DE112013002038B4 - Ein-Aus-Ventil, geeignet für die Verwendung für Zeitdruckbefüllung und Cip-Sip - Google Patents

Ein-Aus-Ventil, geeignet für die Verwendung für Zeitdruckbefüllung und Cip-Sip Download PDF

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Abstract

Ein Ein-Aus-Ventil, geeignet zur Verwendung für Zeitdruckbefüllung und CIP-SIP, gekennzeichnet durch Umfassen eines Ventilkerns (1), wobei der Ventilkern in einem Ventilkörper (3) angeordnet ist, ein Dichtring (2) zwischen dem Ventilkern (1) und dem Ventilkörper (3) angeordnet ist und der Ventilkern (1) an den Ventilkörper (3) angepasst ist, der Boden des Ventilkerns (1) mit einem Sitz (9) versehen ist, wobei der Sitz (9) mit einem Ende einer zweiten Stufe (11) verbunden ist, das andere Ende der zweiten Stufe (11) mit einem ersten Ende einer ersten Stufe (10) verbunden ist, eine Nut (8), die an den Dichtring (2) angepasst ist, an der ersten Stufe (10) angeordnet ist, der äußere Durchmesser des Sitzes (9) größer ist als der der zweiten Stufe (11), und der äußere Durchmesser der zweiten Stufe (11) größer ist als der der ersten Stufe (10),dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des Ventilkörpers (3) mit einem Fluidauslass (4) versehen ist, ein Ende des Ventilkörpers (3) mit einem Fluideinlass (5) und einer CIP-SIP-Schnittstelle (6) versehen ist, und der Fluidauslass (4), der Fluideinlass (5) und die CIP-SIP-Schnittstelle (6) in Verbindung mit einem Loch im Zentrum des Ventilkörpers (3) stehen.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Ein-Aus-Ventil, das gewöhnlicherweise für eine Flüssigkeitsfülllinie verwendet wird, insbesondere ein Ein-Aus-Ventil, das geeignet ist, um für Zeitdruckbefüllung und CIP-SIP [cleaning-in-place und sterilization-in-place] verwendet zu werden.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Ein-Aus-Ventil werden aufgrund ihrer wichtigen Funktion verbreitet in der Pharmazie, in der Nahrungs-, der chemischen und anderen Industrien verwendet. Jedoch weisen die bestehenden Ein-Aus-Ventile generell eine niedrige Herstellungsgenauigkeit auf und sind lediglich für das Öffnen und Schließen für gewöhnlichen Medien geeignet, können aber nicht für Ortsreinigung (cleaning-in-place (cip)) und Ortssterilisation (sterilization-in-place (sip)) verwendet werden. Daher ist die Entwicklung eines Ein-Aus-Ventils, das geeignet ist für die hochtechnisierte Anforderung der pharmazeutischen, der Nahrungs- und der chemischen Industrien und das geeignet ist, um CIP-SIP auszuführen, sehr dringend. Insbesondere die Entwicklung eines Ein-Aus-Ventils, das zur Verwendung für die Zeitdruckbefüllung geeignet ist, ist von großer praktischer Bedeutung. 8 zeigt ein strukturelles Diagramm eines konventionellen Ein-Aus-Ventils, wobei ein konventioneller Ventilkern in einem konventionellen Ventilkörper 17 angeordnet ist, wobei die Seite des konventionellen Ventilkörpers 17 mit einem Fluideinlass 5 und der Boden des konventionellen Ventilkörpers 17 mit einem Fluidauslass 4 versehen ist. Das konventionelle Ein-Aus-Ventil kann nicht einer CIP-SIP (Ortsreinigung und Ortssterilisation) unterworfen werden und hat eine niedrige Ein-Aus-Präzision.
  • Aus der DE 10 2006 004 204 B3 ist ein Ventil mit einer Einlassöffnung und zumindest zwei Auslassöffnungen, die über einen Verbindungskanal miteinander verbunden sind, sowie mit einem im Bereich des Verbindungskanals angeordneten Sperrelement, das zwischen einer den Verbindungskanal freigebenden Offenstellung und einer den Verbindungskanal verschließenden Schließstellung verstellbar ist, bekannt.
