DE1550056A1 - Stroemungsmitteleinstelleinrichtung,insbesondere fuer Behandlungsanlagen von Nahrungsmittelfluessigkeiten - Google Patents

Description

DIPL.-1NQ. F. THIELEKE DR.-INQ. R, DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG - MÜNCHEN

P 15 50 036.8 uns.Z.» 11 224

. The A.P.V.Company, limited Manor Royal, Orawley, Sussex, England

Strömungsmitteleinstelleinrichtung, insbesondere für Behandlungsanlagen von Nahrungsmittelflüssigkeiten.

Die Erfindung betrifft eine Strömungsmitteleinstelleinrichtung, insbesondere für Behandlungsanlagen von Nahrungsmittelflüssigkeiten, bei der vier Leitungsanschlüsse auf die Ecken eines Quadrates verteilt in einer festen Platte vorgesehen sind, mit der die parallele Stirnfläche eines um eine Achse durch den Mittelpunkt des Quadrats drehbaren und in !Richtung dieser Achse verschiebbaren Drehkörpers zusammenwirkt, der ebenfalls vier, entsprechend verteilte und paarweise miteinander verbundene Anschlüsse aufweist, die alternativ in abdichtender 3?luchtung mit den Leitungsanschlüssen in der festen Platte verbringbar sind.

Aus der österreichischen Patentschrift 95 813 ist ein Mehrwegehahn bekannt, der für Luftförderungsanlagen für Schüttgut bestimmt ist, bei dem das Küken außer den das Gemisch von Schüttgut und luft leitenden Querkanälen noch mit in der !Längsrichtung des Kükens durchgehenden, von den Querkanälen getrennten Durchlässen für das Durchblasen von Druckluft versehen ist, dessen Zuführungsleitung an die eine Stirnwand des ICükengenäuaee an- ·

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schließbar ist, während die Austrittsöffnung an der anderen Stirnwand vorgesehen ist. Hierdurch läßt sich der Mehrwegehahn reinigen. Pur Flüssigkeitsbehandlungsanlagen, insbesondere für Nahrungsmittelflüssigkeiten ist dieses Ventil jedoch nicht geeignet.

Es ist weiterhin bei Drosselklappen für Rohrleitungen bekannt, in die Drosselklappenachee einen hydraulischen Drehservomotor einzubauen, mit dessen Hilfe die Klappe gedreht werden kann. Hierbei handelt es sich jedoch lediglich um eine die Durchströmung einer bestimmten Leitung einstellende Drosselklappe, nicht aber um eine Strömungsmitteleinstelleinrichtung, mit deren Hilfe verschiedene Leitungen wechselweise verbunden werden können.

Derartige Einrichtungen sind jedoch auch bereits bekannt. So zeigt z.B. die USA-Patentschrift 2 926 698 eine solche" Einrichtung, bei der ein feststehendes Ventilgehäuse vorgesehen ist, welches aus wenigstens zwei abdichtend miteinander verschraubte Gehäusehälften besteht. Die eine Gehäusehälfte weist vier Strömungskanäle auf, welche in radialer Richtung am Umfang der Gehäusehälfte zum Anschließen von Leitungen enden und mit ihrem anderen Ende in einer Stirnfläche des Gehäuses münden, wobei die vier Mündungsöffnungen an den Ecken eines Quadrates liegen. Weiterhin weist diese Gehäusehälfte eine axiale Bohrung auf, durch die der Schaft eines Ventiltellers hindurohragt, welcher Teller mit der betreffenden Stirnfläche dieser Gehäusehälfte zusammenwirkt und von der anderen Gehäusehälfte aufgenommen wird,

