DE202020105005U1 - Process valve, device for monitoring a seal back space, and food processing or filling system - Google Patents
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Abstract
Prozessventil (P), insbesondere für eine sterile Verfahrenstechnik bei der Verarbeitung oder Abfüllung flüssiger Lebensmittelprodukte, mit einem einen Produktraum (5) aufweisenden Gehäuse (1), in dem der Produktraum (5) gegenüber einem mit der Umgebung kommunizierenden Dichtungsrückraum (13) durch eine Membran- oder Balgdichtung (A), (12), (23) flüssigkeitsdicht separiert ist, und mit einer Vorrichtung (V) zum Detektieren zumindest eines Defekts der Membran- oder Balgdichtung (A), wobei die Vorrichtung (V) zumindest einen Feuchte im Dichtungsrückraum (13) detektierenden Feuchtesensor (15) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Dichtungsrückraum (13) und der Umgebung eine wasserdampfpermeable aber wassersperrende Membran (16) verbaut ist.Process valve (P), in particular for sterile process engineering when processing or filling liquid food products, with a housing (1) having a product space (5), in which the product space (5) opposite a rear seal space (13) communicating with the environment is formed by a Membrane or bellows seal (A), (12), (23) is separated in a liquid-tight manner, and with a device (V) for detecting at least one defect in the membrane or bellows seal (A), the device (V) measuring at least one level of moisture in Seal back space (13) detecting moisture sensor (15), characterized in that between the seal back space (13) and the environment a water vapor permeable but water-blocking membrane (16) is installed.
Description
Die Erfindung betrifft ein Prozessventil gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 12, sowie eine Lebensmittelbehandlungs- oder -Abfüllanlage gemäß Anspruch 13.The invention relates to a process valve according to the preamble of claim 1, a device according to the preamble of
In aseptischen Prozessventilen wird das Produkt durch eine Membran- oder Balgdichtung im Bereich der Ventilstößeldurchführung gegenüber der Umgebung (Atmosphäre) abgedichtet. Die Membran- oder Balgdichtung unterliegt durch die Bewegung eines Absperrorgans des Prozessventils und durch äußere Einflüsse wie beispielsweise Druckspitzen einem Verschleiß, der zu einer Rissbildung und damit zu einem Defekt führt. Daraus kann unter Umständen eine Kontamination oder Unsterilität des Produkts resultieren. Deshalb ist es bekannt, einen Defekt der Membran- oder Balgdichtung zu detektieren, um die Kontamination des Produktes zu vermeiden (Stoppen des Prozesses und Beseitigen des Defekts), oder alternativ den Dichtungsrückraum mit einem sterilen Medium zu füllen (Überlagerungsverfahren), um einer Kontamination vorzubeugen.In aseptic process valves, the product is sealed off from the environment (atmosphere) by a membrane or bellows seal in the area of the valve stem leadthrough. The diaphragm or bellows seal is subject to wear due to the movement of a shut-off element of the process valve and external influences such as pressure peaks, which leads to crack formation and thus to a defect. This can lead to contamination or unsterility of the product. It is therefore known to detect a defect in the membrane or bellows seal in order to avoid contamination of the product (stopping the process and eliminating the defect), or alternatively to fill the seal back space with a sterile medium (overlay method) to prevent contamination .
Aus
Von Interesse sind ferner
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Prozessventil und eine Vorrichtung zum Ausstatten eines Prozessventiles, insbesondere für Lebensmittelbehandlungs- oder Abfüllanlagen, anzugeben, mit denen das Risiko von Fehlmessungen aufgrund von Kondenswasser im und dem unvermeidlichen Eintrag von Fremdfeuchtigkeit aus der Umgebung in den Dichtungsrückraum beseitigt ist, und die kostengünstig und wartungsarm sind.The invention is based on the object of specifying a process valve and a device for equipping a process valve, in particular for food processing or filling systems, with which the risk of incorrect measurements due to condensation in and the inevitable entry of external moisture from the environment into the seal back space is eliminated , and which are inexpensive and low-maintenance.
Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1, des Anspruchs 12 und des Anspruchs 13 gelöst.The object set is achieved with the features of claim 1,
Die Membran verhindert den Eintritt von Flüssigkeiten oder Wasser von außen in den Dichtungsrückraum, ermöglicht es aber, aufgrund der Bewegung des Ventilstößels eingeschleppte Flüssigkeiten beziehungsweise Kondenswasser durch verdampfenden Austrag in einem Ausmaß aus dem Dichtungsrückraum abzuführen, so dass Fehlmessungen beziehungsweise nicht notwendige Prozessunterbrechungen vermieden werden. Hingegen wird, da die Kapazität der Dampfpermeabilität der Membrane begrenzt ist, ein Defekt der Membran- oder Balgabdichtung zuverlässig und unmittelbar registriert, da beim Defekt flüssige Lebensmittelprodukte so viel Wasser in den Dichtungsrückraum entlassen, dass die Membrane überfordert ist und damit der Feuchtesensor anspricht und den Defekt korrekt meldet.The membrane prevents liquids or water from entering the seal back space from the outside, but makes it possible, due to the movement of the valve tappet, to discharge liquids or condensation water entrained from the seal back space through evaporating discharge, so that incorrect measurements or unnecessary process interruptions are avoided. On the other hand, since the capacity of the membrane's vapor permeability is limited, a defect in the membrane or bellows seal is reliably and immediately registered, since in the event of a defect, liquid food products release so much water into the seal back space that the membrane is overwhelmed and the humidity sensor responds and the Reports the defect correctly.
Die Vorrichtung ist eine preisgünstige, sogar nachrüstbare Ausstattung solcher Prozessventile, die Fehlmessungen vermeidet und stets korrekte Defektsignale ermöglicht.The device is an inexpensive, even retrofittable equipment of such process valves, which avoids incorrect measurements and always enables correct defect signals.
Dies ist besonders zweckmäßig in Lebensmittelverarbeitungs- oder Abfüllanlagen, in denen mit dem erfindungsgemäßen Konzept durch einen rechtzeitigen Prozessstopp eine Kontamination des Produkts wie auch Fehlmessungen vermieden werden kann.This is particularly useful in food processing or filling plants, in which the inventive concept can avoid contamination of the product and incorrect measurements by stopping the process in good time.
Der Verdampfungsaustrag der kleinen Flüssigkeits- oder Wassermengen, die eingeschleppt werden oder aus Kondenswasser resultieren, wird auf einfache und kostengünstige Weise dadurch ermöglicht, dass das Produkt oder Heißdampf oder ein heißes Reinigungsmedium zum Sterilisieren des Produktraums im Dichtungsrückraum so hohe Temperatur erzeugt, und zwar permanent, oder fallweise, dass der Verdampfungsaustrag in ausreichendem Maß sichergestellt ist.The evaporation of the small amounts of liquid or water that are dragged in or result from condensation water is made possible in a simple and inexpensive way by the fact that the product or superheated steam or a hot cleaning medium for sterilizing the product space in the seal back space generates such a high temperature, permanently, or in some cases that the evaporation discharge is ensured to a sufficient extent.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform des Prozessventils, bei welchem im Produktraum ein über einen antreibbaren Stößel verstellbares Verschlussorgan vorgesehen ist, wobei die Membran- oder Balgabdichtung den diesen Luft enthaltenden Dichtungsrückraum durchsetzenden Stößel gegenüber dem Produktraum abdichtet, ist der Feuchtesensor mit einem unteren gewählten Ansprech-Toleranzbereich betreibbar und wird mit der Membran bei defektfreier Membran- und Balgabdichtung im Dichtungsrückraum aus eingeschlepptem oder kondensiertem Wasser innerhalb des Ansprech-Toleranz-Bereiches bleibende Feuchte eingestellt, sodass der Feuchtesensor so lange kein Defektsignal liefert, bis tatsächlich ein Defekt auftritt. Der Ansprech-Toleranzbereich wird z. B. abhängig von den Temperaturverhältnissen, Prozesszyklen, Produktsorten und Prozessventil-Baugrößen eingestellt, wobei zweckmäßig auch die Größe (Durchmesser) und/oder Kapazität der Membran entsprechend gewählt ist, um die korrekte Defektdetektion mit hoher Zuverlässigkeit zu gewährleisten.In an expedient embodiment of the process valve, in which in the product space a closure member adjustable via a drivable plunger is provided, with the membrane or bellows seal sealing the plunger penetrating this air-containing seal back space from the product space, the humidity sensor can be operated with a lower selected response tolerance range and is operated with the membrane with a defect-free membrane and bellows seal in the seal back space from entrained or condensed water within the response tolerance range is set so that the humidity sensor does not provide a defect signal until a defect actually occurs. The response tolerance range is z. B. set depending on the temperature conditions, process cycles, product types and process valve sizes, the size (diameter) and / or capacity of the membrane is expediently selected accordingly in order to ensure correct defect detection with high reliability.
