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Die Erfindung betrifft eine Doppelsitzventil-Vorrichtung umfassend wenigstens ein Schließglied und ein Ventilgehäuse mit einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil und mit einer das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil miteinander kommunizierenden Verbindungsöffnung, wobei die Verbindungsöffnung einen Ventilsitzbereich mit einer ersten Sitzfläche und einer zweiten Sitzfläche und einen zwischen den Sitzflächen angeordneten Leckageraum aufweist.
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Doppelsitzventil-Vorrichtungen werden beispielsweise in Anlagen der Getränke- und Brauereiindustrie, der Nahrungsmittel- und Molkereiindustrie, der pharmazeutischen Industrie und/oder der Kosmetikindustrie eingesetzt. Über die Doppelsitzventil-Vorrichtung sollen dabei nicht kompatible Produkte sicher getrennt werden.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine leckagefreie Doppelsitzventil-Vorrichtung zu schaffen, bei welcher ein Eintragen von Keimen verhindert ist und welche eine zuverlässige Reinigung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Doppelsitzventil-Vorrichtung umfassend wenigstens ein Schließglied und ein Ventilgehäuse mit einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil und mit einer das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil miteinander kommunizierenden Verbindungsöffnung, wobei die Verbindungsöffnung einen Ventilsitzbereich mit einer ersten Sitzfläche und einer zweiten Sitzfläche und einen zwischen den Sitzflächen angeordneten Leckageraum aufweist, der Leckageraum wenigstens eine Auslassöffnung aufweist und der Auslassöffnung wenigstens eine Auslassventilvorrichtung zugeordnet ist, mittels welcher die Auslassöffnung temporär verschließbar ist.
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Über die Auslassöffnung kann in einem Normalbetrieb eine Leckageflüssigkeit austreten, dadurch ist eine Leckage zuverlässig zu einem frühen Zeitpunkt erkennbar. Wenn die Doppelsitzventil-Vorrichtung öffnet, d. h. wenn das wenigstens eine Schließglied die Verbindungsöffnung zu dem ersten Gehäuseteil und zu dem zweiten Gehäuseteil freigibt, ist es dank der Auslassventilvorrichtung möglich, die Auslassöffnung zu schließen.
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Die Auslassventilvorrichtung ist in einer Ausgestaltung manuell betätigbar. In anderen Ausgestaltungen ist der Auslassventilvorrichtung ein elektrischer Stellantrieb zugeordnet. In vorteilhaften Ausgestaltungen ist vorgesehen, dass die Auslassventilvorrichtung ein Ventilkörper und einen pneumatischen Antrieb zum Verstellen des Ventilkörpers zwischen einer Schließ- und einer Offenstellung aufweist. Dadurch ist ein zuverlässiges automatisiertes Öffnen und Schließen der Auslassöffnung möglich.
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Der pneumatische Antrieb umfasst in einer Ausgestaltung einen doppeltwirkenden Pneumatikzylinder. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Antrieb einen einfachwirkenden Pneumatikzylinder mit einem verstellbaren Kolben und einer Rückstellfeder aufweist, wobei der Kolben mit dem Ventilkörper über einen Ventilschaft für eine Bewegungsübertragung gekoppelt ist. Dabei ist es in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass die Rückstellfeder den Ventilkörper über den Kolben und den Ventilschaft in eine Schließstellung zwingt. In vorteilhaften Ausgestaltungen zwingt die Rückstellfeder den Ventilkörper über den Kolben und den Ventilschaft in eine Offenstellung, wobei bei einer Druckluftzufuhr der Kolben zum Verstellen des Ventilkörpers in die Schließstellung entgegen einer Kraft der Rückstellfeder verstellbar ist. Dadurch ist ein schnelles Öffnen aufgrund der Kraft der Rückstellfeder möglich, wobei ohne Druckbeaufschlagung ein Leckageabfluss über die Auslassöffnung sichergestellt ist und so eine Leckage frühzeitig erkannt werden kann.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Doppelsitzventil-Vorrichtung ist ein Ventiltrieb vorgesehen, mittels welchem das wenigstens eine Schließglied in eine Offenstellung bewegbar ist, wobei die Auslassventilvorrichtung mit dem Ventiltrieb wirkverbunden ist, sodass eine Bewegung des wenigstens einen Schließglieds in die Offenstellung mit einem Verschließen der Auslassöffnung gekoppelt ist. Insbesondere ist in vorteilhaften Ausgestaltungen vorgesehen, dass eine Ansteuerung des Ventiltriebs für eine Bewegung des wenigstens einen Schließglieds in die Offenstellung eine Druckluftzufuhr zum Schließen der Auslassöffnung bewirkt. Dadurch ist sichergestellt, dass die Auslassöffnung beim Öffnen der Doppelsitzventil-Vorrichtung schließt. Dadurch ist eine Kontaminierung der Produkte an der Auslassventilvorrichtung sicher verhindert.
