DE29919536U1

DE29919536U1 - Valve, in particular for food processing and cosmetic plants

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Publication date: 2000-01-27
Anticipated expiration: 2009-11-07
Also published as: DE19855569A1

Description

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RUFR BEIER und PARTNERRUFR BEIER and PARTNERS

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Dipl.-Chem. Dr. Michael Ruff Dipl.-Ing. Joachim Beier Dipl.-Phys. Jürgen Schöndorf Dipl.-Chem. Dr. Thomas MütscheleDipl.-Chem. Dr. Michael Ruff Dipl.-Ing. Joachim Beier Dipl.-Phys. Jürgen Schöndorf Dipl.-Chem. Dr. Thomas Mütschele

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5. November 1999 JB/sc5 November 1999 JB/sc

Description

Ventil, insbesondere für nahrungsmittelverarbeitende und kosmetische AnlagenValve, especially for food processing and cosmetic plants

ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIKFIELD OF APPLICATION AND STATE OF THE ART

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 Reinheitsvorschriften 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.Valves used in the food industry, in plants for the manufacture, processing or filling of cosmetics, pharmaceuticals or in other areas where compliance with special cleanliness regulations and requirements, freedom from contamination, etc. is important, must be easy and completely cleanable. In particular, the formation of residue nests in which bacterial growth can occur must be avoided.

Es ist bei solchen Ventilen bereits vorgeschlagen worden, den 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.For such valves, it has already been proposed to cover the valve body and the valve stem with a one-piece bellows made of polytetrafluoroethylene (PTFE), the outside of which also forms the valve seat. This means that there is only a single joint between the movable valve part and the valve housing.

Aufgrund der Eigenschaften des PTFE, das aus Gründen der thermischen und chemischen Beständigkeit gewählt wird, hat sich jedoch gezeigt, daß die Trennfuge beim Reinigen, dasHowever, due to the properties of PTFE, which is chosen for reasons of thermal and chemical resistance, it has been shown that the joint during cleaning, the

durch Spülen der Anlage mit einem Reinigungsmedium vorgenom-... .... ·· ·· ·· · ·· ···· *··&ggr; ·· · « · by flushing the system with a cleaning medium ... .... ·· ·· ·· ······ *··&ggr; ·· · « ·

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men wird, nicht völlig rückstandsfrei wird, so daß hier Bakteriennester entstehen können, die beispielsweise bei Molkereiprodukten oder Kosmetika eine ganze Charge oder Tagesproduktion verderben können. Außerdem neigte der Faltenbalg, der die Axialbewegung des Ventilkörpers ausgleicht, zu Dauerbrüchen.is not completely residue-free, so that bacterial nests can form here, which can spoil an entire batch or a day's production of dairy products or cosmetics, for example. In addition, the bellows, which compensates for the axial movement of the valve body, tended to fatigue fractures.

AUFGABE UND LÖSUNGTASK AND SOLUTION

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ventil zu schaffen, das in Bezug auf die Reinigungsmöglichkeit und Betriebssicherheit verbessert ist.The object of the invention is to provide a valve which is improved in terms of cleaning possibilities and operational reliability.

