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Die
Erfindung betrifft eine Armatur zur Aufnahme einer Meßsonde mit
einem Gehäuse,
das einen Raum zur Aufnahme der Meßsonde und eine erste Kammer
zur Aufnahme eines ersten Fluids aufweist, die mit dem Raum zur
Aufnahme der Meßsonde
in Verbindung steht oder diesen umfasst, und das einen Verbindungsabschnitt
umfasst, mittels dessen das Gehäuse
mit einem Behälter
verbindbar ist oder in Verbindung steht, der zur Aufnahme eines
Mediums dient, dessen Eigenschaft mit der Sonde zu messen ist.
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Der
Einsatzbereich von Sonden zur Messung bestimmter Eigenschaften eines
Mediums ist vielfältig.
Beispielsweise erfordert die Herstellung von sterilen Lösungen im
Sinne von Arzneimitteln und Medizinprodukten für Peritonealdialyse- und Hamödialyse-Anwendungen
oder auch die Herstellung von Perfusionslösungen zum Spülen von
Organen oder Spüllösungen für Blutadsorber
u. a. den Einsatz von pH-Messsonden zur Überwachung des Produktes bzw.
des Herstellprozesses. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt,
eine Inline-pH-Messung von Produkten, z. B. von Lösungen durchzuführen, bei
der sogenannte Wechselarmaturen mit axial verfahrbarer Sonde bzw.
Aufnahmevorrichtung für
einen pH-Sensor zum Einsatz kommen. Diese Wechselarmaturen, Schleusenarmaturen
oder Messwertgebervorrichtungen weisen eine Spülkammer auf, in die die Sonde
bzw. ein Sensor zeitweilig während
des Betriebes zu Kalibrierzwecken verfahren und darin mit , einer
Kalibrierflüssigkeit
in Kontakt gebracht werden kann. Ist der Kalibriervorgang abgeschlossen,
kann die Sonde bzw. deren Sensor gespült und/oder sterilisiert und
danach zurück
in das Produkt verfahren werden, um dessen pH-Wert zu messen.
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Dabei
wird einer Kontamination der Lösung, deren
pH-Wert zu messen ist, mit Kalibrierflüssigkeit bzw. umgekehrt einer
Kontamination der Kalibrierflüssigkeit
durch die Lösung
mit Hilfe von Dichtungen zwischen Spülkammer und Produkt entgegengewirkt.
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Aus
der
DE 100 54 272
A1 ist beispielsweise eine Wechselarmatur bekannt, die
ein Gehäuse
mit einer darin verschieblich angeordneten Sonde mit einem Sensor
umfasst, die bei Bedarf aus dem Prozess oder Messmedium heraus in
das Armaturengehäuse
zurückgezogen
und dort in einer gegen die Medienseite abgedichteten Reinigungs- oder Kalibrierkammer
in der erforderlichen Weise behandelt wird. Die Medienseite wird
gegenüber
der Spülkammer
mittels eines Absperrorgans in Form eines Kugelventils abgetrennt.
Die Trennung der Spülkammer einer
Wechselarmatur von dem Medium mittels in Ringnuten eingelegter Dichtungen
ist beispielsweise aus der
WO 2004/024353 A1 WO 2004/023127 A1 ,
DE 198 43 553 A1 und
DE 197 23 681 A1 bekannt. Aus
der
DE 100 24 564
A1 ist eine Sondeneinrichtung bekannt, deren als Kalibrierkammer
ausgeführte Spülkammer
gegen das zu messende Medium mittels einer Drehschiebeeinrichtung
abgedichtet wird.
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Die
DE 38 20 405 C2 offenbart
eine Messwertgebervorrichtung, mit einem Gehäuse mit einem an einem Stutzen
eines ein Medium enthaltenden Reaktionsgefäßes anschließbaren Gehäusestutzen, wobei
im Gehäuse
ein Halter mit einer Messwertgebersonde von einer über den
Gehäusestutzen
vorstehenden Messstellung, in der der Messkopf der Sonde von einem
durchbrochnen Käfig
umgeben und vom Medium beaufschlagbar ist, in eine zurückliegende
Ruhestellung im Gehäuse
axial ein- und ausfahrbar und verriegelbar ist, wobei in der Ruhestellung
die Öffnung
des Gehäusestutzens
mittels eines Schließgliedes
nach außen
verschlossen ist, und in der sich der vordere, dem Reaktionsgefäß zugewandte
Teil des Halters mit dem Messkopf der Sonde in einer ersten Spülkammer
des Gehäuses
befindet, die einen ersten Zulauf und einen ersten Ablauf aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Teil des Halters als durchbrochener
Käfig ausgebildet
ist und an seinem vorderen Ende das Schließglied fest angeordnet enthält, und
dass der Spülkammer
im Gehäuse
eine zweite vom Reaktionsgefäß weiter entfernte
Spülkammer
mit einem zweiten Zulauf und einem zweiten Ablauf zugeordnet ist.