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In einer Ausgestaltung ist ein Schließglied vorgesehen, welches zwei axial beabstandete, radial wirkende Dichtungen aufweist, wobei jede Dichtung mit einer Sitzfläche zusammenwirkt. In vorteilhaften Ausgestaltungen umfasst die Doppelsitzventil-Vorrichtung ein erstes Schließglied, welches mit der ersten Sitzfläche zum Schließen der Verbindungsöffnung zu dem ersten Gehäuseteil zusammenwirkt und ein relativ zu dem ersten Schließglied bewegbares zweites Schließglied, welches mit der zweiten Sitzfläche zum Schließen der Verbindungsöffnung zu dem ersten Gehäuseteil zusammenwirkt.
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Die Schließglieder sind in vorteilhaften Ausgestaltungen unabhängig voneinander für ein Lüften auch als Takten bezeichnet bewegbar. Dabei wird ein Schließglied von der zugehörigen Sitzfläche getrennt, wohingegen das andere Schließglied dichtend auf der zugehörigen Sitzfläche verbleibt. Über die geöffnete Auslassöffnung ist bei einem Lüften oder Takten ein Reinigungs- oder Sterilisationsmittel abführbar. Bei einem Öffnen der Ventilvorrichtung wird die Auslassöffnung dagegen mittels der Auslassventilvorrichtung verschlossen.
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Der Ventiltrieb umfasst in vorteilhaften Ausgestaltungen einen Pneumatikzylinder, einen ersten und einen zweiten beweglich in dem Pneumatikzylinder gelagerten Kolben, einen Außenschaft, über den das erste Schließglied mit dem ersten Kolben für eine Bewegungsübertragung gekoppelt ist, und einen konzentrisch zu dem Außenschaft angeordneten Innenschaft, über den das zweite Schließglied mit dem zweiten Kolben für eine Bewegungsübertragung gekoppelt ist. Durch die Ausgestaltung mit Außen- und Innenschaft ist eine Bewegung beider Schließglieder von einer Gehäuseseite aus möglich.
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Vorzugsweise ist der Pneumatikzylinder durch die Kolben in eine erste, eine zweite und eine dritte Druckkammer unterteilt, wobei bei Druckbeaufschlagung der ersten Druckkammer beide Schließglieder gemeinsam in eine Offenstellung bewegbar sind, bei Druckbeaufschlagung der zweiten Druckkammer das erste Schließglied taktet und bei Druckbeaufschlagung der dritten Druckkammer das zweite Schließglied taktet.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Druckbeaufschlagung der ersten Druckkammer mit einer Druckbeaufschlagung der Auslassventilvorrichtung gekoppelt. Die erste Druckkammer und die Auslassventilvorrichtung sind dabei in vorteilhaften Ausgestaltungen über eine zumindest teilweise gemeinsam ausgebildete Leitung mit Druckluft versorgbar. Dadurch ist auf einfache Weise sichergestellt, dass die Auslassventilvorrichtung schließt, wenn das durch die zwei Schließglieder gebildete Doppelsitzventil öffnet.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das zweite Schließglied aus einer Schließstellung in Richtung des zweiten Gehäuseteils verstellbar ist, wobei eine entgegengerichtete Bewegung des zweiten Schließglieds aus der Schließstellung mittels eines Anschlags verhindert ist. Dadurch ist eine Druckschlagsicherheit für das zweite Schließglied unabhängig von einer Höhe eines in dem zweiten Gehäuseteil auftretenden Druckschlags gewährleistet.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das erste Schließglied im Bereich einer Durchführung durch das erste Gehäuseteil mit einem Durchmesser ausgestattet ist, welcher im Wesentlichen gleich dem Durchmesser der ersten Sitzfläche ist. Als „Bereich einer Durchführung” wird dabei ein Bereich des ersten Schließglieds oder des Außenschafts bezeichnet, welcher in dem ersten Gehäuseteil für eine Bewegung des ersten Schließglieds geführt ist. Das Schließglied ist somit als sogenannter „Balancen” zum Ausgleichen von Druckschlägen ausgebildet.
