cobalt-Magnet, jedoch kann ein
rostbeständiger Effekt durch Metallisieren oder Beschichten mit einem Harz erreicht
werden. Der Samarium-Cobalt-Magnet ist hinsichtlich der magnetischen
Temperaturcharakteristik ein wenig besser, jedoch sind beide Magnete viel besser als
andere Magnete, wie etwa ein Ferritmagnet. Somit weisen diese Permanentmagnete
ein großes maximales Energieprodukt des Magnetismus und einen geringen
Temperaturkoeffizienten auf und bringen daher ausgezeichnete magnetische
Eigenschaften bei hohen Temperaturen mit sich. Daher ist offensichtlich, daß diese
Permanentmagnete effektiv für Teile verwendet werden können, bei denen eine
Sterilisation mit Dampf oder heißem Wasser erforderlich ist, z.B. bei einem
aseptischen Füllventil.
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Bekannte ferromagnetische Materialien, die industriell verwendet werden können, z.B.
Eisen, Nickel und Cobalt, und Legierungen sowie Gemische, die hauptsächlich aus
diesen Metallen hergestellt wurden, wie etwa Kohlenstoffstahl, Chromstahl,
Chrommolybdänstahl, Siliziumstahl, Nickelchromstahl, Nickelchrommolybdänstahl,
Cobaltstahl, andere Stahlmaterialien, magnetische Materialien, z.B. Eisen-Nickel-
Legierung, Eisen-Cobalt-Legierung, Eisen-Aluminium-Legierung und Nickel-Cobalt
Legierung, sowie Ferritmaterialien, z.B. ferritischer rostfreier Stahl und martensitischer
rostfreier Stahl, können als ferromagnetische Materialien für die magnetischen
Kupplungsteile des äußeren beweglichen Teils 8 und des inneren beweglichen Teils 4
verwendet werden.
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Die Formen und Strukturen des magnetischen Kupplungsteils 5 des inneren
beweglichen Teils 4 sowie des magnetischen Kupplungsteils 9 des äußeren
beweglichen Teils 8 sind nicht auf diejenigen, die in den Zeichnungen dargestellt sind,
beschränkt. Beispielsweise kann das magnetische Kupplungsteil von einem einzelnen
Permanentmagneten allein gebildet werden, oder eines der magnetischen
Kupplungsteile besteht nur aus einem ferromagnetischen Material. Die Anordnung der
Polaritäten der Magnete ist nicht besonders kritisch und die Permanentmagnete
können getrennt entlang der Umfangsrichtung in dem Rohr angeordnet werden. in
jedem Fall ist es jedoch unentbehrlich, daß eine magnetische Kupplung, die zum
leichten und sicheren Öffnen und Schließen des Ventils ausreicht, zwischen dem
magnetischen Kupplungsteil 5 und dem magnetischen Kupplungsteil 9 aufrecht
erhalten wird. In Verbindung mit dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Beispiel der
Bauweise der magnetischen Kupplungsteile, wird die Art der magnetischen Kupplung
durch die Magnetpole N und S sowie die Magnetkraftlinien (Pfeillinien) in Fig. 1
angegeben.
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Bekannte nichtmagnetische Materialien, die industriell verwendet werden können, z.B.
metallische Materialien, wie etwa austenistischer rostfreier Stahl, Aluminium,
Aluminiumlegierungen, Titan, Titanlegierungen, Kupfer und Messing sowie
Kunststoffe, Keramiken, Gummi und Harze, die keine magnetische Eigenschaften
aufweisen, können als nichtmagnetische Materialien für die Halteteile des äußeren
beweglichen Teils und des inneren beweglichen Teils 4 sowie den Teil des Rohrteils 1,
der zwischen den magnetischen Kupplungen gehalten wird, verwendet werden.
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Das innere bewegliche Teil 4 beinhaltet den Ventilkörper und sollte eine solche Form
haben, daß eine magnetische Kupplung mit dem äußeren beweglichen Teil erzeugt
wird und sollte einen Kanal 7 für das Fluid innerhalb des Rohrteils 1 bilden und sollte
das Strömen des Fluids nicht behindern. Wie in Fig. 2 gezeigt, weist das innere
bewegliche Teil bei der vorliegenden Ausführungsform sechs konvexe Teile an der
äußeren Umfangsseitenfläche auf und durch Kontakt dieser hervorstehenden Teile mit
der inneren Seitenfläche des Rohrteils 1 wird das innere bewegliche Teil 4 so geführt,
daß die Achse des Ventilskörpers 3 mit der Achse des Ventilsitzes 2 zusammenfällt.
