DE112016007179T5

DE112016007179T5 - Kugelventil für einen Fermentationstank und Fermentationstank mit diesem Kugelventil

Info

Publication number: DE112016007179T5
Application number: DE112016007179.5T
Authority: DE
Inventors: Chin-Hsing CHUO; Chih-Meng Wang; Chin-Yen Wang
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2019-05-09
Also published as: US11174951B2; WO2018103056A1; CN109690156B; CN109690156A; US20190353256A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kugelventil für einen Fermentationstank und einen Fermentationstank mit diesem Kugelventil, wobei das Kugelventil umfasst: einen Hauptkörper (10), der einen Aufnahmeraum (11) bildet und an den beiden gegenüberliegenden Enden eine erste Eintrittsöffnung (12) und eine erste Austrittsöffnung (13) aufweist, wobei der Hauptkörper (10) an einer Seite mit einer Flüssigkeitsaustrittsöffnung (14) versehen ist; eine Kugel (20), die drehbar in dem Aufnahmeraum (11) des Hauptkörpers (10) angeordnet ist, wobei ein Kanal (21) durch die Kugel (20) hindurchgeht, wobei die beiden Enden des Kanals (21) eine zweite Eintrittsöffnung (22) und eine zweite Austrittsöffnung (23) bilden, wobei die Kugel (20) ferner eine Flüssigkeitseintrittsöffnung (24) besitzt, die mit dem Kanal (21) in Verbindung steht, wobei zwischen der Kugel (20) und der Innenwand des Aufnahmeraums (11) ein Spalt gebildet ist; und einen Drehmechanismus, der mit der Kugel (20) verbunden ist, wobei, wenn sich die Kugel (20) in der offenen Position befindet, die zweite Eintrittsöffnung (22) mit der ersten Eintrittsöffnung (12) und die zweite Austrittsöffnung (23) mit der ersten Austrittsöffnung (13) in Verbindung steht, wobei die Flüssigkeitseintrittsöffnung (24) dem Spalt zugewandt ist und mit dem Spalt in Verbindung steht, wobei, wenn sich die Kugel (20) in der Reinigungsposition befindet, die zweite Eintrittsöffnung (22) und die zweite Austrittsöffnung (23) beide dem Spalt zugewandt sind, wobei die Flüssigkeitseintrittsöffnung (24) mit der ersten Eintrittsöffnung (12) in Verbindung steht. Die Erfindung kann gewährleisten, dass kein Rückstand im Kugelventil angesammelt wird, die Abfallflüssigkeit nach dem Reinigen durch die Flüssigkeitsaustrittsöffnung abgeführt werden kann und eine Verschmutzung des Fermentationstanks vermieden wird.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Kugelventil für einen Fermentationstank und einen Fermentationstank mit diesem Kugelventil.
Stand der Technik
Im Materialauslauf eines Fermentationstanks ist üblicherweise ein Ventil angeordnet, um die Abgabe des Fermentationsprodukts zu steuern. Es gibt verschiedene Arten von Ventilen, wobei ein Kugelventil hier häufig verwendet wird. Ein Kugelventil weist einen Hauptkörper, eine Kugel und einen Drehmechanismus auf. Die Kugel ist im Hauptkörper angeordnet und kann von dem Drehmechanismus gedreht werden. Die Kugel besitzt einen Kanal. Wenn der Kanal mit dem Materialauslauf in Verbindung steht, kann das Fermentationsprodukt abgegeben werden. Wenn der Kanal mit dem Materialauslauf nicht in Verbindung steht, kann das Fermentationsprodukt nicht abgegeben werden. Dadurch kann das Öffnen und das Schließen gesteuert werden.
Das Fermentationsprodukt ist normalerweise nicht eine klare Flüssigkeit und enthält Feststoffe, wie Rückstand, die beim Drehen der Kugel leicht von der Kugel in den Spalt zwischen dem Hauptkörper und der Kugel geführt werden können. Nach einer längeren Zeit können diese Feststoffe verfaulen, wodurch ein Gestank entsteht und sich sogar Bakterien ansammeln können. Daher wird das Fermentationsprodukt durch das Kugelventil verschmutzt, so dass ein großes hygienisches Problem entsteht.