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Der
Einsatz derartiger Wechselarmaturen in Zusammenhang mit sterilen
Lösungen
ist problematisch, da einerseits die langen Sterilisationszyklen von
pH-Sonden im Produktbereich (Behälter)
die Meßwerte
der pH-Sonde verfälschen,
wodurch solche Messungen wenig zuverlässig sind. Andererseits dürfen Kalibrierflüssigkeiten
und sonstige Fremdstoffe keinesfalls in das Produkt gelangen, weil
dadurch die Patientensicherheit gefährdet würde. Im Falle des Versagens
von Dichtungen würde
es somit zu einer unzulässigen
Kontamination des Produktes mit Kalibrierflüssigkeit (Pufferlösung) kommen,
wobei diese Kontamination zudem unbemerkt bliebe. Umgekehrt wäre auch
eine Kontamination der Kalibrierflüssigkeit durch das Produkt
denkbar. Daher würden
bei Einsatz eines solchen Meßsystems
die gültigen GMP-Kriterien (GMP =
good manufacturing practice) nicht erfüllt. Daher erfolgt die Überwachung
des pH-Wertes bei der Herstellung steriler Lösungen deshalb nach wie vor
mit Hilfe von manuellen Probenahmen und nachfolgender, räumlich getrennter
Analyse im Labor unter Einsatz gängiger
Labormethoden. Neben dem damit verbundenen Aufwand besteht ein weiterer
Nachteil an dieser Vorgehensweise darin, dass bereits durch den
Probenzug ein etwaiges Ausgasen von CO2 aus
der Lösung
auftreten kann, was wiederum zu einer entsprechenden Verfälschung
des Messergebnisses führen
würde.
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Somit
ist festzustellen, dass eine ungenügende Absicherung des Produktraumes
gegen die Kontamination durch Hilfsmedien, die in Wechselarmaturen
eingesetzt werden, besteht. Leckagen werden auch deshalb nicht bemerkt,
weil sich die Produkte in der Regel in großen Reaktoren mit vielen Messstellen
befinden, die kaum visuell überwacht werden
können
oder auch weil es sich um hoch automatisierte Prozesse mit wenig
Personal handelt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Armatur
der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass die Wahrscheinlichkeit
für die
Kontamination des in der ersten Kammer befindlichen ersten Fluids
durch das zu messende Medium oder für die Kontamination des zu
messenden Mediums durch das genannte erste Fluid verringert wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Armatur mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Danach
offenbart die Erfindung eine Armatur zur Aufnahme einer Messsonde
mit einem Gehäuse, das
einen Raum zur Aufnahme der Messsonde aufweist, wobei die Messsonde
einen im wesentlichen zylindrischen, länglichen Schaft aufweist, der
bezüglich
des Gehäuses
in axialer Richtung verschiebbar ist, wobei
das Gehäuse ferner
eine
erste Kammer zur Aufnahme eines Kalibrierfluids aufweist, durch
welche sich die Messsonde erstreckt, wobei die erste Kammer den
Raum zur Aufnahme der Messsonde umfasst,
und einen Verbindungsabschnitt,
mittels dessen das Gehäuse
mit einem Behälter
verbindbar ist oder in Verbindung steht, der zur Aufnahme eines
Mediums dient, dessen Eigenschaft mit der Messsonde zu messen ist,
wobei
der Schaft der Messsonde an einer axialen Position eine Öffnung für einen
Sensor aufweist, wobei
die Öffnung
in einer zurückgezogenen
Position der Messsonde in der ersten Kammer angeordnet ist, und
ein axialer Endabschnitt des Schafts das Gehäuse gegenüber dem Behälter verschließt, und
die Öffnung
in einer vorgeschobenen Position der Messsonde mit dem Behälter kommuniziert,
wobei
in dem Gehäuse
wenigstens eine zweite Kammer zur Aufnahme eines neutralen Fluids
vorhanden ist, die zwischen er ersten Kammer und dem Verbindungsabschnitt
des Gehäuses
angeordnet ist, wobei die Öffnung
in einer Zwischenposition der Messsonde in der zweiten Kammer positioniert
ist,
wobei die erste Kammer einen Zulauf und einen Ablauf aufweist,
mittels derer das Kalibrierfluid in die erste Kammer einleitbar
und aus der ersten Kammer abführbar
ist,
wobei die zweite Kammer einen Zulauf und einen Ablauf
aufweist, mittels derer das neutrale Fluid in die zweite Kammer
einleitbar und aus der zweiten Kammer abführbar ist,
wobei in dem
Gehäuse
zwischen dem Behälter
und der zweiten Kammer und zwischen der zweiten Kammer und der ersten
Kammer eine erste und eine zweite Dichtung um die Messsonde angeordnet
sind, und
wobei eine Messvorrichtung vorhanden ist, mittels derer
wenigstens eine Eigenschaft des in der zweiten Kammer befindlichen
oder aus dieser ausströmenden
neutralen Fluids messbar ist, so dass eine Erkennung eines Dichtungsschadens
ermöglicht
ist.