Zweckmäßig besteht die Membran aus PTFE (Handelsname Gore-Tex), obwohl andere Kunststoffarten alternativ verwendbar sind, die die Wasserdampf-Permeabilität gewährleisten und gegen von außen eindringenden Flüssigkeiten sperren. Die Membrane kann mit Gewebe verstärkt werden oder mit einer Stützstruktur verbaut sein.The membrane is expediently made of PTFE (trade name Gore-Tex), although other types of plastic can be used as an alternative, which guarantee water vapor permeability and prevent liquids from penetrating from the outside. The membrane can be reinforced with fabric or built in with a support structure.
Ferner ist es zweckmäßig, wenn der aus dem Gehäuse zu einem Antrieb geführte Stößel im Gehäuse gegenüber der Umgebung durch eine dynamische Dichtung abgedichtet wird. Im einfachsten Fall ist dies mindestens eine Gleitdichtung, obwohl alternativ auch wenigstens ein Faltenbalg oder eine Membrandichtung (flüssigkeitsdicht und beweglich) vorgesehen sein könnte.It is also expedient if the plunger, which is guided from the housing to a drive, is sealed off from the environment in the housing by a dynamic seal. In the simplest case, this is at least one sliding seal, although at least one bellows or a membrane seal (liquid-tight and movable) could alternatively be provided.
Ein weiterer wichtiger Aspekt der Erfindung liegt darin, dass zwischen dem Dichtungsrückraum und der Umgebung in Strömungsrichtung zur Membran vor der Membran ein in Strömungsrichtung in den Dichtungsrückraum sperrendes Rückschlagventil vorgesehen ist. Unter der Atmungsbewegung der Membran- oder Balgdichtung beim Arbeiten des Prozessventils wird so komprimierte Luft in die Umgebung verdrängt, um die Membran- oder Balgabdichtung zu entlasten, wohingegen bei Verkleinerung des Dichtungsrückraums keine Luft aus der Umgebung eingesaugt und deshalb Unterdruck im Dichtungsrückraum aufgebaut wird, der im Falle eines Defekts vermeidet, dass Luft oder Feuchte aus dem Dichtungsrückraum in den Produktraum gelangt. Vielmehr wird dann Produkt über die Defektstelle in den Dichtungsrückraum gesaugt, wodurch zumindest vorübergehend sichergestellt wird, dass eine Kontamination des Produkts im Produktraum unterbleibt. Diese flankierende Maßnahme wird zweckmäßig mit der wasserdampfpermeablen Membran kombiniert.Another important aspect of the invention is that between the seal back space and the environment in the direction of flow to the membrane in front of the membrane there is a non-return valve which blocks the seal back space in the flow direction. During the breathing movement of the diaphragm or bellows seal when the process valve is working, compressed air is displaced into the environment in order to relieve the diaphragm or bellows seal, whereas when the seal back space is reduced, no air is sucked in from the environment and therefore negative pressure is built up in the seal back space in the event of a defect, prevents air or moisture from entering the product area from the seal back space. Rather, product is then sucked into the seal rear space via the defect point, which at least temporarily ensures that there is no contamination of the product in the product space. This accompanying measure is expediently combined with the water vapor permeable membrane.
