DE20009697U1 - Ventil, insbesondere für nahrungsmittelverarbeitende und kosmetische Anlagen - Google Patents

Description

ANWENDUNGSGEBIET OHD STAND DER TECHNIK

Ventile, die in der Nahrungsmittelindustrie, in Anlagen zur
Herstellung, Bearbeitung oder Abfüllung von Kosmetika,
Pharmazeutika oder in anderen Bereichen eingesetzt werden, in denen es auf die Einhaltung von besonderen Reinheitsvor-5
Schriften und -notwendigkeiten, auf Kontaminationsfreiheit
etc. ankommt, müssen sich leicht und vollständig reinigen
lassen. Insbesondere das Entstehen von Rückstandsnestern, in
denen Bakterienwachstum eintreten kann, muß vermieden werden.

Es ist bei solchen Ventilen bereits vorgeschlagen worden, den 10 ' Ventilkörper~und den Ventilschaft mit einem einstückigen Balg aus Polytetrafluorethylen (PTFE) zu überziehen, dessen
Außenseite auch den Ventilsitz bildet. Damit gibt es zwischen dem beweglichen Ventilteil und dem Ventilgehäuse nur noch
eine einzige Trennfuge.

Dresdner Bank (B L2
Landesbank

dboioQio) Kto. 42930-708

VZtT-(Sr.: OE 147528073

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Es sind auch Doppelsitzventile bekannt, bei denen zwei koaxial zueinander angeordnete und gesondert betätigbare Ventilschäfte zwei axial hintereinander angeordnete Ventilkörper betätigen. Die doppelte Ventilschaft-Anordnung wird bei den geschilderten Anforderungen an Aseptik und Kontaminationsfreiheit von einem Ventilbalg umgeben, der sowohl vom Ventildeckel bis zum ersten Ventilkörper und dann von diesem zum zweiten Ventilkörper reicht.

Wenn diese Ventilkörper und -bälge aus PTFE hergestellt werden, so ist dies wegen der schlechten Formbarkeit dieses Werkstoffes nur durch Drehen aus dem vollen sinnvoll möglich. Insbesondere im Hinblick auf die für die Funktion des Balges notwendige geringe Wandstärke im Balgbereich im Zusammenhang mit der .Flexibilität des Werkstoffes ist die Herstellung extrem schwierig, ausschussanfällig und teuer.

ATJFGABE UND LÖSUNG

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ventil zu schaffen, das auch bei einem Doppelsitzventil in Bezug auf die Reinigungsmöglichkeit und Betriebssicherheit bei leichterer Herstellbarkeit verbessert ist.

Diese Aufgabe wird durch den Anspruch 1 gelöst. Der Ventilkörper und Faltenbalg, der den Teil des Ventilschaftes, der in die Ventilkammer hineinragt, ist vollständig von einem Abdichtelement: ummantelt, ist also in seiner Wirkung einstückig, obwohl es aus zwei Teilen herstellbar ist. Es bildet einerseits den Ventilsitz und umgibt andererseits faltenbalgartig und daher längenveränderlich den Schaft, um die Ventil-Axialbewegungen aufzunehmen.

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Da es sich bei dem PTFE-Material um Sintermaterial handelt, erschien an sich eine Verschweißung, wenn überhaupt möglich, als nicht sinnvoll, vor allem, wenn es sich um Teile handelt, die Verformungen und teilweise hohen Drücken sowie Temperatureinflüssen ausgesetzt sind. Es ist jedoch festgestellt worden, dass die Verschweißung den Anforderungen bei einem solchen Doppelsitzventil gerecht wird und dass ihre Anwendung erhebliche Fertigungs- und Betriebsvorteile mit sich bringt.

Besonders bevorzugt sollte die Schweißnaht in einem Bereich zwischen dem mittleren Ventilkörper und dem zum freien Ende hin weisenden Faltenbalgabschnitt in Form einer Ringnaht, vorzuweise in einem gegenüber der Materialdicke des Faltenbalg verdickten Abschnitt vorgesehen sein. In diesem Bereich ist sichergestellt, dass einerseits der Schweißdurchmesser nicht zu groß wird und andererseits die Schweißnaht nur geringen Verformungen ausgesetzt ist, weil sie unterhalb des mittleren Ventilkörpers angeordnet ist, ohne aber zu weit an den eigentlichen Ventilsitz hinzureichen.