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Die Bereich der Durchführung ist bei der Bewegung des ersten Schließglieds zweitweise innerhalb und zweitweise außerhalb eines durch das erste Gehäuseteil definierten Produktraums angeordnet. Um eine Kontaminierung eines Produkts durch diese Bewegung zu verhindern, sind vorzugsweise Vorkehrungen getroffen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Laterne, d. h. ein abgeschlossener Raum zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem Ventiltrieb, vorgesehen, in welchem ein von der ersten Sitzfläche abgewandtes Endes des ersten Schließglieds angeordnet ist. In vorteilhaften Ausgestaltungen ist dabei zwischen dem ersten Gehäuseteil und der Laterne eine Reinigungsöffnung vorgesehen, wobei das erste Schließglied als Ringschieber-Ventilelement zum Verschließen der Reinigungsöffnung ausgebildet ist. In einer Schließstellung des ersten Schließglieds ist die Reinigungsöffnung mittels des als Ringschieber-Ventilelement wirkenden Schließglieds geschlossen. Das erste Schließglied wird in Richtung Ventiltrieb für ein Takten geöffnet. Dabei öffnet das als Ringschieber-Ventilelement wirkenden Schließglied die Reinigungsöffnung, sodass die Laterne und ein in der Laterna angeordneter Bereich des ersten Schließglieds und/oder des Außenschafts ebenfalls reinigbar ist.
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Zur Realisierung der Reinigungsöffnung ist vorzugsweise zwischen der Laterne und dem ersten Gehäuseteil ein die Reinigungsöffnung aufweisendes Kanalelement vorgesehen. Vorzugsweise ist in dem Kanalelement ein geschlitzter Gleitring zur Führung des ersten Schließglieds gelagert. Die Reinigungsöffnung ist in vorteilhaften Ausgestaltungen weiter mit einem Auslass kommuniziert, über welchen ein Reinigungs- und/oder Sterilisationsmittel, insbesondere ein Reinigungsdampf, entweichen kann.
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In einer alternativen Ausgestaltung ist der Außenschaft mit einem Faltenbalg ummantelt. Durch den Faltenbalg ist ein Eintragen von Keimen oder dergleichen sicher verhindert. Der Faltenbalg ist aus einem geeigneten Material, beispielsweise aus PTFE und an dem ersten Gehäuseteil gelagert. Sofern das zweite Gehäuseteil eine Durchführung für den Innenschaft aufweist, ist in vorteilhaften Ausgestaltungen der Innenschaft ebenfalls mit einem Faltenbalg ummantelt.
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Für eine Reinigung und/oder Sterilisation während der Produktion („cleaning in process” – CIP oder „sterilisation in process” – SIP) ist in einer weiteren Ausgestaltung der Leckageraum mit einer Zufuhröffnung ausgebildet. Dadurch ist es möglich, bei geschlossenem Doppelsitzventil, d. h. wenn beide Schließglieder sich in einer Schließstellung befinden, ein Reinigungs- und/oder Sterilisationsmittel zuzuführen und über die Auslassöffnung abzuführen.
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Der Zufuhröffnung ist vorzugsweise wenigstens eine Zufuhrventilvorrichtung zugeordnet, mittels welcher die Zufuhröffnung verschließbar ist. Die Zufuhrventilvorrichtung ist in einer Ausgestaltung manuell betätigbar. In anderen Ausgestaltungen ist der Zufuhrventilvorrichtung ein elektrischer Stellantrieb zugeordnet. In vorteilhaften Ausgestaltungen ist vorgesehen, dass die Zufuhrventilvorrichtung ein Ventilkörper und einen pneumatischen Antrieb zum Verstellen des Ventilkörpers zwischen einer Schließ- und einer Offenstellung aufweist. Vorzugsweise weist der Antrieb der Zufuhrventilvorrichtung einen Pneumatikzylinder mit einem verstellbaren Kolben auf, wobei der Kolben mit dem Ventilkörper über einen Ventilschaft für eine Bewegungsübertragung gekoppelt ist. Dabei ist die Zufuhrventilvorrichtung in einer Ausgestaltung baugleich zu der Auslassventilvorrichtung ausgebildet. In vorteilhaften Ausgestaltungen ist im Unterschied zu der Auslassventilvorrichtung der Pneumatikzylinder der Zufuhrventilvorrichtung als einfachwirkender Pneumatikzylinder mit einer Rückstellfeder ausgebildet ist, wobei bei einer Druckluftzufuhr der Kolben zum Verstellen des Ventilkörpers in die Offenstellung entgegen einer Kraft der Rückstellfeder verstellbar ist. Dadurch wird sichergestellt, dass die Zufuhrventilrichtung nur bei Bedarf geöffnet wird.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Zeichnungen schematisch dargestellt sind. Für gleiche oder ähnliche Bauteile werden in den Zeichnungen einheitliche Bezugszeichen verwendet. Als Teil eines Ausführungsbeispiels beschriebene oder dargestellte Merkmale können ebenso in einem anderen Ausführungsbeispiel verwendet werden, um eine weitere Ausführungsform der Erfindung zu erhalten.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1: ein erstes Ausführungsbeispiel einer Doppelsitzventil-Vorrichtung;
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2: die Doppelsitzventil-Vorrichtung gemäß 1 in einer teilweise geschnittenen Darstellung;
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3: ein Detail III gemäß 2 bei einer Schließstellung eines ersten und eines zweiten Schließglieds;
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4: ein Detail IV gemäß 2 bei einer Schließstellung eines ersten und eines zweiten Schließglieds;
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5: das Detail III gemäß 2 bei einer Taktung des ersten Schließglieds;
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6: das Detail IV gemäß 2 bei einer Taktung des zweiten Schließglieds;
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7: das Detail III gemäß 2 bei einer Taktung eines zweiten Schließglieds;
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8: ein zweites Ausführungsbeispiel einer Doppelsitzventil-Vorrichtung in einer Schnittdarstellung und
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9: ein Detail des zweiten Ausführungsbeispiel in einer um ca. 45° gedrehten Schnittdarstellung.