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wobei eine zwisehengeschaltete Druckfeder zwischen dieser Gehäusehälfte und dem Ventilteller den Ventilteller in abdichtende Anlage an Dichtungsringe hält, die zwischen den beiden Gehäusehälften bzw. zwischen dem Ventilteller und der einen Gehäusehälfte angeordnet sind. Das freie Ende des Schaftes ragt durch die Kanäle aufweisende Gehäusehälfte hindurch und ist in dieser drehbar und abdichtend gelagert, wobei ein Betätigungeelement auf der außenliegenden Stirnwand dieser Gehäusehälfte vorgesehen ist, mit dessen Hilfe der Ventilteller sowohl axial gegen die Wirkung der Druckfeder bewegt, als auch um bestimmte Winkel gedreht werden kann. Dadurch ist es möglich, vor dem Drehen den Ventilteller von den Dichtungen abzuheben, um einen Verschleiß der Dichtungen möglichst zu vermeiden. Diese Strömungsmitteleinstelleinrichtung weist einen sehr komplizierten Aufbau auf, der zahlreiche verschiedene Teile benötigt und ist außerdem nur für relativ kleine Leitungsquerschnitte geeignet. Durch den relativ komplizierten Aufbau ist auch ein vollständiges Reinigen aller Teile bei Betriebspausen ohne Auseinandernehmen der Einrichtung nicht möglich, so daß diese Einrichtung für Behandlungsanlagen von Nahrungsmiifce!flüssigkeiten nicht geeignet ist, da sich Nahrungsmittelreste festsetzen können, die zum Verderb des Gutes führen können.

Aus der USA-Patentschrift 3 114 393 ist eine Strömungsmitteleinst eile inrichtung bekannt, die einen etwas einfacheren Aufbau aufweist. Bei dieser bekannten Einrichtung sind die Mündungen für die abzuschließenden Leitungen in einer festen Platte vorgesehen und auf die Ecken eines Quadrates verteilt. Mit der Stirn-

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fläche dieser Platte wirkt ein Drehkörper zusammen, der aus einer langgestreckten Büchse und einem tellerartigen Plansch an einem Ende der Büchse besteht, welcher Flansch mit seiner freiliegenden Stirnseite der Stirnseite der Platte gegenübersteht. In die feststehende Platte ist zentral eine Stange fest eingeschraubt, die mit erheblichem radialen Spiel durch die Büchse hindurchragt, wobei an ihrem über die Büchse hinausragenden Ende eine Druckfeder abgestützt ist, die auf eine Druckscheibe einwirkt, welche über einen Kugellagerkranz axial auf das freie Ende der Büchse einwirkt, um die Büchse stets in axialer Richtung in Anlage an der festen Platte zu halten. Der tellerförmige Flansch weist entsprechend vier Öffnungen auf, welche ebenfalls auf den Ecken eines Quadrates verteilt sind und in Fluchtung mit den Öffnungen in der Ventilplatte gebracht werden können. Zwei dieser Öffnungen stehen jeweils über einen gebogenen Leitungsabschnitt miteinander in Verbindung. An der Büchse ist ein Betätigungsgriff befestigt, mit dessen Hilfe die Büchse und der daran anschließende tellerförmige Flansch gedreht werden können. Damit lassen sich die Öffnungen in der Platte und in dem tellerförmigen Flansch wechselweise I_n Verbindung bringen. In der Stirnfläche der Platte ist ein ringförmiges Dichtungselement fest eingelassen, in welchem die Bohrungen in der Platte münden. Dieser Dichtungsring dient einmal zur Abdichtung zwischen der Platte und dem tellerförmigen Flansch unter der Einwirkung der Druckfeder, hat aber zusätzlich die Aufgabe, den tellerförmigen Flansch koaxial zu der Achse der Platte zu führen. Zu diesem Zweck ragt der Dichtungsring über die Stirnfläche der Platte hinaus, während der tellerförmige Flansch eine Eindrehung aufweist, so daß er mit einer entsprechenden nach innen weisenden Schulter auf der

