DE102022127994A1 - Sterilization device for a control valve and control valve with the sterilization device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung geht aus von einer Sterilisierungsvorrichtung (30a; 30b; 30c; 30d) für ein Stellventil (10a; 10b; 10c; 10d), mit einem Gehäuse (32a; 32b; 32c; 32d), das zu einer Aufnahme einer Ventilstange (14a; 14b; 14c; 14d) des Stellventils (10a; 10b; 10c; 10d) vorgesehen ist, und mit einer Sterilisierungseinheit (34a; 34b; 34c; 34d) zu einer Sterilisierung eines zumindest teilweise von dem Gehäuse (32a; 32b; 32c; 32d) umschlossenen Volumens (36a; 36b; 36c; 36d), insbesondere zumindest einer Innenfläche (38a; 38b; 38c; 38d) des Gehäuses (32a; 32b; 32c; 32d), zumindest einer Oberfläche (40a; 40b; 40c; 40d) der Ventilstange (14a; 14b; 14c; 14d) und/oder eines zwischen dem Gehäuse (32a; 32b; 32c; 32d) und der Ventilstange (14a; 14b; 14c; 14d) angeordneten Medium.Es wird vorgeschlagen, dass die Sterilisierungseinheit (34a; 34b; 34c; 34d) zumindest eine UV-Lichtquelle (46a; 46b; 46c; 46d) umfasst.The invention is based on a sterilization device (30a; 30b; 30c; 30d) for a control valve (10a; 10b; 10c; 10d), with a housing (32a; 32b; 32c; 32d) which is provided for receiving a valve rod (14a; 14b; 14c; 14d) of the control valve (10a; 10b; 10c; 10d), and with a sterilization unit (34a; 34b; 34c; 34d) for sterilizing a volume (36a; 36b; 36c; 36d) at least partially enclosed by the housing (32a; 32b; 32c; 32d), in particular at least one inner surface (38a; 38b; 38c; 38d) of the housing (32a; 32b; 32c; 32d), at least one surface (40a; 40b; 40c; 40d) of the valve rod (14a; 14b; 14c; 14d) and/or a medium arranged between the housing (32a; 32b; 32c; 32d) and the valve rod (14a; 14b; 14c; 14d).It is proposed that the sterilization unit (34a; 34b; 34c; 34d) comprises at least one UV light source (46a; 46b; 46c; 46d).
Description
Stand der TechnikState of the art
In Prozessanlagen, beispielsweise für die Lebensmittel- und Pharmaindustrie, werden oft hohe Anforderungen an die Reinlichkeit der Geräte gestellt, um ungewollte Verunreinigungen oder Wechselwirkungen der Prozessmedien zu verhindern. Stellventile für derartige Prozessanlagen müssen demnach an möglichen Kontaktstellen des Prozessmediums mit einer äußeren Umgebung besondere Maßnahmen umfassen, um ein Austreten des Prozessmediums, ein Eindringen von Stoffen und Bakterien in das Prozessmedium sowie das Entstehen von Keimen etc. zu verhindern. Dies ist besonders an einer Führung einer Ventilstange der Stellventile relevant, da sich dort die Ventilstange zwischen einem mit dem Prozessmedium gefüllten Bereich und einem äußeren Raum des Stellventils hin und herbewegt. Um ein Entstehen von Bakterien oder Keimen an der Ventilstange zu verhindern, ist es von Vorteil, Oberflächen in diesem Bereich zu sterilisieren.In process plants, for example in the food and pharmaceutical industries, high demands are often placed on the cleanliness of the equipment in order to prevent unwanted contamination or interactions of the process media. Control valves for such process plants must therefore include special measures at possible contact points of the process medium with an external environment in order to prevent the process medium from escaping, substances and bacteria from penetrating the process medium and the formation of germs, etc. This is particularly relevant on the guide of a valve rod of the control valves, as the valve rod moves back and forth between an area filled with the process medium and an external space of the control valve. In order to prevent the formation of bacteria or germs on the valve rod, it is advantageous to sterilize surfaces in this area.
Im Stand der Technik wird zwischen einem Antrieb eines solchen Stellventils und einem Ventilgehäuse, welches das Prozessmedium führt, eine so genannte Dampfsperre verwendet. Eine Dampfsperre für Stellventile umfasst eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung, wobei zur Sterilisierung der Ventilstange Dampf, üblicherweise Wasserdampf, an der Ventilstange vorbeigeführt wird. Dabei wird eine Versorgungsleitung und eine Ablassleitung für den Dampf benötigt. Zudem werden entlang der Ventilstange zusätzliche Dichtungen benötigt, um ein ungewolltes Austreten des Dampfs entlang der Ventilstange, insbesondere in eine Umgebung des Stellventils und/oder in das Ventilgehäuse, zu verhindern. Solche Aufbauten um die Dampfsperre sind teuer, umständlich, da zusätzlich Dampf an das Stellventil geführt und wieder abgeführt werden muss, und benötigen zusätzlichen Bauraum um das Stellventil herum.In the prior art, a so-called steam barrier is used between a drive of such a control valve and a valve housing that carries the process medium. A steam barrier for control valves comprises an inlet opening and an outlet opening, whereby steam, usually water vapor, is passed past the valve rod to sterilize the valve rod. This requires a supply line and a drain line for the steam. In addition, additional seals are required along the valve rod to prevent the steam from accidentally escaping along the valve rod, in particular into the area surrounding the control valve and/or into the valve housing. Such structures around the steam barrier are expensive, cumbersome, since additional steam must be fed to the control valve and then discharged again, and require additional installation space around the control valve.
Zur Sterilisierung von Oberflächen und Medien eignet sich auch UV-Strahlung, insbesondere im UVc-Bereich des elektromagnetischen Spektrums. In den letzten Jahren wurden zur Sterilisierung von Oberflächen und Medien als LEDs ausgebildete Lichtquellen entwickelt, welche insbesondere UV-Strahlung im UVc-Bereich erzeugen. Diese UVc-LEDs eignen sich unter bestimmten Bedingungen zur Sterilisierung von Oberflächen und Medien, sind kompakt und energieeffizient.UV radiation is also suitable for sterilizing surfaces and media, particularly in the UVc range of the electromagnetic spectrum. In recent years, light sources designed as LEDs have been developed for sterilizing surfaces and media, which generate UV radiation in the UVc range in particular. These UVc LEDs are suitable for sterilizing surfaces and media under certain conditions, and are compact and energy efficient.
Ausgehend vom Stand der Technik ist die Aufgabe der hier beschriebenen Erfindung eine Sterilisierungsvorrichtung für Stellventile mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich eines Raumbedarfs, Herstellungskosten, und Anforderungen an eine Versorgungsanlage der jeweiligen Prozessanlage zur Verfügung zu stellen.Based on the prior art, the object of the invention described here is to provide a sterilization device for control valves with improved properties with regard to space requirements, manufacturing costs, and requirements for a supply system of the respective process plant.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die Erfindung geht aus von einer Sterilisierungsvorrichtung für ein Stellventil, mit einem Gehäuse, das zu einer Aufnahme einer Ventilstange des Stellventils vorgesehen ist, und mit einer Sterilisierungseinheit zu einer Sterilisierung eines zumindest teilweise von dem Gehäuse umschlossenen Volumens und/oder von das Volumen begrenzenden Oberflächen, insbesondere zumindest einer Innenfläche des Gehäuses, zumindest einer Oberfläche der Ventilstange und/oder eines zwischen dem Gehäuse und der Ventilstange angeordneten Medium.The invention is based on a sterilization device for a control valve, with a housing which is provided for receiving a valve rod of the control valve, and with a sterilization unit for sterilizing a volume at least partially enclosed by the housing and/or surfaces delimiting the volume, in particular at least one inner surface of the housing, at least one surface of the valve rod and/or a medium arranged between the housing and the valve rod.
Es wird vorgeschlagen, dass die Sterilisierungseinheit zumindest eine UV-Lichtquelle umfasst. Insbesondere soll unter einer „UV-Lichtquelle“ ein Gerät verstanden werden, dass in zumindest einem Betriebszustand dazu vorgesehen ist, Strahlung mit einer Wellenlänge im UV-Bereich des elektromagnetischen Spektrums (100 nm bis 400 nm; im Folgenden auch UV-Strahlung genannt) zu erzeugen, und vorzugsweise zu einer Sterilisierung von Oberflächen und/oder Medien, insbesondere einem/dem Prozessmedium, geeignet ist. Es ist denkbar, dass die UV-Lichtquelle dazu vorgesehen ist, zumindest anteilweise Strahlung zu erzeugen, deren Wellenlänge im Nahinfrarot-Bereich des elektromagnetischen Spektrums (780 nm bis 1400 nm) liegt. Insbesondere ist die zumindest eine UV-Lichtquelle als ein Sterilisierungselement der Sterilisierungseinheit ausgebildet. Es ist denkbar, dass die Sterilisierungseinheit lediglich eine UV-Lichtquelle oder mehr als eine UV-Lichtquelle umfasst, insbesondere auch wenn im Folgenden nur eine UV-Lichtquelle genannt ist. Die UV-Lichtquelle ist vorzugsweise dazu vorgesehen, zur Sterilisierung des zumindest teilweise von dem Gehäuse umschlossenen Volumens und/oder von den das Volumen begrenzenden Oberflächen, insbesondere der zumindest einen Innenfläche des Gehäuses, der zumindest einen Oberfläche der Ventilstange und/oder des zwischen dem Gehäuse und der Ventilstange angeordneten Mediums, UV-Strahlung in das Volumen und/oder auf die das Volumen begrenzenden Oberflächen, insbesondere auf die zumindest eine Innenfläche des Gehäuses, auf die zumindest eine Oberfläche der Ventilstange und/oder in das zwischen dem Gehäuse und der Ventilstange angeordnete Medium, auszugeben. Besonders bevorzugt ist die Sterilisierungseinheit, insbesondere die UV-Lichtquelle, dazu vorgesehen, die zumindest eine Oberfläche der Ventilstange und/oder das zwischen dem Gehäuse und der Ventilstange angeordnete Medium zu sterilisieren, bevorzugt um diese/dieses von Bakterien, Keime und/oder Viren zu befreien. Dadurch kann eine Verunreinigung bzw. Kontamination von durch das Stellventil geführtem Prozessmedium bei einer Bewegung der Ventilstange in ein Ventilgehäuse des Stellventils, welches insbesondere das Prozessmedium umfasst, vorteilhaft verhindert werden. Vorzugsweise ist die Sterilisierungseinheit dazu vorgesehen, die mit dem Prozessmedium, insbesondere bei einem Betrieb des Stellventils, in Kontakt tretende Oberfläche der Ventilstange zu sterilisieren, wobei insbesondere über ein Sterilisieren der Innenfläche des Gehäuses und des in dem Volumen angeordneten Mediums Verunreinigungen der Oberfläche der Ventilstange während einer Bewegung der Ventilstange verhindert werden können.It is proposed that the sterilization unit comprises at least one UV light source. In particular, a "UV light source" is to be understood as a device that is intended in at least one operating state to generate radiation with a wavelength in the UV range of the electromagnetic spectrum (100 nm to 400 nm; hereinafter also referred to as UV radiation), and is preferably suitable for sterilizing surfaces and/or media, in particular a/the process medium. It is conceivable that the UV light source is intended to at least partially generate radiation whose wavelength is in the near infrared range of the electromagnetic spectrum (780 nm to 1400 nm). In particular, the at least one UV light source is designed as a sterilization element of the sterilization unit. It is conceivable that the sterilization unit comprises only one UV light source or more than one UV light source, in particular even if only one UV light source is mentioned hereinafter. The UV light source is preferably provided to emit UV radiation into the volume and/or onto the surfaces delimiting the volume, in particular onto the at least one inner surface of the housing, onto the at least one surface of the valve rod and/or into the medium arranged between the housing and the valve rod, in order to sterilize the volume at least partially enclosed by the housing and/or the surfaces delimiting the volume, in particular onto the at least one inner surface of the housing, onto the at least one surface of the valve rod and/or into the medium arranged between the housing and the valve rod. The sterilization unit, in particular the UV light source, is particularly preferably provided to sterilize the at least one surface of the valve rod and/or the medium arranged between the housing and the valve rod, preferably in order to free it from bacteria, germs and/or viruses. This can advantageously prevent contamination of the process medium guided through the control valve when the valve rod moves into a valve housing of the control valve, which in particular contains the process medium. The sterilization unit is preferably provided to sterilize the surface of the valve rod that comes into contact with the process medium, in particular when the control valve is operated, wherein contamination of the surface of the valve rod during movement of the valve rod can be prevented in particular by sterilizing the inner surface of the housing and the medium arranged in the volume.