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1 und 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer Doppelsitzventil-Vorrichtung 1 umfassend ein Ventilgehäuse 2, in welchem ein erstes Schließglied 3a und ein relativ zu dem ersten Schließglied 3a bewegbares zweites Schließglied 3b verschieblich gelagert sind. Das Ventilgehäuse 2 ist mit einem ersten Gehäuseteil 20 und einem zweiten Gehäuseteil 21 und mit einer das erste Gehäuseteil 20 und das zweite Gehäuseteil 21 miteinander kommunizierenden Verbindungsöffnung 22 ausgebildet.
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Für eine Produktanbindung ist das erste Gehäuseteil 20 vorzugsweise mit einem nicht dargestellten Produkttank und das zweite Gehäuseteil 21 mit einer ebenfalls nicht dargestellten Produktleitung verbunden.
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Für eine Ventilbewegung ist ein Ventiltrieb 4 vorgesehen. Der Ventiltrieb 4 umfasst einen Pneumatikzylinder 40 und einen ersten und einen zweiten beweglich in dem Pneumatikzylinder 40 gelagerten Kolben 41, 42. Der Pneumatikzylinder 40 ist durch die Kolben 41, 42 in eine erste, eine zweite und eine dritte Druckkammer 40a, 40b, 40c unterteilt. Die Druckkammern 40a, 40b, 40c sind über in 1 sichtbare Anschlüsse 43a, 43b, 43c mit Druckluft beaufschlagbar, sodass die Kolben 41, 42 entgegen der Kraft von zwei in der zweiten bzw. der ersten Druckkammer 40b, 40a gelagerte Rückstellfedern 44, 45 verstellbar sind. Die erste Druckkammer 40a ist zwischen der zweiten und der dritten Druckkammer 40b, 40c angeordnet, wobei in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die zweite Druckkammer 40b näher zu dem Ventilgehäuse 2 liegt als die dritte Druckkammer 40c.
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Der Ventiltrieb 4 umfasst weiter einen Außenschaft 6a, über den das erste Schließglied 3a mit dem ersten Kolben 41 für eine Bewegungsübertragung gekoppelt ist, und einen konzentrisch zu dem Außenschaft 6a angeordneten Innenschaft 6b, über den das zweite Schließglied 3b mit dem zweiten Kolben 42 für eine Bewegungsübertragung gekoppelt ist. In dem in 2 dargestellten Zustand befinden sich die beiden Schließglieder 3a, 3b in einer Schließstellung. Eine Bewegung des zweiten Kolbens 42 aus der Schließstellung ist nur in Richtung der ersten Druckkammer 40a möglich. Eine Bewegung in die entgegengesetzte Richtung ist durch einen Anschlag 420 verhindert. Damit ist auch eine Bewegung des zweiten Schließglieds 3b aus der Schließstellung aufgrund von in dem zweiten Gehäuseteil 21 auftretenden Druckschlägen durch den Anschlag 420 sicher verhindert. Die erste Rückstellfeder 44 stützt sich an einem Widerlager 46 ab. Das Widerlager 46 ist so dimensioniert, dass durch die Rückstellfeder 44 auf den ersten Kolben 41 ohne Druckluftzufuhr in der in 2 dargestellten, einer Schließstellung des ersten Schließglieds 3a zugeordneten Stellung keine Kräfte aufgebracht werden, welche den Kolben 41 in Richtung der ersten Druckkammer 40a zwingen.