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Durch
die erfindungsgemäße Armatur
kann das Problem der ungenügenden
Absicherung des Mediums oder des Produktes bzw. des ersten Fluids gegen
unbemerkte Leckagen innerhalb einer Wechselarmatur überwunden
werden. Damit wird die Voraussetzung für den Einsatz der gewünschten
Inline-pH-Messungen geschaffen.
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Mögliche Betriebsweisen
der ersten und zweiten Kammern bzw. Prozessfahrweisen sind beispielsweise
Spülen,
Sterilisieren, Ausblasen, Leerdrücken,
Absaugen, Überlagern
mit Sperrmedium etc. Es sind Normaldruck, Überdruck sowie auch Unterdruckfahrweisen
des ersten und/oder des zweiten Fluids denkbar. Als kritisch zu
bezeichnende Produktmerkmale bzw. Merkmale des Mediums können beispielsweise
verstanden werden: wertvoll, teuer, brennbar, ätzend, giftig, biogefährdend,
radioaktiv etc. Mit der erfindungsgemäßen Armatur kann der Austritt
derartiger Medien aus dem Behälter
in die erste Kammer sowie auch der Eintritt von Fluid aus der ersten
Kammer in das Medium wirksam verhindert bzw. rechtzeitig erkannt
werden.
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Somit
kann erkannt werden, welche Dichtung defekt ist. Insbesondere kann
auch eine gezielte Abstufung von Druck- und Temperaturniveaus zwischen
den einzelnen Kammern und dem Behälter vorgenommen werden. Die
zweckmäßige Einstellung
der Druck- und Temperaturniveaus zwischen den einzelnen Kammern
und dem Behälter
ergibt sich dabei aus den jeweiligen Produkt- und Betriebsbedingungen.
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Die
erfindungsgemäße Armatur
weist ferner den Vorteil auf, dass geeignete Dichtungsmaterialien ohne
weiteres eingesetzt werden können.
Die Auslegung der Dichtungen bei aus dem Stand der Technik bekannten
Armaturen z. B. hinsichtlich des Werkstoffes, chemischer/thermischer
Eigenschaften, Verträglichkeit,
Standzeiten und dergleichen erfolgt nach den Produktbedingungen
bzw. stellt einen Kompromiss dar. Die aus dem Stand der Technik
bekannten Dichtungen werden auf der einen Seite von dem zu messenden
Medium und auf der anderen Seite von dem ersten Fluid kontaktiert,
das sich in der ersten Kammer (Spülkammer, Kalibrierkammer) befindet. Da
diese beiden Fluide sehr unterschiedliche Eigenschaften haben können, ist
die Dichtungsauslegung mit Kompromissen behaftet. Die nach dem Stand
der Technik eingesetzten Dichtungen sind unter Umständen nicht
optimal für
den Kontakt mit dem zu messenden Medium und/oder nicht optimal für den Kontakt
mit dem ersten Fluid.
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Die
erfindungsgemäße Armatur
behebt dieses Problem dadurch, dass die medienseitige Dichtung der
zweiten Kammer gemäß den durch
das zu messende Medium gestellten Bedingungen ausgelegt werden kann,
während
die Dichtung im Bereich der ersten Kammer nach den durch das erste
Fluid gegebenen Bedingungen ausgelegt werden kann.
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Dadurch
ergibt sich der Vorteil, dass die Wartungsintervalle der Dichtungen
vergrößert werden können und
die Standzeit der Dichtungen erhöht wird.
Zudem ergeben sich Vorteile hinsichtlich der Zuverlässigkeit
des Kalibrierprozesses aufgrund der Vermeidung von Kontaminationen
des Kalibriermediums.
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Besonders
vorteilhaft ist es, dass die erste Kammer einen Zulauf und einen
Ablauf aufweist, mittels derer das erste Fluid in die erste Kammer
einleitbar und aus dieser ableitbar ist. In bevorzugter Ausgestaltung
der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Kammer kontinuierlich
durchströmt
wird. Grundsätzlich
ist von der Erfindung jedoch auch die Ausführungsform umfasst, dass die
erste Kammer diskontinuierlich durchströmt wird oder dass in der ersten
Kammer ein nichtströmendes
Fluid vorliegt. Die Art des Fluids ist weitgehend beliebig. In Betracht kommt
beispielsweise eine Spülflüssigkeit
oder eine Kalibrierflüssigkeit,
mittels derer eine Sonde bzw. deren Sensor gereinigt bzw. kalibriert
wird.