Vorzugsweise umschließt das Gehäuse der Sterilisierungsvorrichtung das Volumen senkrecht zu einer Mittelachse des Gehäuses betrachtet zumindest im Wesentlichen vollständig. Es ist denkbar, dass das Gehäuse eine Durchführung zur Anordnung und/oder Versorgung der Sterilisierungseinheit, insbesondere der UV-Lichtquelle, ausbildet und sich insbesondere bis zu dem Volumen erstreckt. Das zumindest teilweise von dem Gehäuse umschlossene Volumen erstreckt sich vorzugsweise entlang der Mittelachse des Gehäuses von einem Ende zu einem dem Ende gegenüberliegenden anderen Ende des Gehäuses, insbesondere im Wesentlichen vollständig über eine parallel zur Mittelachse ausgerichtete maximale Erstreckung des Gehäuses. Bevorzugt ist das Gehäuse an dem Ende und dem anderen Ende jeweils offen ausgebildet. Vorzugsweise wird oder wird von einem anderen mit dem Gehäuse verbundenen Gehäuseteil abgedeckt. Es ist denkbar, dass das Gehäuse einteilig mit einem Gehäusebauteil, insbesondere einem Ventilaufbau, des Stellventils ausgebildet ist oder als separate Baueinheit ausgebildet ist und beispielsweise dazu vorgesehen ist, mit dem Ventilaufbau und dem Ventilgehäuse verbunden zu werden. Das Gehäuse ist insbesondere dazu vorgesehen, die Ventilstange entlang der Mittelachse des Gehäuses aufzunehmen, wobei sich insbesondere die Ventilstange auf oder entlang der Mittelachse durch das Gehäuse hindurch erstreckt. Bevorzugt ist ein Teil der Ventilstange in einem montierten Zustand der Sterilisierungsvorrichtung in/an dem Volumen angeordnet bzw. begrenzt das Volumen über die Oberfläche der Ventilstange. Insbesondere ist das zumindest teilweise von dem Gehäuse umschlossene Volumen von der zumindest einen Innenfläche des Gehäuses und zwei, insbesondere an dem Ende und dem anderen Ende des Gehäuses angeordneten, Öffnungen des Gehäuses begrenzt. Bevorzugt erstreckt sich das Volumen, insbesondere in einem montierten Zustand der Sterilisierungsvorrichtung, innerhalb des Gehäuses von der Oberfläche der Ventilstange bis zu der zumindest einen Innenfläche des Gehäuses.Preferably, the housing of the sterilization device encloses the volume at least substantially completely when viewed perpendicular to a central axis of the housing. It is conceivable that the housing forms a passage for arranging and/or supplying the sterilization unit, in particular the UV light source, and in particular extends to the volume. The volume at least partially enclosed by the housing preferably extends along the central axis of the housing from one end to another end of the housing opposite the end, in particular substantially completely over a maximum extension of the housing aligned parallel to the central axis. Preferably, the housing is open at the end and the other end. Preferably, it is or will be covered by another housing part connected to the housing. It is conceivable that the housing is formed in one piece with a housing component, in particular a valve structure, of the control valve or is formed as a separate structural unit and is intended, for example, to be connected to the valve structure and the valve housing. The housing is in particular intended to accommodate the valve rod along the central axis of the housing, with the valve rod in particular extending on or along the central axis through the housing. Preferably, a part of the valve rod is arranged in/on the volume in an assembled state of the sterilization device or limits the volume via the surface of the valve rod. In particular, the volume at least partially enclosed by the housing is limited by the at least one inner surface of the housing and two openings in the housing, in particular arranged at the end and the other end of the housing. Preferably, the volume extends, in particular in an assembled state of the sterilization device, within the housing from the surface of the valve rod to the at least one inner surface of the housing.
Die Sterilisierungsvorrichtung ist vorzugsweise zu einer Verwendung mit verschiedenen Ausgestaltungen von Stellventilen denkbar, insbesondere unabhängig von einer Betriebsart und/oder einer Bewegungsart der Ventilstange. Bevorzugt ist die Ventilstange mit einem Ventilglied des Stellventils verbunden. Vorzugsweise ist die Ventilstange dazu vorgesehen, das Ventilglied bei einem Betrieb des Stellventils zu bewegen. Bevorzugt ist die Sterilisierungsvorrichtung, insbesondere die UV-Lichtquelle, beabstandet von einem das Prozessmedium führenden Volumen des Stellventils angeordnet. Vorzugsweise ist die Sterilisierungsvorrichtung, insbesondere die UV-Lichtquelle, zumindest größtenteils zwischen dem Ventilgehäuse und einem Antrieb des Stellventils angeordnet. Insbesondere ist die Sterilisierungsvorrichtung auch für eine Verwendung mit einem als Sicherheitsarmatur ausgebildeten Stellventil geeignet.The sterilization device is preferably conceivable for use with various designs of control valves, in particular independently of an operating mode and/or a type of movement of the valve rod. The valve rod is preferably connected to a valve member of the control valve. The valve rod is preferably provided to move the valve member when the control valve is operated. The sterilization device, in particular the UV light source, is preferably arranged at a distance from a volume of the control valve that carries the process medium. The sterilization device, in particular the UV light source, is preferably arranged at least largely between the valve housing and a drive of the control valve. In particular, the sterilization device is also suitable for use with a control valve designed as a safety fitting.
Durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung der Sterilisierungsvorrichtung kann eine vorteilhaft kompakte Ausgestaltung erreicht werden, insbesondere im Vergleich zu einer Sterilisierungsvorrichtung mit Dampf. Es kann eine vorteilhaft kompakte und kostengünstige Versorgung zu einem Betrieb des Stellventils erreicht werden, insbesondere da zusätzliche Mittel, wie Dampf, zum Sterilisieren und damit insbesondere die Versorgungseinrichtungen dazu entfallen können. Zudem können Dichtungsmittel entlang der Ventilstange vorteilhaft entfallen, welche beispielsweise zur Abdichtung für Dampf bei einer Dampfsperre zur Sterilisierung benötigt werden.By designing the sterilization device according to the invention, an advantageously compact design can be achieved, particularly in comparison to a sterilization device with steam. An advantageously compact and cost-effective supply for operating the control valve can be achieved, particularly since additional means such as steam for sterilization and thus in particular the supply devices for this can be dispensed with. In addition, sealing means along the valve rod can advantageously be dispensed with, which are required, for example, for sealing off steam in a steam barrier for sterilization.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine UV-Lichtquelle als eine UV-LED, insbesondere eine UVc-LED, ausgebildet ist. Es kann eine besonders vorteilhaft kompakte Ausgestaltung ermöglicht werden. Es kann ein vorteilhaft geringer Energiebedarf der Sterilisierungseinheit erreicht werden. Durch eine Verwendung von UVc-Strahlung kann ein vorteilhaft schnelles und effizientes Sterilisieren des Volumens und/oder von den das Volumen begrenzenden Oberflächen ermöglicht werden. Besonders bevorzugt ist die UV-Lichtquelle dazu vorgesehen, UV-Strahlung im UVc-Bereich des elektromagnetischen Spektrums, insbesondere mit einer Wellenlänge zwischen 100 nm und 280 nm, vorzugsweise zwischen 200 nm und 270 nm und besonders bevorzugt zwischen 250 nm und 260 nm, zu erzeugen. Die als UV-LED ausgebildete UV-Lichtquelle weist vorzugsweise eine maximale Längs- bzw. Quererstreckung von höchstens 2 cm, bevorzugt höchstens 1 cm, besonders bevorzugt höchstens 0,7 cm und ganz besonders bevorzugt höchstens 0,5 cm, auf. Es ist denkbar, dass mehrere UV-Lichtquellen der Sterilisierungseinheit zu einem Bauteil zusammengefügt werden, wobei insbesondere die UV-Lichtquellen eine im Wesentlichen gleiche Ausrichtung aufweisen oder zu einer hohen Ausleuchtung des Volumens bzw. der Oberflächen zueinander verschieden ausgerichtet sind.It is further proposed that the at least one UV light source is designed as a UV LED, in particular a UVc LED. This enables a particularly advantageous compact design. An advantageously low energy requirement of the sterilization unit can be achieved. By using UVc radiation, an advantageously rapid and efficient sterilization of the volume and/or of the surfaces delimiting the volume can be enabled. The UV light source is particularly preferably intended to generate UV radiation in the UVc range of the electromagnetic spectrum, in particular with a wavelength between 100 nm and 280 nm, preferably between 200 nm and 270 nm and particularly preferably between 250 nm and 260 nm. The UV light source designed as a UV LED preferably has a maximum longitudinal or transverse extension of at most 2 cm, preferably at most 1 cm, particularly preferably at most 0.7 cm and very particularly preferably at most 0.5 cm. It is conceivable that several UV light sources of the sterilization unit are combined to form one component, whereby in particular the UV light sources have a substantially identical output direction or are aligned differently to each other to ensure high illumination of the volume or surfaces.