Nach jedem Fermentationsprozess muss der Tank gereinigt und desinfiziert werden. Um die Abfallflüssigkeit nach dem Reinigen abzuführen, muss die Kugel in dem geöffneten Zustand gehalten werden. Dabei kann die Reinigungsflüssigkeit nicht in den Spalt zwischen der Kugel und dem Hauptkörper eindringen, so dass das Innere der Kugel nicht gereinigt werden kann.
Um die Kugel gründlich zu reinigen, muss das Kugelventil abgenommen und demontiert werden, was sehr mühsam ist. Dadurch kann der Fermentationsprozess nicht kontinuierlich durchgeführt werden, so dass die Prozesseffizienz niedrig und die Prozesszeit lang ist.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kugelventil für einen Fermentationstank und einen Fermentationstank mit diesem Kugelventil zu schaffen, die ohne Demontage gereinigt werden können.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Kugelventil für einen Fermentationstank gelöst, das einen Hauptkörper, eine Kugel und einen Drehmechanismus umfasst.
Der Hauptkörper bildet einen Aufnahmeraum und weist an den beiden gegenüberliegenden Enden eine erste Eintrittsöffnung und eine erste Austrittsöffnung auf, wobei die erste Eintrittsöffnung und die erste Austrittsöffnung mit dem Aufnahmeraum verbunden sind, wobei der Hauptkörper an einer Seite mit einer Flüssigkeitsaustrittsöffnung versehen ist, wobei die Flüssigkeitsaustrittsöffnung mit dem Aufnahmeraum in Verbindung steht und sich zwischen der ersten Eintrittsöffnung und der ersten Austrittsöffnung befindet, wobei in der Flüssigkeitsaustrittsöffnung ein erstes Ventil angeordnet ist. Die Kugel ist drehbar in dem Aufnahmeraum des Hauptkörpers angeordnet, wobei ein Kanal durch die Kugel hindurchgeht, wobei die beiden Enden des Kanals eine zweite Eintrittsöffnung und eine zweite Austrittsöffnung bilden, wobei die Kugel ferner eine Flüssigkeitseintrittsöffnung besitzt, die mit dem Kanal in Verbindung steht, wobei zwischen der Kugel und der Innenwand des Aufnahmeraums ein Spalt gebildet ist. Der Drehmechanismus ist mit der Kugel verbunden, damit die Kugel zwischen einer offenen Position und einer Reinigungsposition gedreht werden kann, wobei, wenn sich die Kugel in der offenen Position befindet, die zweite Eintrittsöffnung mit der ersten Eintrittsöffnung und die zweite Austrittsöffnung mit der ersten Austrittsöffnung in Verbindung steht, wobei die Flüssigkeitseintrittsöffnung dem Spalt zugewandt ist und mit dem Spalt in Verbindung steht, wobei, wenn sich die Kugel in der Reinigungsposition befindet, die zweite Eintrittsöffnung und die zweite Austrittsöffnung beide dem Spalt zugewandt sind, wobei die Flüssigkeitseintrittsöffnung mit der ersten Eintrittsöffnung in Verbindung steht.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiter durch den erfindungsgemäßen Fermentationstank mit dem oben genannten Kugelventil gelöst, der einen Tank umfasst, der einen Materialeinlauf und einen Materialauslauf aufweist, wobei das Kugelventil für den Fermentationstank an dem Materialeinlauf angeordnet ist, wobei die erste Austrittsöffnung mit dem Materialeinlauf verbunden ist.
Das erfindungsgemäße Kugelventil für einen Fermentationstank kann durch das Öffnen und das Schließen der Ventile verschiedene Modi ermöglichen, wie z.B. Zuführen des Materials, Reinigen des Fermentationstanks und des Kugelventils und Reinigen nur des Kugelventils. Kein Rückstand wird im Kugelventil angesammelt. Nach dem Reinigen kann die Abfallflüssigkeit durch die Flüssigkeitsaustrittsöffnung abgeführt werden, ohne das Kugelventil zu entfernen und zu demontieren. Eine Verschmutzung des Fermentationstanks wird vermieden.
Figurenliste