  • Die CN 201731109 U offenbart ein Hochdruck-Rückspülventil, das einen Ventilkörper, einen Ventilkern und einen Ventilkern aufweist, wobei der innere Teil des Ventilkörpers mit dem Ventilkern versehen ist, der Ventilkörper am äußeren Ende des Ventilkörpers der Ventilkern fest mit der Ventilabdeckung durch Schrauben verbunden ist, der mittlere Abschnitt des Ventilkerns mit einer hydraulischen Steueröffnung versehen ist, und ein Dichtungsring zwischen dem Ventilkern und der Innenwand des Ventilkörpers angeordnet ist.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfindung zielt auf das Lösen des Problems ab, dass die bestehenden Ein-Aus-Ventile generell eine geringe Herstellungspräzision aufweisen und lediglich für das Öffnen und Schließen von gewöhnlichen Medien geeignet sind, aber nicht einer Ortsreinigung (CIP) und einer Ortssterilisation (SIP) unterworfen werden können, und dass ein Ein-Aus-Ventil bereitgestellt wird, das zur Verwendung für die Zeitdruckfüllung und CIP-SIP mit gutem Dichteffekt, angenehmer Demontage, einfacher Struktur und angenehmen Betrieb geeignet ist.
  • Um diesen Zweck zu erreichen, stellt die Erfindung ein Ein-Aus-Ventil bereit, das geeignet ist, um für Zeitdruckbefüllung und CIP-SIP verwendet zu werden, gekennzeichnet durch das Umfassen eines Ventilkerns, wobei der Ventilkern in einem Ventilkörper angeordnet ist, wobei ein Dichtring zwischen dem Ventilkern und dem Ventilkörper angeordnet ist und der Ventilkern an den Ventilkörper angepasst ist.
  • Der Boden des Ventilkerns ist mit einem Sitz versehen, wobei der Sitz mit einem Ende einer zweiten Stufe verbunden ist, wobei das andere Ende der zweiten Stufe mit einem Ende einer ersten Stufe verbunden ist, wobei eine Nut, die an einen Dichtring angepasst ist, an der ersten Stufe angeordnet ist, wobei ein äußerer Durchmesser des Sitzes größer ist als der der zweiten Stufe und der äußere Durchmesser der zweiten Stufe größer ist als der der ersten Stufe.
  • Zudem ist der Boden des Ventilkörpers mit einem Fluidauslass versehen, wobei eine Seite des Ventilkörpers mit einem Fluideinlass versehen ist und mit einer CIP-SIP-Schnittstelle/Berührfläche und der Fluidauslass, der Fluideinlass und die CIP-SIP-Schnittstelle mit einem Loch im Zentrum des Ventilkörpers verbunden sind.
  • Vorzugsweise ist das Loch im Zentrum des Ventilkörpers an beiden Enden groß und in der Mitte klein und vergrößert sich schrittweise von der Mitte zu den beiden Enden. Vorzugsweise umfasst das Loch im Zentrum des Ventilkörpers einen ersten Lochspalt, ein unteres Ende des ersten Lochspalts ist mit einem oberen Ende eines zweiten Lochspalts verbunden, wobei die Seite des zweiten Lochspalts mit der CIP-SIP-Schnittstelle kommuniziert, ein dritter Lochspalt ist unter dem zweiten Lochspalt angeordnet, wobei die Seite des dritten Lochspalts mit dem Fluideinlass in Verbindung steht, und ein unteres Ende des dritten Lochspalts steht mit einem oberen Ende eines vierten Lochspalts in Verbindung, und ein unteres Ende des vierten Lochspalts steht mit dem Fluidauslass in Verbindung.
  • Vorzugsweise ist der Bohrungsdurchmesser des vierten Lochspalts an den Durchmesser des Sitzes in der Größe angepasst, wobei der Bohrdurchmesser des zweiten Lochspalts zum Durchmesser der zweiten Stufe in der Größe passt, wobei die Länge der zweiten Stufe größer als die Entfernung zwischen dem vierten Lochspalt und dem zweiten Lochspalt ist und die Summe der Länge des ersten Lochspalts und der Länge des zweiten Lochspalts größer ist als die Entfernung zwischen der Nut und der zweiten Stufe.
  • Vorzugsweise weisen der Fluideinlass und die CIP-SIP-Schnittstelle pagodenförmige Schnittstellen auf.
  • Vorzugsweise ist das andere Ende der ersten Stufe mit einem Verbindungsloch versehen.
  • Verglichen mit dem Stand der Technik ist das Ein-Aus-Ventil mit einer CIP-SIP-Schnittstelle versehen, um CIP-SIP auszuführen (Ortsreinigung und Ortssterilisation) und der Ventilkern und der Ventilkörper weisen verbesserte Herstellungspräzision auf und passen sehr gut, um eine hohe Ein-Aus-Präzision des Ventils zu gewährleisten.
  • Die Vorteile der Erfindung sind folgende:
    1. 1. Der Ventilkörper und der Ventilkern werden aus einem einstückigen Material hergestellt, was die herkömmliche Verformung beim Schweißen verhindert, die mechanische/spanende Bearbeitungspräzision von Teilen wird verbessert, ein problematischer hygienischer Winkel wird vermieden und die GMP-Anforderungen werden gut erfüllt;
    2. 2. Der Ventilkern ist einer speziellen Oberflächenhärtung unterworfen, es können gute Dichteffekte erhalten werden und es wird erschwert Partikel zu erzeugen, wenn der Ventilkern und der Ventilkörper aneinander in Verbindung gleiten;
    3. 3. Alle Schnittstellen des Ventilkörpers haben einen guten Dichteffekt und passen an ihrem Arbeitsplatz mit Druck, können angenehm demontiert und einfach gereinigt und sterilisiert werden.
    4. 4. Der Ventilkörper und der Ventilkern haben ein wissenschaftliches Design und eine raffinierte Struktur und das Schließen, Saugen, der Ein-Zustand und CIP-SIP-Funktionen können realisiert werden, solange der Ventilkörper und der Ventilkern an unterschiedlichen, gegenüberliegenden Positionen angeordnet sind.
  • Die Erfindung weist eine einfache Struktur, einen angenehmen Betrieb und die Verfügbarkeit von CIP-SIP auf.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt ein strukturelles Diagramm eines Ein-Aus-Ventils, das zu Verwendung für Zeitdruckfüllung und CIP-SIP geeignet ist;
    • 2 ist eine Schnittsicht aus 1;
    • 3 ist ein strukturelles Diagramm des Ventilkerns;
    • 4 ist ein strukturelles Diagramm des Ventilkörpers;
    • 5 ist ein schematisches Diagramm des Ventils der Erfindung in einer ausgeschalteten und Saugposition;
    • 6 ist ein schematisches Diagramm des Ventils der Erfindung in einer eingeschalteten Position;
    • 7 ist ein schematisches Diagramm des Ventils der Erfindung in einer CIP-SIP-Position; und
    • 8 ist ein strukturelles Diagramm eines konventionellen Ein-Aus-Ventils.
  • Erläuterung der Bezugszeichen in den Zeichnungen
  • Ventilkern 1, Dichtring 2, Ventilkörper 3, Fluidauslass 4, Fluideinlass 5, CIP-SIP-Schnittstelle 6, Verbindungsloch 7, Nut 8, Sitz 9, erste Stufe 10, zweite Stufe 11, erster Lochspalt 12, zweiter Lochspalt 13, dritter Lochspalt 14, vierter Lochspalt 15, konventioneller Ventilkern 16, konventioneller Ventilkörper 17.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • Die Erfindung wird im Detail in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen und einer bevorzugten Ausführungsform für das klare Verständnis beschrieben.