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Auch
die zweite Kammer, weist einen Zulauf und einen Ablauf auf mittels
derer das zweite Fluid in die Kammer einleitbar und aus der zweiten
Kammer abführbar
ist.
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Auch
für das
zweite Fluid gilt, dass dieses vorzugsweise kontinuierlich durch
die zweite Kammer geführt
wird. Auch hier ist eine diskontinuierliche Betriebsweise denkbar
bzw. auch der Fall, dass das zweite Fluid die zweite Kammer nicht
durchströmt, sondern
in dieser steht.
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In
Ausgestaltung der Armatur ist vorgesehen, dass der Zulauf und/oder
der Ablauf der zweiten Kammer derart angeordnet sind, dass sie in
einem Bereich in die zweite Kammer münden, der der ersten Kammer
zugewandt ist. Kommt es zu einer Leckage zwischen erster Kammer
und zweiter Kammer, bewirkt insbesondere die genannte Anordnung
des Ablaufes, dass das aus der ersten in die zweite Kammer eintretende
Fluid frühzeitig
detektiert werden kann, so dass rechtzeitig entsprechende Maßnahmen
ergriffen werden können.
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Erfindungsgemäß ist eine
erste Dichtung vorhanden, die die erste Kammer gegenüber der zweiten
Kammer abdichtet. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass es sich dabei
um eine Dichtung handelt, die die eingesetzte Sonde dichtend umgibt.
Die Dichtung übernimmt
somit eine Abdichtung zwischen der Sondenaußenseite und der Gehäuseinnenseite. Kommt
es zu einer Leckage im Bereich dieser Dichtung, durch die das erste
Fluid aus der ersten Kammer in die zweite Kammer einströmt, kann
dies mittels geeigneter Messvorrichtungen erfaßt werden.
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Erfindungsgemäß ist eine
zweite Dichtung vorhanden, die die zweite Kammer gegenüber der Umgebung,
insbesondere gegenüber
dem Behälterinnenraum
abdichtet. Auch diese Dichtung ist vorzugsweise derart ausgeführt, dass
sie eine eingesetzte Sonde dichtend umgibt. Die Abdichtung erfolgt auch
hier zwischen der Sondenaußenseite
und der Gehäuseinnenseite.
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In
bevorzugter Ausgestaltung der Armatur ist vorgesehen, dass der Raum
des Gehäuses,
in dem die Sonde aufgenommen wird, derart ausgeführt ist, dass die Sonde in
dem im Gehäuse
aufgenommenen Zustand die erste Kammer und/oder die zweite Kammer
durchsetzt. Denkbar ist beispielsweise, dass das Gehäuse eine
axiale Erstreckung aufweist, die mit der der Sonde zusammenfällt und
dass in axialer Richtung beabstandet die erste und die zweite Kammer
in dem Gehäuse
angeordnet sind.
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In
bevorzugter Ausgestaltung der Armatur ist das Gehäuse rotationssymmetrisch
ausgeführt
und die erste und die zweite Kammer sind koaxial in dem Gehäuse angeordnet.
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Erfindungsgemäß ist eine
Meßvorrichtung vorhanden,
mittels derer wenigstens eine Eigenschaft des in der zweiten Kammer
befindlichen oder aus dieser ausströmenden zweiten Fluids messbar ist.
in Betracht kommt beispielsweise die Messung der Leitfähigkeit
des zweiten Fluids, die sich in diesem Ausführungsbeispiel dann verändert, wenn
das zweite Fluid mit dem ersten Fluid oder mit dem in einem Behälter befindlichen
Medium aufgrund einer Leckage vermischt wird. Grundsätzlich sind
auch verschiedene andere Eigenschaften des zweiten Fluids erfaßbar, wie
beispielsweise die Temperatur, die Farbe, Absorptionseigenschaften
gegenüber
Licht etc.
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Die
Messvorrichtung kann innerhalb oder außerhalb der zweiten Kammer
angeordnet sein. Denkbar ist beispielsweise, dass innerhalb der
zweiten Kammer eine Messvorrichtung angeordnet ist, die eine bestimmte
Eigenschaft des zweiten Fluids mißt, die sich bei Eintritt des
ersten Fluids und/oder von dem zu messenden Medium in die zweite
Kammer ändert.
Von der Erfindung ebenfalls ist der Fall umfasst, dass die Messvorrichtung
außerhalb
der zweiten Kammer angeordnet ist. Denkbar ist beispielsweise, dass
die zweite Kammer von dem zweiten Fluid durchströmt wird und dass eine Eigenschaft
des aus der zweiten Kammer ausströmenden Mediums mittels der
Messvorrichtung erfaßt
wird.