Im Übrigen kann die Membran so ausgelegt sein, dass sie verdrängte Luft austreten lässt und angesaugte Luft gedrosselt einströmen lässt, um einen gewünschten Unterdruck im Dichtungsrückraum dann zu erzeugen, wenn sich das Volumen des Dichtungsrückraums vergrößert.In addition, the membrane can be designed in such a way that it allows displaced air to escape and sucked-in air to flow in in a throttled manner in order to generate a desired negative pressure in the seal back space when the volume of the seal back space increases.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist der Feuchtesensor mit einem integrierten Temperatursensor ausgestattet. Dies ermöglicht es, unerwünschte Temperatureinflüsse beim Arbeiten des Feuchtesensors zu kompensieren. Dabei kann der Feuchtesensor so ausgelegt sein, dass er das Defektsignal selbst generiert und abgibt. Alternativ kann der Feuchtesensor mit einer Prozesssteuerungs- oder Überwachungsvorrichtung verknüpft sein, die für die erforderliche Gegenmaßnahme im Defektfall sorgt.In an expedient embodiment, the humidity sensor is equipped with an integrated temperature sensor. This makes it possible to compensate for undesired temperature influences when the humidity sensor is working. The humidity sensor can be designed in such a way that it generates and emits the defect signal itself. Alternatively, the humidity sensor can be linked to a process control or monitoring device that takes the necessary countermeasures in the event of a defect.
Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn der Feuchtesensor mit integriertem Ansprechverhalten und/oder einer Parametrierung, zum Beispiel zum Feuchtemanagement im Dichtungsrückraum, ausgebildet ist. Der Feuchtesensor oder eine Sensorikstruktur kann den Feuchtigkeitspegel im Dichtungsrückraum dauerhaft messen und mit vorgegebenen Sollwerten vergleichen, zum Beispiel mit dem Sollwert des Toleranzbereiches, innerhalb dessen der Feuchtesensor kein Defektsignal liefert.Furthermore, it can be expedient if the humidity sensor is designed with an integrated response behavior and / or a parameterization, for example for humidity management in the seal back space. The humidity sensor or a sensor structure can permanently measure the humidity level in the seal back space and compare it with specified target values, for example with the target value of the tolerance range within which the humidity sensor does not provide a defect signal.
Im Übrigen ist es im Hinblick auf Industrie 4.0 denkbar, die gemessene Feuchte mit anderen Parametern aus der Anlage, zum Beispiel der Hubanzahl des Prozessventils, Sterilisationszeiten und -Temperaturen etc. abzugleichen, um eine erhöhte Zuverlässigkeit bei der Überwachung zu erzielen. Insgesamt wird dadurch für den Kunden ein mechanisch einfaches und kostengünstiges System zur Überwachung geschaffen, das hohe Zuverlässigkeit gewährleistet. Der Verzicht auf die Verwendung eines gegebenenfalls kritischen Fremdmediums im Dichtungsrückraum macht die Anwendung sicher und führt zu keiner Beeinträchtigung des Produkts und zu keiner Gefährdung von Mitarbeitern oder Wartungspersonal. Der Kunde kann das System ohne großen Aufwand am Prozessventil anbringen, weil es sozusagen „plug and play“-fähig ist. Die genaue Funktion und Parametrierung des Feuchtesensors können Software-seitig verschlüsselt sein.Incidentally, with regard to Industry 4.0, it is conceivable to compare the measured humidity with other parameters from the system, for example the number of strokes of the process valve, sterilization times and temperatures, etc. in order to achieve increased reliability in monitoring. Overall, a mechanically simple and inexpensive system for monitoring is created for the customer, which ensures high reliability. Dispensing with the use of a possibly critical external medium in the seal back space makes the application safe and does not impair the product and does not endanger employees or maintenance personnel. The customer can attach the system to the process valve with little effort because it is “plug and play”, so to speak. The exact function and parameterization of the humidity sensor can be encrypted on the software side.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die Membran in einer von außen in einen Auslass des Dichtungsrückraum eingesetzten Patrone angeordnet, vorzugsweise mit größerem Durchmesser als der des Auslasses in einem gegenüber dem Auslass verbreiterten Patronengehäuse mit Auslassöffnungen.In an expedient embodiment, the membrane is arranged in a cartridge inserted from the outside into an outlet of the seal rear chamber, preferably with a larger diameter than that of the outlet in a cartridge housing with outlet openings that is wider than the outlet.
