DE2151516A1 - Rueckschlagventil - Google Patents

Description

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65-17.65ΪΡ(17.652Η) 15.10.1971

Millipore Corporation, Bedford (Masse) Y.St.A.

Rückschlagventil

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil zur bevorzugten Verwendung in einer sterilen Umgebung, bestehend aus einem zylindrischen Gehäuse, einer im Gehäuse befestigten Kappe und Dichtungselementen, die sich um die Kappe , anlegen, wenn diese einseitig druckbelastet wird.

Rohr- oder Patronenfilter werden zur Filtration von Flüssigkeiten oder Gasen verwendet und sind zur Entfernung mikrobiologischer Verunreinigungen besonders geeignet. Diese Filter bestehen aus einer großen Anzahl von Zelluloseester enthaltenden Materialien, wie beispielsweise Zellulose-Azetat oder Zellulosenitrat, die in Dampf jedoch nur eine geringe Festigkeit besitzen. Die Verwendung von Dampf als Sterilisierungsmedium für den Filter und

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seine Umgebung ist daher unpraktisch, wenn sich der Filter in seiner Gebrauchsstellung befindet. Dies führte notwendigerweise zu anderen Sterilisierungstechniken, wie beispielsweise zur Verwendung von Ethylenoxyden_o Die Verwendung anderer Sterilisierungsmittel als Dampf ist jedoch in vielen Bereichen ungünstig, so daß sich auch der Einsatz von Filterpatronen materiell verringerte. Es besteht daher ein erhebliches Bedürfnis zur Schaffung eines Sterilisierungsmittels, welches cu Verwendung von Dampf in der stromabwärtigen Umgebung des Filters gestattet, ohne das Filtermaterial zu zerstören.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rückschlagventil, das einen Kontakt des Dampfes mit dem Filtermedium während der Sterilisation mit unter Druck stehendem Dampf verhindert, jedoch einen Fluidstrom durch den Filter nach der Sterilisation zuläßt. Das Rückschlagventil enthält ein Gehäuse, das mit seinem äußeren Durchmesser in einen Fluidauslaß, beispielsweise mit dem Filter verbundenen Auslaß, hineinpaßt. Das Gehäuseinnere ist im wesentlichen zylindrisch und weist eine Ringschulter auf, die sich gegen die Gehäusemitte erstreckt. Eine bewegliche Kappe befindet sich im mittleren Teil des Gehäuses und wird in diesem durch Dichtungselemente, beispielsweise einem Dichtungsring, gehalten. Die Kappe ist so ausgebildet, daß der obere Teil durch die Innenfläche der Gehäuse-Ringschulter paßt. Der untere Teil der Kappe besitzt eine Platte, deren Durchmesser größer als der Innendurchmesser der Ringschulter, aber kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuses ist. Ferner enthält die Kappe eine Ringnut unmittelbar neben der Platte, die einen Dichtungsring aufnehmen kann.

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Yor Aufbringen des Druckes auf die Bodenfläche der Kappe wird dieser im Gehäuse mittels eines ein Untermaß aufweisenden, eingespannten Dichtungsringes gehalten, welcher zwischen der Innenseite des Gehäuses und der Außenfläche des oberen Teils der Kappe angeordnet ist. Wirkt ein Gasdruck auf die Bodenfläche der Kappe ein, dann bewegt diese sich im Gehäuse nach aufwärts, so daß der Dichtungsring unter Druck zwischen die horizontale Innenfläche der Gehäuseschulter und die Innenfläche der Kappenplatte gelangt« Wird die Bodenfläche der Kappe drucklos, dann wird auch der durch die Platte auf den Dichtungsring wirkende Druck abgebaut und der Dichtungsring in der Kappen-Ringnut gehalten. Diese Nut ist so ausgebildet, daß der Dichtungsring in ihr unter geringer Spannung liegt und in seiner zurückgezogenen Stellung keine Reibung an der Gehäusewand stattfindet. Venn daher der Druck abgebaut ist, wirken keine die Kappe im Gehäuse haltenden Kräfte, so daß diese aufgrund ihres Gewichtes in das Gehäuse hineinfällt und, falls das Gehäuse dem Filterauslauf entspricht, die Kappe frei wird und dadurch einen Fluidstrom zuläßt. Falls sich jedoch ein Filtrat-Rückdruck ausbilden soll, kann der Dichtungsring in der Nut weiter eine Dichtung zwischen der horizontalen Innenfläche der Gehäuseschulter und der Kappenplatte bilden.