  • Ausführungsform
  • Die Erfindung stellt ein Ein-Aus-Ventil bereit, das zur Verwendung für Zeitdruckbefüllung und CIP-SIP geeignet ist, und betrifft das Gebiet der Nahrungs-, Medizin-, Kosmetik- und chemischen Fülleinrichtung. 1 zeigt ein strukturelles Diagramm eines Ein-Aus-Ventils, das zur Verwendung für Zeitdruckbefüllung und CIP-SIP geeignet ist; ein Ventilkern 1 ist einer Oberflächenhärtung unterworfen, wobei der Ventilkern 1 in einem Ventilkörper 3 angeordnet ist und wobei ein Ende des Ventilkerns 1 mit einem Verbindungsloch 7 versehen ist und er mit einem Antriebsmechanismus verbunden werden kann.
  • Wie in 2 gezeigt, sind der Ventilkern 1 und der Ventilkörper 3 durch einen Dichtring 2 versiegelt, wobei der Dichtring in einer Nut 8 des Ventilkerns 1 angeordnet ist, der Dichtring 2 an die Nut 8 des Ventilkerns 1 angepasst ist zum Versiegeln des Abstandes zwischen dem Ventilkern 1 und dem Ventilkörper 3. Der Ventilkern 1 ist an den Ventilkörper 3 angepasst und der Maximalabstand zwischen dem Ventilkern 1 und dem Ventilkörper 3 ist 8µm. Schließen, Saugen, Ein-Zustand und CIP-SIP-Funktionen des Ventils können jeweils realisiert werden, wenn der Ventilkern an unterschiedlichen Positionen in Bezug auf den Ventilkörper 3 angeordnet ist. Anschlüsse an der Seite des Ventilkörpers 3 sind ein Fluideinlass 5 und eine CIP-SIP-Schnittstelle 6, welche pagodenförmige Schnittstellen sind, d.h. Schnittstellen bestehend aus mind. drei Abschnitten mit unterschiedlichen Durchmessern, wobei eine Öffnung des Fluideinlasses 5 und eine Öffnung der CIP-SIP-Schnittstelle 6 mit Dichtgewinden versehen sind, und diese direkt mit verschiedenen Rohren verbunden werden können und nachfolgend einfach versiegelt werden können durch Versperren mit Dichtmuttern; und am Boden des Ventilkörpers 3 gibt es einen Fluidauslass 4, welche eine Endflächenschnittstelle ist und durch eine Hygieneklemme verbunden wird, und der Fluidauslass 4 kann gut durch eine Gesundheitsdichtungsplatte abgedichtet werden.
  • 3 zeigt ein strukturelles Diagramm des Ventilkerns 1. Der Boden des Ventilkerns 1 ist ein Sitz 9, wobei der Sitz 9 mit einem Ende einer zweiten Stufe 11 verbunden ist, wobei das andere Ende der zweiten Stufe 11 mit einem Ende einer ersten Stufe 10 verbunden ist, und das andere Ende der ersten Stufe 10 ist mit einem Verbindungsloch 7 versehen. Eine Nut 8, die an den Dichtring 2 angepasst ist, ist zwischen der zweiten Stufe 11 und dem Verbindungsloch 7 an der ersten Stufe 10 angeordnet, der äußere Durchmesser des Sitzes 9 ist größer als der der zweiten Stufe 11 und der äußere Durchmesser der zweiten Stufe 11 ist größer als der der ersten Stufe 10.
  • 4 zeigt ein strukturelles Diagramm des Ventilkörpers 3. Ein Loch im Zentrum des Ventilkörpers 3 ist an beiden Enden groß und in der Mitte klein, und vergrößert sich schrittweise zu beiden Enden von der Mitte. Das Loch im Zentrum des Ventilkörpers umfasst einen ersten Lochspalt 12, einen zweiten Lochspalt 13, einen dritten Lochspalt 14 und einen vierten Lochspalt 15; ein unteres Ende des ersten Lochspalts 12 ist mit einem oberen Ende des zweiten Lochspalts 13 verbunden, die Seite des zweiten Lochspalts 13 steht in Verbindung mit der CIP-SIP-Schnittstelle 6 an einer Seite des Ventilkörpers 3, der dritte Lochspalt 14 ist unter dem zweiten Lochspalt 13 angeordnet, die Seite des dritten Lochspalts 14 steht in Verbindung mit dem Fluideinlass 5 an derselben Seite der CIP-SIP-Schnittstelle 6, ein unters Ende des dritten Lochspalts 14 ist mit einem oberen Ende des vierten Lochspalts 15 verbunden und ein unteres Ende des vierten Lochspalts 15 steht in Verbindung mit dem Fluidauslass 4 am Boden des Ventilkörpers 3.