Die beiden Ventilkörper, die vorzugsweise von dem Material 0 des Abdichtelementes ummantelte metallische Ventilkörpereinsätze aufweisen, deren bevorzugt selbsthemmende Befestigungsgewinde auf den Ventilschäften und/oder die Faltenbälge können unterschiedliche Durchmesser und/oder, soweit die Befestigungsgewinde betroffen sind, Steigungen haben. Durch die unterschiedliche Gewindegestaltung, die ggf. auch in einem unterschiedlichen Gewindedrehsinn bestehen kann, wird vermieden, dass die Ventile sich selbsttätig losdrehen. Die Selbsthemmungswirkung der Gewinde wird dadurch noch unterstützt.

0 Die Einspannung des Faltenbalgs am Gehäuse kann über einen Halteabschnitt erfolgen, der die Form eines Ringabschnittes

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hat, der zwischen dem Ventilkörper und einem Ventil-Verschlusselement , das den Ventilschaft führt, eingespannt ist. Er liegt in relativ großem Abstand vom Ventilschaft, so daß auch große Ventilkörperdurchmesser, die die Größe des Ver-Schlusselementes bestimmen, verwendet werden können. Dennoch hat dieser Halteabschnitt einen relativ kleinen Ringquerschnitt und stützt sich in Richtung auf die Ventilkammer auf einem Konus ab, die die eine Begrenzung der Trennfuge bildet. Die Trennfuge wird also ständig unter Druck gehalten, der sowohl eine axiale als auch eine radiale Komponente hat, so daß die Trennfuge ständig geschlossen ist und ein Atmen dieser Trennfuge, daLS zu einem Eindringen von Medien führen könnte, vermieden wird. Besonders bevorzugt wird der Halteabschnitt durch ein ringförmiges Element, beispielsweise einen eingespannten O-Ring, elastisch gegen die Trennfuge vorgespannt .

Zwischen dem Faltenbalg-Abschnitt und dem Halteabschnitt ist ein z.B. membranartiger Zwischenabschnitt vorgesehen, d.h. ein relativ dünnwandiger, scheibenartiger Teil des Abdicht 0 elements, der über die innere Stirnseite des Verschlusselements hinüberragt. Er sorgt dafür, daß auf den ringförmigen Halteabschnitt keine von der Ventilbetätigung oder Druckunterschieden in der Ventilkammer herrührende Bewegungen übertragen werden, die zu einem "Atmen" der Trennfuge führen könnten. Im Gegensatz zu einem massiven Einspannflansch großen Querschnitts wird durch den geringen Querschnitt des tatsächlich der Einspannkraft ausgesetzten und auf den Konus gedrückten Teils des Halteabschnitts auch vermieden, daß sich die auf der Trennfuge lastende Anpreßkraft durch Fließen des 0 Materials abbaut, das bei Kunststoffen unter Dauerbelastung zu beobachten ist.

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Am membranartigen Zwischenabschnitt kann innen eine Art Führungsring für den Ventilschaft angeformt sein. Er kann durch einen von innen her vorgenommenen radialen Einstich von der Membran und dem Faltenbalg kräftemäßig weitgehend entkoppelt sein.

Die beschriebene Ausbildung ermöglicht es auch, den Faltenbalg im Durchmesser geringer zu machen. Vorzugsweise kann er so ausgebildet sein, daß sich seine inneren, zu diesem Zwecke verbreiterten und Zylindermantelabschnitte bildenden Scheitel direkt auf dem Ventilschaft abstützen. Dadurch werden druckstoßabhängige Bewegungen des Faltenbalges vermieden. Der relativ geringe Durchmesser des Faltenbalges und damit des Ventilschaftes verringern die auf den Ventilkörper infolge eines Innendrucks aufgebrachten Axialkräfte.