Das in dem Rohrteil fließende Fluid, wie etwa eine zu füllende Flüssigkeit, kann durch
einen ausreichenden Raum zwischen dem inneren beweglichen Teil 4 und dem
Rohrteil 1 hindurch passieren, wird ohne Behinderung zum Ventilbereich geführt und
fließt stromabwärts durch den Ventilsitz 2. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt, der in der
Lage dieses konkaven Teils geschnitten ist. im übrigen ist es ausreichend, wenn der
Anschluß zwischen der inneren Seitenfläche des Rohrteils 1 und der Umfangskante
des konvexen Teils des inneren beweglichen Teils 4 sehr lose ist und der Anschlußgrad
so eingestellt wird, daß das Waschen zwischen den Anschlußflächen möglich ist. Die
Form des inneren beweglichen Teils ist nicht auf diejenige der vorliegenden
Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise kann eine solche hohlzylindrische Form
gewählt werden, daß der Strömungsweg einmal in der Achse gebildet wird und sich
unmittelbar oberhalb des Ventilkörpers bis zum Umfang ausdehnt. Des weiteren
können verschiedene Formen, wie etwa die Form eines quadratischen Pfeilers und
eine Kugelform, gewählt werden.
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Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform weist der obere Spitzenendbereich des
inneren beweglichen Teils eine Stromlinienform auf, jedoch ist die Form des oberen
Spitzenendbereichs nicht besonders kritisch, obwohl eine Form, die eine geschmeidige
Strömung des Fluids gewährleistet, bevorzugt wird. Wenn den oben erwähnten
konvexen Teilen eine Spiralform gegeben wird, oder eine Fluidführung, wie etwa eine
Schraube, eine Flügel oder eine Nut, an der äußeren Seitenfläche oder dem
Endbereich des inneren beweglichen Teils 4 so ausgebildet wird, daß durch die
Bewegung des durch das innere des Rohrteils 1 hindurch passierenden Fluids eine
drehende Kraft erzeugt wird, kann dem inneren beweglichen Teil 4 während das
Ventil geöffnet ist eine gewisse Drehbewegung gegeben werden, bei der die Achse
das Zentrum der Drehung darstellt. Durch diese Drehung kann die Lage des Kontakts
zwischen dem Ventilsitz 2 und dem Ventilkörper 3 während des Schließens des Ventils
nach und nach verschoben werden. Daher wird ungleichmäßiges Tragen der
Kontaktflächen selbst dann nicht verursacht, wenn das Ventil lange Zeit verwendet
wird.
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Die Fig. 3 und 4 zeigen ein Beispiel des inneren beweglichen Teils, bei dem eine
Schraubenführung vorgesehen ist. Fig. 3 zeigt die Seitenfläche und Fig. 4 zeigt die
Ebene. In den Zeichnungen kennzeichnet Bezugszeichen 25 eine Schraubenführung.
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Die Fig. 5 und 6 zeigen ein anderes Beispiel des inneren beweglichen Teils, bei dem
eine Flügelführung vorgesehen ist. Fig. 5 zeigt die Seitenfläche und Fig. 6 zeigt die
Ebene. In den Zeichnungen kennzeichnet Bezugszeichen 26 eine Flügelführung.
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Bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemaßen
aseptischen Füllventils wird das Ventil auffolgende Weise geöffnet und geschlossen.
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Öffnen und Schließen des Ventils werden durch Bewegen des äußeren beweglichen
Teils 8 in Vertikalrichtung und durch Bewegen des inneren beweglichen Teils 4 in
Vertikalrichtung im Nachlauf hinsichtlich der Bewegung des äußeren beweglichen Teils
8 bewerkstelligt.
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Die Vertikalbewegung des äußeren beweglichen Teils 8 wird durch Beaufschlagen der
oberen Druckkammer 16 oder der unteren Druckkammer 1 7 mit einem Fluiddruck
erreicht. Als Arbeitsfluid können Luft (einschließlich sterilisierter Luft), Wasser
(einschließlich sterilisiertem Wasser), Dampf, Öl und dergleichen verwendet werden.