  • Der Bohrdurchmesser des vierten Lochspalts 15 ist an den Durchmesser des Sitzes 9 in der Größe angepasst, der Bohrdurchmesser des zweiten Lochschlitzes 13 ist an den Durchmesser der zweiten Stufe 11 in der Größe angepasst, die Länge der zweiten Stufe 11 ist größer als die Entfernung zwischen dem vierten Lochspalt 15 und dem zweiten Lochspalt 13 und die Summe der Länge des ersten Lochspalts 12 und der Länge des zweiten Lochspalts 13 ist größer als die Entfernung zwischen der Nut 8 und der zweiten Stufe 11.
  • 5 ist ein schematisches Diagramm des erfindungsgemäßen Ventils in einer ausgeschalteten und Saugposition. Der Ventilkern 1 ist in einer ausgeschalteten und Saugposition; der Fluideinlass 5, der Fluidauslass 4 und die CIP-SIP-Schnittstelle 6 sind gegenseitig blockiert, d.h., der Sitz 9 am Boden des Ventilkerns 1 liegt eng an der inneren Wand des vierten Lochspalts 15 und an der höchsten Position, die innere Wand des zweiten Lochspalts 13 liegt eng an der äußeren Wand der zweiten Stufe 11 und Fluid kann nicht durch das Ventil hindurchfließen.
  • 6 zeigt ein schematisches Diagramm des Ventils in einer eingeschalteten Position. Der Ventilkern 1 in der ausgeschalteten und Saugposition wird nach unten bewegt, so dass der Ventilkern 1 in einer angeschalteten Position ist. Wenn der Durchmesser des Sitzes 9 geringer als der innere Durchmesser des Fluidauslasses 4 ist, werden der Fluideinlass 5 und der Fluidauslass 4 geöffnet; und wenn die innere Wand des zweiten Lochspalts 13 eng an der äußeren Wand der zweiten Stufe 11 liegt, wird die CIP-SIP-Schnittstelle 6, der Fluideinlass 5 und der Fluidauslass 4 blockiert, und Fluid kann durch das Ventil hindurchfließen.
  • 7 ist ein schematisches Diagramm des erfindungsgemäßen Ventils in einer CIP-SIP-Position. Der Ventilkern 1 ist in einer CIP-SIP-Position. Wenn die zweite Stufe 11 komplett vom zweiten Lochspalt 13 entfernt ist und der äußere Durchmesser der ersten Stufe 10 geringer als der zweite Lochspalt 13 mit dem minimalen inneren Durchmesser im Zentrum des Ventilkörpers 3 ist, werden der Fluideinlass 5, der Fluidauslass 4 und die CIP-SIP-Schnittstelle komplett geöffnet und der Ventilkern 1 und der Ventilkörper 3 werden durch den Dichtring 2 im ersten Lochspalt 12 abgedichtet. Das Ventil kann dann einem CIP-SIP-Betrieb unterworfen werden, wenn die CIP-SIP-Schnittstelle 6 mit einem relevanten Medium beschickt wird.
  • Wenn der CIP-SIP-Betrieb (Ortsreinigung und Ortssterilisation) ausgeführt wird, ist der Ventilkern 1 in einer Position, wie in 7 angeordnet; die CIP-SIP-Schnittstelle 6 und der Fluideinlass 5 werden mit Einspritzwasser gereinigt, dann mit steriler Druckluft ausgeblasen und getrocknet, mit sauberem und gesättigtem Dampf sterilisiert und schließlich mit sauberer Druckluft gekühlt und getrocknet.
  • Wenn das Zeitdruckbefüllen ausgeführt wird, wird Fluid in einem konstanten Druck in den Fluideinlass 5 beschickt, und der Ventilkern 1 wird von der Position, die in 5 gezeigt ist, in die Position, die in 6 gezeigt ist, in einem regelmäßigen Intervall geschaltet, um die Fluidfüllung fertigzustellen.