Ia folgenden wird ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikal-Teilschnitt durch eine in einem Gehäuse angeordnete Filterpatrone;

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Fig. 2 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Kappe;

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch die Kappe vor dem Beaufschlagen ihrer Bodenfläche mit Druck;

Fig. h die erfindungsgemäße Kappe unter Druck im Vertikalschnitt;

Fig. 5 die erfindungsgemäße Kappe nach der Druckbeaufschlagung ihrer Bodenfläche;

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung der in den Fig. 2 bis 5 gezeigten Kappe.

Die in Fig. 1 gezeigte zylindrische Filterpatrone 1 besteht aus rohrförmigen! Filtermaterial 2, welches an seinem oberen Ende durch eine Kappe 3 abgedichtet und in einem Halter k befestigt ist. Die Patrone 1 befindet sich in einem Gehäuse 7» welches zum Einströmen eines Fluides in bzw. durch den Filter 1 eine Einlaßöffnung 8 aufweist. Es ist mitunter wünschenswert, daß die Filterpatrone 1 als Element zum Sterilisieren eines Fluides durch den Filtrationsmechanismus ausgebildet ist, wobei in diesem Fall die Innenfläche des Filters 1 ebenso wie das stromabwärts liegende Gerät steril gehalten werden muß. Aus diesem Grund muß das Sammelelement 10 ebenso wie die Innenfläche des Kappengehäuses 9 steril hergestellt sein« Wenn die Filterpatrone 1 unter sterilen Bedingungen zusammengebaut wurde, ist eine nochmalige Sterilisation vor ihrer Verwendung nicht notwendig. Das Sammelgerät 10 sowie das in Abström-

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richtung hinter dem Filter 1 angeordnete.Kappengehäuse 9 muß jedoch vor Beginn der Filterung sterilisiert werden.

In bekannten Geräten konnte eine Dampfsterilisation nach dem Einsetzen der Filterpatrone 1 in ihre vorbestimmte Filterposition nicht durchgeführt werden, da der im Sammelbehälter 10 unter Druck stehende Dampf durch den Auslaß h in die Patrone eindrang und das Filtermaterial zerstörte.

In den Fig. 2 bis 5 ist eine druck-bewegliche Kappe 20 dargestellt, die eine schräge Seitenfläche 21, einen im wesentlichen zylindrischen Teil 22, eine abgekantete Schulter 39, eine Ringnut 23 und eine untere Platte 24 aufweist. Der zylindrische Teil ist fein bearbeitet, so daß er einen relativ dichten Sitz in der durch die Schulter 26 gebildete Innenfläche 25 des zylindrischen Gehäuses 9 bildet. Auch die Schrägfläche 21 ist profiliert, so daß ausreichend große Reibungskräfte, die von einem zwischen dieser Fläche 21 und der Innenfläche des Halters h eingesetzten O-Ring ausgeübt werden, die die Kappe 20 im Halter k zurückhalten. Die Schrägschulter 39 gestattet eine entsprechende Vergrößerung des Dampfdruckes zur Sterilisation der Nut 23 vor der weiteren Aufwärtsbewegung der Kappe nach dem Wirksamwerden des Dampfdruckes. Das im Halter h befestigte Gehäuse besitzt Schultern 29 und 38, mit denen eine Filterpatrone abgedichtet werden kann.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, stellt der O-Ring 30 eine Dichtung zwischen der äußeren Zylinderfläche 22 der Kappe 20 und der inneren Zylinderfläche 31 des Gehäuses 9 dar.

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Wenn sich die Kappe 20 in der Stellung gemäß Fig. 3 befindet, besteht keine Fluid-Verbindung zwischen dem Patroneninneren und der Samraelkappe 20« Steht die Bodenfläche der Kappe 20 nicht unter Druck, dann wird sie im Gehäuse 9 durch die Reibungekräfte zwischen der zylindrischen Fläche 22, den Flächen 22 und 39 der Kappe und dem O-Ring 30 gehalten.