Alternativ ist denkbar, dass die UV-Lichtquelle als eine andere, insbesondere von einer LED verschiedene, Art von Lichtquelle ausgebildet ist, beispielsweise als eine Leuchtstofflampe o.dgl.Alternatively, it is conceivable that the UV light source is designed as a different type of light source, in particular one different from an LED, for example as a fluorescent lamp or the like.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die UV-Lichtquelle dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand gepulst betrieben zu werden. Es kann eine vorteilhaft effektive und energiesowie zeiteffiziente Sterilisierung des Volumens und/oder von den das Volumen begrenzenden Oberflächen ermöglicht werden. Im Vergleich zu einer kontinuierlichen Beleuchtung kann durch einen gepulsten Betrieb der UV-Lichtquelle bei gleichem Energiebedarf eine vorteilhaft schnelle Sterilisierung des Volumens und/oder von den das Volumen begrenzenden Oberflächen erreicht werden. Vorzugsweise ist die UV-Lichtquelle dazu vorgesehen, in periodisch oder in sich verändernden zeitlichen Abständen Strahlung zur Sterilisierung auszugeben. Bevorzugt ist die UV-Lichtquelle dazu vorgesehen, Strahlung jeweils in Pulsen auszugeben. Insbesondere ist die UV-Lichtquelle dazu vorgesehen, Strahlung, insbesondere die UV-Strahlung, mit einer Pulsdauer von höchstens 100 ms, vorzugsweise höchstens 10 ms und besonders bevorzugt höchstens 1 ms, auszugeben. Bevorzugt beträgt eine Frequenz der UV-Lichtquelle, insbesondere der Pulse der UV-Lichtquelle, mindestens 0,5 Hz, vorzugsweise mindestens 1 Hz und besonders bevorzugt mindestens 2 Hz. Die UV-Lichtquelle weist eine Leistungsaufnahme zwischen 40 W und 800 W, vorzugsweise zwischen 40 W und 600 W und besonders bevorzugt zwischen 40 W und 200 W, auf. Beispielsweise ist die gepulste UV-Lichtquelle als ein mit Xenon-Gas gefülltes Volumen ausgebildet, wobei ein elektrischer Puls zur Erzeugung der UV-Strahlung vorgesehen ist. Es sind aber auch andere Ausgestaltungen der UV-Lichtquelle denkbar. Vorzugsweise ist die Sterilisationseinheit dazu vorgesehen, die zumindest eine UV-Lichtquelle in Abhängigkeit von zumindest einem Bewegungsparameter des Stellventils, insbesondere der Ventilstange, zu aktivieren. Vorzugsweise ist Sterilisationseinheit, insbesondere die UV-Lichtquelle, dazu vorgesehen, die Pulsdauer und/oder die Frequenz der UV-Lichtquelle in Abhängigkeit von dem Bewegungsparameter anzupassen. Unter einem „Bewegungsparameter“ des Stellventils/der Ventilstange soll insbesondere ein Parameter verstanden werden, der eine Bewegung des Stellventils/der Ventilstange, insbesondere bei einem Einstellen einer Ventilstellung, beschreibt. Beispielsweise ist der zumindest eine Bewegungsparameter als eine/ein, insbesondere maximale oder mittlere, Hublänge oder Drehwinkel der Ventilstange, als eine, insbesondere maximale oder mittlere, Hub- oder Drehfrequenz der Ventilstange, als eine Aktivierungsfrequenz einer Antriebseinheit des Stellventils o.dgl. ausgebildet.It is further proposed that the UV light source is provided to be operated in a pulsed manner in at least one operating state. This can enable an advantageously effective and energy- and time-efficient sterilization of the volume and/or of the surfaces delimiting the volume. In comparison to continuous illumination, pulsed operation of the UV light source can achieve an advantageously rapid sterilization of the volume and/or of the surfaces delimiting the volume with the same energy requirement. The UV light source is preferably provided to emit radiation for sterilization at periodic or changing time intervals. The UV light source is preferably provided to emit radiation in pulses. In particular, the UV light source is provided to emit radiation, in particular UV radiation, with a pulse duration of at most 100 ms, preferably at most 10 ms and particularly preferably at most 1 ms. Preferably, a frequency of the UV light source, in particular of the pulses of the UV light source, is at least 0.5 Hz, preferably at least 1 Hz and particularly preferably at least 2 Hz. The UV light source has a power consumption of between 40 W and 800 W, preferably between 40 W and 600 W and particularly preferably between 40 W and 200 W. For example, the pulsed UV light source is designed as a volume filled with xenon gas, wherein an electrical pulse is provided for generating the UV radiation. However, other designs of the UV light source are also conceivable. Preferably, the sterilization unit is provided to activate the at least one UV light source depending on at least one movement parameter of the control valve, in particular the valve rod. Preferably, the sterilization unit, in particular the UV light source, is provided to adapt the pulse duration and/or the frequency of the UV light source depending on the movement parameter. A "movement parameter" of the control valve/valve rod is to be understood in particular as a parameter that describes a movement of the control valve/valve rod, in particular when setting a valve position. For example, the at least one movement parameter is designed as a, in particular maximum or average, stroke length or angle of rotation of the valve rod, as a, in particular maximum or average, stroke or rotation frequency of the valve rod, as an activation frequency of a drive unit of the control valve or the like.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine UV-Lichtquelle an einer/der, insbesondere in einem montierten Zustand der Ventilstange zugewandten, Innenfläche des Gehäuses angeordnet ist. Es kann eine vorteilhaft hohe Ausleuchtung des Volumens und/oder der das Volumen begrenzenden Oberflächen bei einer gleichzeitig hohen Energieeffizienz ermöglicht werden. Insbesondere ist die UV-Lichtquelle derart angeordnet, dass eine Hauptabstrahlrichtung der UV-Lichtquelle von der Innenfläche des Gehäuses in Richtung der Mittelachse des Gehäuses bzw. in Richtung der Ventilstange zeigt. Unter einer „Hauptabstrahlrichtung“ einer Lichtquelle, insbesondere der UV-Lichtquelle, soll insbesondere eine Richtung verstanden werden, die sich von der Lichtquelle aus entlang einer Achse durch die Lichtquelle erstreckt, auf welcher ein Maximum einer Intensitätsverteilung von durch die Lichtquelle erzeugter Strahlung angeordnet ist. Bevorzugt ist die UV-Lichtquelle derart angeordnet, dass die Hauptabstrahlrichtung der UV-Lichtquelle das Volumen, vorzugsweise einen Bereich um die Mittelachse des Gehäuses, der zur Aufnahme der Ventilstange vorgesehen ist, schneidet. Besonders bevorzugt ist die UV-Lichtquelle derart angeordnet, dass die Hauptabstrahlrichtung der UV-Lichtquelle die Mittelachse des Gehäuses schneidet. Bevorzugt ist die UV-Lichtquelle derart angeordnet, dass die Hauptabstrahlrichtung der UV-Lichtquelle zumindest im Wesentlichen parallel zu einer sich senkrecht zur Mittelachse des Gehäuses erstreckenden Ebene ausgerichtet ist. Bevorzugt umfasst das Stellventil zumindest ein Dichtelement, das dazu vorgesehen ist, einen entlang der Ventilstange ausgebildeten Durchgang für ein Prozessmedium aus dem Ventilgehäuse abzudichten, wobei die UV-Lichtquelle parallel zur Mittelachse des Gehäuses in einem Abstand von höchstens 5 cm, vorzugsweise höchstens 3 cm und besonders bevorzugt höchstens 2 cm, von dem Dichtelement angeordnet ist. Bevorzugt ist die Innenfläche des Gehäuses, an der insbesondere die UV-Lichtquelle angeordnet ist, in einer die Mittelachse des Gehäuses umfassenden Schnittebene betrachtet im Wesentlichen parallel zur Mittelachse des Gehäuses ausgebildet.It is also proposed that the at least one UV light source is arranged on an inner surface of the housing, in particular facing the valve rod in an assembled state. This can enable an advantageously high illumination of the volume and/or the surfaces delimiting the volume while at the same time achieving high energy efficiency. In particular, the UV light source is arranged in such a way that a main radiation direction of the UV light source points from the inner surface of the housing in the direction of the central axis of the housing or in the direction of the valve rod. A "main radiation direction" of a light source, in particular the UV light source, is to be understood in particular as a direction that extends from the light source along an axis through the light source, on which a maximum of an intensity distribution of radiation generated by the light source is arranged. The UV light source is preferably arranged in such a way that the main radiation direction of the UV light source intersects the volume, preferably an area around the central axis of the housing, which is intended to accommodate the valve rod. The UV light source is particularly preferably arranged such that the main radiation direction of the UV light source intersects the central axis of the housing. The UV light source is preferably arranged such that the main radiation direction of the UV light source is aligned at least substantially parallel to a plane extending perpendicular to the central axis of the housing. The control valve preferably comprises at least one sealing element which is intended to seal a passage formed along the valve rod for a process medium from the valve housing, wherein the UV light source is arranged parallel to the central axis of the housing at a distance of at most 5 cm, preferably at most 3 cm and particularly preferably at most 2 cm, from the sealing element. The inner surface of the housing, on which in particular the UV light source is arranged, is preferably formed substantially parallel to the central axis of the housing when viewed in a sectional plane comprising the central axis of the housing.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine UV-Lichtquelle in eine, insbesondere in einem montierten Zustand der Ventilstange zugewandten, Innenwand des Gehäuses integriert ist. Es kann eine vorteilhafte Anordnung der UV-Lichtquelle bei einer gleichzeitig vorteilhaft kompakten Ausgestaltung des Gehäuses erreicht werden. Bevorzugt begrenzt die Innenwand des Gehäuses das von dem Gehäuse zumindest teilweise umschlossene Volumen. Vorzugsweise ist die Innenwand des Gehäuses zumindest im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet. Bevorzugt weist die Innenwand des Gehäuses die Innenfläche des Gehäuses auf, die insbesondere zumindest im Wesentlichen zylindermantelförmig um die Mittelachse des Gehäuses ausgebildet ist. Insbesondere erstreckt sich die Innenfläche des Gehäuses in einer die Mittelachse des Gehäuses umfassenden Schnittebene betrachtet im Wesentlichen parallel zur Mittelachse des Gehäuses. Die Innenwand des Gehäuses weist vorzugsweise zumindest eine Ausnehmung auf, die sich insbesondere von der Innenfläche des Gehäuses aus von der Mittelachse des Gehäuses weg erstreckt. Insbesondere in einer Ausgestaltung, bei der die UV-Lichtquelle zumindest teilweise oder vollständig innerhalb der Ausnehmung angeordnet ist, ist die UV-Lichtquelle an einer weiteren Innenfläche des Gehäuses angeordnet, welche die Ausnehmung zumindest teilweise begrenzt. Insbesondere ist die weitere Innenfläche radial zur Mittelachse des Gehäuses bzw. der Ventilstange betrachtet nach außen, insbesondere von der Mittelachse weg, versetzt zu der Innenfläche des Gehäuses ausgebildet, die insbesondere eine Innenkontur des Gehäuses ausbildet.It is further proposed that the at least one UV light source is integrated into an inner wall of the housing, in particular one facing the valve rod in an assembled state. An advantageous arrangement of the UV light source can be achieved with a simultaneously advantageously compact design of the housing. Preferably, the inner wall of the housing limits the volume at least partially enclosed by the housing. Preferably, the inner wall of the housing is at least substantially hollow cylindrical. Preferably, the inner wall of the housing has the inner surface of the housing, which is in particular at least substantially cylindrical in shape around the central axis of the housing. In particular, the inner surface of the housing extends in a sectional plane encompassing the central axis of the housing substantially parallel to the central axis of the housing. The inner wall of the housing preferably has at least one recess, which extends in particular from the inner surface of the housing away from the central axis of the housing. In particular, in an embodiment in which the UV light source is arranged at least partially or completely within the recess, the UV light source is arranged on a further inner surface of the housing, which at least partially delimits the recess. In particular, the further inner surface is designed to be offset radially outwards, in particular away from the central axis, from the inner surface of the housing, which in particular forms an inner contour of the housing.