DE19842603C2 - Sitzreinigungsfähiges Doppelsitzventil - Google Patents

Sitzreinigungsfähiges Doppelsitzventil

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DE19842603C2 DE1998142603 DE19842603A DE19842603C2 DE 19842603 C2 DE19842603 C2 DE 19842603C2 DE 1998142603 DE1998142603 DE 1998142603 DE 19842603 A DE19842603 A DE 19842603A DE 19842603 C2 DE19842603 C2 DE 19842603C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein sitzreinigungsfähiges Doppelsitzventil mit zwei seriell angeordneten, relativ zueinander bewegbaren Schließgliedern nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.
Ein Doppelsitzventil der gattungsgemäßen Art ist beispielsweise aus der EP-A-0 174 384 bekannt. Dieses Ventil hat den Nachteil, daß die zur Reinigung der Sitzfläche des schieberartig ausgebildeten Schließgliedes, des Schieberkol­ bens, im anderen Schließglied (vgl. Fig. 3a-3d) oder in der zylindrischen Ventilsitzfläche (vgl. Fig. 4a-4d) vorgesehene Umfangsnut, in die das Dich­ tungsmittel des Schieberkolbens in einer Zwischenstellung zur Durchführung der Sitzreinigung verbracht werden muß, auch bei jeder regulären Öffnungs- oder Schließbewegung des Doppelsitzventils passiert werden muß. Hierdurch entsteht bei jeder dieser Bewegungen ein Flüssigkeitsdurchtritt im Sitzbereich, der zwar im Falle der Sitzreinigung, nicht aber bei der normalen Schaltbewegung des Dop­ pelsitzventils erwünscht ist.
Aus der DE 38 35 944 A1 ist ein anderes sitzreinigungsfähiges Doppelsitzventil bekannt, bei dem sich im Unterschied zum Doppelsitzventil der gattungsgemäßen Art der Schieberkolben im Zuge seiner Öffnungsbewegung lediglich am anderen Schließglied dichtend anlegt, bevor dieses durch den Schieberkolben gleichfalls in die Offenstellung überführt wird. Zum Zwecke der Sitzreinigung der Sitzfläche des Schieberkolbens wird dieser um einen Teilhub entgegen seiner Öffnungsbe­ wegung spaltweit in eine Sitzreinigungsstellung überführt. Bei diesem Doppelsitz­ ventil bleibt zwar die reguläre Öffnungs- oder Schließbewegung durch die getrof­ fenen Maßnahmen zur Realisierung der Sitzreinigung unberührt, jedoch ist die zur Reinigung der Ventilsitze durch spaltweite Ansteuerung der Schließglieder jeweils aus dem zugeordneten Ventilgehäuseteil gewonnene Reinigungsmittelmenge nur schwer auf das absolut notwendige Minimum, das zur Beseitigung der Verunreini­ gungen im Sitzbereich hinreichend ist, zu bemessen und zu begrenzen. Um den­ noch einen ökonomischen und umweltschonenden Einsatz von Reinigungsmitteln sicherzustellen, wird in der DE 38 35 944 A1 vorgeschlagen, die Ventilteller takt­ weise anzusteuern.
Bei einem anderen bekannten sitzreinigungsfähigen Doppelsitzventil (EP-A-0 646 741) wird die zur Reinigung der Ventilsitze bereitzustellende Reini­ gungsmittelmenge dadurch begrenzt, daß in der jeweiligen Spülstellung der in Frage kommende Schieberventilkörper an einem mit Spülmitteldurchtritten verse­ henen Gehäuseanschlag anliegt. Demzufolge gibt es bei diesem bekannten Dop­ pelsitzventil Bereiche, die während des Spülvorganges nicht mit Reinigungsmittel benetzt werden können, es sei denn, auch dieses Ventil würde, allerdings wegen des vorstehend erwähnten Nachteils, taktweise angesteuert.
Bei den vorgenannten bekannten Doppelsitzventilen kann der über die freigelegte Sitzfläche aus dem benachbarten Ventilgehäuseteil herangeführte Reinigungsmit­ telstrom mit mehr oder weniger großer kinetischer Energie auf den in seiner Schließstellung befindlichen anderen Ventilsitzbereich auftreffen. Dies kann unter Umständen dazu führen, daß Reinigungsmittel durch den geschlossenen Dich­ tungsbereich hindurchdringt. Eine besondere Gefahr ist dann gegeben, wenn die jeweilige Dichtung einer hohen Abnutzung unterlag und der Verschleiß dazu führt, daß die verminderte Dichtungsvorspannung eine hinreichende Dichtwirkung unter der Einwirkung der kinetischen Energie des Spritzstrahles nicht mehr sicherstel­ len kann.
Weiterhin wird an sitzreinigungsfähige Doppelsitzventile die Anforderung gestellt, daß das bei, der Sitzreinigung in den Leckagehohlraum einströmende Reini­ gungsmittel drucklos, das heißt ohne Druckaufbau im Leckagehohlraum, in die Umgebung des Doppelsitzventils abgeführt wird. Die eingangs erwähnten Dop­ pelsitzventile (DE 38 35 944 A1 und EP-A-0 174 384) dürften diesbezüglich die gestellten Anforderungen nur schwerlich erfüllen können, da einerseits die Mög­ lichkeit einer knappen Bemessung der jeweiligen Reinigungsmittelmenge nicht erkennbar ist und andererseits die Abführquerschnitte dem erhöhten Reini­ gungsmittelangebot nicht in entsprechender Weise anpaßbar sind.
In den Vereinigten Staaten von Amerika wird für die in Anlagen der Molkereiindu­ strie eingesetzten Doppelsitzventile sogar gefordert, daß bei groben Defekten der Dichtungen oder gar bei deren Verlust kein Reinigungsmittel über den ungedich­ teten Ventilsitz in das benachbarte Ventilgehäuseteil gelangen darf. Selbst wenn es gelingt, die beider Sitzreinigung anfallende Reinigungsmittelmenge sehr klein zu bemessen, wie dies offensichtlich beim bekannten Doppelsitzventil gemäß EP-A-0 646 741 der Fall ist, würde dort das direkte Anspritzen eines der beiden Sitzbereiche im Falle eines groben Dichtungsdefektes oder eines -verlustes zu einem Durchtritt von Reinigungsflüssigkeit in das benachbarte Ventilgehäuseteil führen. Dieser Sachverhalt wäre zumindest bei der Spülung des oberen Sitzbe­ reichs am unteren Ventilsitz gegeben (vgl. Fig. 2c der EP-A-0 646 741), wenn hier ein grober Dichtungsdefekt oder gar -verlust vorläge. Aus diesem Grunde wird bislang, zumindest in der Molkereiindustrie, der Einsatz der vorstehend ge­ nannten sitzreinigungsfähigen Doppelsitzventile abgelehnt.
Die absolut drucklose Abführung von Flüssigkeitsmengen aus dem Leckagehohl­ raum, seien es Leckagen aufgrund von Dichtungsdefekten oder Reinigungsmit­ telmengen aus einer wie auch immer gearteten Reinigung des Leckagehohlrau­ mes oder einer wünschenswerten, weil notwendigen Sitzreinigung, sind eine For­ derung, die in jüngster Zeit, insbesondere auf dem US-amerikanischen Markt bzw. im US-amerikanischen Einflußbereich beim Einsatz von Doppelsitzventilen und hier insbesondere in der Molkereitechnik, zunehmend an Bedeutung gewinnt. Es handelt sich hierbei um die Erfüllung der Forderung des sogenannten US- amerikanischen "3A-Standards" und der sogenannten "FDA-Regularien", die be­ sagen, daß der Leckageraum mit einem der Nennweite des größten an das Ventil angeschlossenen Rohres entsprechenden Querschnitt drainierbar mit der Atmo­ sphäre verbunden sein soll.