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In
weiterer Ausgestaltung der Armatur ist vorgesehen, dass eine Fördereinrichtung,
insbesondere eine Pumpe vorgesehen ist, die mit dem Zulauf der zweiten
Kammer in Verbindung steht und die derart ausgeführt ist, dass eine kontinuierliche
Durchströmung
der zweiten Kammer erfolgt. Des weiteren kann vorgesehen sein, dass eine
Fördereinrichtung, insbesondere
eine Pumpe vorgesehen ist, die mit dem Zulauf der ersten Kammer
in Verbindung steht und die derart ausgeführt, dass eine kontinuierliche Durchströmung der
ersten Kammer erfolgt.
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Denkbar
ist, dass die genannten Pumpen einlassseitig mit unterschiedlichen
Vorratsbehältnissen
in Verbindung stehen, die die entsprechenden Flüssigkeiten (Spül- und Kalibrierflüssigkeiten)
bevorraten. Die Spül-
und Kalibrierflüssigkeiten
können steril
sein.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Armatur
ferner eine Antriebseinheit aufweist, mittels derer die in das Gehäuse eingesetzte
Sonde zwischen unterschiedlichen Positionen verfahrbar ist. Wie
dies bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist, kann die Sonde
mittels einer derartigen Antriebseinheit zwischen einer Betriebsposition,
in der eine Eigenschaft des Mediums zu messen ist und in einer weiteren
Stellung verfahren werden, in der die Sonde gespült bzw. kalibriert wird.
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Die
Art des Antriebs ist weitgehend beliebig. Denkbar ist beispielsweise,
dass die Antriebseinheit einen Kolben aufweist, der in einem Zylinder
hin- und her beweglich aufgenommen ist, wobei der Zylinder Anschlüsse für Druckluft
oder ein sonstiges Druckmedium aufweist.
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Entlagenschalter
bzw. Initiatoren können zum
Steuern des Hubwegs dienen.
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Die
Erfindung bezieht sich auch auf eine Armatur, in deren Gehäuse eine
Meßsonde,
insbesondere pH-Wert Meßsonde
aufgenommen ist.
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Die
Messsonde kann in dem Gehäuse
manuell oder mittels der Antriebseinheit in unterschiedliche Positionen
bewegbar angeordnet sein. Die unterschiedlichen Positionen können eine
erste Position umfassen, in der wenigstens ein Bereich der Sonde in
ein Medium ragt, das in einem Behälter aufgenommen ist, mit dem
die Armatur in Verbindung steht, und eine zweite Position umfassen,
in der sich wenigstens ein Bereich der Sonde in der ersten Kammer
befindet. Bei dem genannten Bereich der Sonde kann es sich um einen
Sensor der Sonde oder um eine Probenahmeeinrichtung der Sonde handeln.
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Des
Weiteren kann vorgesehen sein, dass in der ersten Kammer eine Spül- oder
eine Kalibierlösung
oder ein Sterilisierfluid aufgenommen ist oder dass die erste Kammer
von einer Spül-
oder Kalibierlösung
oder einem Sterilisierfluid durchströmt wird. Vorzugsweise ist ferner
vorgesehen, dass in der zweiten Kammer ein gegenüber dem in der ersten Kammer
aufgenommenen und gegenüber
dem in dem Behälter
aufgenommenen Medium unkritisches Fluid aufgenommen ist oder dass
die zweite Kammer von einem derartigen Fluid durchströmt wird.
Ein Fluid ist in diesem Sinne unkritisch, wenn es biologisch und/oder
chemisch und/oder physikalisch neutral gegenüber dem Produkt und/oder der
Flüssigkeit
in der Kammer ist. Die zweite Kammer kann somit hinsichtlich des
Mediums, dessen Eigenschaft zu messen oder von dem eine Probe zu
nehmen ist, und des ersten Fluids von neutralem fluiden Sperrmedium
bzw. Spülmedium,
wie beispielsweise destilliertem Wasser durchströmt werden bzw. ein derartiges
Medium kann in der zweiten Kammer vorliegen.
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Unter
dem Begriff „Messsonde" im Sinne der vorliegenden
Erfindung können
ein- oder mehrteilige Bauteile verstanden werden. Denkbar ist beispielsweise,
dass die Messsonde aus einem Tauchrohr oder einer sonstigen Halterung
besteht, an der oder in der ein Sensor angeordnet ist. Denkbar ist,
dass das Tauchrohr oder die Sonde eine Ausnehmung aufweist, in der
ein Sensor angeordnet ist. Denkbar ist ebenfalls, dass die Sonde
durch den Sensor gebildet wird.