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Umfangsfläche des Dichtungsringes gleiten kann. Abgesehen von dem immerhin noch relativ komplizierten Aufbau dieser bekannten Einrichtung besteht die Schwierigkeit darin, daß der Dichtungsring sowohl die Funktion der Abdichtung als auch die Funktion der Führung d£s tellerförmigen Flansches gegenüber der Ventilplatte übernehmen muß und gleichzeitig dabei erheblichem Verschleiß unterliegt, da beide Teile gegeneinander unter der Wirkung der Druckfeder reibend gleiten.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Strömungsmitteleinstelleinrichtung der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß eie einerseits einen außerordentlich einfachen Aufbau aufweist, so daß die Gewähr dabei besteht, daß die Einrichtung in Betriebspausen bis in alle Winkel hinein mit einem Reinigungsmittel restlos gesäubert werden kann, ohne daß die Gefahr von Rückständen besteht, wShrend sie andererseits trotz

einfachen Aufbaus praktisch keinen Verschleiß aufweist und vor allem für großformatige Leitungsquerschnitte geeignet ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in der festen Platte eine Spindel zur lagerung und Führung des Drehkörpers fest eingesetzt ist und auf dem Drehkörper Antriebseinrichtungen zum Verschieben und Drehen dee Drehkörpers auf bzw. um die Spindel angeordnet sind. Durch diese Anordnung kann der bewegliche Ventilkörper trotz Lösens von der abdichtenden Berührung mit dem feststehenden Ventilteil zuverlässig und eicher ge führt werden und zwar unmittelbar auf der fest in die Platte eingesetzten Spindel. Hierbei braucht lediglich den vier Verbindungs-

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stellen jeweils ein Abdichtungselement zugeordnet zu werden, welches allein Abdichtungszwecke erfüllt und keinerlei Beanspruchung durch gleitende Reibung unterliegt. Die feste Spindel dient aber nicht nur zur Führung und Drehlagerung der Ventilplatte sxmdern zugleich auch dazu, um zwischen der festen Platte und dem beweglichen Ventilkörper eine Verbindung über die Antriebseinrichtungen herzustellen, welche ihrerseits unmittelbar zwischen dem beweglichen Ventilkörper und der festen Spindel abgestützt sind. Dadurch ergibt sich ein sehr einfacher übersichtlicher Aufbau, der es gestattet, die Einrichtung nach Jedem Ventilstellungswechsel vollständig durchzuspülen und Reste des Strömungsmittels zu entfernen. Die neue Anordnung ist daher besonders geeignet bei Behandlungsanlagen für Nahrungsmittelflüssigkeiten, wobei große Querschnitte für die Leitungen verwendet werden können.

Vorteilhafterweise ist zum Verschieben des Drehkörpers ein antreibbarer Kniehebelgelenkmechanismus zwischen Drehkörper und der Spindel vorgesehen. Kniehebelgelenke sind allgemein bekannt und auch für bestimmte Ventilarten verwendet worden. So dient ein solcher Mechanismus z.B. bei einem Rohrschieber dazu, die beiden Schieberplatten bei Erreichen der Sperrstellung gegen die Enden der Anschlußstutzen zu spreizen, um eine zusätzliche Abdichtungskraft zu erzielen, wobei der Kniehebelmechanismus dadurch betätigt wird, daß am Emde der Schließbewegung die Schieberplatten durch die Schieberspindel abgesenkt, der Anlenkpunkt der Kniehebel jedoch durch Aufsetzen auf feste Gehäuseanschläge festgehalten wird. Bei der vorliegenden Einrichtung wird jedoch dieser Mechanis-

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mus dazu verwendet, um zwischen dem Drehkörper und der festen Spindel die Abhebe- und Andrückbewegung des Drehkörpers in Bezug auf die feste Ventilplatte zu ermöglichen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert:

Fig. 1 veranschaulicht eine Behandlungsanlage mit einer Einrichtung gemäß der Erfindung in der Betriebsstellung.

Pig. 2 zeigt die Einrichtung nach Fig. 1 in einer Reinigungestellung.

Fig. 3 zeigt in Draufsicht die neue Einrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 4 ist ein axialer Schnitt,entlang der Schnittlinie IV-IV der Fig. 3, während

Fig. 5 ein Schnitt entlang der Schnittlinie V-V der Fig. 4- ist.