1 zeigt eine perspektivische Darstellung des Kugelventils gemäß der Erfindung,
2 zeigt eine Explosionsdarstellung des Kugelventils gemäß der Erfindung,
3 zeigt eine Schnittdarstellung des Kugelventils gemäß der Erfindung,
4 zeigt eine Schnittdarstellung der Reinigungsposition des Kugelventils gemäb der Erfindung,
5 zeigt eine Schnittdarstellung gemäb 4,
6 bis 8 zeigen Darstellungen des Gebrauchszustands gemäß der Erfindung und
9 zeigt eine schematische Darstellung des Fermentationstanks der Erfindung.

Bezugszeichenliste

100: Kugelventil
10: Hauptkörper
11: Aufnahmeraum
12: erste Eintrittsöffnung
13: erste Austrittsöffnung
14: Flüssigkeitsaustrittsöffnung
15: Dichtring
16: Dichtring
20: Kugel
21: Kanal
22: zweite Eintrittsöffnung
23: zweite Austrittsöffnung
24: Flüssigkeitseintrittsöffnung
25: Ausnehmung
30: Drehstange
31: Steckabschnitt
40: zweites Ventil
50: erstes Ventil
60: Tank
61: Materialeinlauf
62: Materialauslauf

Wege zur Ausführung der Erfindung
Im Folgenden wird die Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und Ausführungsformen detailliert beschrieben, um die Erfindung zu veranschaulichen. Auf die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt.
Wie in 1 bis 9 gezeigt ist, umfasst das erfindungsgemäße Kugelventil 100 für einen Fermentationstank einen Hauptkörper 10, eine Kugel 20 und einen Drehmechanismus.
Der Hauptkörper 10 bildet im Inneren einen Aufnahmeraum 11 und weist an den beiden gegenüberliegenden Enden eine erste Eintrittsöffnung 12 und eine erste Austrittsöffnung 13 auf. Die erste Eintrittsöffnung 12 und die erste Austrittsöffnung 13 sind mit dem Aufnahmeraum 11 verbunden. Der Hauptkörper 10 ist an einer Seite mit einer Flüssigkeitsaustrittsöffnung 14 versehen. Die Flüssigkeitsaustrittsöffnung 14 steht mit dem Aufnahmeraum 11 in Verbindung und befindet sich zwischen der ersten Eintrittsöffnung 12 und der ersten Austrittsöffnung 13. In der Flüssigkeitsaustrittsöffnung 14 ist ein erstes Ventil 50 angeordnet. In der ersten Austrittsöffnung 13 ist ein zweites Ventil 40 angeordnet. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann der Hauptkörper eine Hauptbaugruppe und einen Deckel beinhalten. Der Aufnahmeraum und die erste Austrittsöffnung sind an der Hauptbaugruppe ausgebildet. Die erste Austrittsöffnung ist an dem Deckel ausgebildet. Der Deckel wird auf den Hauptkörper aufgeschraubt.
Die Kugel 20 ist drehbar in dem Aufnahmeraum 11 des Hauptkörpers 10 angeordnet. Ein Kanal 21 geht durch die Kugel 20 hindurch. Die beiden Enden des Kanals 21 bilden eine zweite Eintrittsöffnung 22 und eine zweite Austrittsöffnung 23. Ferner besitzt die Kugel 20 eine Flüssigkeitseintrittsöffnung 24, die mit dem Kanal 21 in Verbindung steht. Zwischen der Kugel 20 und der Innenwand des Aufnahmeraums 11 ist ein Spalt gebildet.
Der Drehmechanismus ist mit der Kugel 20 verbunden, damit die Kugel 20 zwischen einer offenen Position und einer Reinigungsposition gedreht werden kann. Wenn sich die Kugel 20 in der offenen Position befindet, steht die zweite Eintrittsöffnung 22 mit der ersten Eintrittsöffnung 12 und die zweite Austrittsöffnung 23 mit der ersten Austrittsöffnung 13 in Verbindung. Die Flüssigkeitseintrittsöffnung 24 ist dem Spalt zugewandt und steht mit dem Spalt in Verbindung. Wenn sich die Kugel 20 in der Reinigungsposition befindet, sind die zweite Eintrittsöffnung 22 und die zweite Austrittsöffnung 23 beide dem Spalt zugewandt. Die Flüssigkeitseintrittsöffnung 24 steht mit der ersten Eintrittsöffnung 12 in Verbindung. Bei der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet der Drehmechanismus eine Drehstange 30. Ein Ende der Drehstange 30 besitzt einen Steckabschnitt 31. Die Außenfläche der Kugel 20 ist mit einer Ausnehmung 25 versehen. Der Steckabschnitt 31 wird durch den Hauptkörper 10 geführt und in die Ausnehmung 25 gesteckt, damit die Drehstange 30 die Kugel 20 drehen kann.
Wenn sich die Kugel 20 in der Reinigungsposition befindet, ist die zweite Eintrittsöffnung 22 oder die zweite Austrittsöffnung 23 auf die Flüssigkeitsaustrittsöffnung 14 gerichtet, wodurch der Kanal 21 mit der Flüssigkeitsaustrittsöffnung 14 in Verbindung steht. Selbstverständlich kann die Flüssigkeitsaustrittsöffnung auch außerhalb der Drehachse der Kugel angeordnet sein, so dass die zweite Eintrittsöffnung, die zweite Austrittsöffnung und die Flüssigkeitseintrittsöffnung nicht direkt auf die Flüssigkeitsaustrittsöffnung gerichtet sind.