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Unter
dem Begriff „Behälter" im Sinne der vorliegenden
Erfindung ist jede beliebige Einheit zu verstehen, in der ein Medium
aufgenommen werden kann oder die von einem Medium durchströmt wird. Denkbar
sind beispielsweise Reaktoren, Aufbewahrungs- oder Ansetzbehälter sowie
Leitungen bzw. Leitungsabschnitte.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Armatur werden anhand eines in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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1 zeigt
eine Wechselarmatur gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2 zeigt
eine Ausführungsform
des Details "x" gemäß 1.
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Die
Zeichnung gemäß 1 ist
in die Abschnitte A-F unterteilt, wobei der Abschnitt A den Reaktor
bzw. Produktraum kennzeichnet, in dem das Medium vorliegt, dessen
Eigenschaft zu messen ist oder aus dem eine Probe zu entnehmen ist.
Abschnitt B umfaßt
den sogenannten Sperrmediumraum, Abschnitt C den sogenannten Spül-, Wechsel-
und Kalibrierraum, Abschnitt D die sogenannte Laterne, Abschnitt
E den Antrieb und Abschnitt F den Verschluß und den Sensoranschluss.
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Die
Wechselarmatur weist das Gehäuse 10 auf,
in dem die Sonde 20 axial verschieblich und hin- und herbewegbar
angeordnet ist, wie dies durch den Doppelpfeil gekennzeichnet ist.
Bei der Messsonde 20 kann es sich beispielsweise um eine
Messsonde zur zur Messung eines bestimmten Wertes des in dem Bereich
A vorliegenden Mediums handeln. Die Messsonde 20 besteht
aus einem Rohr, in dem Öffnungen 21 eingebracht
sind, die einen Zugang des Mediums bzw. einer Spülflüssigkeit zu einem Sensor 22 freigeben,
der sich innerhalb des Rohres der Messsonde 20 befindet.
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Es
ist auch denkbar, dass die Messsonde zylindrische Bereiche mit stufenweise
verändertem Durchmesser
aufweisen kann, so dass es möglich wäre, durch
eine axiale Verfahrbewegung der Sonde bestimmte Dichtungen gezielt
für die
Spülung und/oder
Sterilisierung zugänglich
zu machen.
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Mit
der Sonde 20 steht der Kolben 110 in Verbindung,
der in dem durch den Zylinder 120 festgelegten Raum axial
hin- und her bewegbar ist und in bestimmte Positionen verfahrbar
ist. Ebenso ist es denkbar, dass durch kurze getaktete Hin- und
Herbewegung der Sonde während
der Spülung
und/oder der Sterilisierung die Flächen zwischen den Dichtungen
und der Sonde für
die Reinigung und/oder Sterilisierung zugänglich gemacht werden. Der
Zylinder weist Anschlüsse 122 zur
Zu- bzw. Abfuhr von Druckluft in die durch den Kolben 110 getrennten
Zylinderräume
auf, so dass eine entsprechende Bewegung des Kolbens 110 und
somit auch der Sonde 20 möglich ist.
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Die
aus 1 ersichtliche sogenannte Laterne (Bereich D)
wird hinsichtlich ihrer Länge
derart ausgelegt, dass beim axialen Verfahren der Sonde die den
Kolben 120 durchdringenden Bereiche der Sonde nicht in
Kontakt mit der Dichtung 70' gelangen.
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Wie
im rechts dargestellten Endbereich F angedeutet, weist die Messsonde 20 einen
Verschluß bzw.
einen Sensoranschluss auf.
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Mittels
des Antriebes ist die Messsonde 20 zwischen einer Betriebsposition
und einer Wartungsposition verschiebbar.
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In
der in der Zeichnung dargestellten Position befindet sich die Messsonde 20 in
ihrer Betriebsstellung, in der die Öffnungen 21 in das
Medium eintauchen, das sich in dem Bereich A, d.h. in dem Behälter 50 befindet.
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Das
Medium liegt aufgrund der Öffnungen 21 auch
an dem Sensor 22 an, so dass die gewünschte Eigenschaft, beispielsweise
der pH-Wert erfaßt
werden kann.
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Soll
die Messsonde 20 in ihre Wartungsposition verfahren werden,
wird der links dargestellte Druckluftanschluss Anschluss 122 mit
Druckluft beaufschlagt, woraufhin der Kolben 110 und somit
auch die Messsonde 20 nach rechts bewegt wird. Ist die Wartungsposition
erreicht, befinden sich die Öffnungen 21 sowie
die Messsonde 20 in der durch gestrichelte Linien gekennzeichneten
Position.