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Wenn der Fluiddruck der oberen Druckkammer 16 zugeführt wird, um den Druck in
der oberen Druckkammer 16 über den Druck in der unteren Druckkammer 17 zu
steigern, bewegt sich das äußere bewegliche Teil 8 in der geschlossenen Kammer 15
nach unten. Das innere bewegliche Teil 4 wird durch die magnetische Kupplungskraft
zwischen dem magnetischen Kupplungsteil 9 des äußeren beweglichen Teils und dem
magnetischen Kupplungsteil 5 des inneren beweglichen Teils angetrieben und wird
zusammen mit dem äußeren beweglichen Teil 8 nach unten bewegt. Das innere
bewegliche Teil 4 stoppt in der Stellung, in der der Ventilkörper 3 eng an den
Ventilsitz 4 anliegt. Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht, die die Lagezuordnung gerade in
diesem Moment darstellt. Somit ist das Ventil geschlossen und der Fluidstrom in dem
Rohrteil 1 ist gestoppt. Wenn die Bewegung des inneren beweglichen Teils 4 gestoppt
ist, schlägt das äußere bewegliche Teil 8 bis jetzt nicht gegen den Anschlag 24,
sondern wird um eine sehr kleine Distanz weiterbewegt. Wenn das äußere bewegliche
Teil 8 weiter bis zum Punkt des unteren Anschlags 24 fällt, ist die Bewegung des
inneren beweglichen Teils 4 gestoppt. Da das magnetische Kupplungsteil 9 des
äußeren beweglichen Teils fortfährt, das magnetische Kupplungsteil 5 des inneren
beweglichen Teils anzuziehen, unterliegt das innere bewegliche Teil einer nach unten
gerichteten Kraft und der Ventilkörper 3 wird fest an den Ventilsitz 2 gepreßt. Wenn
das Ventil geöffnet werden soll, um einen Fluidstrom zu verursachen, wird die untere
Druckkammer 17 mit einem Fluiddruck beaufschlagt, um den Druck in der unteren
Druckkammer 17 über den Druck in der oberen Druckkammer 16 zu steigern, und
das äußere bewegliche Teil 8 wird zusammen mit dem inneren beweglichen Teil 4
nach oben bewegt, um den Ventilkörper 3 von dem Ventilsitz 2 zu trennen und das
Ventil zu öffnen, wodurch verursacht wird, daß das Fluid strömt. Wenn das obere
Ende des des äußeren beweglichen Teils 8 in Berührung mit dem oberen Anschlag 23
kommt, kann sich das äußere bewegliche Teil 8 nicht weiterbewegen und auch das
innere bewegliche Teil 4 ist gestoppt und das Ventil ist vollständig geöffnet, um einen
maximalen Fluidstrom zu ermöglichen. Wenn die Zufuhrgeschwindigkeit des
Arbeitsfluids in die obere Druckkammer 16 oder die untere Druckkammer 17
gesteigert wird, steigt die Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit des Ventils, und wenn
die Zufuhrgeschwindigkeit reduziert wird, reduziert sich die Öffnungs- und
Schließgeschwindigkeit des Ventils. Indem die Zufuhrgeschwindigkeit des Arbeitsfluids
in die Druckkammer so gesteuert wird, kann die Öffnungs- uns
Schließgeschwindigkeit des Ventils einfach gesteuert werden. Wenn die Zufuhr des
Arbeitsfluids in die Druckkammer in der Mitte des vollständigen Öffnungs- oder
vollständigen Schließzustands des Ventils gestoppt wird und die Differenz zwischen
dem Druck in der oberen Druckkammer 16 und dem Druck in der unteren
Druckkammer 17 eliminiert wird, wird das äußere bewegliche Teil zusammen mit dem
inneren beweglichen Teil 4 sofort gestoppt. Demgemäß kann der Öffnungs-Schließ-
Zustand des Ventils einfach und sicher gesteuert werden und daher kann die
Durchflußrate der Flüssigkeit einfach und sicher eingestellt werden. Die
Vertikalbewegung des äußeren beweglichen Teils 8 kann wahlweise einfach zwischen
dem oberen Anschlag 23 und dem unteren Anschlag 24 bewirkt und gestoppt
werden. Darüber hinaus kann das Öffnen oder Schließen des Ventlls durch Anbringen
eines magnetischen Sensors, wie etwa einem Führungs-(Lead-)Schalter an der
äußeren Seitenfläche des geschlossenen Wandteils 12 erfaßt werden, obwohl dieses
Merkmal nicht in den Zeichnungen dargestellt ist.