Diese Aufgabe wird durch den Anspruch 1 gelöst. Der Ventilkörper und der Teil des Ventilschaftes, der in die Ventilkammer hineinragt, ist also vollständig von einem einstückigen Abdichtelement ummantelt, das einerseits den Ventilsitz bildet und andererseits faltenbalgartig und daher längenveränderlich den Schaft umgibt, um die Ventil-Axialbewegungen aufzunehmen. Seine Einspannung am Gehäuse erfolgt über einen Halteabschnitt, der die Form eines Ringabschnittes hat, der zwischen dem Ventilkörper und einem Ventil-Verschlußelement, 0 das den Ventilschaft führt, eingespannt ist. Er liegt in relativ großem Abstand vom Ventilschaft, so daß auch große Ventilkörperdurchmesser, die die Größe des Verschlußelementes 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 0 Trennfuge, das zu einem Eindringen von Medien führen könnte, vermieden wird. Besonders bevorzugt wird der HalteabschnittThis problem is solved by claim 1. The valve body and the part of the valve stem that projects into the valve chamber are completely surrounded by a one-piece sealing element that forms the valve seat on the one hand and surrounds the stem like a bellows and is therefore variable in length on the other hand to accommodate the axial movements of the valve. It is clamped to the housing by a holding section that has the shape of a ring section that is clamped between the valve body and a valve closure element that guides the valve stem. It is located at a relatively large distance from the valve stem so that large valve body diameters, which determine the size of the closure element, can also be used. Nevertheless, this holding section has a relatively small ring cross-section and is supported in the direction of the valve chamber on a cone that forms one boundary of the parting line. The joint is therefore constantly kept under pressure, which has both an axial and a radial component, so that the joint is constantly closed and breathing of this joint, which could lead to the penetration of media, is avoided. The holding section is particularly preferred

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durch ein ringförmiges Element, beispielsweise einen eingespannten O-Ring, elastisch gegen die Trennfuge vorgespannt.elastically prestressed against the parting line by an annular element, for example a clamped O-ring.

Zwischen dem Faltenbalg-Abschnitt und dem Halteabschnitt ist ein z.B. membranartiger Zwischenabschnitt vorgesehen, d.h. ein relativ dünnwandiger, scheibenartiger Teil des Abdichtelements, 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 Materials abbaut, das bei Kunststoffen unter Dauerbelastung zu beobachten ist.Between the bellows section and the holding section, an intermediate section, e.g. a membrane-like section, is provided, i.e. a relatively thin-walled, disk-like part of the sealing element that protrudes over the inner face of the closure element. It ensures that no movements resulting from the valve actuation or pressure differences in the valve chamber are transferred to the ring-shaped holding section, which could lead to the parting line "breathing". In contrast to a solid clamping flange with a large cross-section, the small cross-section of the part of the holding section that is actually exposed to the clamping force and pressed onto the cone also prevents the contact force on the parting line from being reduced by the flow of the material, which can be observed with plastics under constant load.

Am membranartigen Zwischenabschnitt kann innen eine Art Führungsring für den Ventilschaft angeformt sein. Er kann 0 durch einen von innen her vorgenommenen radialen Einstich von der Membran und dem Faltenbalg kräftemäßig weitgehend entkoppelt sein.A kind of guide ring for the valve stem can be formed on the inside of the membrane-like intermediate section. It can be largely decoupled in terms of forces from the membrane and the bellows by a radial notch made from the inside.

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 0 Ventilschaftes verringern die auf den Ventilkörper infolge eines Innendrucks aufgebrachten Axialkräfte.The described design also makes it possible to make the bellows smaller in diameter. It can preferably be designed so that its inner vertices, which are widened for this purpose and form cylinder jacket sections, rest directly on the valve stem. This prevents pressure surge-dependent movements of the bellows. The relatively small diameter of the bellows and thus of the valve stem reduces the axial forces exerted on the valve body as a result of internal pressure.

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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-, Mengenoder Feuchtigkeitssensoren angeschlossen sein.Since the guide section on the valve housing or the closure element does not need to be clamped and the membrane is therefore movable in the axial direction and can therefore also support the movement of the bellows, breakages of the bellows are largely avoided. However, should such a break occur, a leak occurs which leads past the valve stem through a channel provided for this purpose to a bellows breakage indicator. This can be purely visual, i.e. signaling the breakage through the leakage of liquid, or appropriate pressure, quantity or humidity sensors can be connected.

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 Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie 0 Zwischen-Überschriften beschränkt die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.These and other features emerge not only from the claims but also from the description and the drawings, whereby the individual features can be implemented individually or in combination in the form of sub-combinations in an embodiment of the invention and in other fields and can represent advantageous and protectable embodiments for which protection is claimed here. The division of the application into individual sections and subheadings does not limit the general validity of the statements made under these sections.