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Sterilisierungsvorrichtung ein Fensterelement umfasst, das für UV-Strahlung der zumindest einen UV-Lichtquelle durchlässig ausgebildet ist, wobei das Fensterelement dazu vorgesehen ist, die zumindest eine UV-Lichtquelle von dem zumindest teilweise von dem Gehäuse umschlossenen Volumen zu trennen. Es kann eine vorteilhaft geschützte Integration der UV-Lichtquelle in das Gehäuse ermöglicht werden. Es können ungewollte Ablagerungen an der UV-Lichtquelle bzw. einem Umfeld der UV-Lichtquelle und eine gestörte Führung der Ventilstange im Gehäuse vorteilhaft verhindert werden. Es kann eine vorteilhaft ungestörte Funktion des Stellventils bei einer gleichzeitig erfolgenden Sterilisierung des Volumens und/oder von den das Volumen begrenzenden Oberflächen erreicht werden, insbesondere bei einer Bewegung der Ventilstange entlang einer Stellachse des Stellventils. Bevorzugt ist das Fensterelement für die von der UV-Lichtquelle zur Sterilisierung erzeugte Strahlung, insbesondere mit einer Wellenlänge zwischen 100 nm und 280 nm, vorzugsweise zwischen 200 nm und 270 nm und besonders bevorzugt zwischen 250 nm und 260 nm, zumindest zu einem Großteil durchlässig ausgebildet. Bevorzugt ist das Fensterelement für die von der UV-Lichtquelle zur Sterilisierung erzeugte Strahlung im Wesentlichen vollständig durchlässig ausgebildet, wobei insbesondere mindestens mehr als 90%, vorzugsweise mehr als 95% und besonders bevorzugt mehr als 97%, der Strahlung das Fensterelement durchdringen kann. Vorzugsweise ist das Fensterelement zwischen dem von dem Gehäuse zumindest teilweise umschlossenen Volumen und der UV-Lichtquelle angeordnet. Bevorzugt ist das Fensterelement zumindest größtenteils, insbesondere im Wesentlichen vollständig, innerhalb der Ausnehmung angeordnet. Besonders bevorzugt deckt das Fensterelement die Ausnehmung von der Mittelachse des Gehäuses aus betrachtet vollständig ab. Vorzugsweise ist das Fensterelement dazu vorgesehen, die UV-Lichtquelle fluiddicht und/oder druckdicht von dem Volumen abzutrennen.It is further proposed that the sterilization device comprises a window element which is designed to be permeable to UV radiation from the at least one UV light source, the window element being intended to separate the at least one UV light source from the volume at least partially enclosed by the housing. An advantageously protected integration of the UV light source into the housing can be made possible. Unwanted deposits on the UV light source or an area surrounding the UV light source and a disrupted guidance of the valve rod in the housing can be advantageously prevented. An advantageously undisturbed function of the control valve can be achieved with simultaneous sterilization of the volume and/or of the surfaces delimiting the volume, in particular when the valve rod moves along an actuating axis of the control valve. The window element is preferably designed to be at least largely permeable to the radiation generated by the UV light source for sterilization, in particular with a wavelength between 100 nm and 280 nm, preferably between 200 nm and 270 nm and particularly preferably between 250 nm and 260 nm. Preferably, the window element is designed to be substantially completely permeable to the radiation generated by the UV light source for sterilization, whereby in particular at least more than 90%, preferably more than 95% and particularly preferably more than 97% of the radiation can penetrate the window element. Preferably, the window element is arranged between the volume at least partially enclosed by the housing and the UV light source. Preferably, the window element is arranged at least largely, in particular substantially completely, within the recess. Particularly preferably, the window element completely covers the recess when viewed from the central axis of the housing. Preferably, the window element is provided to separate the UV light source from the volume in a fluid-tight and/or pressure-tight manner.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine UV-Lichtquelle dazu vorgesehen ist, an der Ventilstange angeordnet, vorzugsweise in die Ventilstange integriert, zu werden. Es kann eine vorteilhaft hohe Modularität der Sterilisierungsvorrichtung ermöglicht werden, vorzugsweise zu einer Verwendung mit bereits im Betrieb befindlichen Stellventilen, insbesondere ohne Modifikationen an Gehäuseteilen des Stellventils. Es kann eine vorteilhaft kompakte Ausgestaltung des Gehäuses erreicht werden. Bevorzugt ist die UV-Lichtquelle entlang einer Haupterstreckungsachse der Ventilstange bzw. entlang der Mittelachse des Gehäuses betrachtet vollständig innerhalb einer im Wesentlichen runden, insbesondere kreisförmigen, Außenkontur der Ventilstange angeordnet. Bevorzugt bildet die Ventilstange eine Aussparung zur Aufnahme der UV-Lichtquelle aus. Insbesondere umfasst die Sterilisierungseinheit ein Fensterelement, welches dazu vorgesehen ist, die UV-Lichtquelle in der von der Ventilstange gebildeten Aussparung einzuschließen. Bevorzugt ist die UV-Lichtquelle an einer dem Gehäuse zugewandten Außenseite der Ventilstange angeordnet. Insbesondere ist die UV-Lichtquelle derart angeordnet, dass die Hauptabstrahlrichtung der UV-Lichtquelle von der Mittelachse des Gehäuses weg zeigt, vorzugsweise in Richtung des Gehäuses, besonders bevorzugt radial zur Mittelachse des Gehäuses.It is also proposed that the at least one UV light source is provided to be arranged on the valve rod, preferably integrated into the valve rod. An advantageously high modularity of the sterilization device can be made possible, preferably for use with control valves already in operation, in particular without modifications to housing parts of the control valve. An advantageously compact design of the housing can be achieved. The UV light source is preferably arranged along a main extension axis of the valve rod or along the central axis of the housing completely within a substantially round, in particular circular, outer contour of the valve rod. The valve rod preferably forms a recess for receiving the UV light source. In particular, the sterilization unit comprises a window element which is provided to enclose the UV light source in the recess formed by the valve rod. The UV light source is preferably arranged on an outer side of the valve rod facing the housing. In particular, the UV light source is arranged such that the main radiation direction of the UV light source points away from the central axis of the housing, preferably in the direction of the housing, particularly preferably radially to the central axis of the housing.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse eine an zumindest einer, insbesondere in einem montierten Zustand der Ventilstange zugewandten, Innenfläche angeordnete Streubeschichtung aufweist, die zu einer Reflektion von UV-Strahlung der zumindest einen UV-Lichtquelle innerhalb des Gehäuses vorgesehen ist. Es kann eine vorteilhaft gute Ausleuchtung des Volumens und/oder der das Volumen begrenzenden Oberflächen erreicht werden. Insbesondere bei einer geringen Anzahl von UV-Lichtquellen. Durch eine vorteilhaft geringe Anzahl an zu einer ausreichenden Ausleuchtung des Volumens und/oder der das Volumen begrenzenden Oberflächen benötigten UV-Lichtquellen kann eine vorteilhaft kostengünstige und kompakte Ausgestaltung der Sterilisierungsvorrichtung erreicht werden. Es kann eine vorteilhaft hohe Energieeffizienz der Sterilisierungsvorrichtung ermöglicht werden. Vorzugsweise ist die Streubeschichtung als eine dünne Schicht ausgebildet, welche auf einer Oberfläche, insbesondere einer Oberfläche bzw. der Innenfläche des Gehäuses, aufgebracht ist. Bevorzugt ist die Streubeschichtung dazu vorgesehen bzw. derart angeordnet, dass die UV-Strahlung der UV-Lichtquelle durch Reflektion an der Streubeschichtung innerhalb des Volumens, besonders bevorzugt auf einen Großteil der Oberfläche der Ventilstange, verteilt wird. Bevorzugt ist zumindest ein Großteil der das Volumen begrenzenden Innenflächen, insbesondere zumindest die Innenfläche des Gehäuses, mit der Streubeschichtung überzogen. Alternativ ist denkbar, dass lediglich der UV-Lichtquelle zugewandte Teilflächen der Innenfläche(n) des Gehäuses die Streubeschichtung aufweisen, insbesondere um die UV-Strahlung auf der UV-Lichtquelle abgewandte Flächen der Ventilstange zu reflektieren. Bevorzugt weisen die Teilflächen der Innenfläche(n) des Gehäuses jeweils eine Normale auf, welche mit der Hauptabstrahlrichtung der UV-Lichtquelle einen Winkel von mindestens 90° aufspannt.It is further proposed that the housing has a scattering coating arranged on at least one inner surface, in particular facing the valve rod in an assembled state, which is intended to reflect UV radiation from the at least one UV light source within the housing. Advantageously good illumination of the volume and/or the surfaces delimiting the volume can be achieved. In particular with a small number of UV light sources. By using an advantageously small number of UV light sources required to sufficiently illuminate the volume and/or the surfaces delimiting the volume, an advantageously cost-effective and compact design of the sterilization device can be achieved. An advantageously high energy efficiency of the sterilization device can be enabled. The scattering coating is preferably designed as a thin layer which is applied to a surface, in particular a surface or the inner surface of the housing. The scattering coating is preferably provided or arranged in such a way that the UV radiation from the UV light source is distributed within the volume, particularly preferably over a large part of the surface of the valve rod, by reflection on the scattering coating. Preferably, at least a large part of the inner surfaces delimiting the volume, in particular at least the inner surface of the housing, is covered with the scattering coating. Alternatively, it is conceivable that only partial surfaces of the inner surface(s) of the housing facing the UV light source have the scattering coating, in particular in order to reflect the UV radiation on surfaces of the valve rod facing away from the UV light source. Preferably, the partial surfaces of the inner surface(s) of the housing each have a normal which forms an angle of at least 90° with the main radiation direction of the UV light source.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Sterilisierungsvorrichtung eine Versorgungseinheit zu einer elektrischen Versorgung der Sterilisierungseinheit, insbesondere der zumindest einen UV-Lichtquelle, umfasst, wobei das Gehäuse zumindest eine Durchführung zu einer Verbindung der zumindest einen UV-Lichtquelle mit der Versorgungseinheit begrenzt, wobei die Durchführung getrennt von dem zumindest teilweise von dem Gehäuse umschlossenen Volumen ausgebildet ist. Durch die Ausgestaltung der UV-Lichtquelle als LED kann eine vorteilhaft einfache, kompakte und kostengünstige Versorgungseinheit ermöglicht werden. Es kann vorteilhaft eine abgeschlossene Ausgestaltung des Volumens erreicht werden. Dadurch kann eine vorteilhaft hohe Reinlichkeit für einen Betrieb des Stellventils ermöglicht werden. Bevorzugt erstreckt sich die Durchführung von einer der Mittelachse bzw. der Ventilstange abgewandten Außenseite des Gehäuses, insbesondere durch eine gesamte Dicke des Gehäuses hindurch, bis zu dem Volumen bzw. einer der Mittelachse bzw. der Ventilstange zugewandten Innenseite des Gehäuses. In einer Ausgestaltung der Sterilisierungsvorrichtung, bei der die UV-Lichtquelle in der Ausnehmung angeordnet ist, erstreckt sich die Durchführung vorzugsweise von der der Mittelachse bzw. der Ventilstange abgewandten Außenseite des Gehäuses bis in die Ausnehmung. Vorzugsweise umfasst das Gehäuse und/oder die Versorgungseinheit zumindest ein Dichtungsmittel, zu einer fluid- und/oder drucksicheren Abdichtung der Durchführung von dem Volumen bzw. der Ausnehmung zur Außenseite des Volumens hin. Beispielsweise ist/sind das/die Dichtungsmittel als Dichtmasse, als Dichtring o.dgl. ausgebildet. Vorzugsweise umfasst die Versorgungseinheit zumindest ein Leitungselement, wie ein Kabel o.dgl., zu einer elektrischen Kontaktierung der UV-Lichtquelle. Bevorzugt ist die Durchführung über das/die Dichtmittel und/oder über das Fensterelement von dem Volumen getrennt ausgebildet. Bevorzugt umfasst die Versorgungseinheit eine elektrischen Energiespeicher, wie einen Akku, eine Batterie o.dgl. oder einen Anschluss an ein elektrisches Netzwerk, welcher/welches insbesondere dazu vorgesehen ist über das Leitungselement mit der UV-Lichtquelle verbunden zu werden. In einer Ausgestaltung der Sterilisierungseinheit mit mehr als einer UV-Lichtquelle ist denkbar, dass das Gehäuse mehr als eine Durchführung, insbesondere für jede UV-Lichtquelle zumindest eine Durchführung, begrenzt, wobei insbesondere die Versorgungseinheit dazu vorgesehen ist, die UV-Lichtquellen jeweils durch eine der Durchführungen zu versorgen. Dadurch kann vorteilhaft eine Anordnung von Leitungselementen innerhalb des Volumens entfallen. Alternativ ist denkbar, dass die Versorgungseinheit dazu vorgesehen ist, die UV-Lichtquellen durch eine oder zwei Durchführungen im Gehäuse zu versorgen, wobei insbesondere mehr als eine UV-Lichtquelle durch eine einzelne Durchführung versorgt wird.It is also proposed that the sterilization device comprises a supply unit for electrically supplying the sterilization unit, in particular the at least one UV light source, wherein the housing delimits at least one passage for connecting the at least one UV light source to the supply unit, wherein the passage is designed separately from the volume at least partially enclosed by the housing. By designing the UV light source as an LED, an advantageously simple, compact and cost-effective supply unit can be made