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Das Fluid fließt im Inneren des erfindungsgemäßen aseptischen Füllventils nicht immer
nach unten. Das Füllventil kann in einer solchen Weise verwendet werden, daß das
Fluid nach oben von dem unteren Bereich zum oberen Bereich fließt. In diesem Fall ist
das Füllventil an der Füllvorrichtung in umgekehrter Weise wie in den Zeichnungen
dargestellt befestigt. Darüber hinaus kann eine Modmikation gewählt werden, bei der
das Füllventil quer befestigt ist und der Rohrweg in seinem hinterern Teil orthogonal
gebogen ist.
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Wenn das erfindungsgemäße aseptische Füllventil mit der oben erwähnten Struktur
gewählt wird, können die folgenden ausgezeichneten Effekte erzielt werden.
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Der Ventilbereich ist in dem geschlossenen Rohrteil angeordnet und weist eine
einfache und feste Struktur auf, die kaum abnutzt oder ermüdet, und daher wird eine
ausgezeichnete Lebensdauer erreicht. Darüber hinaus ist die die aseptische
Charakteristik aufrechterhaltende Eigenschaft ausgezeichnet und das Waschen und
Sterilisieren kann einfach durchgeführt werden.
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Durch magnetisches Kuppeln des äußeren beweglichen Teils mit dem inneren
beweglichen Teil kann das innere bewegliche Teil im Nachlauf hinsichtlich der
Bewegung des äußeren beweglichen Teils bewegt werden, um den von dem inneren
beweglichen Teil gehaltenen Ventilkörper zwecks Öffnen und Schließen des Ventils zu
bewegen. Demgemäß kann der Öffnungs und Schließbetrieb des Ventils einfach und
sicher ausgeführt werden und die Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit, der
Öffnungs- oder Schließgrad, die Aufrechterhaltung des Öffnungs- oder Schließgrades
und die Durchflußrate des Fluids können einfach und sicher gesteuert werden.
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Das erfindungsgemäße aseptische Füllventil ist gegenüber anderen Ventilen, bei
denen eine Dampfbarriere oder ein Diaphragma verwendet wird, hinsichtlich der
Eigenschaft, die Qualität der abgefüllten Flüssigkeit zu erhalten, und hinsichtlich der
Lebensdauer dadurch ausgezeichnet, daß es viel besser ist und die aseptische
Eigenschaft höher ist. Da nicht irgendein Gleitteil der äußeren Umgebung ausgesetzt
ist, wird des weiteren bei der erfindungsgemäßen Struktur die Atmosphäre nicht mit
einem Leckarbeitsfluid oder einem Schmieröl verunreinigt und die aseptische
Charakteristik wird weiter verbessert. Des weiteren kann bei dem erfindungsgemäßen
Füllventil der Öffnungs- und Schließbetrieb sicherer ausgeführt werden als bei dem
herkömmlichen Öffnungs-Schließ-Mechanismus, bei dem ein Magnet verwendet und
das Gewicht des Ventilkörpers gebraucht wird, und die Durchflußrate der Flüssigkeit
kann durch Steuern des Öffnungs- oder Schließgrades des Ventils einfach und sicher
eingestellte werden.
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Da die oben erwähnten ausgezeichneten Wirkungen mit dem erfindungsgemäßen
aseptischen Füllventil erreicht werden können, kann das erfindungsgemäße Füllventil
als ein aseptisches Füllventil zum Abfüllen von Flüssigkeiten in verschiedenen
Gebieten, in denen eine hohe aseptische Charakteristik erforderlich ist, z.B. in den
Gebieten der Nahrungsmittel- und Pharmazeutischen Industrie, effektiv verwendet
werden. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Füllventil in den Gebieten der
Elektronik- und Biochemischen Industrie gewinnbringend als ein Fluidsteuerventil
verwendet werden, das innerhalb eines Reinraums anzuwenden ist. Des weiteren kann
das erfindungsgemäße Füllventil weitreichend in Ausführungsformen verwendet
werden, bei denen eine strikte Dichteigenschaft und eine explosionssichere
Charakteristik erforderlich sind.