In den Fig. 1 und 2 sind zwei Behandlungestufen 11 und 12, z.B. einer Milchbehandlungsanlage mit zweifachen Reinigungekreisen angedeutet. Das in Richtung der- Pfeile fließende Produkt gelangt durch zwei Flüssigkeitsanschlußstellen 13 und H und einen XJ-förmigen leitungsabschnitt 15 einer Strömungsmitteleinstelleinrichtung 16 nach der Erfindung. Die Einrichtung 16 umfaßt außerdem zwei weitere Flüssigkeitsanschlußstellen 17 und 18, welche mit

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Leitungen 19 und 20 verbunden sind, die Abschnitte von getrennten Reinigungekreisen für die Stufen 11 und 12 bilden. Pig 1 zeigt die Einrichtung in der Betriebestellung, wobei der Leitungsabschnitt 15 einen Strömungsweg zwischen den Verbindungsstellen 13 und 14 herstellt. Fig. 2 veranschaulicht die Einrichtung 16 nach ihrer Umstellung in eine zweite Stellung, in der die Leitungsabsohnitte 15 die Anschlüsse 13 und 17 bzw. 14 und 18 miteinander verbinden, um die Stufen 11 und 12 der Behandlungsanlage mit ihren getrennten Reinigungskreisen über die Leitungen 19 und 20 zu verbinden.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen Einzelheiten der neuen Sfcrömungsmitteleinstelleinrichtung. Diese umfaßt eine feste kreisförmige Platte 21, welche vier Strömungsmittelverbindungsstellen 22 aufweist, die an den Ecken eines Quadrates angeordnet sind und bei der eine zweite kreisförmige Platte 23 mit Flüsaigkeitsströmungsverbindungsstellen 24- vorgesehen ist, die im Abstand von den zugehörigen Verbindungsstellen 22 angeordnet sind und paarweise durch einen gebogenen Leitungeabschnitt 25 miteinander verbunden sind. Die StrÖmungsmittelverbindungastellen 24 besitzen gummiartige Abdichtungselemente 26 an ihren Enden, welche sich gegen die Verbindungsstellen 22 legen und diese abdichten können. Die Gummidichtungen 26 sind duroh Metallringe 27 in ihrer Stellung gehalten.

Die Platte 23 ist drehbar und axial verschiebbar auf einer Spindel 28 angeordnet, die mit der Platte 21 verkeilt ist. Ein Kniegelenkmeohaniemua 29 ist mit einem Ende an der Platte 23 durch einen BoI-

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zen 30 befestigt, während das andere Ende an der Spindel 28 durch ein Verbindungsglied 31 festgelegt ist, das an einer Schulter der Spindel 28 mit Hilfe einer Schelle 32 festgehalten ist. Ein zylindrisches Glied 33 mit einem zungenförmigen Ansatz 34 ist gemäß Pig. "5 schwenkbar an der zentralen Büchse 35 des Kniegelenkmechanismus befestigt. Das Glied 33 ist in eine Kolbenstange 36 eines doppeltwirkenden pneumatischen Zylinders 37 eingeschraubt, welcher schwenkbar zwischen Haltern 38 gelenkig unterstützt ist, die an der Scheibe 23 angebracht sind. Bei Anschalten der Einheit 37 in der einen Richtung werden die Verbindungen 26 fest und abdichtend gegen die Endflansche der Verbindungsstellen 22 gepreßt. Ein Einschalten der Einheit 37 in der entgegengesetzten Richtung veranlaßt dagegen die Scheiben sich auseinander zu bewegen und zwar um ein kurzes Stück, beispielsweise etwa um 3 mm, um die Verbindungsstellen 22 und die Verbindungsstellen 24 trDJieinander zu lösen und zu ermöglichen, daß sich die Scheibe 27 mit Hilfe eines flügelartigen pneumatischen Betätigungselementes 39 um etwa 90 dreht. Die Betätigungseinrichtung 39 wirkt auf die Scheibe 23 über eine Führungsstange 40. Einstellbare Anschläge 41 und 42 können zur Anlage kommen an einem Anschlag 48 an der Scheibe 21, um die Grenzen der Drehbewegung der Scheibe 23 zu bestimmen.