Falls das Rückschlagventil vorgesehen wird, kann dieses zusammen mit der Membran in der Patrone angeordnet sein.If the check valve is provided, this can be arranged together with the membrane in the cartridge.
Besonders zweckmäßig herrscht über den Produktraum mit heißem Produkt, heißem Reinigungsmittel oder Heißdampf, wie für einen Produktwechsel oder zur Sterilisation eingesetzt, zwischen dem Produktraum und dem Dichtungsrückraum und der Umgebung ein Temperaturgefälle, das zum Verdampfen im Dichtungsrückraum eingetragener kleinerer Flüssigkeitsmengen ausreicht.Particularly expediently, there is a temperature gradient across the product space with hot product, hot cleaning agent or superheated steam, as used for a product change or for sterilization, between the product space and the seal back space and the environment, which is sufficient for the evaporation of smaller amounts of liquid entered in the seal back space.
Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes anhand eines Prozessventils beispielsweise für eine Lebensmittelbehandlungs- oder -Abfüllanlage erläutert. Es zeigen:
-
1 einen Teilaxialschnitt einer Ausführungsform eines Prozessventils, -
2 einen Teilaxialschnitt einer weiteren Ausführungsform, und -
3 ein Diagramm zum Verdeutlichen der Arbeitsweise des Prozessventils beziehungsweise einer Vorrichtung als Ausstattung des Prozessventils.
-
1 a partial axial section of an embodiment of a process valve, -
2 a partial axial section of a further embodiment, and -
3 a diagram to clarify the operation of the process valve or a device as equipment of the process valve.
Ein zum Beispiel oben offenes Gehäuse 1 wird durch einen Verschlussring 2 und eine Dichtung 11 abgedeckt. Der Verschlussring 2 steht über eine sogenannte Laterne 3 mit einem Antrieb 4 in Verbindung, beispielsweise einem pneumatischen Antrieb. Das Gehäuse 1 begrenzt einen Produktraum 5, in welchem beispielsweise ein tellerförmiges Verschlussorgan 6 mittels eines hier linear verstellbaren Stößels 7 betätigt wird, der über eine Kupplung 8 mit einem Antriebsteil 9 verbunden ist.A housing 1 that is open at the top, for example, is covered by a
Zwischen dem Verschlussring 2 und dem Gehäuse 1 ist ein Ringteller 10 festgelegt. Der Verschlussring 2 und das Gehäuse 1 werden beispielsweise durch einen lösbaren Klemmmechanismus 22 fixiert.A
Im Produktraum 5 wird der sich dort erstreckende Teil des Stößels 7 durch eine Balgdichtung 12 hermetisch abgedichtet, die am Ringteller 10 und dem Verschlussorgan 6 dicht fixiert ist. Die in
Die Balgdichtung 12 begrenzt zusammen mit dem Verschlussring 2 und dem Stößel 7 einen Dichtungsrückraum 13, der mit der Umgebung kommuniziert, und in welchem ein Feuchtesensor 15 montiert ist. Als dynamische Dichtung B des Stößels 7 ist in der Ausführungsform in
Anstelle wenigstens einer Gleitdichtung könnte in diesem Bereich auch wenigstens eine Faltenbalg- oder Membrandichtung (nicht gezeigt) vorgesehen sein.Instead of at least one sliding seal, at least one bellows or membrane seal (not shown) could also be provided in this area.