Ferner kann der Hauptkörper 10 zwischen dem Aufnahmeraum 11 und der ersten Eintrittsöffnung 12 sowie zwischen dem Aufnahmeraum 11 und der ersten Austrittsöffnung 13 jeweils mit einem Dichtring 15, 16 versehen sein, wodurch die erste Eintrittsöffnung 12 und die erste Austrittsöffnung 13 über die Kugel 20 mit dem Aufnahmeraum 11 verbunden sind.
Im Gebrauch wird die Kugel 20 in die offene Position gebracht, das zweite Ventil 40 geöffnet und das erste Ventil 50 geschlossen, wodurch das Fermentationsmaterial durch die erste Eintrittsöffnung 12 und die zweite Eintrittsöffnung 22 in den Kanal 21 einfließen kann. Anschließend fließt es durch die zweite Austrittsöffnung 23 und die erste Austrittsöffnung 13 aus. Das Fermentationsmaterial kann zwar in den Spalt eintreten, fließt jedoch nicht durch die Flüssigkeitsaustrittsöffnung 14 heraus, da das erste Ventil 50 geschlossen ist, wie in 6 gezeigt ist.
Die Reinigung oder Desinfektion kann in zwei Stufen unterteilt werden: Erstens kann zunächst das erste Ventil 50 geöffnet werden, während die Kugel 20 noch in der offenen Position gehalten wird. Dabei wird die Reinigungsflüssigkeit in die erste Eintrittsöffnung 12 gefüllt, um gleichzeitig den Spalt und den mit der ersten Austrittsöffnung 13 verbundenen Fermentationstank zu reinigen. Die Abfallflüssigkeit kann nach dem Reinigen durch die Flüssigkeitsaustrittsöffnung 14 abgeführt werden, wie in 7 gezeigt ist. Wenn nur der Spalt gereinigt werden soll, wird die Kugel 20 in die Reinigungsposition gedreht, wobei das zweite Ventil 40 geöffnet oder geschlossen und das erste Ventil 50 geöffnet wird. Anschließend wird die Reinigungsflüssigkeit durch die Flüssigkeitseintrittsöffnung 24 in den Kanal 21 gefüllt, wodurch die Reinigungsflüssigkeit 12 durch die zweite Eintrittsöffnung 22 oder die zweite Austrittsöffnung 23 in den Spalt fließt. Die Abfallflüssigkeit kann nach dem Reinigen des Spalts durch die Flüssigkeitsaustrittsöffnung 14 abgeführt werden. Da die erste Austrittsöffnung 13 von der Kugel 20 abgesperrt wird, kann die Reinigungsflüssigkeit nicht durch die erste Austrittsöffnung 13 fließen, so dass der mit der ersten Austrittsöffnung 13 verbundene Fermentationstank nicht verschmutzt wird, wie in 8 gezeigt ist.
Nachdem dem Reinigen wird das erste Ventil 50 geschlossen und die Kugel 20 in die offene Position zurückgedreht, damit der Vorgang erneut durchgeführt werden kann.
Die Erfindung betrifft ferner einen Fermentationstank mit dem oben genannten Kugelventil. Wie in 9 gezeigt ist, ist zusätzlich zu dem Kugelventil 100 für den Fermentationstank ein Tank 60 vorgesehen. Der Tank 60 besitzt einen Materialeinlauf 61 und einen Materialauslauf 62. Das Kugelventil 100 für den Fermentationstank ist an dem Materialeinlauf 61 angeordnet, wobei die erste Austrittsöffnung mit dem Materialeinlauf 61 verbunden ist.
Das erfindungsgemäße Kugelventil für einen Fermentationstank kann ohne Demontage der Teile gereinigt werden. Der Reinigungsbereich schließt das Innere des Kugelventils ein, wodurch verhindert wird, dass der Rückstand des Fermentationsprodukts in dem Aufnahmeraum bleibt und verfault, so dass ein hygienischer Mangel beseitigt wird. Außerdem fließt die Abfallflüssigkeit nach dem Reinigen nicht in den Fermentationstank, sondern wird durch die Flüssigkeitsaustrittsöffnung abgeführt, wodurch eine Verschmutzung des Fermentationstanks vermieden wird. Insbesondere kann der Fermentationstank und das Innere des Kugelventils stufig gereinigt werden. Zudem kann die Wirkung der Reinigung und der Desinfektion gewährleistet werden.
Daher kann das erfindungsgemäße Kugelventil für einen Fermentationstank die Reinigung des Fermentationstanks und des Kugelventils erleichtern und die Reinigungswirkung erhöhen, ohne das Kugelventil zu entfernen und zu demontieren, wodurch die Prozesseffizienz stark erhöht wird, die Prozesszeit verringert wird und die Hygiene gewährleistet werden kann.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich bevorzugte Ausführungsformen, die zum Veranschaulichen der Erfindung dienen. Der Schutzbereich der Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Änderungen oder Modifikationen, die sich für einen Fachmann auf der Grundlage der Beschreibung der Erfindung in naheliegender Weise ergeben, sind ebenfalls Gegenstand der Erfindung. Der Schutzbereich der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert.