Claims (6)

  1. Ein Ein-Aus-Ventil, geeignet zur Verwendung für Zeitdruckbefüllung und CIP-SIP, gekennzeichnet durch Umfassen eines Ventilkerns (1), wobei der Ventilkern in einem Ventilkörper (3) angeordnet ist, ein Dichtring (2) zwischen dem Ventilkern (1) und dem Ventilkörper (3) angeordnet ist und der Ventilkern (1) an den Ventilkörper (3) angepasst ist, der Boden des Ventilkerns (1) mit einem Sitz (9) versehen ist, wobei der Sitz (9) mit einem Ende einer zweiten Stufe (11) verbunden ist, das andere Ende der zweiten Stufe (11) mit einem ersten Ende einer ersten Stufe (10) verbunden ist, eine Nut (8), die an den Dichtring (2) angepasst ist, an der ersten Stufe (10) angeordnet ist, der äußere Durchmesser des Sitzes (9) größer ist als der der zweiten Stufe (11), und der äußere Durchmesser der zweiten Stufe (11) größer ist als der der ersten Stufe (10),dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des Ventilkörpers (3) mit einem Fluidauslass (4) versehen ist, ein Ende des Ventilkörpers (3) mit einem Fluideinlass (5) und einer CIP-SIP-Schnittstelle (6) versehen ist, und der Fluidauslass (4), der Fluideinlass (5) und die CIP-SIP-Schnittstelle (6) in Verbindung mit einem Loch im Zentrum des Ventilkörpers (3) stehen.
  2. Ein-Aus-Ventil, geeignet zur Verwendung für Zeitdruckbefüllung und CIP-SIP nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Loch im Zentrum des Ventilkörpers (3) an beiden Enden groß ist und in der Mitte klein, und sich von der Mitte schrittweise zu beiden Enden vergrößert.
  3. Ein-Aus-Ventil, geeignet zur Verwendung für Zeitdruckbefüllung und CIP-SIP nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Loch im Zentrum des Ventilkörpers (3) einen ersten Lochspalt (12) umfasst, ein unteres Ende des ersten Lochspalts (12) ist mit einem oberen Ende eines zweiten Lochspalts (13) verbunden, die Seite des zweiten Lochspalts (13) steht in Verbindung mit der CIP-SIP-Schnittstelle (6), ein dritter Lochspalt (14) ist unter dem zweiten Lochspalt (13) angeordnet, die Seite des dritten Lochspalts (14) steht in Verbindung mit dem Fluideinlass (5), ein unteres Ende des dritten Lochspalts (14) ist mit einem oberen Ende eines vierten Lochspalts (15) verbunden und ein unteres Ende des vierten Lochspalts (15) steht in Verbindung mit dem Fluidauslass (4).
  4. Ein-Aus-Ventil, geeignet zur Verwendung für Zeitdruckbefüllung und CIP-SIP nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrungsdurchmesser des vierten Lochspalts (15) an den Durchmesser des Sitzes (9) in der Größe angepasst ist, der Bohrungsdurchmesser des zweiten Lochspalts (13) an den Durchmesser der zweiten Stufe (11) in der Größe angepasst ist, wobei die Länge der zweiten Stufe (11) größer als die Entfernung zwischen dem vierten Lochspalt (15) und dem zweiten Lochspalt (13) ist und die Summe der Länge des ersten Lochspalts (12) und der Länge des zweiten Lochspalts (13) ist größer als die Entfernung zwischen der Nut (8) und der zweiten Stufe (11).
  5. Ein-Aus-Ventil, geeignet zur Verwendung für Zeitdruckbefüllung und CIP-SIP nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluideinlass (5) und die CIP-SIP-Schnittstelle (6) pagodenförmige Schnittstellen sind.
  6. Ein-Aus-Ventil, geeignet zur Verwendung für Zeitdruckbefüllung und CIP-SIP nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Ende der ersten Stufe (10) mit einem Verbindungsloch (7) versehen ist.
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