Aus dem Dichtungsrückraum 13 mündet ein Auslass 18 im Verschlussring 2 zur Umgebung. In diesem Auslass 18 ist eine Patrone 17 festgelegt, in der eine wasserdampfpermeable, aber wassersperrende Membran 16 verbaut ist. Und zwar hat die Membran 16 z. B. einen größeren Durchmesser als der Auslass 18 und ist sie in einem gegenüber dem Auslass 18 verbreiterten Patronengehäuseteil dicht festgelegt, das in einem Raum 19 Auslässe 20 zur Umgebung besitzt.An
Optional kann in der Patrone 17 ein Rückschlagventil 21 vorgesehen sein, welches bei Überdruck in Strömungsrichtung zur Umgebung aus der Patrone 17 mit einer bestimmten Federvorspannung öffnet, und in Strömungsrichtung zum Dichtungsrücktraum 13 sperrt. Das Rückschlagventil 21 ist z. B. zwischen dem Dichtungsrückraum 13 und der Membran 16 angeordnet.Optionally, a
Die Ausführungsform des Prozessventils P in
Als Option ist in
Es kann der Feuchtesensor 15 ein Defektsignal oder Gutsignal direkt abgeben (z. B. optisch oder akustisch), und/ oder die zugeordnete Steuerung informieren. Das gewünschte Ansprechverhalten und eine Parametrierung können software-seitig in den Feuchtesensor 15 integriert sein. Der Feuchtesensor 15 kann so ausgebildet sein, dass er den Feuchtigkeitspegel im Dichtungsrückraum 13 permanent misst und mit vorgegebenen Sollwerten vergleicht, wobei er mit einem unteren Ansprech-Toleranzbereich betreibbar ist, innerhalb dessen trotz detektierter Feuchte kein Defekt gemeldet wird. Im Hinblick auf Industrie 4.0 ist es denkbar, dass die vom Feuchtesensor 15 gemessene Feuchte mit anderen Parametern einer Prozessanlage, wie zum Beispiel der Hubanzahl des Prozessventils, Sterilisationszeiten und -Temperaturen abgeglichen wird, um eine erhöhte Zuverlässigkeit bei der Überwachung des Prozessventils P auf einen Defekt der Membran- oder Balgabdichtung A zu erzielen.The
Der Feuchtesensor 15 und die Membran 16 sind im Übrigen Bestandteile einer Vorrichtung V zum Überwachen des Prozessventils P im Hinblick auf Defekte. Die Vorrichtung V kann bereits herstellerseitig in das Prozessventil P eingegliedert oder bei Bedarf nachgerüstet sein.The
Mit dem Prozessventil P kann gemäß
Die 3 verdeutlicht diagrammartig eine Arbeitsweise mit dem Prozessventil. Auf der vertikalen Achse 26 des Diagramms ist die Feuchte beispielsweise in Prozent aufgetragen, während die horizontale Achse den Zeitverlauf t repräsentiert. Der Abstand in Prozent Feuchte zwischen der horizontalen Achse 27 und einer dazu z. b. parallelen Linie 28 repräsentiert einen unteren Ansprech-Toleranzbereich des Feuchtesensors, innerhalb dessen dieser kein Defektsignal erzeugt.Eine Kurve 30 repräsentiert den Verlauf der Feuchte in Prozent innerhalb des Dichtungsrückraums 13 über die Zeit. Ansteigende Kurventeile repräsentieren eine Zunahme der Feuchte, wohingegen abfallende Kurventeile Abnahmen der Feuchte zeigen.Eine zur Grundlinie 27parallele Linie 29 repräsentiert eine reelle Schwankungsbreite der Feuchte (z. B. ein vorab ermittelter Erfahrungswert), bedingt durch einen Wassereintrag entlang des Stößels 7 (Fahrstuhleffekt) und/oder auftretendes Kondenswasser. Die Mengen sind relativ klein und verbleiben innerhalb der reellen Schwankungsbreite 29, weil zyklisch oderpermanent vom Produktraum 5 her im Dichtungsrückraum 13 erhöhte Temperatur (Temperaturgefälle ΔT) erzeugt wird, die die vorliegende Wassermenge zumindest zum Teil verdampft und durch Dampfdruck über die wasserdampfpermeable Membran 16 in die Umgebung treibt. Solange also kein Defekt der Membran- oder Balgabdichtung A eintritt, misst zwar der Feuchtesensor die Feuchte, ohne ein Defektsignal zu generieren. Kommt es zu einem Defekt, dann steigt dieKurve 30, wie rechts gezeigt, steil an, bis der Ansprech-Toleranzbereich 28am Punk 31 überschritten wird, weil die erhöhte Temperatur ΔT im Dichtungsrückraum 13 nicht mehr ausreicht, um die dann aufgrund des Defektes eintretende Flüssigkeits- oder Wassermenge zu verdampfen und durch die begrenzte Kapazität aufweisende Membran 16 auszutreiben.Am Punkt 31 wird dann konsequent eine Bruchdetektion der Membran- oder Balgabdichtung A festgestellt und gemeldet.
- the
3 illustrates a method of working with the process valve in the form of a diagram. The moisture is plotted, for example in percent, on thevertical axis 26 of the diagram, while the horizontal axis represents the time curve t. The distance in percent humidity between thehorizontal axis 27 and a line 28 parallel to it, for example, represents a lower response tolerance range of the humidity sensor, within which the latter does not generate a defect signal. Acurve 30 represents the course of the moisture in percent within the seal back space 13 over time. Rising parts of the curve represent an increase in moisture, whereas falling parts of the curve show a decrease in moisture. Aline 29 parallel to thebase line 27 represents a real fluctuation range of the moisture (e.g. a previously determined empirical value), caused by water entry along the tappet 7 (elevator effect) and / or condensation water that occurs. The quantities are relatively small and remain within thereal fluctuation range 29, because cyclically or permanently increased temperature (temperature gradient ΔT) is generated cyclically or permanently from theproduct space 5 in the seal back space 13, which at least partially evaporates the amount of water present and through vapor pressure through the water vaporpermeable membrane 16 in the environment drifts. As long as there is no defect in the membrane or bellows seal A, the humidity sensor measures the humidity without generating a defect signal. If a defect occurs, then curve 30 rises steeply, as shown on the right, until the response tolerance range 28 is exceeded atpoint 31, because the increased temperature ΔT in the seal rear space 13 is no longer sufficient for the temperature that then occurs due to the defect To evaporate the amount of liquid or water and expel it through thelimited capacity membrane 16. Atpoint 31, a breakage detection of the diaphragm or bellows seal A is then consistently determined and reported.
Dabei wirkt flankierend das Rückschlagventil 21 derart, dass bei einer Volumenverkleinerung des Dichtungsrückraums13 aufgrund der Hubbewegung des Verschlussorgans 6 Luft und/oder Dampf in die Umgebung ausgeschoben wird, hingegen bei einer Volumenvergrößerung des Dichtungsrückraums 13 das Rückschlagventil 21 sperrt und im Dichtungsrückraum 13 eine Unterdrucksituation entsteht, die den Vorteil hat, dass im Falle eines Defekts Produkt beziehungsweise Wasser aus dem Produkt in den Dichtungsrückraum 13 gesaugt und kein kontaminiertes Wasser oder Schmutz aus dem Dichtungsrückraum 13 durch die Defektstelle in den Produktraum P gelangt.In this case, the
Falls das Rückschlagventil 21 nicht vorgesehen wird, kann ggfs. die Membrane 16 in der Lage sein, die Belüftung des sich vergrößernden oder verkleinernden Dichtungsrückraums 13 zu übernehmen, zweckmäßig sogar mit einer Drosselung der angesaugten Luft bei Vergrößerung des Dichtungsrückraums, um in diesem eine gewünschte Unterdrucksituation einzustellen.If the
Die Membrane 16 besteht beispielsweise aus PTFE oder einem anderen wasserdampfpermeablen, aber wassersperrenden Kunststoff, und kann gegebenenfalls durch ein Gewebe verstärkt oder abgestützt sein.The
Anstelle des in den
Sollte die dynamische Dichtung 14 defekt werden und größere Wassermengen aus der Umgebung zum Dichtungsrückraum 13 durchlassen, dann wird auch dieser Defekt vom Feuchtesensor 15 detektiert und gemeldet.Should the
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