Wie in Fig. 4 dargestellt, wird die Kappe 20 durch den Spalt zwischen der Schulter 26 nach aufwärts gedrückt, wobei ein Druck auf den zwischen der Bodenfläche 35 der Schulter 26 und der oberen Randfläche der Platte 24 eingespannten 0-Ring 30 ausgeübt wird. Die Nut 23 wird dabei in etwa in die gleiche Vertikalposition wie der 0-Ring 30 gebracht. In dieser Stellung besteht keine Fluid-Verbindung zwischen der Patrone und der Sanimelkammer 10.

Wie aus Fig. 6 hervorgeht, ist die Kappe 20 gegen ein Herabfallen in den Sammelbehälter 10 gesichert, wodurch eine mögliche Verschmutzung eines mit dem Sammelbehälter 10 verbundenen Auslasses verhindert wird. Ein zylindrischer Ansatz ist mit der Schulter 26 verbunden und mit Tragstützen 41 , 42, 43 und 44 versehen, die sich in der Gehäusemitte kreuzen. Eine Bohrung 46 im Kreuzungsteil der Tragstützen wird von einem Schaft 47 durchragt. Dieser Schaft erstreckt sich durch die Bohrung 46 und besitzt einen flexiblen Ansatz 48 an seinem- oberen Ende. Der Ansatz 48 weist einen Anschlagwulst 49 auf, der ein Durchfallen des Ansatzes durch die Bohrung 46 verhindert. -Bei druckloser Patrone hängt die Kappe 20 frei vom Gehäuse 27 und stellt dadurch eine Fluid-Verbindung zwischen der Patrone 1 und dem

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Sammelbehälter 10 her, wobei die Kappe 20 am Herabfallen in den Sammelbehälter 10 gehindert wird. Ein am Ansatz vorgesehenes Loch 50 gestattet den Ansatz k8 zusammenzupressen, um den Vulstanschlag k9 durch die Bohrung k6 drücken zu können, wenn die Kappe 20 entfernt wird.

Obwohl die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, bei dem eine Kappe mit besonders geformten Flächen und Mittel zum Zurückhalten der Kappe im drucklosen Gehäuse verwendet wird, sind derartige Rückhaltemittel zur Begrenzung der Kappenbewegung nicht unbedingt notwendig. Ohne die Erfindung zu verlassen, kann auch eine Kappe ohne Rückhaltemittel eingesetzt werden, die nach Wegnahme des Druckes frei in den Sammelbehälter fällt. Weiterhin braucht die Kappe nicht die in der Zeichnung dargestellten abgeschrägten oder gekanteten Flächen aufweisen. Es ist lediglich notwendig, daß die Kappe eine obere im wesentlichen zylindrische Fläche aufweist, in einem vertikalen Zwischenteil eine Ausnehmung besitzt und im unteren Teil eine Platte trägt, deren Durchmesser größer als der Innendurchmesser der Gehäuseschulter ist.

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Claims (5)

1. Patentansprüche

   ( 1.)Rückschlagventil, bestehend aus einem zylindrischen Gehäuse, einer im Gehäuse befestigten Kappe und Dichtungselementen, die sich um die Kappe anlegen, wenn diese einseitig druckbelastet wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (27) eine innere Ringschulter {z6) vorgesehen ist, daß die Kappe (20) einen oberen zylindri-" sehen Teil (22) von geringerem Durchmesser als der der Gehäuse-Ringschulter (26), eine Umfangsausnehmung (23) zum Abziehen der Dichtungselemente (30) von der Gehäuseinnenwand (27 bzw. 35) und einen unteren zylindrischen Teil (24) von größerem Durchmesser als der der Gehäuse-Ringschulter (26) aufweist und daß die Umfangsausnehmung (23) zwischen dem oberen Teil (22) und dem unteren zylindrischen Plattenteil (24) der Kappe (20) angeordnet ist»
2. 2. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ringschulter (39) zwischen der Umfangsausnehmung (23) und dem oberen zylindrischen Teil (22) vor-

   ' gesehen ist.
3. 3. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Abfangen der im Gehäuse (27) anliegenden Kappe (20) vorgesehen sind, wenn sich die Dichtungsmittel (30) in der Ausnehmung (23) befinden.
4. 4. Rückschlagventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es in einem eine FiI-

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   terpatrone (i) aufweisenden Filtergerät verwendet wird.
5. 5. Rückschlagventil nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse Mittel zur Abdichtung eines Endes der Filterpatrone und zur Herstellung einer Fluid-Verbindung zwischen dem Patroneninneren und dem Gehäuse enthält.

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