Kürzbeschreibung der zeichnungenShort description of the drawings

In den Zeichnungen zeigen:The drawings show:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ventil in geöffnetem Zustand (links der Mittellinie) und im geschlossenen Zustand (rechts der Mittellinie) undFig. 1 a longitudinal section through a valve in the open state (left of the center line) and in the closed state (right of the center line) and

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Fig. 2 Ventilkörper, Schaft und Abdichtelement inFig. 2 Valve body, shaft and sealing element in

vergrößerter Darstellung, teillängsgeschnitten. enlarged view, partially sectioned lengthwise.

BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFUHRUNGSBEISPIELSDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT

Das in den Zeichnungen dargestellte Ventil 11 hat ein Ventilgehäuse 12, das eine Ventilkammer 13 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 im Ventilgehäuse ein Ventilsitz 16 mit relativ großem Durchmesser und konischer Sitzfläche ausgebildet. The valve 11 shown in the drawings has a valve housing 12 which encloses a valve chamber 13 and is made of a corrosion-resistant steel appropriate to the intended use. In the example shown, the inlet and outlet nozzles 14, 15 are arranged at an angle of 90° to one another and are designed as welded nozzles. Adjacent to the nozzle 15, a valve seat 16 with a relatively large diameter and conical seat surface is formed in the valve housing.

Mit dem Ventilsitz arbeitet ein Ventilkörper 17 zusammen, der die Form eines relativ großflächigen Tellers hat und am freien Ende eines zylindrischen Ventilschaftes 18 vorgesehen ist. Der Ventilschaft hat einen relativ großen Durchmesser und ragt durch ein Ventil-Verschlußelement 19 hindurch, das in eine Öffnung 20 des Ventilgehäuses 12 eingesetzt ist.A valve body 17 cooperates with the valve seat, which has the shape of a relatively large plate and is provided at the free end of a cylindrical valve stem 18. The valve stem has a relatively large diameter and projects through a valve closure element 19, which is inserted into an opening 20 of the valve housing 12.

Der Ventilschaft wird 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 21 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 bildet, die zur sicheren, aber schnellen Öffnung des Ventils dient.The valve stem is operated by a valve actuator 21. This can be a pneumatic cylinder, as shown in Fig. 1. However, other valve actuators via handwheels etc. are also possible. The valve actuator 21 is mounted on the valve by means of a support bracket 22, which has a conical surface 24 on a flange 23, which, together with a corresponding conical surface on the valve housing, forms the contact surfaces for an annular clamp, which serves to open the valve safely but quickly.

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Der Flansch 23 drückt auf einen ebenfalls flanschartigen Abschnitt 2 6 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 2 6 des Verschlußelementes 26. Von dem Verschlußelement 19 erstreckt sich nach oben ein stutzenartiger Abschnitt 2 7 mit einer Innenbohrung 2 8 zur Aufnahme des Schaftes und nach unten ein ringförmiger Vorsprung 56 hinweg.The flange 23 presses on a likewise flange-like section 26 of the valve closure element 19, thus limiting the position of the closure element 19 by pressing the flange 23 onto the valve housing 12 and onto the likewise metallic flange surface 26 of the closure element 26. A nozzle-like section 27 with an inner bore 28 for receiving the shaft extends upwards from the closure element 19 and an annular projection 56 extends downwards.