Da der Führungsabschnitt am Ventilgehäuse oder dem Verschlußelement nicht eingespannt zu sein braucht und daher die Membran in axialer Richtung beweglich ist und somit auch die Bewegung des Faltenbalges mit unterstützen kann, werden Brüche des Faltenbalges weitgehend vermieden. Sollte jedoch ein solcher Bruch einmal eintreten, so tritt eine Leckage ein, die am Ventilschaft vorbei durch einen dafür vorgesehenen Kanal zu einer Balgbruchanzeige führt. Diese kann rein visuell sein, d.h. durch Austreten von Flüssigkeit, den Bruch signalisieren oder es können entsprechende Druck-, Mengen- oder Feuchtigkeitssensoren angeschlossen sein.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausfüh-0 rungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht

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sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränkt die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.

Die Zeichnung zeigt:

einen Längsschnitt durch ein Ventil in geöffnetem Zustand (links der Mittellinie) und im geschlossenen Zustand (rechts der Mittellinie).

BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Das in den Zeichnungen dargestellte Ventil 11 hat ein Ventilgehäuse 12, das zwei Ventilkammern 13a und 13b umschließt und aus einem dem Verwendungszweck angemessen korrosionsbeständigen Stahl besteht. Beim dargestellten Beispiel sind die Ein- bzw. Auslaßstutzen 14, 15 unter einem Winkel von 90° zueinander angeordnet und als Anschweißstutzen ausgebildet. Angrenzend an den Stutzen 15 ist ein Durchgangsrohr 60 dargestellt, das in eine produktführende Rohrleitung eingeschweißt ist.

Bei dem Ventil handelt es sich um ein Doppelsitzventil, das zwei Ventilsitze 16a, 16b aufweist. Mit den Ventilsitzen arbeiten zwei Ventilkörper 17a, 17b zusammen, die^gesondert voneinander, aber auch gemeinsam betätigt werden können.

Jeder Ventilkörper 17a, 17b hat die Form eines Tellers. Der Ventilkörper 17a wird von einem rohrförmigen Ventilschaft 18a 5 betätigt, in dessen Hohlraum der stangenförmige Ventilschaft 18b für den Ventilkörper 17b geführt ist. Beide sind unabhängig voneinander bewegbar, und zwar durch eine entsprechende pneumatische Ventilbetätigung 21. Der rohrförmige Ventil-

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schaft 18a hat einen relativ großen Durchmesser und ragt durch ein Ventil-Verschlußelement 19 hindurch, das in eine Öffnung 2 0 des Ventilgehäuses 12 eingesetzt ist. Er ist ab der Höhe des mittleren Ventilkörpers 17a im Durchmesser reduziert, reicht aber bis nahe an den endseitigen Ventilkörper 17b heran.

Beide Ventilschäfte werden von einer Ventilbetätigung 21 bedient. Dabei kann es sich um einen Pneumatikzylinder handeln, wie in Fig. 1 angedeutet. Jedoch sind auch andere Ventilbetätigungen über Handräder etc. möglich. Die Ventilbetätigung ist mittels eines Tragbügels 22 auf das Ventil aufgesattelt, der an einem Flansch 23 eine Konusfläche 24 aufweist, die mit einer entsprechenden Konusfläche am Ventilgehäuse die Angriffsflächen für eine ringförmige Spannklammer 2 5 bildet, die zur sicheren, aber schnellen Öffnung des Ventils dient.

Der Flansch 2 3 drückt auf einen ebenfalls flanschartigen Abschnitt 26 des Ventilverschlußelementes 19, begrenzt also die Lage des Verschließelementes 19 durch die Aufeinanderpressung des Flansches 23 auf das Ventilgehäuse 12 und auf der ebenfalls metallischen Flanschfläche 26 des Verschlußelementes 26. Von dem Verschlußelement 19 erstreckt sich nach oben ein stutzenartiger Abschnitt 27 mit einer Innenbohrung 2 8 zur Aufnahme des Ventilschaftes 18a und nach unten ein ringförmiger Vorsprung 56 hinweg.

Die Ventilkörper 17a,b sind gänzlich von je einem Abdichtelement 30 umgeben, an das sich jeweils ein den Schaft 18a umgebender Faltenbalgabschnitt 31a,b anschließt. Der zum Ventilkörper 17a gehörende Faltenbalgabschnitt 31a geht in einen membranartigen Zwischenabschnitt 32 über, an dessen 0 äußerem Rand ein Halteabschnitt 3 3 vorgesehen ist. Soweit ist das Abdichtelement einstückig aus einem thermisch und che-

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misch beständigen Kunststoff hergestellt, hauptsächlich Polytetrafluorethylen (PTFE), ggf. mit geeigneten Füll- oder Armierungsmaterialien. Da sich die in der Zeichnung dargestellte, recht komplizierte Form aus derartigem Kunststoff schwer oder gar nicht durch unmittelbare Formung herstellen lassen, wird sie aus; vorgeformtem Sinterwerkstück spanabhebend, z.B. durch Drehen, in die Endform gebracht.