Claims

Kugelventil für einen Fermentationstank, mit einem Hauptkörper (10), der einen Aufnahmeraum (11) bildet und an den beiden gegenüberliegenden Enden eine erste Eintrittsöffnung (12) und eine erste Austrittsöffnung (13) aufweist, wobei die erste Eintrittsöffnung (12) und die erste Austrittsöffnung (13) mit dem Aufnahmeraum (11) verbunden sind, wobei der Hauptkörper (10) an einer Seite mit einer Flüssigkeitsaustrittsöffnung (14) versehen ist, wobei die Flüssigkeitsaustrittsöffnung (14) mit dem Aufnahmeraum (11) in Verbindung steht und sich zwischen der ersten Eintrittsöffnung (12) und der ersten Austrittsöffnung (13) befindet, wobei in der Flüssigkeitsaustrittsöffnung (14) ein erstes Ventil (50) angeordnet ist; einer Kugel (20), die drehbar in dem Aufnahmeraum (11) des Hauptkörpers (10) angeordnet ist, wobei ein Kanal (21) durch die Kugel (20) hindurchgeht, wobei die beiden Enden des Kanals (21) eine zweite Eintrittsöffnung (22) und eine zweite Austrittsöffnung (23) bilden, wobei die Kugel (20) ferner eine Flüssigkeitseintrittsöffnung (24) besitzt, die mit dem Kanal (21) in Verbindung steht, wobei zwischen der Kugel (20) und der Innenwand des Aufnahmeraums (11) ein Spalt gebildet ist; und einem Drehmechanismus, der mit der Kugel (20) verbunden ist, damit die Kugel (20) zwischen einer offenen Position und einer Reinigungsposition gedreht werden kann, wobei, wenn sich die Kugel (20) in der offenen Position befindet, die zweite Eintrittsöffnung (22) mit der ersten Eintrittsöffnung (12) und die zweite Austrittsöffnung (23) mit der ersten Austrittsöffnung (13) in Verbindung steht, wobei die Flüssigkeitseintrittsöffnung (24) dem Spalt zugewandt ist und mit dem Spalt in Verbindung steht, wobei, wenn sich die Kugel (20) in der Reinigungsposition befindet, die zweite Eintrittsöffnung (22) und die zweite Austrittsöffnung (23) beide dem Spalt zugewandt sind, wobei die Flüssigkeitseintrittsöffnung (24) mit der ersten Eintrittsöffnung (12) in Verbindung steht.
Kugelventil für einen Fermentationstank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Austrittsöffnung (13) ein zweites Ventil (40) angeordnet ist.
Kugelventil für einen Fermentationstank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn sich die Kugel (20) in der Reinigungsposition befindet, die zweite Eintrittsöffnung (22) oder die zweite Austrittsöffnung (23) auf die Flüssigkeitsaustrittsöffnung (14) gerichtet ist, wodurch der Kanal (21) mit der Flüssigkeitsaustrittsöffnung (14) in Verbindung steht.
Kugelventil für einen Fermentationstank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmechanismus eine Drehstange (30) beinhaltet, wobei ein Ende der Drehstange (30) einen Steckabschnitt (31) besitzt, wobei die Außenfläche der Kugel (20) mit einer Ausnehmung (25) versehen ist, wobei der Steckabschnitt (31) durch den Hauptkörper (10) geführt und in die Ausnehmung (25) gesteckt ist, damit die Drehstange (30) die Kugel (20) drehen kann.
Kugelventil für einen Fermentationstank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkörper (10) zwischen dem Aufnahmeraum (11) und der ersten Eintrittsöffnung (12) sowie zwischen dem Aufnahmeraum (11) und der ersten Austrittsöffnung (13) jeweils mit einem Dichtring (15, 16) versehen ist.
Fermentationstank mit dem Kugelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, der einen Tank (60) umfasst, der einen Materialeinlauf (61) und einen Materialauslauf (62) aufweist, wobei das Kugelventil (100) für den Fermentationstank an dem Materialeinlauf (61) angeordnet ist, wobei die erste Austrittsöffnung mit dem Materialeinlauf (61) verbunden ist.