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Das antriebsseitig angeordnete erste Gehäuseteil 20 weist eine Durchführung für den Außenschaft 6a und den Innenschaft 6b, allgemein als Ventilschäfte 6a, 6b bezeichnet, auf. Das zweite Gehäuseteil 21 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel frei von Öffnungen oder Durchbrüchen zu der Umgebung, wobei die Ventilschäfte 6a, 6b nicht in dem zweiten Gehäuseteil 21 geführt sind.
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3 zeigt ein Detail III gemäß 2, wobei sich beide Schließglieder 3a, 3b in einer Schließstellung befinden. Wie in 3 erkennbar ist, weist die Verbindungsöffnung 22 einen Ventilsitzbereich mit einer ersten Sitzfläche 22a für das erste Schließglied 3a und einer zweiten Sitzfläche 22b für das zweite Schließglied 3b und einen zwischen den Sitzflächen angeordneten Leckageraum 23 auf. Der Leckageraum 23 ist als Ringnut gestaltet. Die Schließglieder 3a, 3b sind jeweils mit einem Dichtring 30a, 30b versehen, über welchen die Schließglieder 3a, 3b mit den Sitzflächen 22a, 22b abdichtend zusammenwirken.
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Der zwischen den Sitzflächen 22a, 22b vorgesehene Leckageraum 23 weist eine Auslassöffnung 24 auf. Der Auslassöffnung 24 ist eine Auslassventilvorrichtung 5 mit einem Ventilkörper 50 zugeordnet, mittels welcher die Auslassöffnung 24 verschließbar ist. Zudem ist ein Auslass 54 vorgesehen, welcher mit der Auslassöffnung 24 kommuniziert ist, wenn der Ventilkörper 50 von dem zugehörigen Ventilsitz an der Auslassöffnung 24 getrennt ist.
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Die in 2 in einer Schnittansicht dargestellte Auslassventilvorrichtung 5 umfasst einen pneumatischen Antrieb 51 zum Verstellen des Ventilkörpers 50 zwischen einer Schließ- und einer Offenstellung. Der Antrieb 51 weist einen einfachwirkenden Pneumatikzylinder 510 mit einem darin verstellbar gelagerten Kolben 52 und mit einer Rückstellfeder 53 auf. Der Kolben 52 ist mit dem Ventilkörper 50 über einen Ventilschaft 55 für eine Bewegungsübertragung gekoppelt. Bei einer Druckluftzufuhr zu dem Pneumatikzylinder 510 wird der Kolben 52 zum Verstellen des Ventilkörpers 50 in die Schließstellung entgegen einer Kraft der Rückstellfeder 53 bewegt. Die Rückstellfeder 53 zwingt somit den Ventilkörper 50 in eine in 2 und 3 dargestellte Offenstellung.
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Das erste Schließglied 3a ist als sogenannter „Balancer” zum Ausgleichen von Druckschlägen ausgebildet. Dabei weist das Schließglied 3a einen Ventilkörper auf, welcher im Bereich einer Durchführung durch das erste Gehäuseteil 20, d. h. im Bereich einer Führungsfläche für die Bewegung, mit einem Durchmesser ausgestattet ist, welcher im Wesentlichen gleich dem Durchmesser der ersten Sitzfläche 22a ist.
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Zwischen dem ersten Gehäuseteil 20 und dem Ventiltrieb 4 ist eine Laterne 7 vorgesehen. Ein von der ersten Sitzfläche 22a abgewandtes Ende 32a des ersten Schließglieds 3a ist in der Laterne 7 angeordnet. Bei einer Bewegung des Schließglieds 3a tritt dieses unterschiedlich weit in die Laterne 7 bzw. das erste Gehäuseteil 20 ein.
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4 zeigt ein Detail IV gemäß 2. Wie am besten in 4 erkennbar ist, ist zwischen dem ersten Gehäuseteil 20 und der Laterne 7 ein Kanalelement 8 mit einer Reinigungsöffnung 80 vorgesehen, wobei das erste Schließglied 3a als Ringschieber-Ventilkörper zum Verschließen der Reinigungsöffnung 80 ausgebildet ist. Hierfür ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen dem Kanalelement 8 und dem ersten Gehäuseteil 20 ein Dichtring 82 vorgesehen, welcher, wenn sich das erste Schließglied 3a in der in 2 dargestellten Schließstellung befindet, den Innenraum der Laterne 7 von dem Innenraum des ersten Gehäuseteils 20 trennt. In dem Kanalelement 8 ist ein geschlitzter Gleitring 83 zur Führung des ersten Schließglieds 3a bei einer Bewegung gelagert. Das Kanalelement 8 ist mittels Dichtungen 85 im Übergangsbereich zwischen der Laterne 7 und dem ersten Gehäuseteil 20 gelagert.
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Die Funktionsweise der Doppelsitzventil-Vorrichtungen 1 wird im Folgenden genauer erläutert:
Die Schließglieder 3a, 3b sind mittels des Ventiltriebs 4 unabhängig voneinander für ein Lüften auch als Takten bezeichnet bewegbar. Dabei wird ein Schließglied 3a, 3b von der zugehörigen Sitzfläche 22a, 22b getrennt, wohingegen das andere Schließglied 3b, 3a dichtend auf der zugehörigen Sitzfläche 22b, 22a verbleibt. Über die geöffnete Auslassöffnung ist bei einem Lüften oder Takten ein Reinigungs- oder Sterilisationsmittel abführbar. Bei einem Öffnen der Ventilvorrichtung, d. h. wenn beide Schließglieder 3a, 3b von den zugehörigen Sitzflächen 22a, 22b getrennt sind und das erste Gehäuseteil 20 und dem zweiten Gehäuseteil 21 miteinander über die Verbindungsöffnung 22 kommuniziert sind, wird die Auslassöffnung 24 mittels der Auslassventilvorrichtung 5 verschlossen.
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Die erste Druckkammer 40a ist durch die beiden Kolben 41, 42 begrenzt. Bei einer Druckbeaufschlagung der ersten Druckkammer 40a wird der erste Kolben 41 entgegen der Rückstellkraft einer in der zweiten Druckkammer 40a angeordneten Rückstellfeder 44 bewegt, sodass ein Volumen der ersten Druckkammer 40a vergrößert und ein Volumen der zweiten Druckkammer 40b reduziert wird. Dadurch wird das erste Schließglied 3a in eine Offenstellung bewegt. Aufgrund eines Kontaktschlusses mit dem zweiten Schließglied 3b wird das zweite Schließglied 3b bei der Bewegung mitgenommen. Gleichzeitig verhindert die Druckbeaufschlagung der ersten Druckkammer 40a eine Bewegung des zweiten Kolbens 42 in Richtung der ersten Druckkammer 40a, sodass ein Kontakt der Schließglieder 3a, 3b sichergestellt ist. Wie in 3 erkennbar ist, weisen die Schließglieder 3a, 3b einander zugewandte komplementäre Kontaktflächen auf, sodass eine zuverlässige Kontaktierung sichergestellt ist.
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Eine Druckbeaufschlagung der ersten Druckkammer 40a ist zudem mit einer Druckbeaufschlagung der Auslassventilvorrichtung 5 gekoppelt. Hierzu sind die erste Druckkammer 40a und die Auslassventilvorrichtung 5 über eine in 1 und 2 dargestellte, zumindest teilweise gemeinsam ausgebildete Leitung 47 mit Druckluft versorgbar. Dadurch ist auf einfache Weise sichergestellt, dass die Auslassventilvorrichtung 5 schließt, wenn das durch die zwei Schließglieder 3a, 3b gebildete Doppelsitzventil öffnet.
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Die zweite Druckkammer 40b ist durch ein Gehäuse des Pneumatikzylinders 40 und den ersten Kolben 41 begrenzt. Bei einer Druckbeaufschlagung der zweiten Druckkammer 40b wird der erste Kolben 41 in Richtung der ersten Druckkammer 40a entgegen der Kraft einer in der ersten Druckkammer gelagerten Rückstellfeder 45 verschoben. Die erste, in der zweiten Druckkammer 40b angeordnete Rückstellfeder 44 stützt sich an dem Widerlager 46 ab und trägt daher nicht zu einer Verstellbewegung des Kolbens 41 bei einer Druckbeaufschlagung der zweiten Druckkammer 40b bei. Die in der ersten Druckkammer 40a angeordnete Rückstellfeder 45 schützt sich gegen den zweiten Kolben 42 ab, so dass eine Verstellbewegung des zweiten Kolbens 42 in Richtung der ersten Druckkammer 40a sicher verhindert ist, somit wird bei einer Druckbeaufschlagung der zweiten Druckkammer lediglich das erste, mit dem ersten Kolben 41 verbundene Schließglied 3a bewegt, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach oben, so dass ein Innenraum des ersten Gehäuseteils 20 mit dem Leckageraum 23 kommuniziert wird.
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5 zeigt das Detail III bei einer Taktung des ersten Schließglieds 3a. Wie in 5 erkennbar ist, ist ein in dem zweiten Gehäuseteil 21 geführtes Produkt durch das mit der zweiten Sitzfläche 22b zusammenwirkende zweite Schließglied 3b sicher getrennt. Ein Innenraum des ersten Gehäuseteils 20 ist dagegen mit dem Leckageraum 23 kommuniziert. Ein der ersten Sitzfläche 22a zugeordnetes Ende des ersten Schließglieds 3a sowie ein zugehöriger Dichtring 30a und die erste Sitzfläche 22a sind in diesem Zustand durch ein Reinigungs- und/oder Sterilisationsmittel reinigbar oder sterilisierbar. Das Reinigungs- und/oder Sterilisationsmittel kann über die geöffnete Auslassöffnung 24 und den Auslass 54 abfließen.
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6 zeigt das Detail V bei einer Taktung des ersten Schließglieds. Wie in 6 erkennbar ist, wird die Reinigungsöffnung 80 durch das Verschieben des ersten Schließglieds 3a freigegeben. Dadurch wird ein Innenraum der Laterne 7 mit dem Innenraum des ersten Gehäuseteils 20 kommuniziert. Über die Reinigungsöffnung ist es möglich, auch ein in der Laterne 7 angeordnetes Ende 32a des Ventilkörpers 3a zu reinigen. Um ein Abfließen des Reinigungs- und/oder Sterilisationsmittels, insbesondere eines Reinigungsdampfes aus dem Innenraum der Laterne 7 sicherzustellen, ist zudem ein Auslass 84 vorgesehen, welcher über einen Kanal 81 an dem Kanalkörper 8 mit der Reinigungsöffnung 80 kommuniziert ist. Wie in 1 erkennbar ist, ist über eine Leitung 85 der Auslass 84 mit dem Auslass 54 der Auslassventilvorrichtung 5 verbunden.
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Die in 2 sichtbare dritte Druckkammer 40c ist durch den zweiten Kolben 42 und eine Wandung des Pneumatikzylinders 40 begrenzt. Bei einer Druckbeaufschlagung der dritten Druckkammer 40c wird so der zweite Kolben 42 in Richtung der ersten Druckkammer 40a entgegen der Kraft der in der ersten Druckkammer 40a angeordneten Rückstellfeder 45 verstellt. Die in der zweiten Druckkammer 40b angeordnete erste Rückstellfeder 44 verhindert dabei, dass die Bewegung des zweiten Kolbens 42 über die zweite Rückstellfeder 45 auf den ersten Kolben 41 übertragen wird. Zu diesem Zweck ist die erste Rückstellfeder 44 deutlich größer dimensioniert, als die zweite Rückstellfeder 45.
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7 zeigt das Detail III gemäß 2 bei einer Taktung des zweiten Schließglieds 3b. Wie in 7 erkennbar ist, ist bei einer Taktung des zweiten Schließglieds 3b dieses von der zugehörigen Sitzfläche 22b getrennt, so dass ein Innenraum des zweiten Gehäuseteils 21 mit dem Auslass 54 über die geöffnete Auslassöffnung 24 kommuniziert ist. Dabei können das zweite Schließglied 3b und die zugehörige Reinigungsfläche 22b gereinigt werden. Ein in dem ersten Gehäuseteil 20 geführtes Produkt ist in diesem Zustand über den an dem ersten Schließglied 3a angeordneten Dichtring 30a und die damit zusammenwirkende Sitzfläche 22a sicher von einem Reinigungs- und/oder Sterilisationsmittel getrennt.
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8 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Doppelsitzventil-Vorrichtung 1 mit einem Leckageraum 23. 9 zeigt einen Bereich des Leckageraums 23 der Doppelsitzventil-Vorrichtung 1 gemäß 8 in einer vergrößerten Darstellung. Die Doppelsitzventil-Vorrichtung 1 gemäß den 8 und 9 entspricht in vielen Bauteilen der Doppelsitzventil-Vorrichtung 1 gemäß den 1 bis 7 und für gleiche oder ähnliche Bauteile werden einheitliche Bezugszeichen verwendet. Auf eine wiederholte detaillierte Beschreibung bereits beschriebener Bauteile wird verzichtet.
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Die Doppelsitzventil-Vorrichtung 1 gemäß 8 und 9 umfasst ein Ventilgehäuse 2, in welchem ein erstes Schließglied 3a und ein relativ zu dem ersten Schließglied 3a bewegbares zweites Schließglied 3b verschieblich gelagert sind. Das Ventilgehäuse 2 ist mit einem ersten Gehäuseteil 20 und einem zweiten Gehäuseteil 21 und mit einer das erste Gehäuseteil 20 und das zweite Gehäuseteil 21 miteinander kommunizierenden Verbindungsöffnung 22 ausgebildet.
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Für eine Ventilbewegung ist ein Ventiltrieb 4 entsprechend den 1 bis 7 vorgesehen mit einem Außenschaft 6a, über den das erste Schließglied 3a mit dem ersten Kolben 41 für eine Bewegungsübertragung gekoppelt ist, und einem konzentrisch zu dem Außenschaft 6a angeordneten Innenschaft 6b, über den das zweite Schließglied 3b mit dem zweiten Kolben 42 für eine Bewegungsübertragung gekoppelt ist.
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Bei der Ausgestaltung gemäß 8 und 9 ist der Außenschaft 6a mit einem Faltenbalg 34 ummantelt. Dadurch wird ein Einbringen von Keimen über den Außenschaft 6a verhindert. Der Faltenbalg 34 ist zwischen dem ersten Gehäuseteil 20 und einem das erste Gehäuseteil 20 verschließenden Verschlussstück 25 klemmend gelagert. Das Verschlussstück 25 dient als Führung für den Außenschaft 6a. In dem Verschlussstück 25 ist eine Auslassöffnung 26 vorgesehen, über welche bei einem Defekt des Faltenbalgs 34 Produkt und/oder ein Reinigungs- und/oder Sterilisationsmittel austreten kann. Dadurch ist ein Defekt des Faltenbalgs 34 schnell erfassbar.
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Der Leckageraum 23 weist eine in 9 sichtbare Auslassöffnung 24 und eine Zuführöffnung 26 auf. Der Auslassöffnung 24 ist eine Auslassventilvorrichtung 5 mit einem Ventilkörper 50 zugeordnet, mittels welcher die Auslassöffnung 24 verschließbar ist. Eine Druckluftzufuhr zu der ersten Druckkammer 40a zum Öffnen der Ventilvorrichtung 1 ist dabei vorzugsweise mit einer Druckluftzufuhr zu der Auslassvorrichtung 5 wie in 1 dargestellt gekoppelt, sodass die Auslassöffnung 24 durch den Ventilkörper 50 verschlossen wird, wenn die Ventilvorrichtung 1 öffnet.
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Der Zufuhröffnung 26 ist eine Zufuhrventilvorrichtung 9 mit einem Ventilkörper 90 und einem pneumatischen Antrieb 91 zum Verstellen des Ventilkörpers 9 zwischen einer in 9 dargestellten Schließstellung, in welcher die Zufuhröffnung 26 verschlossen ist, und einer Offenstellung, zugeordnet.
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Der pneumatische Antrieb 91 der Zufuhrventilvorrichtung 9 weist einen Pneumatikzylinder 910 mit einem darin verstellbar gelagerten Kolben 92 auf, wobei der Kolben 92 mit dem Ventilkörper 90 über einen Ventilschaft 95 für eine Bewegungsübertragung gekoppelt ist. Der Antrieb 91 umfasst weiter eine Rückstellfeder 93. Bei einer Druckluftzufuhr zu dem Pneumatikzylinder 910 wird der Kolben 92 zum Verstellen des Ventilkörpers 90 aus der dargestellten Schließstellung entgegen einer Kraft der Rückstellfeder 93 bewegt. Die Rückstellfeder 93 zwingt somit den Ventilkörper 90 in eine Schließstellung.
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Für eine Reinigung und/oder Sterilisation während der Produktion („cleaning in process” – CIP oder „sterilisation in process” – SIP), d. h. während wenigstens ein Schließglied 3a, 3b an einer zugehörigen Sitzfläche 22a, 22b abdichtend anliegt, ist die Zufuhröffnung 26 durch eine Druckluftzufuhr öffenbar, sodass ein Reinigungs- und/oder Sterilisationsmittel, insbesondere ein Dampf, über einen Einlass 94 an der Zufuhrventilvorrichtung 9 und die Öffnung 26 zugeführt werden kann. Dadurch ist es möglich, bei Produktführung in beiden Gehäuseteilen 20, 21 und einem geschlossenem Doppelsitzventil, d. h. wenn beide Schließglieder 3a, 3b sich wie in 9 dargestellt in einer Schließstellung befinden, den Leckageraum 23 zu reinigen. Zudem ist es möglich, bei einem Takten eines Schließglieds 3a, 3b ein Reinigungs- und/oder Sterilisationsmittel zuzuführen und über die Auslassöffnung 24 abzuführen und so einen Sitzbereich 22a, 22b und einen zugehörigen Dichtring 30a, 30b und/oder ein zugehöriges Schließglied 3a, 3b zu reinigen.