Begrenzungsschalter 43 können vorgesehen sein, um Pernsteuersigna-Ie bezüglich der Stellung der Vorrichtung auszulösen, während ähnliche Sohalter verwendet werden, um die axiale Stellung der Platte 23 abzutasten und zu melden. Diese Schalter können verwendet werden, um.elektrische Verrisgelungseinrichtimgen zu betätigen, welche

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sicherzustellen, daß die Verbindungen korrekt hergestellt sind, bevor Strömungsmittel in die Kreise eindringen können.

Es sind weiterhin Einrichtungen vorgesehen, mit denen die ganze Vorrichtung Jeweils ausgespült werden kann, nachdem die Stellung der Verbindungsstellen gewechselt worden ist, so daß jeder Tropfen des zu behandelnden Produktes entfernt wird. Im dargestellten Beispiel erfolgt dies dadurch, daß man Spülwasser oder Reinigungslösung durch eine Sprühdüse 44 leitet und das Reinigungsmittel durch eine Verbindung 45 abführt, welche in einer Ummantelung 46 vorgesehen ist.

Die ganze Einrichtung wird durch ein transparentes plastisches Abdeckelernent 47 geschützt.

Die Ausbildung der neuen Einrichtung gestattet eine vollständige Entleerung bis zum letzten Tropfen und eine zuverlässige Reinigung, so daß Berschmutzung oder Vergiftungsgefahr durch bakterielle Vorgänge nicht zu befürchten sind. Die neue Anordnung eignet sioh vor allem auch für größere Leitungsquerschnitte, wobei insbesondere durch die gleichzeitige axiale Bewegung und Drehung der Platten, in welchen die Verbindungsstellen vorgesehen sind, eine vollständige und dichte Verbindung hergestellt werden kann, ohne daß tote Winkel od4gl.entstehen.

Patentansprüche

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Claims (6)

Patentansprüche

1. Strömungsmitteleinstelleinrichtung, insbesondere für Behandlungeanlagen von Nahrungsmittelflüasigkeiten, bei der vier Leitungsansohlüsse auf die Ecken einee Quadrate verteilt in einer festen Platte vorgesehen sind, mit der die parallele Stirnfläche eines um eine Achse durch den Mittelpunkt des Quadrates drehbaren und in Richtung dieser Achse verschiebbaren Drehkörpers zusammenwirkt, der ebenfalls Vieri entsprechend verteilte und paarweise miteinander verbundene Anschlüsse aufweist, die alternativ in abdichtende Fluchtung mit den leitunga· anschlüssen in der festen Platte verbringbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der festen Platte (21) eine Spindel (28) zur Lagerung und Führung des Drehkörpers (23) fest eingesetzt ist und auf dem Drehkörper Antriebseinrichtungen (37,39) zum Verschieben und Drehen des Drehkörpers auf bzw. um die Spindel angeordnet sind.

2. Strömungsmitteleinstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschieben des Drehkörpers (23 ein antreibbarer Kniehebftlgelenkmeohanismus (29) zwischen Drehkörper (23) und der Spindel (28) vorgesehen ist.

3. Strömungimitteleinstelleinriohtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß zum Drehen des Drehkörpers (23) ein pneumatisch arbeitender Drehflügelmotor (39) sehen Drehkörper (23) und Spindel (28) vorgesehen ist.

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4. Strömungsmitteleinsteileinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Drehkörper in

an sich "bekannter Weise als Scheibenkörper (23) ausgebildet ist.

5. Strömungsmitteleinstelleinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß dem Drehkörper (23)
Begrenzungsschalter zugeordnet sind, welche die Durchströmung
der Einrichtung nur bei vorbestimmten Stellungen des Drehkörpers zulassen.

6. Strömungsmitteleinstelleinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Spuleinrichtung (44-47)
zum Durchspulen des Bereiches zwischen dem Drehkörper (23) und
der festen Platte (21).

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