possible. A closed design of the volume can advantageously be achieved. This can enable an advantageously high level of cleanliness for operation of the control valve. The passage preferably extends from an outside of the housing facing away from the central axis or the valve rod, in particular through an entire thickness of the housing, to the volume or an inside of the housing facing the central axis or the valve rod. In an embodiment of the sterilization device in which the UV light source is arranged in the recess, the passage preferably extends from the outside of the housing facing away from the central axis or the valve rod into the recess. Preferably, the housing and/or the supply unit comprise at least one sealing means for a fluid- and/or pressure-tight seal of the passage from the volume or the recess to the outside of the volume. For example, the sealing means is/are designed as a sealing compound, as a sealing ring or the like. Preferably, the supply unit comprises at least one line element, such as a cable or the like, for electrically contacting the UV light source. Preferably, the passage is designed to be separated from the volume via the sealing means and/or via the window element. Preferably, the supply unit comprises an electrical energy storage device, such as a rechargeable battery, a battery or the like, or a connection to an electrical network, which is/are particularly intended to be connected to the UV light source via the line element. In an embodiment of the sterilization unit with more than one UV light source, it is conceivable that the housing delimits more than one passage, in particular at least one passage for each UV light source, wherein in particular the supply unit is intended to supply the UV light sources through one of the passages. This advantageously makes it possible to dispense with the arrangement of line elements within the volume. Alternatively, it is conceivable that the supply unit is designed to supply the UV light sources through one or two feedthroughs in the housing, with more than one UV light source being supplied through a single feedthrough.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Sterilisierungsvorrichtung eine Versorgungseinheit zu einer elektrischen Versorgung der Sterilisierungseinheit, insbesondere der zumindest einen UV-Lichtquelle, umfasst, wobei die Versorgungseinheit zu einer kabellosen Verbindung mit der Sterilisierungseinheit, insbesondere der zumindest einen UV-Lichtquelle, vorgesehen ist. Es kann vorteilhaft eine Modifikation des Gehäuses durch Durchführungen o.dgl. entfallen. Dadurch kann eine vorteilhaft hohe Modularität der Sterilisierungsvorrichtung ermöglicht werden, vorzugsweise zu einer Verwendung mit bereits im Betrieb befindlichen Stellventilen, insbesondere ohne Modifikationen an Gehäuseteilen des Stellventils. Insbesondere kann die kabellose Verbindung zwischen der Versorgungseinheit und der Sterilisierungseinheit auch als kontaktlose Verbindung bezeichnet werden. Die kabellose Verbindung der Versorgungseinheit und der Sterilisierungseinheit ist vorzugsweise durch eine induktive Kopplung realisiert. Es sind jedoch auch andere kabellose Verbindungsarten zwischen der Versorgungseinheit und der Sterilisierungseinheit denkbar, wie über eine kapazitive Kopplung oder über elektromagnetische Wellen, insbesondere über Licht oder Funksignale. Bevorzugt umfasst die Versorgungseinheit ein an der Sterilisierungseinheit, insbesondere der UV-Lichtquelle, angeordnetes bzw. mit der Sterilisierungseinheit, insbesondere der UV-Lichtquelle, direkt verbundenes Verbindungselement und ein weiteres Verbindungselement, welches getrennt von der Sterilisierungseinheit, insbesondere der UV-Lichtquelle, bzw. von dem Verbindungselement angeordnet ist. Vorzugsweise sind das Verbindungselement und das weitere Verbindungselement dazu vorgesehen, untereinander Energie zu übertragen, bevorzugt zumindest von dem weiteren Verbindungselement zu dem Verbindungselement. Bevorzugt ist das Verbindungselement an einer/der Innenseite bzw. der Innenwand des Gehäuses angeordnet, insbesondere in die Innenwand integriert. Insbesondere ist das Verbindungselement innerhalb der Ausnehmung angeordnet. Insbesondere ist denkbar, dass das Verbindungselement innerhalb des Volumens angeordnet ist. Das weitere Verbindungselement ist vorzugsweise an der/einer Außenseite des Gehäuses angeordnet. Bevorzugt ist zumindest eine Wandung des Gehäuses, insbesondere radial zur Mittelachse des Gehäuses betrachtet, zwischen dem Verbindungselement und dem weiteren Verbindungselement angeordnet. Es ist denkbar, dass die Versorgungseinheit eine Mehrzahl von Verbindungselementen und/oder weiteren Verbindungselementen umfasst, insbesondere zu einer Versorgung von mehreren UV-Lichtquellen. Alternativ ist denkbar, dass mehrere UV-Lichtquellen zu einer elektrischen Versorgung mit einem Verbindungselement der Versorgungseinheit verbunden sind. Beispielsweise sind das Verbindungselement und das weitere Verbindungselement jeweils als eine Spule ausgebildet. Es sind jedoch, insbesondere je nach Art der Verbindung, auch andere Ausgestaltungen der Verbindungselemente denkbar, beispielsweise als Emitter und Empfänger oder als Kondensatorplatten. Bevorzugt umfasst die Versorgungseinheit Abschirmmittel zu einer elektrischen Abschirmung der Verbindungselemente, insbesondere des Verbindungselements und/oder des weiteren Verbindungselements, zu dem Gehäuse. Beispielsweise sind die Abschirmmittel als ein Verguss, als eine Hülse, insbesondere eine Kunststoff- oder Gummihülse, o.dgl. ausgebildet. Insbesondere sind die Abschirmmittel dazu vorgesehen, einen elektrischen Kontakt zwischen den/dem jeweiligen Verbindungsmittel(n) und dem Gehäuse zu verhindern.It is further proposed that the sterilization device comprises a supply unit for electrically supplying the sterilization unit, in particular the at least one UV light source, wherein the supply unit is provided for a wireless connection to the sterilization unit, in particular the at least one UV light source. Modification of the housing by means of bushings or the like can advantageously be omitted. This can enable an advantageously high level of modularity of the sterilization device, preferably for use with control valves already in operation, in particular without modifications to housing parts of the control valve. In particular, the wireless connection between the supply unit and the sterilization unit can also be referred to as a contactless connection. The wireless connection of the supply unit and the sterilization unit is preferably realized by an inductive coupling. However, other types of wireless connection between the supply unit and the sterilization unit are also conceivable, such as via a capacitive coupling or via electromagnetic waves, in particular via light or radio signals. Preferably, the supply unit comprises a connecting element arranged on the sterilization unit, in particular the UV light source, or directly connected to the sterilization unit, in particular the UV light source, and a further connecting element which is arranged separately from the sterilization unit, in particular the UV light source, or from the connecting element. Preferably, the connecting element and the further connecting element are provided to transmit energy to one another, preferably at least from the further connecting element to the connecting element. Before Preferably, the connecting element is arranged on an inner side or the inner wall of the housing, in particular integrated into the inner wall. In particular, the connecting element is arranged within the recess. In particular, it is conceivable that the connecting element is arranged within the volume. The further connecting element is preferably arranged on the outer side of the housing. Preferably, at least one wall of the housing, in particular viewed radially to the central axis of the housing, is arranged between the connecting element and the further connecting element. It is conceivable that the supply unit comprises a plurality of connecting elements and/or further connecting elements, in particular for supplying several UV light sources. Alternatively, it is conceivable that several UV light sources are connected to a connecting element of the supply unit for electrical supply. For example, the connecting element and the further connecting element are each designed as a coil. However, depending on the type of connection, other designs of the connecting elements are also conceivable, for example as emitters and receivers or as capacitor plates. Preferably, the supply unit comprises shielding means for electrically shielding the connecting elements, in particular the connecting element and/or the further connecting element, from the housing. For example, the shielding means are designed as a potting compound, as a sleeve, in particular a plastic or rubber sleeve, or the like. In particular, the shielding means are intended to prevent electrical contact between the respective connecting means(s) and the housing.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Sterilisierungseinheit eine Mehrzahl von UV-Lichtquellen umfasst und das Gehäuse zumindest eine Mittelachse aufweist, wobei insbesondere das Gehäuse dazu vorgesehen ist, die Ventilstange zumindest im Wesentlichen parallel zu der Mittelachse aufzunehmen, wobei die Mehrzahl der UV-Lichtquellen, insbesondere entlang der Mittelachse betrachtet, um die Mittelachse verteilt angeordnet sind. Es kann eine vorteilhaft gute Ausleuchtung des Volumens und/oder der das Volumen begrenzenden Oberflächen erreicht werden. Bevorzugt ist die Mehrzahl von UV-Lichtquellen entlang der Mittelachse des Gehäuses betrachtet zumindest im Wesentlichen gleichmäßig verteilt um die Mittelachse des Gehäuses angeordnet. Vorzugsweise sind die UV-Lichtquellen der Mehrzahl von UV-Lichtquellen in einer einzigen sich senkrecht zur Mittelachse erstreckenden Ebene angeordnet. Es ist aber auch denkbar, dass die UV-Lichtquellen der Mehrzahl von UV-Lichtquellen in mehreren Ebenen angeordnet sind.It is further proposed that the sterilization unit comprises a plurality of UV light sources and that the housing has at least one central axis, wherein in particular the housing is provided to accommodate the valve rod at least substantially parallel to the central axis, wherein the plurality of UV light sources, in particular viewed along the central axis, are arranged distributed around the central axis. An advantageously good illumination of the volume and/or the surfaces delimiting the volume can be achieved. Preferably, the plurality of UV light sources are arranged at least substantially evenly distributed around the central axis of the housing, viewed along the central axis of the housing. Preferably, the UV light sources of the plurality of UV light sources are arranged in a single plane extending perpendicular to the central axis. However, it is also conceivable that the UV light sources of the plurality of UV light sources are arranged in several planes.
Außerdem wird ein Stellventil für eine Prozessanlage, insbesondere mit hohen Reinlichkeitsanforderungen, beispielsweise in der Lebensmittel- und/oder der Pharmaindustrie, mit einer erfindungsgemäßen Sterilisierungsvorrichtung vorgeschlagen. Das Stellventil umfasst zumindest ein Ventilgehäuse, zumindest eine Ventilstange und zumindest ein Ventilaufbau, wobei der Ventilaufbau die Ventilstange zusammen mit dem Ventilgehäuse bereichsweise zumindest im Wesentlichen vollständig umschließt. Insbesondere entspricht das erfindungsgemäße Stellventil dem zuvor beschriebenen Stellventil. Insbesondere umschließt der Ventilaufbau und das Ventilgehäuse die Ventilstange in einem Bereich der Sterilisierungsvorrichtung und/oder in einem Bereich von der Sterilisierungsvorrichtung bis zu einem Ventilkegel des Stellventils im Wesentlichen vollständig.In addition, a control valve for a process plant, in particular with high cleanliness requirements, for example in the food and/or pharmaceutical industry, with a sterilization device according to the invention is proposed. The control valve comprises at least one valve housing, at least one valve rod and at least one valve structure, wherein the valve structure at least substantially completely encloses the valve rod together with the valve housing in some areas. In particular, the control valve according to the invention corresponds to the control valve described above. In particular, the valve structure and the valve housing essentially completely enclose the valve rod in an area of the sterilization device and/or in an area from the sterilization device to a valve cone of the control valve.
Durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung des Stellventils kann eine vorteilhaft hohe Kompaktheit erreicht werden. Es kann eine vorteilhaft kompakte und kostengünstige Versorgung zu einem Betrieb des Stellventils erreicht werden, insbesondere da zusätzliche Mittel, wie Dampf, zum Sterilisieren entfallen können.By designing the control valve according to the invention, an advantageously high level of compactness can be achieved. An advantageously compact and cost-effective supply for operating the control valve can be achieved, particularly since additional means such as steam for sterilization can be dispensed with.