Der am Ende beider Ventilschäfte vorgesehene und vom inneren Ventilschaft 18b betätigte Ventilkörper 17b ist ebenfalls von dem Abdichtelement 3 0 gänzlich ummantelt bzw. wird von diesen bis auf einen Verstärkungseinsatz 34b gebildet. Auch an ihn schließt sich der Faltenbalg 31b an, der mit der Ventilkörper ummantelung gemeinsam einstückig hergestellt wird. An seinem oberen, den Ventilkörper 17a zugewandten Ende schließt sich an den Faltenbalgteil ein etwas massiverer Flansch 61 an, der mit einem entsprechenden Abschnitt 62 an der Unterseite des Ventilkörpers 17a durch eine Schweißung 63 verbunden ist. Es handelt sich dabei um eine Sinterschweißung, mit der auch derartige Werkstoffe, wie PTFE, verbunden werden 0 können.

An der Stelle, an der die Schweißung 63 vorgenommen ist, ist diese Verbindungsstelle zwischen den beiden einstückig hergestellten Teilen besonders geringen Beanspruchungen ausgesetzt. Der relativ massive Ventilkörper 17a versteift die Schweißstelle und der daran anschließende Flansch trennt die Schweißung kräftemäßig von dem flexiblen daran anschließenden Faltenbalg 31b.

Auf diese Weise ist: es möglich, die sehr komplizierten Formen eines solchen Doppel-Faltenbalges oder sogar noch komplizier-0 terer Teile herzustellen, ohne dass die Ausschussgefahr bei der Herstellung zu groß wird. Im Montagezustand liegt jeden-

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falls der Faltenbalg wiederum als ein stoffschlüssig verbundenes Teil vor, das wie ein einstückig hergestelltes montiert werden kann, obwohl die Herstellungsvorgänge, z.B. die spanabhebende Bearbeitung, an den beiden ursprünglichen Teilen des Faltenbalges und der Ventilkörper sowie des besonders kritischen Anschlusses an den Ventildeckel einfaeher ist.

Im einzelnen ist das Abdichtelement 30 wie folgt gestaltet:

Die tellerförmigen Ventilkörper 17a,b sind scheibenförmig aus dem PTFE-Material hergestellt und haben je einen Verstärkungseinsatz 34a,b in Form einer nach außen scharfkantig zulaufenden Metallscheibe, die eine zentrale Nabe 3 5 mit Innengewinde aufweist, die je auf einen entsprechenden Gewindezapfen 36a,b an einen Absatz des Außenschaftes 18a sowie am Ende des Innenschaftes 18b geschraubt sind. Die Verstärkungseinsätze 34a,b sind gänzlich von dem Material des Abdichtelementes umgeben, das auch die mit den Ventilsitzen 16a,b zusammenwirkende Ventildichtungen bilden. Die Verstärkungseinsätze 34a,b sind jeweils mittels Gewinden auf den entsprechenden Schäften 18a,b befestigt. Dabei ist darauf zu achten, dass die Gewinde 36a,b selbsthemmende Befestigungsgewinde sind, die unterschiedliche Durchmesser und möglichst auch unterschiedliche Steigungen haben. Dadurch wird vermieden, dass bei den unterschiedlichen Bewegungen, die die 5 Ventilkörper ausführen, sich die den Ventilkörper .tragenden Einsätze lösen. An der Unterseite des mittleren Ventilkörpers 17a ist ein zylindrischer Führungsabschnitt 70 vorgesehen, der im Zusammenwirken mit einem entsprechenden zylindrischen, an den Dichtsitz 16a anschließenden Abschnitt des Gehäuses 12 für eine Führung und Zentrierung der Ventilkombination sorgt.