Der Ventilkörper 17 ist gänzlich von einem Abdichtelement 3 0 umgeben, an das sich ein den Schaft 18 umgebender Faltenbalgabschnitt 31 anschließt, der wiederum in einen membranartigen Zwischenabschnitt 32 übergeht, an dessen äußerem Rand ein Halteabschnitt 33 vorgesehen ist. Dies alles ist einstückig aus einem thermisch und chemisch beständigen Kunststoff hergestellt, zu dem sich hauptsächlich Polytetrafluorethylen (PTFE), ggf. mit geeigneten Füll- oder Armierungsmaterialien, eignet. Da sich die in den Figuren l und 2 dargestellten, recht komplizierten Formen aus derartigen Kunststoffen schwer 0 oder gar nicht durch unmittelbare Formung herstellen lassen, werden sie aus vorgeformten Sinterwerkstücken spanabhebend, z.B. durch Drehen, in die Endform gebracht. Ggf. können sie auch aus mehreren Teilen dauerhaft vor der Montage zusammengefügt sein, so daß sie im Montagezustand einstückig vorlie-5 gen.The valve body 17 is completely surrounded by a sealing element 30, which is followed by a bellows section 31 surrounding the shaft 18, which in turn merges into a membrane-like intermediate section 32, on the outer edge of which a holding section 33 is provided. All of this is made in one piece from a thermally and chemically resistant plastic, which is mainly suitable for polytetrafluoroethylene (PTFE), possibly with suitable filling or reinforcing materials. Since the rather complicated shapes shown in Figures 1 and 2 are difficult or even impossible to produce from such plastics by direct molding, they are machined from preformed sintered workpieces, e.g. by turning, into their final shape. If necessary, they can also be permanently joined together from several parts before assembly, so that they are in one piece in the assembled state.

Im einzelnen ist das Abdichtelement 3 0 wie folgt gestaltet:In detail, the sealing element 3 0 is designed as follows:

Der tellerförmige Ventilkörper 17 ist scheibenförmig aus dem PTFE-Material hergestellt und hat einen Verstärkungseinsatz 34 in Form einer nach außen scharfkantig zulaufenden Metall-0 scheibe, die eine zentrale Nabe 3 5 mit Innengewinde aufweist, die auf einen entsprechenden Gewindezapfen 3 6 am Ende desThe plate-shaped valve body 17 is made of PTFE material in the form of a disk and has a reinforcing insert 34 in the form of a metal disk tapering to a sharp edge towards the outside, which has a central hub 35 with an internal thread, which is connected to a corresponding threaded pin 36 at the end of the

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Schaftes 18 geschraubt ist. Der Verstärkungseinsatz 34 ist gänzlich von dem Material des Abdichtelementes umgeben, der auch die mit dem Ventilsitz 16 zusammenwirkende Ventildichtung 3 7 bildet.shaft 18. The reinforcing insert 34 is completely surrounded by the material of the sealing element, which also forms the valve seal 37 interacting with the valve seat 16.

Der Faltenbalgabschnitt 31 schließt sich an die Oberseite des Ventiltellers an. Er besteht aus zahlreichen umlaufenden Balgwülsten oder -wellen, deren Außenscheitel 3 8 gerundet und schmaler sind als die Innenscheitel 39 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 massiveren Ausbildung der inneren Wellenscheitel im Gegensatz zu den äußeren legen sich also bei einer Axialbewegung die 0 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 geschlossen/geöffnet) in Fig. 1 zu erkennen.The bellows section 31 is connected to the top of the valve disk. It consists of numerous circumferential bellows bulges or waves, the outer vertices 38 of which are rounded and narrower than the inner vertices 39 of the bellows structure. The wider inner vertices 39 have vertices in the form of cylinder jacket sections directed towards the shaft 18 and are dimensioned in diameter so that they are only slightly larger than the shaft outer diameter, so that they are supported on the shaft when pressure acts in the valve chamber without the bellows having to deform significantly, e.g. contract. The incisions between the individual bellows "waves" are therefore narrower towards the inside than those pointing outwards. Due to the more solid design of the inner wave crests in contrast to the outer ones, the inner surfaces of the bellows lie on top of each other during an axial movement, while the inner crests form a kind of cylindrical tube that can be supported on the shaft. This can be seen from a comparison of the right and left sides (valve closed/open) in Fig. 1.

Im in Fig. 1 oberen Ende des Faltenbalges 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 40 von der letzten Balgfalte getrennt, schließt sich ein ringförmiger Führungsabschnitt 41 an, der den Schaft 18 führt, ohne jedoch dichtend an ihmIn the upper end of the bellows in Fig. 1, the last fold merges into the intermediate section 32, which forms a membrane-like thin disk, the diameter of which is not much thicker than the wall thickness of the bellows folds, for example two to three times as thick. Above the bellows, separated from the last bellows fold by a groove-like radial recess 40, there is an annular guide section 41, which guides the shaft 18, but without sealing against it.

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anzuliegen und der in einer entsprechenden, zur Ventilkammer hin offenen Ringausnehmung des Verschlußelementes liegt, jedoch mit radialem Spiel.and which lies in a corresponding ring recess of the closure element which is open towards the valve chamber, but with radial play.

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 VentilachseThe intermediate section 32 covers the valve chamber-side face 42 of the closure element and ends at its outer circumference in the holding section 33, which is formed in the form of a relatively narrow ring pointing away from the valve chamber. It lies in an outer ring recess 43, which is delimited on the outside by the wall of the opening 20 in the valve housing. This has a conical sealing surface 44 in the direction of the valve chamber 13, which is at an angle between 30° and 60°, preferably about 45°, to the valve axis.

45 ausgebildet ist. Unter dem gleichen Winkel ist der ringförmige Halteabschnitt an seiner Außenkante mit einer konisehen Abschrägung 46 versehen. Die Flächen 44 und 4 6 liegen dicht aufeinander, wobei ein ebenfalls in der Ringausnehmung 43 axial anschließend an den Halteabschnitt 33 angeordnetes elastisches Element 47, z.B. nach Art eines O-Ringes, für einen elastischen Druck mit ausreichender Elastizitätsreserve 0 sorgt, um einen ständigen Kontaktdruck auf die Dichtfuge 44,45 is formed. At the same angle, the ring-shaped holding section is provided with a conical bevel 46 on its outer edge. The surfaces 44 and 46 lie close to one another, whereby an elastic element 47, e.g. in the form of an O-ring, also arranged in the ring recess 43 axially adjacent to the holding section 33, ensures an elastic pressure with sufficient elasticity reserve 0 in order to ensure a constant contact pressure on the sealing joint 44,

46 auszuüben und diese auch unabhängig von einem eventuellen Fließen des PFTE-Materials des Abdichtelementes spaltfrei dicht zu halten.46 and to keep it gap-free and tight, regardless of any possible flow of the PTFE material of the sealing element.

Dabei wird die Vorspannung durch den Spannverschluß 24, 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.The pre-tension is applied by the clamping lock 24, 25, but is no longer dependent on it during operation due to the elastic reserve. This creates a gap-free joint under all operating conditions, so that the valve can be cleaned by rinsing without leaving residue. The holding section is therefore separated from the valve stem bore 28 by the annular projection 56 and is thus clamped on almost all sides, including inwards.

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Im Bereich der Durchgangsbohrung 2 8 durch das Verschlußelement 19 ist ein Führungsring 48 vorgesehen, der jedoch einen Durchgangskanal 4 9 um den Schaft herum freiläßt über den ein 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.In the area of the through hole 28 through the closure element 19, a guide ring 48 is provided, which however leaves a through channel 49 free around the shaft through which air can be equalized in the operation of the bellows. At the same time, it also serves as a leak channel through which, in the event of a bellows rupture, liquid can reach an opening 50 in the closure element 19, which either serves as a visual rupture indicator itself by detecting liquid escaping there or to which corresponding leak indicators (pressure or moisture sensors, etc.) can be connected. A ring seal 51 at the end of the closure element seals the shaft at the top.

FUNKTIONFUNCTION

Das Ventil 11 ist leicht zu montieren und im Reparaturfalle zu demontieren. Durch Lösen der Spannklammer 25 kann der Ventilbetätigungszylinder 21 abgenommen werden. Gleichzeitig ist das Verschlußelement frei und kann zusammen mit dem Ventilkörper, Schaft und Abdichtelement 3 0 nach oben herausgezogen werden. Dazu ist die Öffnung 2 0 einschließlich der Schrägfläche 44 so bemessen, daß der Ventilkörper 17 die Öffnung passieren kann.The valve 11 is easy to assemble and disassemble in the event of repairs. The valve actuating cylinder 21 can be removed by loosening the clamp 25. At the same time, the closure element is free and can be pulled out upwards together with the valve body, shaft and sealing element 30. For this purpose, the opening 20 including the inclined surface 44 is dimensioned such that the valve body 17 can pass through the opening.

Die Montage geschieht in umgekehrter Reihenfolge. Der das gesamte Innere des Ventilkörpers und seines Schaftes vollständig umschließende Abdichtelement wird durch Aufschrauben 5 auf den Gewindestutzen 3 6 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 4 7 in die Ringausnehmung gelegt und dann das gesamte 0 Ventil einschließlich des Verschlußelementes 19 in dieThe assembly is carried out in reverse order. The sealing element, which completely encloses the entire interior of the valve body and its shaft, is attached to the shaft by screwing it 5 onto the threaded connector 3 6, whereby an inner ring projection 52 is clamped between the shaft face and the insert 34 and thus defines the lower bellows limit. The holding section 33 is then placed on the O-ring 4 7 in the ring recess and then the entire 0 valve including the closure element 19 is inserted into the

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Öffnung 2 0 eingesetzt, der Tragbügel 22 mit seinem Flansch 23 aufgesetzt und durch die Spannklammer 25 über die Schrägflächen 24 mit dem Ventilgehäuse verspannt. Dabei wird das als O-Ring ausgebildete elastische Element 47 vorgespannt und drückt den schmalen ringförmigen Halteabschnitt mit seiner Schrägfläche 4 6 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 47 ist durch die Anlage der Flanschflächen an den Teilen 23, 26und 12 festgelegt.Opening 20 is inserted, the support bracket 22 is placed with its flange 23 and clamped to the valve housing by the clamp 25 via the inclined surfaces 24. The elastic element 47, designed as an O-ring, is pre-tensioned and presses the narrow ring-shaped holding section with its inclined surface 46 under great force in the radial and axial direction onto the inclined surface 44 of the valve housing and closes the gap formed thereby without a gap. The position of the closure element and thus the pre-tension of the elastic element 47 is determined by the contact of the flange surfaces on the parts 23, 26 and 12.

Das Ventil läßt sich im Betrieb ohne Zerlegung durch Spülen mit geeigneter Reinigungsflüssigkeit oder Dampf reinigen. Das Ventil erfüllt die Anforderungen der Praxis und der Vor-Schriften, z.B. den USA-3A-Standard.The valve can be cleaned during operation without disassembly by flushing with a suitable cleaning fluid or steam. The valve meets the requirements of practice and regulations, e.g. the 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 0 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 Ventilkörper, kann die Membran in radialer Richtung kleiner sein als dargestellt. Auch dort wird jedoch der Halteabschnitt durch einen vorspringenden Ringabschnitt 2 6 des Verschlußelementes vom Schaft getrennt und kann somit einen relativ hohen Ringabschnitt mit kleiner Querschnittsfläche bilden. Die radiale Abmessung r des Halteabschnittes sollte 0 zwischen einem Achtel und einem Vierzigstel des Außendurchmessers des Halteabschnittes liegen, vorzugsweise zwischen einem Zehntel und einem Zwanzigstel. Zusammen mit derMovements of the sealing element 30, which result from the axial compensation movement of the bellows or from pressure differences, are absorbed by the intermediate section 32 and do not reach the retaining flange. The direct 0 support of the bellows on the shaft, for example instead of a support part provided separately in it, also ensures a simple and stable, operationally reliable structure. With other valve dimensions, for example a smaller valve body, the membrane can be smaller in the radial direction than shown. However, there too the retaining section is separated from the shaft by a projecting ring section 2 6 of the closure element and can thus form a relatively high ring section with a small cross-sectional area. The radial dimension r of the retaining section should 0 be between one eighth and one fortieth of the outside diameter of the retaining section, preferably between one tenth and one twentieth. Together with the

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A 34 440 - 11 -A 34 440 - 11 -

schrägen und somit gleichzeitig axial und radial belasteten Trennfuge sorgt dies für eine spaltfreie Dichtung.This ensures a gap-free seal thanks to the oblique and thus simultaneously axially and radially loaded joint.