Das Ventilgehäuse bildet bevorzugt zumindest eine Einlassöffnung, zumindest eine Auslassöffnung und zumindest eine Drosselstelle aus, die insbesondere zu einem Führen von Prozessmedium vorgesehen sind. Das Stellventil umfasst vorzugsweise ein Stellglied, das mit der Ventilstange gekoppelt ausgebildet ist, insbesondere über eine einstückige Ausgestaltung oder eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung. Das Stellventil ist insbesondere dazu vorgesehen, die Drosselstelle in zumindest einem Betriebszustand zu verschließen, insbesondere über ein Zusammenwirken mit einem Ventilsitz des Stellventils. Das Stellventil kann als Hubventil, wobei das Stellglied zumindest teilwiese entlang einer Achse, insbesondere der Mittelachse, translatorisch bewegbar ausgebildet ist, oder als ein Drehventil, wobei das Stellglied zumindest teilwiese um eine Achse rotatorisch bewegbar ausgebildet ist, ausgebildet sein. Das Ventilgehäuse umfasst vorzugsweise einen Deckel, durch welchen sich die Ventilstange in das Ventilgehäuse erstreckt. Bevorzugt ragt die Ventilstange zumindest teilweise, insbesondere durch den Deckel des Ventilgehäuses, aus dem Ventilgehäuse, insbesondere einem vom Ventilgehäuse umschlossenen Volumen, das die Drosselstelle umfasst, heraus. Vorzugsweise ist der Ventilaufbau außerhalb des Ventilgehäuses angeordnet, insbesondere an dem Deckel des Ventilgehäuses. Der Ventilaufbau umfasst insbesondere eine Führung für die Ventilstange. Insbesondere bildet der Ventilaufbau Schnittstellen zu einer Befestigung eines/des Antriebs des Stellventils, eines Stellungsreglers des Stellventils und/oder weiterer Komponenten des Stellventils aus. Bevorzugt erstreckt sich in einem montierten Zustand ein aus einem durch das Ventilgehäuse begrenzten, zu einer Führung des Prozessmediums vorgesehenen Raums heraus erstreckender Teil der Ventilstange zumindest teilweise durch das Gehäuse der Sterilisierungsvorrichtung hindurch, insbesondere entlang der Mittelachse des Gehäuses. Vorzugsweise ist die Sterilisierungsvorrichtung, insbesondere die Sterilisierungseinheit, zumindest im Wesentlichen vollständig außerhalb des durch das Ventilgehäuse begrenzten, zu einer Führung des Prozessmediums vorgesehenen Raums angeordnet.The valve housing preferably forms at least one inlet opening, at least one outlet opening and at least one throttle point, which are provided in particular for guiding process medium. The control valve preferably comprises an actuator which is coupled to the valve rod, in particular via a one-piece design or a force-locking and/or positive connection. The control valve is in particular provided to close the throttle point in at least one operating state, in particular via interaction with a valve seat of the control valve. The control valve can be designed as a lift valve, wherein the actuator is designed to be at least partially translationally movable along an axis, in particular the central axis, or as a rotary valve, wherein the actuator is designed to be at least partially rotationally movable about an axis. The valve housing preferably comprises a cover through which the valve rod extends into the valve housing. The valve rod preferably protrudes at least partially, in particular through the cover of the valve housing, from the valve housing, in particular from a volume enclosed by the valve housing which comprises the throttle point. Preferably, the valve structure is arranged outside the valve housing, in particular on the cover of the valve housing. The valve structure comprises in particular a guide for the valve rod. In particular, the valve structure forms interfaces for fastening a/the drive of the control valve, a position controller of the control valve and/or other components of the control valve. Preferably, In an assembled state, a part of the valve rod extending from a space delimited by the valve housing and intended for guiding the process medium extends at least partially through the housing of the sterilization device, in particular along the central axis of the housing. Preferably, the sterilization device, in particular the sterilization unit, is arranged at least substantially completely outside the space delimited by the valve housing and intended for guiding the process medium.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse der Sterilisierungsvorrichtung als Teil des Ventilaufbaus oder des Ventilgehäuses ausgebildet ist. Die Sterilisierungsvorrichtung ist vorzugsweise zwischen dem Ventilaufbau und dem Ventilgehäuse oder als Teil des Ventilaufbaus oder des Ventilgehäuses angeordnet bzw. ausgebildet. Insbesondere ist zumindest das Gehäuse der Sterilisierungsvorrichtung einteilig mit dem Ventilaufbau oder dem Ventilgehäuse ausgebildet. Es ist denkbar, dass der Ventilaufbau den Deckel für das Ventilgehäuse umfasst oder einteilig mit dem Deckel des Ventilgehäuses ausgebildet ist. Insbesondere ist denkbar, dass das Gehäuse der Sterilisierungsvorrichtung als Teil des Deckels des Ventilgehäuses ausgebildet ist, insbesondere einteilig mit dem Deckel des Ventilgehäuses ausgebildet ist. Insbesondere ist der Deckel des Ventilgehäuses dazu vorgesehen, den durch das Ventilgehäuse begrenzten, zu einer Führung des Prozessmediums vorgesehenen Raum zu verschließen.It is also proposed that the housing of the sterilization device is designed as part of the valve structure or the valve housing. The sterilization device is preferably arranged or designed between the valve structure and the valve housing or as part of the valve structure or the valve housing. In particular, at least the housing of the sterilization device is designed as one piece with the valve structure or the valve housing. It is conceivable that the valve structure comprises the cover for the valve housing or is designed as one piece with the cover of the valve housing. In particular, it is conceivable that the housing of the sterilization device is designed as part of the cover of the valve housing, in particular is designed as one piece with the cover of the valve housing. In particular, the cover of the valve housing is intended to close the space delimited by the valve housing and intended for guiding the process medium.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Sterilisierungseinheit, vorzugsweise die zumindest eine UV-Lichtquelle, insbesondere senkrecht zu einer Haupterstreckungsachse der Ventilstange betrachtet, außerhalb des Ventilgehäuses angeordnet ist. Es kann eine vorteilhaft geschützte Anordnung der UV-Lichtquelle erreicht werden, beispielsweise vor Vibrationen am Ventilgehäuse. Dadurch kann eine vorteilhaft hohe Lebensdauer der Sterilisierungseinheit ermöglicht werden. Insbesondere ist die Ventilstange derart ausgebildet und/oder angeordnet, dass die Mittelachse des Gehäuses die Haupterstreckungsachse der Ventilstange umfasst oder zumindest im Wesentlichen parallel zur Haupterstreckungsachse der Ventilstange angeordnet ist.It is further proposed that the sterilization unit, preferably the at least one UV light source, in particular viewed perpendicular to a main extension axis of the valve rod, is arranged outside the valve housing. An advantageously protected arrangement of the UV light source can be achieved, for example from vibrations on the valve housing. This can enable an advantageously long service life of the sterilization unit. In particular, the valve rod is designed and/or arranged such that the center axis of the housing encompasses the main extension axis of the valve rod or is at least arranged substantially parallel to the main extension axis of the valve rod.
Zudem wird vorgeschlagen, dass der Ventilaufbau zumindest ein Dichtelement umfasst, das dazu vorgesehen ist, einen entlang der Ventilstange ausgebildeten Durchgang für ein Prozessmedium aus dem Ventilgehäuse abzudichten, wobei die Sterilisierungsvorrichtung, insbesondere die Sterilisierungseinheit, entlang der Ventilstange betrachtet auf einer dem Ventilgehäuse abgewandten Seite des Dichtelements angeordnet ist. Es kann eine vorteilhaft kompakte Ausgestaltung ermöglicht werden, insbesondere durch eine Anordnung der Sterilisierungseinheit und/oder der Versorgungseinheit der Sterilisierungsvorrichtung oberhalb des Ventilgehäuses. Bevorzugt ist das Dichtelement dazu vorgesehen, den durch das Ventilgehäuse begrenzten, zu einer Führung des Prozessmediums vorgesehenen Raum nach außen, insbesondere in Richtung des Antriebs hin, abzudichten. Beispielsweise ist das Dichtelement als ein Dichtring oder als Teil einer Dicht-Packung oder einer Stopfbuchse ausgebildet. Bevorzugt ist das Dichtelement an der Ventilstange angeordnet. Vorzugsweise ist das Dichtelement zwischen einer, insbesondere die Ventilstrange senkrecht zur Haupterstreckungsachse der Ventilstange betrachtet umschließenden, Innenwand des Deckels und/oder des Ventilaufbaus und der Ventilstange angeordnet. Insbesondere ist die Sterilisierungsvorrichtung, insbesondere die Sterilisierungseinheit, von der Drosselstelle bzw. dem Ventilglied aus entlang der Ventilstange bzw. der Haupterstreckungsachse der Ventilstange betrachtet hinter dem Dichtelement angeordnet. Bevorzugt ist die Sterilisierungseinheit, insbesondere die UV-Lichtquelle, in einem Nahbereich des Dichtelements angeordnet. Insbesondere erstreckt sich der Nahbereich des Dichtelements senkrecht zur Mittelachse des Gehäuses bzw. zur Haupterstreckungsachse der Ventilstange bis zu einem minimalen Abstand von höchstens 5 cm, vorzugsweise höchstens 3 cm und besonders bevorzugt höchstens 2 cm, zum Dichtelement.It is also proposed that the valve structure comprises at least one sealing element which is intended to seal a passage formed along the valve rod for a process medium from the valve housing, wherein the sterilization device, in particular the sterilization unit, is arranged on a side of the sealing element facing away from the valve housing when viewed along the valve rod. An advantageously compact design can be made possible, in particular by arranging the sterilization unit and/or the supply unit of the sterilization device above the valve housing. The sealing element is preferably intended to seal the space delimited by the valve housing and intended for guiding the process medium to the outside, in particular in the direction of the drive. For example, the sealing element is designed as a sealing ring or as part of a sealing packing or a stuffing box. The sealing element is preferably arranged on the valve rod. The sealing element is preferably arranged between an inner wall of the cover and/or the valve structure and the valve rod, in particular enclosing the valve rod when viewed perpendicular to the main extension axis of the valve rod. In particular, the sterilization device, in particular the sterilization unit, is arranged behind the sealing element when viewed from the throttle point or the valve member along the valve rod or the main extension axis of the valve rod. The sterilization unit, in particular the UV light source, is preferably arranged in a close area of the sealing element. In particular, the close area of the sealing element extends perpendicular to the central axis of the housing or to the main extension axis of the valve rod up to a minimum distance of at most 5 cm, preferably at most 3 cm and particularly preferably at most 2 cm, from the sealing element.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das die Ventilstange eine Streubeschichtung aufweist, die zu einer Reflektion von UV-Strahlung der zumindest einen UV-Lichtquelle der Sterilisierungseinheit vorgesehen ist. Es kann eine vorteilhaft gute Ausleuchtung des Volumens und/oder der das Volumen begrenzenden Oberflächen erreicht werden. Insbesondere bei einer geringen Anzahl von UV-Lichtquellen. Durch eine vorteilhaft geringe Anzahl an zu einer ausreichenden Ausleuchtung des Volumens und/oder der das Volumen begrenzenden Oberflächen benötigten UV-Lichtquellen kann eine vorteilhaft kostengünstige und kompakte Ausgestaltung der Sterilisierungsvorrichtung erreicht werden. Es kann eine vorteilhaft hohe Energieeffizienz der Sterilisierungsvorrichtung ermöglicht werden. Vorzugsweise ist die Streubeschichtung als eine dünne Schicht ausgebildet, welche auf einer Oberfläche, insbesondere der Oberfläche der Ventilstange, aufgebracht ist. Bevorzugt ist die Streubeschichtung dazu vorgesehen bzw. derart angeordnet, dass die UV-Strahlung der UV-Lichtquelle durch Reflektion an der Streubeschichtung innerhalb des Volumens, besonders bevorzugt auf einen Großteil der Innenfläche des Gehäuses, verteilt wird. Bevorzugt ist die Ventilstange in einem Bereich der Sterilisierungseinheit, insbesondere in einem von dem Gehäuse umschlossenen Bereich der Ventilstange, über zumindest einen Großteil eines Umfangs der Ventilstange, insbesondere über einen gesamten Umfang der Ventilstange, mit der Streubeschichtung überzogen. Alternativ ist denkbar, dass lediglich der/einer UV-Lichtquelle zugewandte Oberflächen der Ventilstange die Streubeschichtung aufweisen, insbesondere um die UV-Strahlung auf zu der UV-Lichtquelle stark abgewinkelte Innenflächen des Gehäuses zu reflektieren.It is further proposed that the valve rod has a scattering coating that is provided for reflecting UV radiation from the at least one UV light source of the sterilization unit. Advantageously good illumination of the volume and/or the surfaces delimiting the volume can be achieved. In particular with a small number of UV light sources. An advantageously low number of UV light sources required for sufficient illumination of the volume and/or the surfaces delimiting the volume can achieve an advantageously cost-effective and compact design of the sterilization device. An advantageously high energy efficiency of the sterilization device can be made possible. The scattering coating is preferably designed as a thin layer that is applied to a surface, in particular the surface of the valve rod. The scattering coating is preferably provided or arranged in such a way that the UV radiation from the UV light source is distributed within the volume, particularly preferably over a large part of the inner surface of the housing, by reflection on the scattering coating. Preferably, the valve rod is in a region of the sterilization unit, in particular in a region of the valve rod enclosed by the housing, over at least a large part of a circumference of the valve rod, in particular over the entire circumference of the valve rod, covered with the scattering coating. Alternatively, it is conceivable that only surfaces of the valve rod facing the UV light source(s) have the scattering coating, in particular in order to reflect the UV radiation onto inner surfaces of the housing that are at a sharp angle to the UV light source.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Stellventil eine Pneumatik-Leitung, insbesondere für einen Betrieb eines Antriebs und/oder eines Stellungsreglers des Stellventils, umfasst, wobei die Sterilisierungsvorrichtung eine Versorgungseinheit umfasst, die dazu vorgesehen ist, aus einer Strömung in der Pneumatik-Leitung Energie zu einem Betrieb der Sterilisierungseinheit, insbesondere der zumindest einen UV-Lichtquelle, umzuwandeln. Es kann vorteilhaft eine zusätzliche Versorgungsleitung an das Stellventil entfallen, insbesondere da über die Versorgungseinheit die Energie zum Betreiben der Sterilisierungseinheit aus einer zum Antrieb des Stellglieds bzw. der Ventilstange des Stellventils benötigten Druckluft entnommen werden kann. Dadurch kann eine vorteilhaft kostengünstige Integration des Stellventils in Prozessanlagen ermöglicht werden. Insbesondere ist die Pneumatik-Leitung zu einer Versorgung des Stellventils, insbesondere des Antriebs und/oder des Stellungsreglers des Stellventils, mit Druckluft vorgesehen. Vorzugsweise ist die Pneumatik-Leitung als Zuluft- oder Abluftleitung ausgebildet. Bevorzugt ist die Versorgungseinheit dazu vorgesehen, elektrische Energie zum Betrieb der Sterilisierungseinheit, insbesondere der zumindest einen UV-Lichtquelle, bereitzustellen. Beispielsweise umfasst die Versorgungseinheit zumindest ein bewegliches, insbesondere magnetisiertes, Anregungselement, welches dazu vorgesehen ist, durch die Luft innerhalb der Pneumatik-Leitung bewegt zu werden. Insbesondere kann durch die Bewegung des Anregungselements ein elektrischer Strom erzeugt werden, beispielsweise über Induktion.It is further proposed that the control valve comprises a pneumatic line, in particular for operating a drive and/or a position controller of the control valve, wherein the sterilization device comprises a supply unit which is provided for converting energy from a flow in the pneumatic line to operate the sterilization unit, in particular the at least one UV light source. An additional supply line to the control valve can advantageously be omitted, in particular since the energy for operating the sterilization unit can be taken from the compressed air required to drive the actuator or the valve rod of the control valve via the supply unit. This enables an advantageously cost-effective integration of the control valve in process systems. In particular, the pneumatic line is provided for supplying the control valve, in particular the drive and/or the position controller of the control valve, with compressed air. The pneumatic line is preferably designed as a supply air or exhaust air line. The supply unit is preferably provided for providing electrical energy for operating the sterilization unit, in particular the at least one UV light source. For example, the supply unit comprises at least one movable, in particular magnetized, excitation element, which is intended to be moved by the air within the pneumatic line. In particular, an electric current can be generated by the movement of the excitation element, for example via induction.