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Die Faltenbalgabschnitte 31a,b schließen sich an die Oberseite des jeweiligen Ventiltellers an. Sie bestehen aus zahlreichen umlaufenden Balgwülsten oder -wellen, deren Außenscheitel 3 8 gerundet und schmaler sind als die Innenscheitel 3 9 der Wellenbalgstruktur. Die breiteren Innenscheitel 3 9 haben zum Schaft 18 hin gerichtete Scheitelflächen in Form von Zylindermantelabschnitten und sind im Durchmesser so bemessen, daß sie nur wenig größer sind als der Schaftaußendurchmesser, so daß sie sich bei einem in der Ventilkammer wirkenden Druck auf dem Schaft abstützen, ohne daß der Balg sich dabei wesentlich verformen, z.B. kontraktieren, müßte. Die Einschnitte zwischen den einzelnen Balg-"Wellen" sind also zur Innenseite hin schmaler als die nach außen weisenden. Aufgrund der mcissiveren Ausbildung der inneren Wellen-Scheitel, im Gegensatz zu den äußeren legen sich also bei einer Axialbewegung die Innenflächen des Balges aufeinander, während die inneren Scheitel eine Art zylindrisches Rohr bilden, das sich auf dem Schaft abstützen kann. Dies ist aus einem Vergleich der rechten und linken Seite (Ventil ge-0 schlossen/geöffnet) in der Zeichnung zu erkennen.

Im in der Zeichnung oberen Ende des Faltenbalges 31a geht die letzte Falte in den Zwischenabschnitt 32 über, der eine membranartige dünne Scheibe bildet, deren Durchmesser nicht sehr viel dicker ist als die Wandstärke der Balgfalten, beispielsweise zwei- bis dreifach so dick. Oberhalb des Balges, durch einen nutartigen radialen Einstich 4 0 von der letzten Balgfalte getrennt, schließt sich ein ringförmiger Führungsabschnitt 41 an, der den Außenschaft 18a führt, ohne jedoch dichtend an ihm anzuliegen und der in einer entsprechenden, zur Ventilkammer hin offenen Ringausnehmung des Verschlußelementes liegt, jedoch mit radialem Spiel.

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Der Zwischenabschnitt 32 überdeckt die ventilkammerseitige Stirnfläche 42 des Verschlußelementes und endet an seinem Außenumfang in dem Halteabschnitt 33, der in Form eines von der Ventilkammer hinwegweisenden, relativ schmalen Ringes angeformt ist. Er liegt in einer äußeren Ringausnehmung 43, die nach außen durch die Wandung der Öffnung 2 0 im Ventilgehäuse begrenzt wird. Diese hat in Richtung zur Ventilkammer 13 hin eine konische Dichtfläche 44, die unter einem Winkel zwischen 30° und 60°, vorzugsweise etwa 45°, zur Ventilachse 45 ausgebildet ist. Unter dem gleichen Winkel ist der ringförmige Halteabschnitt an seiner Außenkante mit einer konischen Abschrägung versehen. Der Halteabschnitt und die Fläche 44 liegen dicht aufeinander, wobei ein ebenfalls in der Ringausnehmung 43 axial anschließend an den Halteabschnitt 3 angeordnetes elastisches Element 47, z.B. nach Art eines O-Ringes, für einen elastischen Druck mit ausreichender Elastizitätsreserve sorgt,, um einen ständigen Kontaktdruck auf die Dichtfuge bei 44 auszuüben und diese auch unabhängig von einem eventuellen Fließen des PFTE-Materials des Abdichtelementes spaltfrei dicht zu halten.

Dabei wird die Vorspannung durch den Spannverschluss 25 aufgebracht, ist jedoch infolge der Elastizitätsreserve von diesem während des Betriebes nicht mehr abhängig. Es wird somit eine unter allen Betriebsbedingungen spaltfreie Fuge gebildet, so daß eine Reinigung des Ventils durch Spülen rückstandsfrei möglich ist. Der Halteabschnitt ist also von der Ventilschaft-Bohrung 28 durch den Ringvorsprung 56 getrennt und damit fast allseitig, also auch nach innen, eingespannt.

0 Im Bereich der Durchgangsbohrung 2 8 durch das Verschlußelement 19 ist ein Führungsring 4 8 vorgesehen, der jedoch einen Durchgangskanal um den Schaft herum freiläßt über den ein

• · ♦ ·

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Luftausgleich am Arbeiten des Faltenbalges erfolgen kann. Er dient gleichzeitig auch als Leckagekanal, über den im Falle eines Balgbruches Flüssigkeit zu einer Öffnung 50 im Verschlußelement 19 gelangen kann, die entweder selbst als visuelle Bruchanzeige dient, indem dort austretende Flüssigkeit wahrgenommen wird oder an die entsprechende Leckageanzeigen (Druck oder Feuchtigkeitsfühler etc.) angeschlossen werden können. Eine Ringdichtung 51 am Ende des Verschlußelementes dichtet den Schaft nach oben ab.

An die kleinere, endseitige Ventilkammer 13b schließen seitlich zwei ebenfalls von Ventilbetätigungen 21a,b betätigte Ventile 64 an, die auch mit PTFE-Faltenbälgen versehen sind, jedoch als Einfachventile mit nur einem Ventilsitz 65 ausgebildet sind. Über sie kann die Ventilkammer 13b mit einem Reinigungsmedium befüllt und von diesem entleert werden.

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Das Ventil 11 ist leicht zu montieren und im Reparaturfalle zu demontieren. Durch Lösen der Spannklammer 2 5 kann der 0 Ventilbetätigungszylinder 21 abgenommen werden. Gleichzeitig ist das Verschlußelement (Ventildeckel) frei und kann zusammen mit dem Ventilkörper, Schaft und Abdichtelement 3 0 nach oben herausgezogen werden. Dazu ist die Öffnung 20 einschließlich der Schrägfläche 44 so bemessen, daß der Ventilkörper 17 die Öffnung passieren kann. Ferner hat der endseitige Ventilkörper einen kleineren Durchmesser als der mittlere, so dass er durch den Ventilsitz 16a hindurchreichen kann.

Die Montage geschieht in umgekehrter Reihenfolge. Der das gesamte Innere des Ventilkörpers und seines Schaftes voll-0 ständig umschließende Abdichtelement wird durch Aufschrauben

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auf den Gewindestutzen 36 am Schaft befestigt, wobei sich ein innerer Ringvorsprung 52 zwischen Schaft-Stirnfläche und Einsatz 34 einspannt und somit die untere Balgbegrenzung festlegt. Der Halteabschnitt 33 wird anschließend an den O-Ring 47 in die Ringausnehmung gelegt und dann das gesamte Ventil einschließlich des Verschlußelementes 19 in die Öffnung 20 eingesetzt, der Tragbügel 22 mit seinem Flansch 23 aufgesetzt und durch die Spannklammer 2 5 über die Schrägflächen 24 mit dem Ventilgehäuse verspannt. Dabei wird das als O-Ring ausgebildete elastische Element 4 7 vorgespannt und drückt den schmalen ringförmigen Halteabschnitt mit seiner Schrägfläche unter großer Kraft in radialer und axialer Richtung auf die Schrägfläche 44 des Ventilgehäuses und schließt die dadurch gebildete Fuge spaltfrei. Die Lage des Verschlußelementes und damit die Vorspannung des elastischen Elementes 4 7 ist durch die Anlage der Flanschflächen an den Teilen 23, 26und 12 festgelegt.

Das Ventil läßt sich im Betrieb ohne Zerlegung durch Spülen mit geeigneter Reinigungsflüssigkeit oder Dampf reinigen. Das 0 Ventil erfüllt die Anforderungen der Praxis und der Vorschriften, z.B. den USA-3A-Standard.

Bewegungen des Abdichtelementes 30, die von der axialen Ausgleichbewegung des Faltenbalges oder von Druckunterschieden herrühren, werden vom Zwischenabschnitt 32 aufgenommen und erreichen den Halteflansch nicht. Auch die direkte Abstützung des Faltenbalges auf dem Schaft, beispielsweise anstelle eines darin extra vorgesehenen Abstützteils, sorgen für einen einfachen und stabilen, betriebssicheren Aufbau. Bei anderen Ventilabmessungen, beispielsweise kleinerem 0 Ventilkörper, kann die Membran in radialer Richtung kleiner sein als dargestellt. Auch dort wird jedoch der Halteabschnitt durch einen vorspringenden Ringabschnitt 2 6 des

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Verschlußelementes vom Schaft getrennt und kann somit einen relativ hohen Ringabschnitt mit kleiner Querschnittsfläche bilden. Die radiale Abmessung des Halteabschnittes sollte zwischen einem Achtel und einem Vierzigstel des Außendurchmessers des Halteabschnittes liegen, vorzugsweise zwischen einem Zehntel und einem Zwanzigstel. Zusammen mit der schrägen und somit gleichzeitig axial und radial belasteten Trennfuge sorgt dies für eine spaltfreie Dichtung.

Das beschriebene Doppelsitzventil 11 ermöglicht eine Reinigung und Sterilisierung ohne Zerlegung oder andere anwändigen Maßnahmen. Es ist also sowohl zur CIP-Reinigung (Cleaning in Process) als auch zur SIP-Sterilisierung (Sterilizing in Process) geeignet. So kann beispielsweise durch den oberen Stutzen .14 Reinigungs/Sterilisierungs-Medium eingeleitet und durch Anheben des oberen Ventiltellers 17a bei geschlossenem unteren Ventilteller die Ventilkammer 13b gereinigt werden, wobei das Medium über eines der Ventile 64 wieder austreten kann. Wenn in dem unteren Rohr 60 das Reinigungs/Sterilisierungs-Medium strömt, so kann durch Öffnen des unteren Ventiltellers 17b bei geschlossenem oberen Ventilteller 17a ebenfalls die Sterilisierungsflüssigkeit unter Reinigung der Ventilkaramer 13b aus dem Ventil 64 austreten. Wenn beide Leitungen 14, 60 sowie die obere Ventilkammer 13a, die auch als Durchgangskammer mit einem zweiten Anschluss 14 ausgebildet sein kann, Produkt führen, so kann bei geschlossenen Ventilen 17a und 17b nur die Zwischenkammer 13b mit Reinigungs/Sterilisier-Medium über die beiden Ventile 64 beschickt und dieses daraus wieder entleert werden. Schließlich kann nach erfolgter Reinigung des gesamten Ventils durch Öffnen 0 beider Ventilkörper 17a,b das Produkt von dem Anschluss 14 zum Anschluss 15 (Leitung 60) fließen.

Claims (18)

1. Ventil, insbesondere für nahrungsmittelverarbeitende, pharmazeutische und kosmetische Anlagen, mit

1. 1.1 einem Ventilgehäuse (12),

1. 1.1.1 das wenigstens zwei Ventilsitze (16a, b) und

2. 1.1.2 wenigstens zwei Ventilkammern (13a, b) enthält,

2. 1.2 wenigstens zwei in den Ventilkammern (13a, b) gemeinsam und/oder unabhängig voneinander axial beweglichen Ventilkörpern, einschließlich eines mittleren (17a) und eines endseitigen (17b) Ventilkörpers, die mit den Ventilsitzen (16a, b) über je eine Ventildichtung zusammenwirken,

3. 1.3 einer Ventilschaft-Anordnung, die im Ventilgehäuse (12) axial verschiebbar gelagert ist und wenigstens zwei Ventilschäfte (18a, b) aufweist, von denen der eine innerhalb des anderen geführt ist, und von denen jeder einen der Ventilkörper (17a, b) trägt, und

4. 1.4 einem stoffschlüssig einheitlichen bzw. einstückigen Abdichtelement (30) aus einem thermisch und chemisch beständigen Kunststoff wie Polytetraflorethylen (PTFE),

1. 1.4.1 das die Ventilkörper (17a, b) ummantelt bzw. bildet,

2. 1.4.2 die Ventilschaft-Anordnung an wenigstens zwei voneinander beabstandeten Stellen mit je einem Faltenbalgabschnitt (31a, b) umgibt,

3. 1.4.3 am von den Ventilkörpern (17) entfernten Ende einen am Ventilgehäuse (12) festgelegten Halteabschnitt (33) aufweist,

4. 1.4.4 und aus wenigstens zwei miteinander verschweissten, jeweils einen der Ventilkörper (17a, b) und einen der Faltenbalgabschnitte (31a, b) enthaltenden Teilabschnitten besteht.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweissnaht (63) in einem Bereich zwischen dem mittleren Ventilkörper (17a) und dem zum freien Ende hin weisenden Faltenbalgabschnitt (31b) in Form einer Ringnaht, vorzugsweise in einem gegenüber der Materialdicke des Faltenbalgs verdickten Abschnitt, vorgesehen ist.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ventilkörper (17a, b), deren bevorzugt selbsthemmende Befestigungsgewinde (36a, b) auf den Ventilschäften (18a, b) und/oder die Faltenbälge (31a, b) unterschiedliche Durchmesser haben.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilkörper vorzugsweise von dem Material des Abdichtelementes (30) ummantelte metallische Ventilkörpereinsätze (34a, b) aufweisen, deren bevorzugt selbsthemmende Befestigungsgewinde (36a, b) auf den Ventilschäften (18a, b) unterschiedliche Durchmesser und/oder Steigungen haben.

5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Ventilkörper (17a) auf seiner zum endseitigen Ventilkörper (17b) weisenden Seite anschließend an die Ventildichtung (37) einen vorzugsweise im wesentlichen zylindrischen Führungsabschnitt (70) aufweist, der mit einem entsprechenden Führungsdurchmesser im Ventilgehäuse zusammenarbeitet.

6. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zwischen dem Halteabschnitt (33) und dem Ventilgehäuse (12) gebildete, zur Ventilkammer (13) gewandte Dichtfuge (44) durch eine Druckkraft mit einer radialen und axialen Druckkraft- Komponente belastet ist.

7. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (33) einen dünnwandigen, membranartigen Teil enthält.

8. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (33) durch ein federndes, insbesondere ringförmiges Element (47), wie einen O-Ring, in Richtung auf die Dichtfuge (44, 46) vorgespannt bzw. belastet ist.

9. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige, elastisch federnde Element (47) in einer Ausnehmung eines Ventilverschlußelements (19) liegt und von diesem auf den Halteabschnitt (33) gedrückt ist.

10. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilverschlußelement (19), vorzugsweise mit einem flanschartigen Abschnitt (26), an einem Flansch (23) abstützt, der mittels eines Spannverschlusses (24, 25) gegen das Ventilgehäuse (12) gespannt ist.

11. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (33) an seiner der Ventilkammer (13) zugewandten Seite an eine Abstützfläche (44) angedrückt ist, die vorzugsweise zur Ventilkammer (13) hin sich verjüngend konisch, insbesondere mit einem Konizitätswinkel zwischen 30° und 60°, vorzugsweise etwa 45°, ausgebildet ist.

12. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (33) von einer Durchgangsöffnung (20) für den Ventilschaft (18) durch einen ringförmigen Abschnitt (56) eines Ventil-Verschlußelements (19) getrennt ist und vorzugsweise in einem Ringraum (43) zwischen Verschlußelement (19) und Ventilgehäuse (12), der insbesondere in axialer Richtung langgestreckt ist, eingespannt ist.

13. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Faltenbalgabschnitt (31) und Halteabschnitt (33) ein membranartiger Zwischenabschnitt (32) vorgesehen ist.

14. Ventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenabschnitt (32) die der Ventilkammer (13) zugewandte Stirnfläche (42) des Verschlußelementes (19) überdeckt.

15. Ventil nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass an den Zwischenabschnitt (32), vorzugsweise durch eine zum Ventilschaft (18a) hin offene radiale Ringnut (40) getrennt, ein Schaftführungsabschnitt (41) angeformt ist, der in einer Ausnehmung des Verschlußelementes, vorzugsweise radial beweglich, aufgenommen ist.

16. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschaft (18a) einen Außendurchmesser aufweist, der nur geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des jeweiligen Faltenbalgabschnittes (31a, b), wobei vorzugsweise die Innenscheitel (39) des Faltenbalgs (31a, b) im wesentlichen zylindrische Abstützflächen zur Abstützung auf dem Ventilschaft (18a) bilden und insbesondere in axialer Richtung wesentlich breiter sind als die Außenscheitel (38) des Faltenbalgs sowie vorzugsweise flach ausgebildet.

17. Ventil nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenabschnitt (32) nur wenig, vorzugsweise maximal zwei- bis dreimal, so dick ist wie die Wandstärke der radial gerichteten Wandabschnitte des Faltenbalgs (31a).

18. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Abdicht- und Verschlußelement (30, 19) und Ventilschaft (18a) ein zu einer Balgbruchanzeige führender Kanal (49) gebildet ist.