Claims

1. Valve, in particular for food processing, pharmaceutical and cosmetic plants, with

1. 1.1 a valve housing ( 12 ),

2. 1.2 a valve seat ( 16 ),

3. 1.3 a valve chamber ( 13 ),

4. 1.4 a valve body ( 17 ) which is axially movable in the valve chamber ( 13 ) and which interacts with the valve seat ( 16 ) via a valve seal ( 37 ),

5. 1.5 a valve stem ( 18 ) which is axially displaceably mounted in the valve housing ( 12 ) and carries the valve body ( 17 ), and

6. 1.6 a one-piece sealing element ( 30 ) made of a thermally and/or chemically resistant plastic,

1. 1.6.1 which encases or forms the valve body ( 17 ),

2. 1.6.2 surrounds the valve stem ( 18 ) with a bellows section ( 31 ) and

3. 1.6.3 has a holding section ( 33 ) fixed to the valve housing ( 12 ) at the end remote from the valve body ( 17 ),

7. 1.7 wherein a sealing joint ( 44 , 46 ) formed between the holding portion ( 33 ) and the valve housing ( 12 ) and facing the valve chamber ( 13 ) is loaded by a compressive force with a radial and axial compressive force component.

2. Valve according to claim 1, characterized in that the holding section ( 33 ) contains a thin-walled, membrane-like part.

3. Valve according to claim 2, characterized in that the holding section ( 33 ) is prestressed or loaded in the direction of the sealing joint ( 44 , 46 ) by a resilient, in particular annular element ( 47 ), such as an O-ring.

4. Valve according to claim 3, characterized in that the annular, elastically springy element ( 47 ) lies in a recess of a valve closure element ( 19 ) and is pressed by the latter onto the holding section ( 33 ).

5. Valve according to claim 4, characterized in that the valve closure element ( 19 ), preferably with a flange-like portion ( 26 ), is supported on a flange ( 23 ) which is clamped against the valve housing ( 12 ) by means of a clamping closure ( 24 , 25 ).

6. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the holding section ( 33 ) is pressed on its side facing the valve chamber ( 13 ) against a support surface ( 44 ) which is preferably tapered conically towards the valve chamber ( 13 ), in particular with a conicity angle between 30° and 60°, preferably approximately 45°.

7. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the holding section ( 33 ) is separated from a through opening ( 20 ) for the valve stem ( 18 ) by an annular section ( 56 ) of a valve closure element ( 19 ) and is preferably clamped in an annular space ( 43 ) between closure element ( 19 ) and valve housing ( 12 ), which is elongated in particular in the axial direction.

8. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that a membrane-like intermediate section ( 32 ) is provided between the bellows section ( 31 ) and the holding section ( 33 ).

9. Valve according to claim 8, characterized in that the intermediate section ( 32 ) covers the end face ( 42 ) of the closure element ( 19 ) facing the valve chamber ( 13 ).

10. Valve according to one of claims 8 or 9, characterized in that a shaft guide section ( 41 ) is formed on the intermediate section ( 32 ), preferably separated by a radial annular groove ( 40 ) open towards the valve stem ( 18 ), which is received in a recess of the closure element, preferably in a radially movable manner.

11. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve stem ( 18 ) has an outer diameter which is only slightly smaller than the inner diameter of the bellows section ( 31 ), wherein preferably the inner vertices ( 39 ) of the bellows ( 31 ) form substantially cylindrical support surfaces for support on the valve stem ( 18 ) and are in particular substantially wider in the axial direction than the outer vertices ( 38 ) of the bellows and are preferably flat.

12. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate section ( 32 ) is only slightly, preferably at most two to three times, as thick as the wall thickness of the radially directed wall sections of the bellows ( 31 ).

13. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing element consists predominantly of polytetrafluoroethylene (PTFE).

14. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that a channel ( 49 ) leading to a bellows rupture indicator is formed between the sealing and closing element ( 30 , 19 ) and the valve stem ( 18 ).