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Wie
dies weiter aus der Figur hervorgeht, befindet sich in dem Gehäuse 10 eine
erste Kammer 30, durch die die Messsonde 20 hindurchläuft. Die Kammer 30 weist
zwei axial beabstandete Durchlässe
auf, in denen Dichtungen 70, 70' vorgesehen sind, die die Aufgabe
haben, die erste Kammer bei eingeführter Sonde 20 gegenüber den benachbarten
Kammern bzw. Bereichen des Gehäuses 10 abzudichten. Die
erste Kammer 30 weist einen Zulauf 32 und einen Ablauf 34 auf.
Der Zulauf 32 steht mit der Druckseite der Pumpe 90 in
Verbindung, mittels derer Spülflüssigkeit,
Kalibrierflüssigkeit
oder eine beliebige andere Flüssigkeit
durch die Kammer 30 geführt
wird. Saugseitig steht die Pumpe 90 mit verschiedenen Vorratsbehältnissen
in Verbindung, die einzeln oder kumulativ mit dem Pumpeneinlass
verbunden werden können,
um das gewünschte
Medium durch die erste Kammer 30 zu leiten.
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In
der 1 werden die Abkürzungen CIP (cleaning in place)
und SIP (sterilisation in place) verwandt.
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Wie
dies aus 1 hervorgeht, wird die aus der
ersten Kammer 30 über
den Ablauf 34 austretende Flüssigkeit hinsichtlich ihrer
Temperatur, des Druckes und ihrer Eigenschaften gemessen bzw. es
findet eine entsprechende Regelung dieser Parameter statt. Eigenschaften
können
biologische und/oder chemische und/oder physikalische Eigenschaften sein.
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Wie
dies ferner aus 1 hervorgeht, befinden sich
die Öffnungen 21 sowie
der Sensor 22 in der Wartungsposition innerhalb der Kammer 30.
Wird die Kammer durch Spül-
oder Kalibrierflüssigkeiten durchströmt, erfolgt
entsprechend eine Reinigung bzw. Kalibrierung des Sensors 22.
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Die
Armatur weist einen Verbindungsabschnitt 40 auf, mittels
dessen die Armatur bzw. das Gehäuse 10 mit
dem Behälter 50 in
Verbindung steht, in dem sich das Medium befindet, dessen Eigenschaft
zu messen ist. Der Behälter
weist eine Öffnung auf,
in der ein Stutzen eingeschweißt
ist, der ein Außengewinde
aufweist, das mit einer Überwurfmutter im
Verbindungsabschnitt 40 des Gehäuses 10 in Eingriff
steht, so dass das Gehäuse 10 fest,
jedoch lösbar
mit dem Behälter 50 in
Verbindung steht. Durch die Öffnung
des Behälters 50 wird
die Sonde 20 mit ihrem den Sensor 22 aufweisenden
Abschnitt in den Behälter 50 eingeführt, wie
dies aus 1 ersichtlich ist.
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Zwischen
diesem Verbindungsabschnitt 40 und der ersten Kammer 30 befindet
sich die zweite Kammer 60, die ebenfalls von der Sonde 20 durchsetzt
wird, wie dies aus der Figur hervorgeht. Die Kammern 30 und 60 sind
in axialer Richtung des Gehäuses 10 bzw.
der Sonde 20 beabstandet ausgeführt und koaxial angeordnet.
Auch die zweite Kammer 60 weist einen Zulauf 62 und
einen Ablauf 64 auf, mittels derer das zweite Fluid in
die zweite Kammer 60 eingeführt bzw. aus dieser abgezogen
wird. Die Förderung
des zweiten Fluids bzw. des Sperrfluids kann kontinuierlich oder
diskontinuierlich mittels der Pumpe 80 erfolgen, die druckseitig
mit dem Zulauf 62 und saugseitig mit einem Behältnis mit
Sperrflüssigkeit
in Verbindung steht. Bei dem zweiten Fluid handelt es sich um eine
Flüssigkeit,
die sich gegenüber
dem in dem Behälter 50 befindlichen
Medium sowie gegenüber
dem in der ersten Kammer 30 befindlichen Fluid unkritisch
verhält,
d. h. wenn es biologisch und/oder chemisch und/oder physikalisch
neutral gegenüber
dem Produkt und/oder der Flüssigkeit in
der Kammer 30 ist. Vorzugsweise wird die zweite Kammer 60 mit
WFI (water for injection) entsprechend Arzneimittelbuch beaufschlagt.
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Die
zweite Kammer 60 weist wie auch die erste Kammer 30 zwei
axial beabstandete Durchbrüche
auf, in denen die bereits genannte Dichtung 70 sowie die
Dichtung 72 angeordnet ist, die bei eingesetzter Sonde 20 eine
Abdichtung der Kammer 60 gegenüber dem Innenraum des Behälters 50 sowie gegenüber der
ersten Kammer 30 bewirken.
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Kommt
es zu einer Leckage im Bereich der Dichtung 70, führt dies
dazu, dass das erste Fluid aus der ersten Kammer 30 in
die zweite Kammer 60 übertritt
und mit dem dort befindlichen zweiten Fluid gemischt wird. Dies
hat zur Folge, dass sich eine Eigenschaft des zweiten Fluids verändert. Diese
Veränderung
einer Eigenschaft des zweiten Fluids wird mittels einer Messvorrichtung
erfasst, die außerhalb
des Gehäuses 10 angeordnet
ist und die mit dem Ablauf 64 der zweiten Kammer in Verbindung
steht, d. h. das aus der Kammer 60 ablaufende zweite Fluid
wird hinsichtlich einer oder mehrerer charakteristischer Eigenschaften überprüft.
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Wie
dies aus 1 weiter ersichtlich ist, befindet
sich im Bereich der Ablaufleitung, die mit dem Ablauf 64 in
Verbindung steht, eine Vorrichtung zur Messung von Temperatur, Druck
und Eigenschaften des zweiten Fluids. Eigenschaften können biologische
und/oder chemische und/oder physikalische Eigenschaften sein.
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Die
Ausführung
der Armatur verhindert, dass das in dem Bereich A vorliegende Medium
im Falle einer Leckage in die Kammer 30 eindringt und den Kalibriervorgang
verfälscht.
Ebenso wird wirksam verhindert, dass Kalibrierflüssigkeit aus der Kammer 30 in
das in dem Bereich A vorliegende Medium eintritt, so dass die vorliegende
Wechselarmatur insbesondere für
die Herstellung bzw. die Überwachung steriler
Lösungen
geeignet ist. Selbstverständlich kommen
auch andere Anwendungsbereiche in Betracht.
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Eine
Leckage kann aufgrund der Messung einer Eigenschaft des aus der
zweiten Kammer 60 austretenden zweiten Fluids unverzüglich festgestellt werden,
so dass umgehend entsprechende Maßnahmen ergriffen werden können. Es
ist denkbar, dass die gemessenen Parameter unmittelbar zur Prozessautomatisierung
verwendet werden. Eine unbemerkte, länger anhaltende Leckage, die
zu der genannten Kontamination führt,
kann somit ausgeschlossen werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin,
dass die Dichtungen 70, 70' und 72 entsprechend der
Eigenschaften der anliegenden Medien bzw. Fluide ausgelegt werden
können
und dass weniger Kompromisse hinsichtlich der Auswahl des Dichtungswerkstoffes eingegangen
werden müssen.
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Somit
ergeben sich längere
Standzeiten und längere
Wartungsintervalle bei gleichzeitig verbesserter Funktionsfähigkeit.
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2 zeigt
eine Ausführungsform
des Details "x" gemäß 1 und
betrifft somit die Abdichtung zwischen dem Bereich A und der zweiten
Kammer 60 bzw. zwischen der zweiten Kammer 60 und der
ersten Kammer 30.
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Die
jeweiligen zwischen diesen Bereichen bzw. Kammern befindlichen Dichtungen
können
in einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung gemäß 2 aus
jeweils zwei beabstandeten O-Ring-Dichtungen 73 aufgebaut
sein. Der Zwischenraum zwischen diesen Dichtungsringen 73 kann
in dieser bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung analog zur Vorgehensweise bei einer bekannten Spülkammer über Spülanschlüsse N1 und
N2 gespült
und sterilisiert werden.
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Zusammenfassend
ist festzustellen, dass das Schadens- und Leckagerisiko durch die
erfindungsgemäße Armatur
minimiert wird bzw. kalkulierbar ist. Der Wartungsaufwand, die Betriebskosten und
Personalkosten minimieren sich. Aufgrund automatisierbarer und somit
reproduzierbarer Betriebsbedingungen erhöhen sich letztlich auch die
Standzeiten der Meßsonden.
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Wie
oben ausgeführt,
ist die erfindungsgemäße Anordnung
nicht auf den Bereich steriler Lösungen
beschränkt,
sondern kann überall
vorzugsweise in Form von Wechselarmaturen eingesetzt werden, wo
aus unterschiedlichsten Gründen
eine Kontamination des Produktes bzw. eines Hilfsmediums verhindert
bzw. ein Dichtungsschaden detektiert werden muss oder ein Austreten
des Produktes aus dem Bereich A in die Umgebung verhindert werden muss.
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Einsatzgebiete
sind beispielsweise die Pharmazie, die Chemie, die Biotechnologie,
die Kerntechnik und sonstige kritische Prozesse der Verarbeitungs-
und Verfahrenstechnik. Die Armatur ermöglicht insbesondere den Einsatz
umfangreicher Inline-Prozessanalytik im Produktionsprozess, z. B.
NIR (Nah-Infrarot) und/oder MIR (Mittel-Infrarot).