Einerseits gewinnen sitzreinigungsfähige Doppelsitzventile an Bedeutung, weil hierdurch Sitzbereiche auch dann gereinigt werden können, wenn lediglich in ei­ nem der Ventilgehäuseteile Reinigungsmittel ansteht und das andere ggf noch produktbeaufschlagt ist, d. h. wenn das Ventil zum Zwecke der Reinigung seiner Sitzflächen nicht vollständig geöffnet werden kann, andererseits wird im Zuge der Sitzreinigung die Sicherheitsphilosophie des Doppelsitzventils, daß nämlich unter Druck im Ventil anstehendes Reinigungsmittel und Produkt nicht durch nur eine Dichtung voneinander getrennt werden dürfen, stets außer Kraft gesetzt. In glei­ cher Weise wird übrigens die Sicherheitsphilosophie des Doppelsitzventils immer dann unterlaufen, wenn der Leckagehohlraum in der Schließ- oder in der Offen­ stellung des Doppelsitzventils durch externe Zufuhr des Reinigungsmittels aus der Umgebung des Doppelsitzventils gereinigt wird. Man hält sich bislang außer­ halb des US-amerikanischen Einflußbereichs im Falle der Reinigung des Lecka­ gehohlraumes bei offenem oder geschlossenem Ventil und bei der Sitzreinigung nur deshalb nicht konsequent und stringent an die Forderungen, die aus der Doppelsitzventil-Sicherheitsphilosophie resultieren, weil man davon ausgeht, daß bei ausreichender Bemessung des Verbindungsweges zwischen dem Leckage­ hohlraum und Umgebung des Doppelsitzventils das Reinigungsmittel nicht unter Druck am geschlossenen Ventilsitz ansteht und weil darüber hinaus bislang eine anderweitige Lösung des Problems nicht zur Verfügung steht.
Ausgehend von den vorbeschriebenen Nachteilen des Standes der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein sitzreinigungsfähiges Doppelsitzventil zu schaffen, bei dem im Sinne einer konsequenten Umsetzung der Sicherheitsphilo­ sophie des Doppelsitzventils jeweils im Zuge der Sitzreinigung des spaltweit von seiner Sitzfläche angelüfteten Schließgliedes eine doppelte und leckageraumge­ sicherte Abdichtung gegenüber dem durch das andere Schließglied geschlosse­ nen Ventilgehäuseteil gegeben ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des vorgeschlagenen sitzreinigungsfähigen Doppelsitzventils sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der Vorschlag zeigt, wie die doppelte Abdichtung in überraschend einfacher Wei­ se unter den gegebenen Bedingungen realisiert werden kann. Hierzu wird das Doppelsitzventil der gattungsgemäßen Art, wie es hinsichtlich der grundsätzlichen Schließgliedkonfiguration beispielsweise aus der EP-A-0 174 384 zumindest in wesentlichen Merkmalen bekannt ist, am Endabschnitt des schieberartig ausge­ bildeten, kleineren Schließgliedes (Schieberkolben als aktives Schließglied), be­ zogen auf seine Längsachse, mit zwei axial beabstandeten radialen Dichtungsmit­ teln ausgestattet. Zwischen diesen sind im Schieberkolben Durchlaßöffnungen vorgesehen, die die mantelflächenseitige Umgebung des Schieberkolbens schließgliedseitig mit der Umgebung des Ventils verbinden. Der Leckagehohl­ raum, der zwischen den beiden Schließgliedern sowohl in der Schließ- als auch in der Offenstellung des Doppelsitzventils gebildet wird, ist gleichfalls mit der Umge­ bung des Ventils verbunden. Dabei sind beide Verbindungswege, nämlich der erste Verbindungsweg, der die Durchlaßöffnungen mit der Umgebung des Ventils verbindet, und der zweite Verbindungsweg, der den Leckagehohlraum gleichfalls dorthin verbindet, innerhalb eines mit einem der Schließglieder verbundenen rohrförmigen Schaftes, der durch das zugeordnete Ventilgehäuseteil hindurchge­ führt ist und in der Umgebung endet, ausgebildet. Wesentlich dabei ist, daß die beiden Verbindungswege voneinander getrennt innerhalb des rohrförmigen Schaftes ausgeführt sind.
Neben einer Hauptverstelleinrichtung zum Öffnen und Schließen des Doppelsitz­ ventils ist darüber hinaus für jedes Schließglied eine zugeordnete Einzelverstel­ leinrichtung vorgesehen, mit der die Schließglieder durch einen Teilhub spaltweit in eine jeweilige Sitzreinigungsstellung zu überführen sind. Die Sitzreinigung des Schieberkolbens, der kleiner als das zweite Schließglied (passives Schließglied) ausgeführt ist, erfolgt dadurch, daß der Schieberkolben um einen Teilhub entge­ gen seiner Öffnungsbewegung dergestalt verschoben ist, daß die Durchlaßöff­ nungen mit dem der freigelegten Sitzfläche benachbarten Ventilgehäuseteil ver­ bunden sind und dabei das leckagehohlraumseitige Dichtungsmittel des Schie­ berkolbens in der zylindrischen Ventilsitzfläche dichtend verbleibt. In dieser Stel­ lung kann nunmehr Reinigungsmittel an die freigelegte Sitzfläche gelangen, um über die Durchlaßöffnungen und den ersten Verbindungsweg unmittelbar in die Umgebung des Ventils abzufließen. Da das leckagehohlraumseitige Dichtungsmit­ tel des Schieberkolbens sowie das Dichtungsmittel des zweiten Schließgliedes in ihrer dichtenden Schließlage verbleiben, besteht zwischen dem an die freigelegte Sitzfläche herangeführten Reinigungsmittel und dem anderen, geschlossenen Ventilgehäuseteil eine doppelte Abdichtung, zwischen der der ebenfalls, jedoch separat über den zweiten Verbindungsweg mit der Umgebung verbundene Leckagehohlraum wirksam ist.
Die Sitzreinigung des zweiten Schließgliedes erfolgt dadurch, daß dieses in Richtung seiner normalen Öffnungsbewegung spaltweit verschoben wird, bis die zugeordnete Sitzfläche freigelegt und für das Reinigungsmittel aus dem benach­ barten Ventilgehäuseteil zugänglich ist. Der Schieberkolben verbleibt in seiner Schließlage, wobei nunmehr zwischen dem über die freigelegte Sitzfläche ein­ strömenden Reinigungsmittel und dem durch den Schieberkolben verschlossenen Ventilgehäuseteil ebenfalls eine doppelte Abdichtung über die beiden axial be­ anstandeten Dichtungsmittel im Schieberkolben besteht. In diesem Fall ist zwi­ schen den beiden Dichtungsmitteln über die vorgeschlagenen Durchlaßöffnungen im Schieberkolben der mit der Umgebung verbundene erste Verbindungsweg wirksam.
