DE1625911C3 - Spulbare Rohrkupplung fur Stro mungsmittelleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrkupplung für Strömungsmittelleitungen mit mindestens einer ringförmigen, von einer flexiblen Dichtungslippe gebildeten Dichtstelle zwischen den zu verbindenden Lcitungsteilen.

Eine derartige Rohrkupplung ist bereits bekannt (deutsche Patentschrift 453 910). Dabei stellt die Dichtungslippe das Ende einer flexiblen Dichtungshülse dar und bildet eine hermetische Abdichtung der Strömungsmittelleitung. Sowohl unmittelbar nach dem Zusammenbau als auch im Laufe des Betriebes setzen sich dort gern Verschmutzungen an, die zur Verunreinigung des Strömungsmittels und mitunter sogar zur Zerstörung der Dichtung führen. Selbst wenn solche sich im Laufe des Betriebes absetzende Verunreinigungen durch Stillsetzen der Anlage, Ausbau und Reinigung sowie Wiedereinbau der Kupplung beseitigt werden können, ist eine Re-Infektion beim Wiedereinbau unvermeidbar, sofern nicht besondere Vorsichtsmaßnahmen ergriffen werden. Doch auch die zum Ausbau und Wiedereinbau der Kupplung erforderlichen langen Betriebspausen sind höchst unerwünscht.

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung solcher Nachteile. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, die Rohrkupplung der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, daß sie mit einfachen Mitteln ohne größere Betriebspause zu reinigen ist. Derartige Rohrkupplungen werden vor allem in Sterilisationsanlagen verwendet.

Die Erfindung besteht darin, daß außerhalb der Dichtstelle eine insbesondere ringförmige Spülkammer für die Aufnahme von Spülmitteln zum Reinigen und/oder Sterilisieren der Rohrkupplung und gegebenenfalls der Leitung vorgesehen ist, wobei der Druck in der Spülkammer von einem Wert, bei dem die als Rückschlagventil wirkende ringförmige Dichtungslippe fest an der Dichtstelle anliegt, auf einen Wert einstellbar ist, bei dem die ringförmige Dichtungslippe einen Durchlaß für den Eintritt von Spülmitteln in die Leitung freigibt.

Mit Hilfe der Erfindung gelingt es, Rohrleitungssysteme zu schaffen, die nach erstmaligem Durchspülen mit Spülmittel, insbesondere einer sterilen Flüssigkeit oder Dampf, sofort vollkommen sauber und steril sind, so daß das hindurchgeleitete Strömungsmittel sofort verwendet werden kann. Außerdem wird das umständliche Ausbauen, Reinigen und Wiedereinbauen der einzelnen Kupplungen und Kupplungsteile vermieden, wenn das Rohrleitungssystem nach einer gewissen Betriebszeit wieder gereinigt werden soll.

Bei der Verwendung einer ringförmigen Spülkammer empfiehlt es sich nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung, diese mit einer Einlaß- und einer Auslaßleitung für das Spülmittel zu versehen, die beide tangential in die Spülkammer münden, so daß dort das Spülmittel kreisen kann. Dadurch wird eine bessere Spülwirkung insbesondere schwer zugänglicher Stellen erreicht. Sofern die Auslaßleitung einen größeren Strömungsquerschnitt als die Einlaßleitung aufweist, kann bei einem genügend großen Druck in der Strömungsmittelleitung während des Betriebs in der Spülkammer ein Unterdruck in bezug auf die Strömungsmittelleitung aufrechterhalten bleiben, wodurch ein hoher Grad an Verläßlichkeit der Dichtwirkung des »Rückschlagventils« erzielt wird.

Dies ist auch dann der Fall, wenn keine kreisende Spülmittelströmung in der Spülkammer stattfindet.

Falls sich die Enden der zu verbindenden Strömungsmittelleitungen im Abstand befinden, empfiehlt es sich, diese gekuppelten Teile mittels eines Distanzstückes in Abstand voneinander zu halten. Dieses kann ein elastischer Dichtungsring sein, dessen Enden die flexiblen Dichtungslippen bilden. Es empfiehlt sich jedoch, als Distanzstück einen starrer,

Distanzring zu verwenden, der im Bereich seiner freien Enden zwischen die radial nach außen aufgeweiteten Leitungsenden eingefügt und insbesondere mit Kränzen axial vorspringender Vorsprünge versehen ist, die Durchtrittskanäle für das Spülmittel begrenzen und sich an der Innenseite der aufgeweiteten Leitungsenden abstützen. Diese Vorsprünge können zusammen mit dem Dichtungsring gegossen werden. Es empfiehlt sich jedoch, gestauchte Stirnabschnitte des Distanzrings als Vorsprünge zu verwenden.

Die zur Abstützung solcher Kränze dienenden aufgeweiteten Leitungsenden stellen zweckmäßigerweise auch die Dichtungsflächen dar, an die sich die Dichtungslippen anlegen, die vorzugsweise zungenförmig angespitzt sind.

Falls die Rohrkupplung elastisch sein soll, um beispielsweise axiale Versetzungen der Strömungsmittelleitungen auszugleichen, empfiehlt es sich, zwei starre Distanzringe zu verwenden, die von einem aufweitbaren Dichtungsring in axialem Abstand gehalten sind.

Die erfindungsgemäße Rohrkupplung ist auf den verschiedensten Gebieten verwendbar, beispielsweise in der chemischen Industrie, insbesondere in der Farben- oder farbenverarbeitenden Industrie, sowie in Brauereien und Molkereien und in Betrieben der Verpackungsindustrie, die keimfreie Milch in sogenannten aseptischen Anlagen in sogenannte Wegwerfpackungen verpacken. Da hierbei oftmals auch unter verhältnismäßig hohen Temperaturen gearbeitet wird, treten sehr leicht Verschiebungen bzw. Neigungen der durch solche Rohrkupplungen verbundenen Strömungsmittelleitungen auf, so daß die Verwendung der obenerwähnten elastischen erfindungsgemäßen Rohrkupplung besondere Vorteile bietet.

Besonders auch in der Arzneimittel- und pharmazeutischen Industrie ist die Erfindung mit großem Vorteil anwendbar, da gerade dort an die Reinheit der durch Strömungsmittelleitungen transportierten Medien besonders große Anforderungen gestellt werden.

An Hand der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele für die Erfindung näher erläutert. Darin zeigt

F i g. 1 einen Teilschnitt einer Rohrkupplung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 eine Detaildarstellung des Gegenstandes der F i g. 1 in größerem Maßstab,

F i g. 3 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnittes aus einem in F i g. 2 gezeigten Mittelstück, und

F i g. 4 und 5 Schnittdarstellungen entsprechend F i g. 2 zur Veranschaulichung abgewandelter Ausführungsformen des Mittelstückes nach F i g. 2.

In der Zeichnung sind nur diejenigen Einzelheiten dargestellt, die zur Veranschaulichung der Prinzipien der Erfindung geeignet sind, während andere Einzelheiten fortgelassen sind, um die wesentlichen Merkmale deutlicher hervortreten zu lassen.

Gemäß F i g. 1 verbindet die Rohrkupplung zwei Strömungsmittelleitungen 1,2 eines Rohrsystems, das zum Befördern von steriler Milch von einer Sterilisierungsanlage zu einer Verpackungsmaschine dient, in der unter keimfreien Bedingungen Milch in sterile Behälter gefüllt werden soll. Jedes Rohr endet in einem ringförmigen aufgeweiteten Rohrende 3, die analog ausgebildet sind. Zwischen den beiden Rohrenden 3 ist ein ringförmiges Mittelstück 4 angeordnet, dessen beide Enden eine flexible Dichtungslippe 5 haben, die unter Betriebsbedingungen, d. h. wenn Strömungsmittel, wie Milch, durch die Leitung 13 geführt wird, dichtend gegen das aufgeweitete Rohrende 3 anliegt. Das Mittelstück hat auch einen Distanzring 14, der mit radial und axial nach außen ragenden Vorsprüngen 6 gleitfähig an der Gleitfläche 17 des Rohrendes 3 anliegt. Im Berührungsbereich zwischen dem Distanzring 14 und dem aufgeweiteten Rohrende 3 wird keine Dichtwirkung erzeugt, denn ίο zwischen je zwei benachbarten Vorsprüngen 6 befindet sich ein Durchtrittskanal 16. Der Distanzring 14 nimmt die auf das Mittelstück 4 einwirkenden mechanischen Spannungen auf und stützt die flexible Hülse 15 ab; er ist von einer Spülkammer 10 umgeben, deren Ausdehnung auch von einem Spülgehäuse 7 und zwei Spannmuttern 8,9 begrenzt ist. Die das Mittelstück 4 kreisringförmig umgebende Spülkammer 10 hat eine Eintrittsleitung 11 und eine Austrittsleitung 12, von denen die letztere einen größeren Durchmesser bzw. Strömungsquerschnitt hat als die erstere. Beide Leitungen münden tangential in die Spülkammer 10, so daß sich beim Spülen derselben mit Spülmittel eine kreisende Strömungsbewegung ergibt.

Aus F i g. 2 ist deutlicher ersichtlich, daß der Mittelteil 4 aus zwei Ringen, nämlich einerseits einem äußeren Metallring, dem Distanzring 14, und andererseits einem inneren Dichtungsring, der Hülse 15, besteht, von denen der letzte aus flexiblem Material, ζ. Β. Kunststoff, besteht.

Die Vorsprünge 6 a, 6 b, 6 c, 6d sind durch Stauchen des Metallringes an beiden Enden hergestellt. Die gestauchten Abschnitte sind entlang des Umfanges des ganzen Metallringes in solcher Weise zugeschnitten, daß entlang des Umfanges abwechselnd Vorsprünge 6 und nutenförmige Durchtrittskanäle 16 gebildet werden. Die Vorsprünge 6 liegen gleitfähig an dem aufgeweiteten Rohrende 3 in solcher Weise innen an, daß eine gewisse Bewegung der Kupplungseinrichtung ohne Verlust der Berührung mit dem Rohrende 3 zugelassen ist. Gegen die andere Seite des Rohrendes 3 liegt der Klemmflansch 18 der Spannmutter 8 ebenfalls gleitfähig an, der leicht flexibel ist, so daß er einer gewissen elastischen Verformung unterworfen werden kann. Die Innenfläche d. h. Gleitfläche 17 des Rohrendes 3 ist poliert, um als kreisringförmiger Ventilsitz für die Dichtungslippe 5 zu dienen. Die Außenseite 19 derselben befindet sich über den Kanälen 16 in direkter Verbindung mit der Spülkammer 10. Indem in der Spülkammer 10 ein Unterdruck gegenüber der Leitung 13 aufrechterhalten wird, wird die zungenförmige Dichtungslippe 5 gegen den Ventilsitz an der Gleitfläche 17 angesaugt. Wenn andererseits der Druck in der Spülkammer 10 so weit über den Druck in der Leitung 13 hinaus erhöht wird, daß auch der Anfangsdruck der Dichtungslippe 5 gegen den Ventilsitz überwunden wird, wird die Dichtungslippe 5 gegen das Innere der Leitung 13 verdrängt. Diese Stellung ist in F i g. 2 in unterbrochenen Linien angedeutet. Wenn die Dichtungslippe 5 auf diese Weise und in diese Stellung nach innen zu verdrängt ist, wird ein kreisring- und schlitzförmiger Durchlaß 20 geschaffen, durch den Spülmittel aus der Spülkammer 10 über die Durchtrittskanäle 16 in die Leitung 1.3 einzuströmen vermag. Wenn Spülflüssigkeit durch den Schlitz 20 hindurchströmt, werden auch der Ventilsitz und der Endabschnitt der Außenfläche 19 der

Dichtungslippe 5, also die Flächen, die vorher miteinander in Berührung waren und die daher normalerweise nicht mit einem Spülmittel behandelt werden können, intensiv gespült. Wenn der Druck in der Spülkammer 10 sinkt, kehrt die Lippe 5 in den Zustand der dichtenden Anlage an den Ventilsitz zurück.

Der Metallring 14 besteht ebenso wie die Strömungsmittelleitungen 1, 2, die Muttern 8,9 und das Spülgehäuse 7 aus säurefestem, rostfreiem Stahl, während die Hülse 15 mit den Dichtungslippen 5 aus Kunststoff besteht. Kunststoffe, die sich zur Verwendung in diesem Fall eignen, sind beispielsweise Acetatkunststoff, Polyoxymethylen, Materialien aus der Polycarbonatgruppe, Kopolymerisate des Polymethylenoxids, Polyamid und gleichwertige Materialien. Es können durchaus auch Metalle verwendet werden, wenn auch die Anwendungsbereiche für Metalle sich hauptsächlich in der chemischen Industrie finden, wo konzentrierte Säuren und andere chemische Stoffe Kunststoffe zerstören könnten. Metalle, die sich für diesen Zweck eignen, sind beispielsweise Titan, Titanlegierungen und säurefester, rostfreier Stahl. Es können auch Kombinationen unterschiedlicher Materialien verwendet werden.

Wegen der tangentialen Ausrichtung der Mündungen der Leitungen 11, 12 ergibt sich in der Spülkammer 10 eine kreisende Strömung. Wenn die Mündungen dieser Leitungen 11, 12 abweichend von der Darstellung in F i g. 1 um ein geringfügiges Maß gegeneinander seitlich versetzt angeordnet sind oder nach einer Seite gebogen sind, kann das Maß des direkten Austretens des Spülmittels zur Auslaßleitung 12 vermindert und die Spülwirkung intensiviert werden. Infolge der intensiven kreisenden Strömung in der Spülkammer 10 werden sämtliche Räume wirksam gespült, die sonst schwer zu erreichen sind.

Die Wirkungsweise der Rohrkupplung kann in erheblichem Maße abgewandelt werden, z.B. gemäß Fig.4 und5. Gemäß Fig. 4 ist der Distanzring 14' mit den Vorsprüngen 6' ein Gußkörper, an den der Dichtungsring 15' angegossen ist. Dieses Verfahren erleichtert die Schaffung der Durchtrittskanäle 16 sowie eines Durchlasses 20' mit besonders glatten Begrenzungsflächen.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 5 sind die wulstartigen Vorsprünge 6" Teile des Dichtungsringes 15" selbst. Der metallische Distanzring 14" kann aus zwei Teilen bestehen, die mittels eines aufweitba- , ren Mittelelementes in solcher Weise seitwärts gepreßt sind, daß der Dichtungsring 15" gehalten wird.

Da in diesem Falle die Vorsprünge 6" mit dem Dichtungsring 15" aus Kunststoff bestehen, wird das Gleiten an dem aufgeweiteten Abschnitt erleichtert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Rohrkupplung für Strömungsmittelleitungen mit mindestens einer ringförmigen, von einer flexiblen Dichtungslippe gebildeten Dichtstelle zwischen den zu verbindenden Leitungsteilen, d a durch gekennzeichnet, daß außerhalb der Dichtstelle eine Spülkammer (10) für die Aufnahme von Spülmitteln zum Reinigen und/ oder Sterilisieren der Rohrkupplung und gegebenenfalls der Leitung (13) vorgesehen ist, wobei der Druck in der Spülkammer von einem Wert, bei dem die als Rückschlagventil wirkende ringförmige Dichtungslippe (5) fest an der Dichtstelle anliegt, auf einen Wert einstellbar ist, bei dem die ringförmige Dichtungslippe einen Durchlaß (20, 20') für den Eintritt von Spülmitteln in die Leitung freigibt.

2. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülkammer (10) ringförmig ausgebildet und koaxial zur Leitung (13) angeordnet ist.

3. Rohrkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülkammer (10) mit einer Einlaß- (11) und einer Auslaßleitung (12) für das Spülmittel versehen ist, die beide tangential in die Spülkammer münden und von denen die Auslaßleitung (12) einen größeren Strömungsquerschnitt als die Einlaßleitung aufweist.

4. Rohrkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des freien Endes eines zwischen den zu verbindenden, radial nach außen aufgeweiteten Leitungsenden liegenden Distanzringes (14, 14', 14") oder an einem mit dem Distanzring verbundenen und über diesen axial vorstehenden Dichtungsring (15") ein Kranz von Vorsprüngen (6, 6', 6") vorgesehen ist, die Durcritrittskanäle (16) für das Spülmittel begrenzen und sich an der Innenseite der aufgeweiteten Leitungsenden abstützen.

5. Rohrkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (6) gestauchte Stirnabschnitte des Distanzringes (14) sind.

6. Rohrkupplung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei starre Distanzringe (14") von einem aufweitbaren Dichtungsring (15") in axialem Abstand gehalten sind.

7. Rohrkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Dichtungshülse (5) im Querschnitt zungenförmig angespitzt ist.