Alternativ ist denkbar, dass die Versorgungseinheit dazu vorgesehen ist, aus dem, insbesondere innerhalb des Ventilgehäuses geführten, Prozessmedium Energie zu einem Betrieb der Sterilisierungseinheit, insbesondere der zumindest einen UV-Lichtquelle, umzuwandeln. Insbesondere ist denkbar, dass die Versorgungseinheit dazu vorgesehen ist, kinetische oder thermische Energie des Prozessmediums in Energie zu einem Betrieb der Sterilisierungseinheit, insbesondere der zumindest einen UV-Lichtquelle, umzuwandeln. Bevorzugt ist die Versorgungseinheit dazu vorgesehen, elektrische Energie zum Betrieb der Sterilisierungseinheit, insbesondere der zumindest einen UV-Lichtquelle, bereitzustellen.Alternatively, it is conceivable that the supply unit is provided to convert energy from the process medium, in particular guided within the valve housing, to operate the sterilization unit, in particular the at least one UV light source. In particular, it is conceivable that the supply unit is provided to convert kinetic or thermal energy of the process medium into energy to operate the sterilization unit, in particular the at least one UV light source. Preferably, the supply unit is provided to provide electrical energy to operate the sterilization unit, in particular the at least one UV light source.
Die erfindungsgemäße Sterilisierungsvorrichtung und/oder das erfindungsgemäße Stellventil sollen/soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können/kann die erfindungsgemäße Sterilisierungsvorrichtung und/oder das erfindungsgemäße Stellventil zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.The sterilization device according to the invention and/or the control valve according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the sterilization device according to the invention and/or the control valve according to the invention can have a number of individual elements, components and units that differs from the number stated herein in order to fulfill a function described herein. In addition, in the value ranges stated in this disclosure, values within the stated limits should also be considered disclosed and can be used as desired.
Zeichnungendrawings
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind vier Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawings. The drawings show four embodiments of the invention. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will also expediently consider the features individually and combine them into further useful combinations.
Es zeigen:
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1 .: eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Stellventils für eine Prozessanlage mit einer erfindungsgemäßen Sterilisierungsvorrichtung, -
2 .: eine schematische Schnittansicht einer alternativen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Stellventils für eine Prozessanlage mit einer erfindungsgemäßen Sterilisierungsvorrichtung, wobei eine Sterilisierungseinheit der Sterilisierungsvorrichtung kabellos versorgt wird, -
3 .: eine schematische Draufsicht einer weiteren alternativen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sterilisierungsvorrichtung mit einer Mehrzahl an UV-Lichtquellen und -
4 .: eine schematische Schnittansicht einer anderen weiteren alternativen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Stellventils für eine Prozessanlage mit einer erfindungsgemäßen Sterilisierungsvorrichtung, wobei eine Sterilisierungseinheit der Sterilisierungsvorrichtung in einer Ventilstange des Stellventils angeordnet ist.
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1 .: a schematic sectional view of a control valve according to the invention for a process plant with a sterilization device according to the invention, -
2 .: a schematic sectional view of an alternative embodiment of a control valve according to the invention for a process plant with a sterilization device according to the invention, wherein a sterilization unit of the sterilization device is supplied wirelessly, -
3 .: a schematic plan view of another alternative embodiment of a sterilization device according to the invention with a plurality of UV light sources and -
4 .: a schematic sectional view of another further alternative embodiment of a control valve according to the invention for a process plant with a sterilization device according to the invention, wherein a sterilization unit of the sterilization device is arranged in a valve rod of the control valve.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In
Das Stellventil 10a umfasst eine Sterilisierungsvorrichtung 30a. Die Sterilisierungsvorrichtung 30a umfasst ein Gehäuse 32a, das zu einer Aufnahme der Ventilstange 14a des Stellventils 10a vorgesehen ist, und eine Sterilisierungseinheit 34a zu einer Sterilisierung eines zumindest teilweise von dem Gehäuse 32a umschlossenen Volumens 36a, insbesondere zumindest einer Innenfläche 38a des Gehäuses 32a, zumindest einer Oberfläche 40a der Ventilstange 14a und/oder eines zwischen dem Gehäuse 32a und der Ventilstange 14a angeordneten Medium, insbesondere Prozessmedium. Das Gehäuse 32a weist eine Mittelachse 42a auf, wobei sich das Gehäuse 32a über zumindest eine Innenwand 44a des Gehäuses 32a, welche insbesondere die Innenfläche 38a ausbildet, um die Mittelachse 42a erstreckt. Das Gehäuse 32a ist einstückig mit dem Ventilaufbau 16a, vorzugsweise einem Bauteil des Ventilaufbaus 16a, welches insbesondere den Deckel ausbildet, ausgebildet. Alternativ ist denkbar, dass die Sterilisierungsvorrichtung 30a, insbesondere das Gehäuse 32a, getrennt von dem Ventilaufbau 16a oder einstückig mit dem Ventilgehäuse 12a ausgebildet ist. Beispielsweise ist denkbar, dass das Gehäuse 32a zwischen dem Ventilaufbau 16a und dem Ventilgehäuse 12a angeordnet, insbesondere befestigt, ist. Es ist denkbar, dass das Gehäuse 32a der Sterilisierungsvorrichtung 30a den Deckel für das Ventilgehäuse 12a ausbildet.The
Die Sterilisierungseinheit 34a umfasst eine UV-Lichtquelle 46a. Die UV-Lichtquelle 46a ist als eine UVc-LED ausgebildet. Die UV-Lichtquelle 46a ist an einer, insbesondere in einem montierten Zustand der Ventilstange 14a zugewandten, weiteren Innenfläche 47a des Gehäuses 32a angeordnet. Alternativ ist denkbar, dass die UV-Lichtquelle 46a an der Innenfläche 38a des Gehäuses 32a angeordnet ist. Die UV-Lichtquelle 46a ist in die, insbesondere in einem montierten Zustand der Ventilstange 14a zugewandten, Innenwand 44a des Gehäuses 32a integriert. Die UV-Lichtquelle 46a ist vorzugsweise dazu vorgesehen, zur Sterilisierung des zumindest teilweise von dem Gehäuse 32a umschlossenen Volumens 36a und/oder von das Volumen 36a begrenzenden Oberflächen, insbesondere der Innenfläche 38a des Gehäuses 32a, der Oberfläche 40a der Ventilstange 14a und/oder des zwischen dem Gehäuse 32a und der Ventilstange 14a angeordneten Mediums, UVc-Strahlung in das Volumen 36a, insbesondere auf die Innenfläche 38a des Gehäuses 32a, auf die Oberfläche 40a der Ventilstange 14a und/oder in das zwischen dem Gehäuse 32a und der Ventilstange 14a angeordnete Medium, auszugeben.The
Vorzugsweise umschließt das Gehäuse 32a der Sterilisierungsvorrichtung 30a das Volumen 36a senkrecht zu einer Mittelachse 42a des Gehäuses 32a betrachtet zumindest im Wesentlichen vollständig. Das Gehäuse 32a der Sterilisierungsvorrichtung 30a ist als Teil des Ventilaufbaus 16a ausgebildet. Der Ventilaufbau 16a kann in einem von dem Volumen 36a beabstandet ausgebildeten Bereich Öffnungen 48a aufweisen. In
Alternativ ist denkbar, dass die UV-Lichtquelle 46a dazu vorgesehen ist, an der Ventilstange 14a angeordnet, vorzugsweise in die Ventilstange 14a integriert, zu werden. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass die Sterilisierungseinheit 34a eine Mehrzahl von UV-Lichtquellen 46a umfasst (siehe
Die UV-Lichtquelle 46a ist dazu vorgesehen, UV-Strahlung im UVc-Bereich des elektromagnetischen Spektrums, insbesondere mit einer Wellenlänge zwischen 100 nm und 280 nm, vorzugsweise zwischen 200 nm und 270 nm und besonders bevorzugt zwischen 250 nm und 260 nm, zu erzeugen. Die UV-Lichtquelle 46a weist eine maximale Längserstreckung von höchstens 1 cm, bevorzugt höchstens 0,7 cm und besonders bevorzugt höchstens 0,5 cm, auf. Besonders bevorzugt ist die UV-Lichtquelle 46a derart ausgebildet und/oder angeordnet, dass eine innerhalb des Volumens 36a und/oder auf die das Volumen 36a begrenzenden Oberflächen abgestrahlte Leistung der UVc-Strahlung zu einer Sterilisierung des Volumens 36a, insbesondere der Innenfläche 38a des Gehäuses 32a, der Oberfläche 40a der Ventilstange 14a und/oder des zwischen dem Gehäuse 32a und der Ventilstange 14a angeordneten Mediums, ausreicht, vorzugsweise innerhalb von höchstens 1 min, vorzugsweise höchstens 30 s und besonders bevorzugt höchstens 10 s.The UV
Die UV-Lichtquelle 46a ist derart angeordnet, dass eine Hauptabstrahlrichtung 54a der UV-Lichtquelle 46a von der Innenfläche 38a des Gehäuses 32a in Richtung der Mittelachse 42a des Gehäuses 32a bzw. in Richtung der Ventilstange 14a zeigt (siehe auch
Die Sterilisierungsvorrichtung 30a umfasst ein Fensterelement 60a, das für die UVc-Strahlung der UV-Lichtquelle 46a durchlässig ausgebildet ist. Das Fensterelement 60a ist dazu vorgesehen, die UV-Lichtquelle 46a von dem zumindest teilweise von dem Gehäuse 32a umschlossenen Volumen 36a zu trennen. Das Fensterelement 60a ist für die von der UV-Lichtquelle 46a zur Sterilisierung erzeugten UVc-Strahlung, insbesondere mit einer Wellenlänge zwischen 100 nm und 280 nm, vorzugsweise zwischen 200 nm und 270 nm und besonders bevorzugt zwischen 250 nm und 260 nm, zu einem Großteil, insbesondere zumindest im Wesentlichen vollständig, durchlässig ausgebildet. Das Fensterelement 60a ist zwischen dem von dem Gehäuse 32a zumindest teilweise umschlossenen Volumen 36a und der UV-Lichtquelle 46a angeordnet. Das Fensterelement 60a ist im Wesentlichen vollständig innerhalb der Ausnehmung 58a angeordnet. Das Fensterelement 60a verdeckt die Ausnehmung 58a von der Mittelachse 42a des Gehäuses 32a aus betrachtet vollständig ab. Vorzugsweise ist das Fensterelement 60a dazu vorgesehen, die UV-Lichtquelle 46a fluiddicht und/oder druckdicht von dem Volumen 36a abzutrennen. Die UV-Lichtquelle 46a ist direkt an dem Fensterelement 60a angeordnet. Das Fensterelement 60a weist eine der Mittelachse 42a bzw. der Ventilstange 14a zugewandte Außenfläche auf. Das Fensterelement 60a ist vorzugsweise derart ausgebildet und/oder angeordnet, dass die Außenfläche des Fensterelements 60a bündig mit der Innenfläche 38a des Gehäuses 32a ausgebildet ist. Es ist denkbar, dass die UV-Lichtquelle 46a an einer der Außenfläche des Fensterelements 60a abgewandten Innenfläche des Fensterelements 60a angeordnet ist, welche insbesondere in Richtung der Durchführung 50a ausgebildet ist. Alternativ sind auch Ausgestaltungen der Sterilisierungsvorrichtung 30a ohne Fensterelement 60a denkbar (vgl.