In den vorstehend beschriebenen zwei Sitzreinigungsstellungen ist jeweils der Bereich zwischen den beiden in ihrer dichtenden Schließlage befindlichen jeweili­ gen Dichtungsmitteln über den in Frage kommenden Verbindungsweg mit der Umgebung des Ventils verbunden. Dadurch ist sichergestellt, daß bei einem De­ fekt des der Reinigungsflüssigkeit benachbarten und in seiner Schließlage be­ findlichen Dichtungsmittels kein Reinigungsmittel unter Druck an dem Dich­ tungsmittel des anderen Schließgliedes, das sich ebenfalls in seiner Schließlage befindet, ansteht.
Da nicht nur die Durchlaßöffnungen insgesamt der vorgenannten US-amerikani­ schen Vorschrift entsprechend dimensioniert sind oder ohne Schwierigkeit werden können, sondern auch der Verbindungsweg zwischen dem Leckagehohlraum und der Umgebung des Ventils diesbezüglich dimensioniert ist oder werden kann, ist sichergestellt, daß Reinigungsmittelmengen, die über defekte Dichtungsmittel im Zuge der Sitzreinigung anfallen, drucklos in die Umgebung abgeführt werden.
Eine derartige großzügige Dimensionierung der Ablaufquerschnitte erfordert im Sitzbereich des Doppelsitzventils eine Vergrößerung des Nenndurchmessers, die den Nenndurchmesser des an das Doppelsitzventil angeschlossenen Rohres in der Regel um zwei Nenndurchmesserstufen übersteigt.
Durch die doppelte Abdichtung im Sitzbereich bei gleichzeitiger Sitzreinigung des einen oder des anderen Schließgliedes ist es ohne Verletzung der Doppelsitz­ ventil-Sicherheitsphilosophie möglich, die Querschnitte der beiden Verbindungs­ wege kleiner zu dimensionieren, als dies der vorgenannte US-amerikanische "3A- Standard" oder die "FDA-Regularien" fordern. Selbst wenn es zu einem Druckauf­ bau in den Durchlaßöffnungen und dem sich anschließenden ersten Verbin­ dungsweg oder im Leckagehohlraum und dem sich anschließenden zweiten Ver­ bindungsweg kommt, ist jeweils zwischen dem produktbeaufschlagten und dem reinigungsmittelbeaufschlagten Dichtungsmittel ein wirksamer Verbindungsweg und damit eine Drainage zur Umgebung des Ventils gegeben, über den unter al­ len praxisrelevanten Gegebenheiten ggf. auftretende Leckagen drucklos abge­ führt werden können.
Die erfindungswesentlichen Merkmale des vorgeschlagenen sitzreinigungsfähi­ gen Doppelsitzventils sind in vorteilhafter Weise auf zwei unterschiedliche Dop­ pelsitzventil-Bauarten anwendbar. Eine erste Bauart zeichnet sich dadurch aus, daß am Schieberkolben einerseits der rohrförmige Schaft angeordnet ist, der durch das letzterem benachbarte Ventilgehäuseteil in die Umgebung des Dop­ pelsitzventils hindurchgeführt ist und den ersten Verbindungsweg in Form eines ringraumförmigen Ablaufauslasses aufnimmt, daß letzterer innenseits von einem mit dem ersten Schließglied verbundenen inneren rohrförmigen Schaft begrenzt ist, und daß der zweite Verbindungsweg innerhalb des inneren rohrförmigen Schaftes angeordnet ist. Am Schieberkolben ist andererseits eine Ventilstange befestigt, die durch das dieser Seite benachbarte Ventilgehäuseteil hindurchge­ führt und mit einem Antrieb des Doppelsitzventils verbunden ist. Bei dieser Dop­ pelsitzventil-Bauart handelt es sich um ein Ventil, welches zur Seite seines An­ triebs hin öffnet und dessen Schließglieder auch in dieser Richtung ausbaubar sind und bei dem die Leckage und das bei der Sitzreinigung anfallende Reini­ gungsmittel zur anderen Seite hin über die Ablaufauslässe abgeführt werden.
Eine zweite Doppelsitzventil-Bauart zeichnet sich dadurch aus, daß am zweiten Schließglied einerseits der rohrförmige Schaft angeordnet ist, der durch das letz­ terem benachbarte Ventilgehäuseteil in die Umgebung des Doppelsitzventils hin­ durchgeführt ist und den zweiten Verbindungsweg in Form eines ringraumförmi­ gen zweiten Ablaufauslasses aufnimmt, daß letzterer durch das zweite Schließ­ glied bis in die Ausnehmung, die einen Teil des Leckagehohlraumes bildet, hin­ durchgreift und den Leckagehohlraum mit der Umgebung des Doppelsitzventils verbindet, daß der zweite Ablaufauslaß innenseits von einem mit dem ersten Schließglied verbundenen inneren rohrförmigen Schaft begrenzt ist, und daß der erste Verbindungsweg innerhalb des inneren rohrförmigen Schaftes angeordnet ist. Auf der anderen Seite des zweiten Schließgliedes greift eine Ventilstange an, die durch das dieser Seite benachbarte Ventilgehäuseteil hindurchgeführt und mit einem Antrieb des Doppelsitzventils verbunden ist.
Falls diese letztgenannte Doppelsitzventil-Bauart, wie dies vorgeschlagen wird, einen aus den Ventilgehäuseteilen lösbaren sogenannten Sitzring aufweist, in dem innenseits die zylindrische Ventilsitzfläche für den Schieberkolben vorgese­ hen ist, steht ein Doppelsitzventil zur Verfügung, das in einer vom Antrieb weg­ weisenden Richtung öffnet und bei dem die Schließglieder unter den nachfolgend genannten Bedingungen in Richtung des Antriebes ausbaubar sind. Die Leckage und das bei der Sitzreinigung anfallende Reinigungsmittel werden in Richtung der Öffnungsbewegung des Ventils in dessen Umgebung abgeführt. Um die Ausbau­ barkeit der Schließglieder in der vorstehend beschriebenen Weise sicherzustel­ len, wird vorgeschlagen, daß der Sitzring außenseits in einer die Ventilgehäuse­ teile miteinander verbindenden Verbindungsbohrung und dort mittels einer ersten und einer zweiten Sitzringdichtung dichtend Aufnahme findet, daß er sich im an­ triebsseitigen Ventilgehäuseteil abstützt, und daß sein kleinster Außendurchmes­ ser größer als der größte Außendurchmesser des zweiten Schließgliedes ist.
Bei beiden vorgenannten Doppelsitzventil-Bauarten wird die bevorzugte Einbau­ lage derart gewählt, daß die Ablaufauslässe im wesentlichen senkrecht nach un­ ten orientiert sind, so daß die Leckage und das bei der Sitzreinigung anfallende Reinigungsmittel unter dem Einfluß der Schwerkraft nach unten ablaufen können. Darüber hinaus können beide Schließglieder als Schieberkolben mit radialen Dichtungsmitteln ausgebildet sein, wobei der aktive Schieberkolben stets kleiner als der passive ausgeführt ist (EP-A-0 174 384, Fig. 3a bis 3d; EP-A-0 646 741). Es ist aber auch möglich, das passive Schließglied als Sitzteller auszubil­ den (EP-A-0 174 384, Fig. 4a-4d; DE 38 35 944 A1). Bezogen auf die bevor­ zugte Einbaulage erfordert ein nach unten öffnendes und nach oben ausbaubares Doppelsitzventil, unabhängig davon, ob es mit zwei Schieberkolben oder einem Schieberkolben und einem Sitzteller ausgebildet ist, den vorstehend erwähnten Sitzring, wie er beispielsweise aus der DE-PS 50 13 50 im Grundsatz seit langem bekannt ist.
Bezogen auf die bevorzugte Einbaulage weist ein nach unten öffnendes und nach oben ausbaubares Doppelsitzventil gegenüber der nach oben öffnenden Bauart den Vorteil auf, daß die Verbindungsbohrung zwischen den beiden Ventilgehäu­ seteilen, in der die zylindrische Ventilsitzfläche ausgebildet ist, in ihrem Durch­ messer kleiner ausgeführt werden kann. Dies resultiert aus der Tatsache, daß in der Offenstellung des Ventils lediglich die Ventilstange des Schieberkolbens durch die Verbindungsbohrung hindurchgeführt ist und nicht der rohrförmige Schaft, in dem der Ablaufauslaß unterzubringen ist. Bei letzterem besteht in be­ stimmten Anwendungsfällen das Bedürfnis, ihn mit einem möglichst großen Durchtrittsquerschnitt zu dimensionieren.
Die vorgeschlagenen Durchlaßöffnungen lassen sich ohne Schwierigkeit insge­ samt derart dimensionieren, daß die Forderung des US-amerikanischen "3A- Standards" und der "FDA-Regularien" ohne Einschränkung erfüllt sind. Dazu sind sie derart auszuführen, daß sie insgesamt mindestens einen dem Nennquer­ schnitt des größten an das Ventil angeschlossenen Rohres entsprechenden Durchtrittsquerschnitt aufweisen.
Damit durchgehend auf beiden Verbindungswegen, zum einen zwischen den Durchlaßöffnungen und der Umgebung des Doppelsitzventils und zum anderen zwischen dem Leckagehohlraum und diesem Bereich, keine Verengung eintritt, wird weiterhin vorgeschlagen, daß diese beiden Verbindungswege auf ihrer ge­ samten Länge mindestens einen dem Nennquerschnitt des größten an das Ventil angeschlossenen Rohres entsprechenden Durchtrittsquerschnitt aufweisen.
Das vorgeschlagene Doppelsitzventil sieht zwei grundsätzliche Ausführungen vor, soweit es das Zusammenwirken zwischen dem Schieberkolben und dem zweiten Schließglied in der Offenstellung des Doppelsitzventils betrifft. In einer ersten Ausführungsform wird ein mit den beiden axial beabstandeten Dichtungsmitteln ausgestatteter Endabschnitt des Schieberkolbens in die Ausnehmung des zweiten Schließgliedes hineingefahren, bevor letzteres öffnet. Dabei finden beide Dich­ tungsmittel dort dichtend Aufnahme. Hier macht das vorgeschlagene Doppelsitz­ ventil von einem beispielsweise aus der GB-A-668 563 (insbesondere Fig. 15 und 16) oder aus der FR-A-1 204 043 bekannten Merkmal Gebrauch, welches vorsieht, daß der Endabschnitt des Schieberkolbens mit seinem Dichtungsmittel im Zuge der Öffnungsbewegung des Ventils in eine Ausnehmung des zweiten Schließgliedes verbracht uni dort von einer Umfangswand der Ausnehmung vor dem Einfluß des das Ventil beaufschlagenden Fluids geschützt und gestützt wird, bevor das zweite Schließglied öffnet.
In einer zweiten Ausführungsform wird nur das dem stirnseitigen Ende des Schie­ berkolbens unmittelbar benachbarte, das leckagehohlraumseitige Dichtungsmittel in eine Ausnehmung des zweiten Schließgliedes hineingefahren, ohne daß es dort gegenüber einer Umfangswand der Ausnehmung dichtet, während das ande­ re Dichtungsmittel des Schieberkolbens lediglich mit dem die Ausnehmung umge­ benen Ende des zweiten Schließgliedes dichtend kontaktiert wird. Diese Kontak­ tierung kann bezüglich des Dichtungsmittels radial, radial/axial oder axial (bei ausreichender elastischer Rückverformung des Dichtungsmittels nach Verlassen der zylindrischen Ventilsitzfläche) erfolgen. Bei den vorgenannten Abdichtungen handelt es sich demnach nicht um ein Hineinfahren der Dichtung in die Ausneh­ mung, sondern um ein sogenanntes außenseitiges 'Andocken' an das Ende der Ausnehmung (siehe hierzu auch WO-A-9508730).
Der Sachverhalt, daß das in die Ausnehmung hineingefahrene Dichtungsmittel von der Umfangswand mit einem Umfangsringspalt umschlossen wird, kann vor­ teilhaft dazu genutzt werden, in der Offenstellung des Ventils dieses Dichtungs­ mittel einer Reinigung zu unterziehen. Zu diesem Zweck wird gemäß einem er­ sten Vorschlag beispielsweise Reinigungsmittel von außerhalb des Doppelsitz­ ventils über einen zwischen der Ventilstange und einer diese umgebenden Hohl­ stange gebildeten Ringspalt zugeführt und zwecks Bespülung des vorgenannten Dichtungsmittels dem besagten Umfangsringspalt zugeleitet, von wo es dann über die Durchlaßöffnungen zwischen den beiden im Schieberkolben angeordneten Dichtungsmitteln in den ersten Verbindungsweg und von dort in die Umgebung abgeführt wird. Die Zuführung von Reinigungsmittel kann alternativ auch über eine in der innenliegenden Ventilstange angeordnete Verbindungsbohrung erfol­ gen.
Gemäß einem zweiten Vorschlag ist der zwischen dem in Frage kommenden Dichtungsmittel und der Umfangswand der Ausnehmung gebildete Umfangsring­ spalt einerseits mit dem ersten und andererseits mit dem zweiten Verbindungs­ weg verbunden. Diese Ausführung erlaubt die Reinigung des in der Ausnehmung freigelegten Dichtungsmittels im Wege einer Durchflußreinigung unter Einbezie­ hung des ersten und des zweiten Verbindungsweges.
Um die Reinigungsmittelmenge im Zuge der jeweiligen Sitzreinigung zu bemes­ sen und zu begrenzen, wird vorgeschlagen, daß der Schieberkolben zwischen dem ventilgehäuseseitigen Dichtungsmittel und den Durchlaßöffnungen einen im wesentlichen zylindrischen Ansatz aufweist, der außenseits mit der zylindrischen Ventilsitzfläche einen Drosselringspalt bildet.
Im Bezug auf das zweite Schließglied ist diesbezüglich vorgesehen, daß dieses an seinem die Ausnehmung umgebenden Ende einen im wesentlichen zylindri­ schen Ansatz aufweist, der außenseits mit einer zweiten Ventilsitzfläche einen Drosselringspalt bildet.
Die vorgeschlagenen Grundsatzlösungen gemäß der Erfindung sind, soweit sie durch das Zusammenwirken zwischen dem Schieberkolben und dem zweiten Schließglied in der Offenstellung des Doppelsitzventils gekennzeichnet und an den beiden vorstehenden Ausführungsformen dargestellt sind, auch auf ein Dop­ pelsitzventil anwendbar, bei welchem die Öffnungsbewegung, bezogen auf die bevorzugte Einbaulauge, nach unten erfolgt (zweite vorstehend beschriebene Doppelsitzventil-Bauart). Das unabhängig betätigte Schließglied (aktives Schließglied) ist dabei in Form eines Schieberkolbens oberhalb des abhängig betätigten Schließgliedes (passives Schließglied) angeordnet. Ersteres kommt bei seiner Öffnungsbewegung nach unten am anderen zur Anlage und überführt die­ ses gleichfalls in die Offenstellung. Dabei können beide Schließglieder als Schie­ berkolben mit radialen Dichtungsmitteln ausgebildet sein, wie dies bei den beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Fall ist (z. B. Ausnehmung ge­ mäß EP-A-0 174 384, Fig. 3a-3d), oder aber es liegt eine Ausführungsform gemäß EP-A-0 646 741 vor. Es ist aber auch möglich, eine Schließgliedkonfigu­ ration mit einem Schieberkolben und einem Sitzteller zu wählen, wie sie die Druckschriften EPA-0 174 384, Fig. 4a-4d, oder die EP-A-0 039 319, Fig. 1 und 2, vorsehen, wobei diese Schließgliedanordnungen in Anwendung auf die vorliegende Erfindung um eine waagerechte Achse gespiegelt sind.
Um bei einer Schließgliedkonfiguration mit einem als Schieber und einem als Sitzteller ausgebildeten Schließglied eine Ausbaubarkeit nach oben zu gewähr­ leisten, kann wiederum der vorstehend erwähnte Sitzkörper oder Sitzring vorge­ sehen werden (siehe DE-PS 501 350).
Die Dichtungsmittel des Schieberkolbens sind für die vorstehend beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen und Bauarten entweder als diskrete d. h. eigen­ ständige Dichtungen ausgeführt oder aber sie werden durch Beschichtung oder Ummantelung des mantelflächenseitigen Endabschnittes des Schieberkolbens mit einem geeigneten Dichtungsmaterial realisiert. Des weiteren ist vorgesehen, daß wenigstens der Endabschnitt des Schieberkolbens beiderseits der Durchlaßöff­ nungen ganzheitlich aus einem geeigneten Dichtungsmaterial ausgeführt ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen Mittelschnitt durch eine erste Ausführungsform des vorgeschla­ genen Doppelsitzventils einer ersten Bauart in seiner Schließstellung, wobei die Ablaufauslässe relativ große Querschnitte aufweisen und beide Schließglieder mit Vorkehrungen zum Druckausgleich (sog. Ba­ lancer) versehen sind;
Fig. 2 eine zweite vorteilhafte Bauart des vorgeschlagenen sitzreinigungs­ fähigen Doppelsitzventils in seiner Schließstellung, bei dem die Schließglieder, bezogen auf die bevorzugte Einbaulage, nach unten öffnen, jedoch nach oben, in Richtung des Antriebs, in Verbindung mit einem Sitzring ausbaubar sind;
Fig. 2a das sitzreinigungsfähige Doppelsitzventil gemäß Fig. 2 in seiner Offenstellung;
Fig. 3 eine ausschnittsweise Darstellung durch eine weitere, detailliertere Ausgestaltung des Doppelsitzventils der ersten Bauart, wobei das er­ ste Schließglied mit einem sog. Balancer ausgestattet ist, und
Fig. 4 eine ausschnittsweise Darstellung in vergrößertem Maßstab der beiden Schließglieder in einer zweiten Ausführungsform, wobei sich die Schließglieder in ihrer Offenstellung befinden und zwischen dem in der Ausnehmung aufgenommen Dichtungsmittel und der Umfangs­ wand der Ausnehmung ein Umfangsringspalt vorgesehen ist.
Das Doppelsitzventil in einer ersten Bauart (Fig. 1 und 3) besteht aus einem ersten und einem zweiten Ventilgehäuseteil 1 bzw. 2. Beide sind über eine Ver­ bindungsbohrung 3, die innenseits die zylindrische Ventilsitzfläche 3a bildet, mit­ einander verbunden. Ein erstes, als Schieberkolben ausgebildetes Schließglied 4 (aktives Schließglied) findet in der Schließstellung des Doppelsitzventils in der zylindrischen Ventilsitzfläche 3a dichtend Aufnahme. Hierzu sind an einem End­ abschnitt des Schieberkolbens 4, bezogen auf seine Längsachse, zwei axial be­ abstandete radiale Dichtungsmittel 6 und 7, im folgenden als ventilgehäuseseiti­ ges Dichtungsmittel 6 bzw. leckagehohlraumseitiges Dichtungsmittel 7 bezeich­ net, vorgesehen. Ein zweites, im vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls als Schieberkolben ausgebildetes Schließglied 5 findet in der Schließstellung des Doppelsitzventils in einer zweiten Ventilsitzfläche 3b, die im wesentlichen eben­ falls zylindrisch ausgeführt ist, Aufnahme, gegenüber der es über ein drittes, ra­ dial wirkendes Dichtungsmittel 8 abgedichtet ist. Das zweite Schließglied 5 kann auch als Sitzteller mit einem axial wirkenden Dichtungsmittel 8 ausgeführt sein (z. B. wie in EP 0 174 384, Fig. 4a-4d, oder EP 0 039 319, Fig. 1 und 2).
Die beiden Schließglieder 4 und 5 bilden sowohl in der dargestellten Schließ- als auch in der Offenstellung zwischen sich einen Leckagehohlraum 11, der über ei­ nen in einem inneren rohrförmigen Schaft 4f des Schieberkolbens 4 angeordneten zweiten Verbindungsweg 4h mit der Umgebung des Doppelsitzventils verbunden ist. Der überwiegend vom inneren rohrförmigen Schaft 4f begrenzte zweite Ver­ bindungsweg 4h durchdringt das erste Schließglied 4 über ebenfalls mit 4h ge­ kennzeichnete Durchlässe, die in den Leckagehohlraum 11 unmittelbar ausmün­ den. Zwischen den beiden Dichtungsmitteln 6 und 7 sind Durchlaßöffnungen 4b vorgesehen, die die mantelflächenseitige Umgebung des Schieberkolbens 4 schließgliedseitig über einen ersten Verbindungsweg 4g, der außenseits von ei­ nem rohrförmigen Schaft 4e und innenseits von dem inneren rohrförmigen Schaft 4f begrenzt wird, mit der Umgebung des Ventils verbinden. Dabei sind der rohr­ förmige Schaft 4e und der innere rohrförmige Schaft 4f jeweils mit dem ersten Schließglied 4 fest verbunden. Der erste und der zweite Verbindungsweg 4g bzw. 4h sind jeweils auf ihrer gesamten Länge voneinander getrennt innerhalb des rohrförmigen Schaftes 4e ausgeführt.
Der Schieberkolben 4 ist mit einer Ventilstange 4c verbunden, die nach oben aus dem ersten Ventilgehäuseteil 1 heraus- und in einen Antrieb 12 hineingeführt ist. Sie wird von einer rohrförmigen Hohlstange 5a konzentrisch umschlossen, die einerseits mit dem zweiten Schließglied 5 verbunden und andererseits ebenfalls in den Antrieb 12 hineingeführt ist. Der Antrieb 12 verfügt über eine nicht näher bezeichnete Hauptverstelleinrichtung, mit der das Doppelsitzventil geöffnet und geschlossen werden kann. Der Öffnungs- und Schließvorgang des Doppelsitz­ ventils erfolgt dadurch, daß Druckmittel, vorzugsweise Druckluft, über eine in der Ventilstange 4c angeordnete Druckmittelbohrung 12a dem Antrieb 12 zu- oder aus dem Antrieb 12 abgeführt wird. Zum Zwecke der Öffnung des Ventils wird der Schieberkolben 4 in eine Ausnehmung 9 des zweiten Schließgliedes 5 hineinge­ fahren, kommt an letzterem zur Anlage und überführt es bei seiner weiteren Öff­ nungsbewegung gleichfalls in die Offenstellung. Die Überführung der Schließglie­ der 4, 5 in die jeweilige Schließstellung des Doppelsitzventils erfolgt sinngemäß in umgekehrter Reihenfolge.
Zum Zwecke des spaltweiten Anhebens der Schließglieder 4 und 5 von ihrer je­ weiligen Sitzfläche 3a bzw. 3b sind im Antrieb 12 nicht näher bezeichnete Einzel­ verstelleinrichtungen vorgesehen, die zum einen an der Ventilstange 4c (Betätigung über einen Druckmittelanschluß 12c für die Bewegung der Ventil­ stange 4c nach unten und damit für die Durchführung der Sitzreinigung des Schieberkofbens 4) und zum anderen an der Hohlstange 5a (Betätigung über ei­ nen Druckmittelanschluß 12b für die Bewegung der Hohlstange 5a nach oben und damit für die Durchführung der Sitzreinigung des zweiten Schließgliedes 5) an­ greifen.
Die vorgeschlagenen Merkmale gemäß der Erfindung und ihre Wirkungsweise werden nachfolgend im Rahmen einer weiteren Ausführungsform des Doppelsitz­ ventils der ersten Bauart anhand der Fig. 3 und 4 erläutert.
Die zweite Ausführungsform des vorgeschlagenen sitzreinigungsfähigen Dop­ pelsitzventils der ersten Bauart (Fig. 4) zeigt, daß in der Offenstellung des Dop­ pelsitzventils die radiale Erstreckung einer Umfangswand der Ausnehmung 9 in ihrem das leckagehohlraumseitige Dichtungsmittel 7 umfassenden Bereich derart ausgestaltet ist, daß zwischen dem Dichtungsmittel 7 und der Umfangswand der Ausnehmung 9 ein Umfangsringspalt 10 gebildet wird. Das ventilgehäuseseitige Dichtungsmittel 6 dichtet dabei an dem die Ausnehmung 9 umgebenden Ende, und zwar kann es sich hierbei um einen ausschließlich axialen Dichtungskontakt, um einen radialen/axialen oder aber um einen ausschließlich radialen handeln. In jedem Falle wird auf das Hineinfahren des ventilgehäuseseitigen Dichtungsmittels 6 in die Ausnehmung 9 verzichtet. Es handelt sich hierbei vielmehr um ein 'Andocken' am endseitigen Abschnitt der Ausnehmung 9. An die Ausnehmung 9 selbst sind in ihrem Innenbereich keine besonderen Anforderungen hinsichtlich ihrer geometrischen Ausgestaltung zu stellen. Es muß lediglich sichergestellt sein, daß der Umfangsringspalt 10 zwischen der Umfangswand der Ausnehmung 9 und dem leckagehohlraumseitigen Dichtungsmittel 7 gegeben ist. Eine im we­ sentlichen zylindrische Form der Ausnehmung 9 ist zwingend nicht mehr erforder­ lich, wie dies beispielsweise bei der vorstehend vorgeschlagenen ersten Ausfüh­ rungsform der Fall ist. Der Umfangsringspalt 10 zwischen dem leckagehohlraum­ seitigen Dichtungsmittel 7 und der Umfangswand der Ausnehmung 9 ermöglicht eine Spülung und Reinigung dieses Dichtungsmittels 7 sowie des Umfangsring­ spaltes 10 selbst. Hierzu wird dem Umfangsringspalt 10 Reinigungsmittel R* bei­ spielsweise von außerhalb des Doppelsitzventils über den ersten Verbindungs­ weg 4g zugeführt. Die Abfuhr erfolgt über den zweiten Verbindungsweg 4h. Alter­ nativ hierzu kann das Reinigungsmittel R* auch von außerhalb des Doppelsitz­ ventils über einen zwischen der Ventilstange 4c und einer diese umgebenden Hohlstange 5a (siehe auch Fig. 1) gebildeten Ringspalt oder alternativ über eine Verbindungsbohrung innerhalb der innenliegenden Ventilstange 4c zugeführt werden.
Bei der Sitzreinigung des Schieberkolbens 4 (Fig. 1 und 3) wird dieser um einen Teilhub in Richtung des zugeordneten Ventilgehäuseteils 2, d. h. entgegen seiner regulären Öffnungsbewegung, verschoben, so daß das ventilgehäuseseiti­ ge Dichtungsmittel 6 nicht mehr im Eingriff mit der zylindrischen Ventilsitzfläche 3a steht. Reinigungsmittel R gelangt nun über die freigelegte Ventilsitzfläche 3a und anschließend über die Durchlaßöffnungen 4b in den ersten Verbindungsweg 4g (erster Ablaufauslaß), um von dort in die Umgebung des Doppelsitzventils ab­ zufließen. Die Begrenzung der Reinigungsmittelmenge R kann über einen soge­ nannten Drosselringspalt zwischen der ersten zylindrischen Ventilsitzfläche 3a und einem im wesentlichen zylindrischen Ansatz erfolgen, der zwischen dem ventilgehäuseseitigen Dichtungsmittel 6 und den Durchlaßöffnungen 4b vorgese­ hen ist.
Zwischen dem Reinigungsmittelfluß R und dem geschlossenen ersten Ventilge­ häuseteil 1, in dem ggf. Produkt anstehen kann, befindet sich in der Sitzreini­ gungsstellung eine doppelte Abdichtung, gegeben durch das leckagehohlraum­ seitge Dichtungsmittel 7 im Schieberkolben 4 und das dritte Dichtungsmittel 8 im zweiten Schließglied 5. Für den Fall, daß das leckagehohlraumseitige Dich­ tungsmittel 7 einen Defekt aufweist, kann Reinigungsmittel R, das diese defekte Abdichtungsstelle zum zweiten Schließglied 5 hin passiert, über den ersten Ab­ laufauslaß 4g drucklos abgeführt werden. Eine Beaufschlagung des dritten Dich­ tungsmittels 8 unter Druck durch das vorgenannte Reinigungsmittel R ist damit ausgeschlossen.
Der umgekehrte Fall, daß das dritte Dichtungsmittel 8 defekt ist und ggf. Produkt durch diese Abdichtungsstelle hindurchtritt, führt lediglich dazu, daß der Lecka­ gehohlraum 11 seine ihm zugedachte Funktion wahrnimmt und diese Leckage über den zweiten Verbindungsweg 4h (zweiter Ablaufauslaß) drucklos abführt. Eine Vermischung zwischen Produkt und Reinigungsmittel ist praktisch ausge­ schlossen, da sich diese Situation nur ergäbe, wenn die beiden in Frage kom­ menden Dichtungen 7 und 8 gleichzeitig defekt und außerdem ein druckloser Ab­ fluß von Reinigungsmittel R oder Produkt nicht sichergestellt wäre. Dies ist auf­ grund der Dimensionierung der Durchtrittsquerschnitte der Durchlaßöffnungen 4b und der Ablaufauslässe 4g, 4h mit Sicherheit auszuschließen.
Bei der Sitzreinigung des zweiten Schließgliedes 5 (Fig. 1 und 3) wird dessen Dichtungsmittel 8 spaltweit von seiner zugeordneten zweiten Ventilsitzfläche 3b entfernt. Dies erfolgt dadurch, daß das zweite Schließglied 5 in Richtung seines zugeordneten Ventilgehäuseteils 1 um einen Teilhub verschoben wird. Der Schieberkolben 4 verbleibt mit seinen beiden Dichtungsmitteln 6 und 7 in seiner Schließlage in der zylindrischen Ventilsitzfläche 3a. Reinigungsmittel R kann nun über die freigelegte zweite Ventilsitzfläche 3b in den Leckagehohlraum 11 ein­ strömen und von dort über den zweiten Ablaufauslaß 4h in die Umgebung des Ventils gelangen. Die Begrenzung der Reinigungsmittelmenge R kann auch hier über einen sogenannten Drosselringspalt zwischen der zweiten Ventilsitzfläche 3b und einem im wesentlichen zylindrischen Ansatz, der am die Ausnehmung 9 umgebenden Ende des zweiten Schließgliedes 5 vorgesehen ist, erfolgen.
Falls das leckagehohlraumseitige Dichtungsmittel 7 einen Defekt aufweist, ge­ langt das ggf. über diesen Defekt hindurchtretende Reinigungsmittel R über die Durchlaßöffnungen 4b unmittelbar in den sich anschließenden ersten Ablaufaus­ laß 4g, um von dort, ebenfalls ohne Druckbeaufschlagung des ventilgehäuseseiti­ gen Dichtungsmittels 6, in die Umgebung des Doppelsitzventils abgeführt zu wer­ den.
Die Fig. 2 und 2a zeigen ein sitzreinigungsfähiges Doppelsitzventil der zwei­ ten Bauart, welches mit den vorgeschlagenen Merkmalen gemäß der Erfindung ausgestattet ist und dessen Schließglieder 4 und 5, bezogen auf die bevorzugte Einbaulage, nach unten öffnen und nach oben, in Richtung des Antriebes, aus­ baubar sind. Bei der nachfolgenden Beschreibung wird nur auf die wesentlichen Unterschiede zur ersten Bauart gemäß den Fig. 1 und 3 hingewiesen. Ein we­ sentlicher Unterschied besteht darin, daß in einer die beiden Ventilgehäuseteile 1 und 2 miteinander verbindenden Verbindungsbohrung 3a* ein lösbarer Sitzring 13 mittels zweier Sitzringdichtungen 14 und 15 dichtend Aufnahme findet, in dem innenseits die zylindrische Ventilsitzfläche 3a vorgesehen ist. An das zweite Schließglied 5 schließt sich ein rohrförmiger Schaft 5c an, der durch das benach­ barte Ventilgehäuseteil 2 in den Umgebung des Doppelsitzventils hindurchgeführt ist und zwischen sich und einem am ersten Schließglied 4 angeordneten inneren rohrförmigen Schaft 4f einen Ablaufauslaß 5b aufnimmt. Letzterer greift bis in die Ausnehmung 9 hindurch, die einen Teil des Leckagehohlraumes 11 bildet, und verbindet dadurch den Leckagehohlraum 11 mit der Umgebung des Doppelsitz­ ventils. Das als Schieberkolben ausgebildete erste Schließglied 4 weist die bei­ den axial beabstandeten Dichtungsmittel 6 und 7 auf, zwischen denen im Schie­ berkolben 4 die Durchlaßöffnungen 4b vorgesehen sind, die die mantelflächen­ seitige Umgebung des Schieberkolbens 4 schließgliedseitig über den ersten Ab­ laufauslaß 4g mit der Umgebung des Ventils verbinden. Der lösbare Sitzring 13 stützt sich vorzugsweise im antriebsseitigen Ventilgehäuseteil 1 ab, wobei sein kleinster Außendurchmesser größer als der größte Außendurchmesser des zwei­ ten Schließgliedes 5 ausgeführt ist. Durch diese beiden letztgenannten Merkmale ist die gewünschte Ausbaubarkeit der Schließglieder 4 und 5 in Richtung des An­ triebes durch Öffnen des antriebsseitigen Ventilgehäuseteils 1 sichergestellt.
Man erkennt weiterhin (Fig. 2a), daß in der Offenstellung des Doppelsitzventils der Durchtrittsquerschnitt des Doppelsitzventils im Bereich der zylindrischen Ventilsitzfläche 3a nur durch den Querschnitt der Hohlstange 4c geschmälert ist. Hieraus ergeben sich Vorteile gegenüber der ersten Bauart des Doppelsitzventils gemäß den Fig. 1 und 3, bei der in der Offenstellung der entsprechende Durchtrittsquerschnitt des Doppelsitzventils im Sitzbereich durch den relativ gro­ ßen Querschnitt des rohrförmigen Schaftes 4e, der den Ablaufauslaß 4a auf­ nimmt, reduziert ist.
Der Schieberkolben 4 (Fig. 2, 2a) kann auch mit einem sogenannten Druck­ ausgleichskolben versehen werden, der in Richtung des Antriebes 12 aus dem Ventilgehäuseteil 1 herausgeführt ist und die Druckkräfte auf die stirnseitige Flä­ che des Schieberkolbens 4 im Bereich des Ventilgehäuseteils 1 kompensiert.
Bei den vorstehend beschriebenen Doppelsitzventil-Bauarten und ihren Ausfüh­ rungsformen kann die Reinigungsmittelmenge im Zuge der Sitzreinigung auch durch ein an sich bekanntes taktweises Ansteuern des in Frage kommenden Schließgliedes determiniert und ggf. begrenzt werden.
Falls ein geeigneter Antrieb zur Verfügung steht, ist es darüber hinaus generell möglich, d. h. unabhängig davon, ob das in Frage kommende Schließglied takt­ weise oder einmalig spaltweit von seiner Sitzfläche angelüftet wird, das in seiner Schließlage befindliche andere Schließglied, falls es als Schieberkolben ausge­ bildet ist, in Richtung des ggf. produktführenden Ventilgehäuseteils entweder einmalig oder oszillierend zu verschieben, so daß ein Teil der zugeordneten Sitz­ fläche dadurch freigelegt und gereinigt wird (sog. Sitzreinigung durch 'Wischen').

Claims (14)

1. Sitzreinigungsfähiges Doppelsitzventil mit zwei seriell angeordneten, relativ zueinander bewegbaren Schließgliedern, die in der Schließstellung des Ven­ tils das Überströmen von Fluiden von einem Ventilgehäuseteil in ein anderes verhindern, die sowohl in der Schließ- als auch in der Offenstellung einen Leckagehohlraum zwischen sich begrenzen, der über einen mit einem der Schließglieder verbundenen rohrförmigen Schaft eine Verbindung mit der Umgebung des Ventils aufweist, mit dem als Schieberkolben ausgebildeten ersten Schließglied, das mit einem mit radialen Dichtungsmitteln ausgestatte­ ten Endabschnitt in der Schließstellung des Ventils in einer zylindrischen Ventilsitzfläche einer die Ventilgehäuseteile miteinander verbindenden Ver­ bindungsbohrung dichtend Aufnahme findet und im Zuge seiner Öffnungsbe­ wegung in einer innerhalb des zweiten Schließgliedes vorgesehenen, mit der zylindrischen Ventilsitzfläche fluchtenden Ausnehmung dichtend aufgenom­ men wird, bevor das zweite Schließglied durch das erste gleichfalls in die Of­ fenstellung überführt wird, und mit Schließgliedern, die unabhängig voneinan­ der durch einen Teilhub jeweils spaltweit in eine Sitzreinigungstellung zwecks Spülung ihrer Sitzflächen überführbar sind, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß der Endabschnitt des Schieberkolbens (4), bezogen auf seine Längs­ achse, zwei axial beabstandete radiale Dichtungsmittel (6 und 7) aufweist,
  • - zwischen denen im Schieberkolben (4) Durchlaßöffnungen (4b) vorgesehen sind, die die mantelflächenseitige Umgebung des Schieberkolbens (4) schließgliedseitig mit der Umgebung des Ventils verbinden,
  • - daß beide Dichtungsmittel (6, 7)
  • - in der Schließstellung des Doppelsitzventils in der zylindrischen Ven­ tilsitzfläche (3a) dichtend Aufnahme finden und
  • - in der Offenstellung in die Ausnehmung (9) verbracht werden,
  • - daß in der Sitzreinigungstellung des Schieberkolbens (4) dieser um einen Teilhub entgegen seiner Öffnungsbewegung dergestalt verschoben ist, daß die Durchlaßöffnungen (4b) mit dem der freigelegten Sitzfläche benachbar­ ten Ventilgehäuseteil (2; 1) verbunden sind und dabei das leckagehohl­ raumseitige Dichtungsmittel (7 bzw. 6) des Schieberkolbens (4) in der zy­ lindrischen Ventilsitzfläche (3a) dichtend verbleibt,
  • - und daß der erste Verbindungsweg (4g), der die Durchlaßöffnungen (4b) mit der Umgebung des Ventils verbindet, und der zweite Verbindungsweg (4h; 5b), der den Leckagehohlraum (11) mit der Umgebung des Ventils ver­ bindet, voneinander getrennt innerhalb des rohrförmigen Schaftes (4e; 5c) ausgeführt sind.
2. Sitzreinigungsfähiges Doppelsitzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Schieberkolben (4) einerseits der rohrförmige Schaft (4e) angeordnet ist, der durch das letzterem benachbarte Ventilgehäu­ seteil (2) in die Umgebung des Doppelsitzventils hindurchgeführt ist und den ersten Verbindungsweg (4g) in Form eines ringraumförmigen ersten Ab­ laufauslasses aufnimmt, daß letzterer innenseits von einem mit dem Schie­ berkolben (4) verbundenen inneren rohrförmigen Schaft (4f) begrenzt ist, daß der zweite Verbindungsweg (4h) innerhalb des inneren rohrförmigen Schaftes (4f) angeordnet ist, und daß am Schieberkolben (4) andererseits eine Ventil­ stange (4c) angreift, die durch das dieser Seite benachbarte Ventilgehäuseteil (1) hindurchgeführt und mit einem Antrieb (12) des Doppelsitzventils verbun­ den ist.
3. Sitzreinigungsfähiges Doppelsitzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am zweiten Schließglied (5) einerseits der rohrförmige Schaft (5c) angeordnet ist, der durch das letzterem benachbarte Ventilgehäu­ seteil (2) in die Umgebung des Doppelsitzventils hindurchgeführt ist und den zweiten Verbindungsweg (5b) in Form eines ringraumförmigen zweiten Ab­ laufauslasses aufnimmt, daß letzterer durch das zweite Schließglied (5) bis in die Ausnehmung (9), die einen Teil des Leckagehohlraumes (11) bildet, hin­ durchgreift und den Leckagehohlraum (11) mit der Umgebung des Doppelsitz­ ventils verbindet, daß der zweite Ablaufauslaß (5b) innenseits von einem mit dem ersten Schließglied (4) verbundenen inneren rohrförmigen Schaft (4f) begrenzt ist, daß der erste Verbindungsweg (4g) innerhalb des inneren rohr­ förmigen Schaftes (4f) angeordnet ist, und daß am zweiten Schließglied (5) andererseits eine Ventilstange (5a) angreift, die durch das dieser Seite be­ nachbarte Ventilgehäuseteil (1) hindurchgeführt und mit einem Antrieb (12) des Doppelsitzventils verbunden ist.
4. Sitzreinigungsfähiges Doppelsitzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Ventilsitzfläche (3a) innenseits in ei­ nem aus den Ventilgehäuseteilen (1, 2) lösbaren Sitzring (13) vorgesehen ist, der außenseits in einer die Ventilgehäuseteile (1, 2) miteinander verbindenden Verbindungsbohrung (3a*) und dort mittels einer ersten und einer zweiten Sitzringdichtung (14, 15) dichtend Aufnahme findet, der sich im antriebsseiti­ gen Ventilgehäuseteil (1) abstützt und dessen kleinster Außendurchmesser größer als der größte Außendurchmesser des zweiten Schließgliedes ist.
5. Sitzreinigungsfähiges Doppelsitzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßöffnungen (4b) insgesamt min­ destens einen dem Nennquerschnitt des größten an das Ventil angeschlosse­ nen Rohres entsprechenden Durchtrittsquerschnitt aufweisen.
6. Sitzreinigungsfähiges Doppelsitzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verbindungsweg (4g) und der zweite Verbindungsweg (4h; 5b) jeweils auf dar gesamten Länge mindestens einen dem Nennquerschnitt des größten an das Ventil angeschlossenen Rohres entsprechenden Durchtrittsquerschnitt aufweisen.
7. Sitzreinigungsfähiges Doppelsitzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Erstreckung einer Umfangswand der Ausnehmung (9) in ihrem das leckagehohlraumseitige Dichtungsmittel (7; 6) in der Offenstellung des Doppelsitzventils umfassenden Bereich derart ausgestaltet ist, daß zwischen dem Dichtungsmittel (7; 6) und der Umfangs­ wand der Ausnehmung (9) ein Umfangsringspalt (10) gebildet wird, der den ersten Verbindungsweg (4g) und den zweiten Verbindungsweg (4h; 5b) mit­ einander verbindet.
8. Sitzreinigungsfähiges Doppelsitzventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsringspalt (10) über einen zwischen der Ventilstange (4c; 5a) und einer diese umgebenden Hohlstange (5a; 4c) gebilde­ ten Ringspalt oder über eine Verbindungsbohrung innerhalb der innenliegen­ den Ventilstange (4c; 5a) mit der Umgebung des Doppelsitzventils verbunden ist.
9. Sitzreinigungsfähiges Doppelsitzventil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das ventilgehäuseseitige Dichtungsmittel (6) des Schieberkolbens (4) ein die Ausnehmung (9) umgebendes Ende des zweiten Schließgliedes (5) radial, radial/axial oder axial dichtend kontaktiert.
10. Sitzreinigungsfähiges Doppelsitzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieberkolben (4) zwischen dem ventil­ gehäuseseitigen Dichtungsmittel (6) und den Durchlaßöffnungen (4b) einen zylindrischen Ansatz (4d) aufweist, der außenseits mit der zylindrischen Ven­ tilsitzfläche (3a) einen Drosselringspalt bildet.
11. Sitzreinigungsfähiges Doppelsitzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Schließglied (5) an seinem die Ausnehmung (9) umgebenden Ende einen zylindrischen Ansatz (5d) aufweist, der außenseits mit einer zweiten Ventilsitzfläche (3b) einen Drosselringspalt bildet.
12. Sitzreinigungsfähiges Doppelsitzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmittel (6, 7) als diskrete Dichtun­ gen ausgeführt sind.
13. Sitzreinigungsfähiges Doppelsitzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmittel (6, 7) durch Beschichtung oder Ummantelung des mantelflächenseitigen Endabschnittes des Schieber­ kolbens (4) mit einem geeigneten Dichtungsmaterial realisiert werden.
14. Sitzreinigungsfähiges Doppelsitzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Endabschnitt des Schieber­ kolbens (4) beiderseits der Durchlaßöffnungen (4b) ganzheitlich aus einem geeigneten Dichtungsmaterial ausgeführt ist.
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