Das Gehäuse 32a der Sterilisierungsvorrichtung 30a weist eine an der, insbesondere in einem montierten Zustand der Ventilstange 14a zugewandten, Innenfläche 38a des Gehäuses 32a angeordnete Streubeschichtung 64a auf, die zu einer Reflektion von UVc-Strahlung der UV-Lichtquelle 46a innerhalb des Gehäuses 32a vorgesehen ist. Die Streubeschichtung 64a ist als dünne Schicht auf der Innenfläche 38a des Gehäuses 32a aufgebracht. Zudem weist die Ventilstange 14a an einer im Bereich des Gehäuses 32a angeordneten Außenfläche eine/die Streubeschichtung auf. Die Streubeschichtung(en) 64a sind/ist dazu vorgesehen bzw. derart angeordnet, dass die UVc-Strahlung der UV-Lichtquelle 46a durch Reflektion an der Streubeschichtung 64a innerhalb des Volumens 36a, besonders bevorzugt auf einen Großteil der Oberfläche 40a bzw. der Außenfläche der Ventilstange 14a, verteilt wird. Bevorzugt ist zumindest ein Großteil der das Volumen 36a begrenzenden Innenflächen, insbesondere zumindest die Innenfläche 38a, des Gehäuses 32a, mit der Streubeschichtung 64a überzogen. The
Alternativ ist denkbar, dass lediglich der UV-Lichtquelle 46a zugewandte Teilflächen der Innenfläche(n) 38a des Gehäuses 32a und/oder der UV-Lichtquelle 46a zugewandte Außenflächen der Ventilstange 14a die Streubeschichtung 64a aufweisen.Alternatively, it is conceivable that only partial surfaces of the inner surface(s) 38a of the
Die Sterilisierungsvorrichtung 30a umfasst eine Versorgungseinheit 66a zu einer elektrischen Versorgung der Sterilisierungseinheit 34a, insbesondere der UV-Lichtquelle 46a. Die Durchführung 50a ist zu einer Verbindung der UV-Lichtquelle 46a mit der Versorgungseinheit 66a vorgesehen, wobei die Durchführung 50a, insbesondere über das Fensterelement 60a, getrennt von dem zumindest teilweise von dem Gehäuse 32a umschlossenen Volumen 36a ausgebildet ist. Die Durchführung 50a erstreckt sich von einer der Mittelachse 42a bzw. der Ventilstange 14a abgewandten Außenseite des Gehäuses 32a, insbesondere durch die Innenwand 44a des Gehäuses 32a hindurch, bis zu dem Volumen 36a bzw. der der Mittelachse 42a bzw. der Ventilstange 14a zugewandten Innenseite des Gehäuses 32a. Die Durchführung 50a erstreckt sich vorzugsweise von der der Mittelachse 42a bzw. der Ventilstange 14a abgewandten Außenseite des Gehäuses 32a bis in die Ausnehmung 58a. Das Gehäuse 32a umfasst ein Dichtungsmittel 68a, zu einer fluid- und/oder drucksicheren Abdichtung der Durchführung 50a bzw. der Ausnehmung 58a von der Ausnehmung 58a bzw. dem Volumen 36a zur Außenseite des Gehäuses 32a hin. Das Dichtungsmittel 68a ist als ein Dichtring ausgebildet. Es sind auch andere Ausgestaltungen des Dichtungsmittels 68a denkbar, beispielsweise als Dichtmasse o.dgl. Die Versorgungseinheit 66a umfasst ein Leitungselement 70a, welches als Kabel ausgebildet ist, zu einer elektrischen Kontaktierung der UV-Lichtquelle 46a. Die Versorgungseinheit 66a ist vorzugsweise an ein elektrisches Netz angeschlossen. Es ist auch denkbar, dass die Versorgungseinheit 66a einen elektrischen Energiespeicher, wie einen Akku, eine Batterie o.dgl. umfasst.The
Es ist denkbar, dass die Sterilisierungseinheit 34a mehr als eine UV-Lichtquelle 46a umfasst (siehe
Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass die Versorgungseinheit 66a zu einer kabellosen Verbindung mit der Sterilisierungseinheit 34a, insbesondere der UV-Lichtquelle 46a, vorgesehen ist (siehe
Die Sterilisierungseinheit 34a, insbesondere die UV-Lichtquelle 46a, ist senkrecht zu der Haupterstreckungsachse 22a der Ventilstange 14a betrachtet außerhalb des Ventilgehäuses 12a angeordnet. Die Sterilisierungsvorrichtung 30a ist entlang der Ventilstange 14a betrachtet auf einer dem Ventilgehäuse 12a abgewandten Seite des Dichtelements 26a angeordnet. Es ist auch denkbar, dass die Sterilisierungseinheit 34a, insbesondere die UV-Lichtquelle 46a, zumindest teilweise der vollständig innerhalb des Ventilgehäuses 12a angeordnet ist. Jedoch ist die Sterilisierungseinheit 34a, insbesondere die UV-Lichtquelle 46a, bevorzugt beabstandet von einem Innenraum 72a des Ventilgehäuses 12a angeordnet, welcher zu einer Führung des Prozessmediums durch das Stellventil 10a vorgesehen ist.The
Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass die UV-Lichtquelle 46a dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand gepulst betrieben zu werden. Insbesondere ist die gepulst betriebene UV-Lichtquelle 46a von einer LED verschieden ausgebildet, beispielsweise als eine Quarz-Röhre mit Xenon-Gas, welche mittels eines elektrischen Pulses ansteuerbar ist.Alternatively or additionally, it is conceivable that the UV
In den
In
Die kabellose Verbindung der Versorgungseinheit 66b und der Sterilisierungseinheit 34b ist durch eine induktive Kopplung realisiert. Es sind jedoch auch andere kabellose Verbindungsarten zwischen der Versorgungseinheit 66b und der Sterilisierungseinheit 34b denkbar, wie über eine kapazitive Kopplung oder über elektromagnetische Wellen, insbesondere über Licht oder Funksignale. Die Versorgungseinheit 66b umfasst ein an der UV-Lichtquelle 46b angeordnetes und elektrisch mit der UV-Lichtquelle 46b verbundenes Verbindungselement 74b und ein weiteres Verbindungselement 76b. Das weitere Verbindungselement 76b ist getrennt von der Sterilisierungseinheit 34b, insbesondere der UV-Lichtquelle 46b, bzw. von dem Verbindungselement 74b angeordnet. Das Verbindungselement 74b und das weitere Verbindungselement 76b sind jeweils als eine Spule ausgebildet und dazu vorgesehen, untereinander Energie zu übertragen, bevorzugt zumindest von dem weiteren Verbindungselement 76b zu dem Verbindungselement 74b. Insbesondere sind das Verbindungselement 74b und das weitere Verbindungselement 76b zur Übertragung von elektrischer Energie induktiv gekoppelt ausgebildet. Das Verbindungselement 74b ist an einer Innenseite bzw. einer Innenwand 44b des Gehäuses 32b angeordnet. Das Verbindungselement 74b ist zusammen mit der UV-Lichtquelle 46b in die Innenwand 44b integriert. Das Verbindungselement 74b ist zusammen mit der UV-Lichtquelle 46b innerhalb einer durch das Gehäuse 32b begrenzten Ausnehmung 58b angeordnet. Alternativ ist denkbar, dass das Verbindungselement 74b zumindest teilweise oder vollständig innerhalb des Volumens 36b angeordnet ist. Das weitere Verbindungselement 76b ist an einer Außenseite des Gehäuses 32b angeordnet. Bevorzugt ist eine Wandung 78b des Gehäuses 32b, insbesondere radial zur Mittelachse 42b des Gehäuses 32b betrachtet, zwischen dem Verbindungselement 74b und dem weiteren Verbindungselement 76b angeordnet. Bevorzugt umfasst die Versorgungseinheit 66b Abschirmmittel zu einer elektrischen Abschirmung der Verbindungselemente 74b, 76b, insbesondere des Verbindungselements 74b und/oder des weiteren Verbindungselements 76b, zu dem Gehäuse 32b (in Figuren angedeutet).The wireless connection of the
Es ist denkbar, dass die Versorgungseinheit 66b eine Mehrzahl von Verbindungselementen 74b und/oder weiteren Verbindungselementen 76b umfasst (siehe
Es ist denkbar, dass die Versorgungseinheit 66b dazu vorgesehen ist, vorzugsweise statt einem Anschluss an das elektrische Netz, aus einer Strömung in einer Pneumatik-Leitung 80b des Stellventils 10b Energie zu einem Betrieb der Sterilisierungseinheit 34b, insbesondere der UV-Lichtquelle 46b, umzuwandeln (in
Im Unterschied zu der in
In
In
Generell, vorzugsweise bei einer Ausgestaltung mit mehreren UV-Lichtquellen 46a, 46b, 46c, 46d, ist alternativ denkbar, dass das Stellventil 10a, 10b, 10c, 10d bzw. die Sterilisierungsvorrichtung 30a, 30b, 30c, 30d ohne Streubeschichtung 64a, 64b, 64c, 64d ausgebildet ist.In general, preferably in a configuration with several
BezugszeichenReference symbols
- 1010
- StellventilControl valve
- 1212
- VentilgehäuseValve housing
- 1414
- VentilstangeValve rod
- 1616
- VentilaufbauValve structure
- 1818
- StellgliedActuator
- 2020
- VentilsitzValve seat
- 2222
- HaupterstreckungsachseMain extension axis
- 2424
- BefestigungsmittelFasteners
- 2626
- DichtelementSealing element
- 2828
- VerbindungsschnittstelleConnection interface
- 3030
- SterilisierungsvorrichtungSterilization device
- 3232
- GehäuseHousing
- 3434
- SterilisierungseinheitSterilization unit
- 3636
- Volumenvolume
- 3838
- InnenflächeInner surface
- 4040
- Oberflächesurface
- 4242
- MittelachseCentral axis
- 4444
- InnenwandInterior wall
- 4646
- UV-LichtquelleUV light source
- 4747
- InnenflächeInner surface
- 4848
- Öffnungopening
- 5050
- Durchführungexecution
- 5454
- HauptabstrahlrichtungMain radiation direction
- 5656
- AbstandDistance
- 5858
- AusnehmungRecess
- 6060
- FensterelementWindow element
- 6464
- StreubeschichtungScatter coating
- 6666
- VersorgungseinheitSupply unit
- 6868
- DichtungsmittelSealant
- 7070
- LeitungselementPipe element
- 7272
- Innenrauminner space
- 7474
- VerbindungselementConnecting element
- 7676
- VerbindungselementConnecting element
- 7878
- WandungWall
- 8080
- Pneumatik-LeitungPneumatic line
- 8484
- InnenkanalInner channel
- 8686
- AusnehmungRecess
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DE102022127994.4A DE102022127994A1 (en) | 2022-10-24 | 2022-10-24 | Sterilization device for a control valve and control valve with the sterilization device |
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2023
- 2023-09-26 WO PCT/EP2023/076570 patent/WO2024088679A1/en unknown
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified |