DE2211117A1

DE2211117A1 - DOSING PISTON PUMP FOR STERILE FILLING

Info

Publication number: DE2211117A1
Application number: DE19722211117
Authority: DE
Inventors: Werner Heilemann; Josef Oesterle
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1972-03-08
Filing date: 1972-03-08
Publication date: 1973-09-20

Description

Kennwort: "Sterilpumpe Dosierkolbenpumpe zum sterilen Abfüllen Die Erfindung betrifft eine Dosierkolbenpumpe zum sterilen Abfüllen insbesondere von Lebensmitteln, Pharmazeutika u.dgl., mit einem Zylinder und einem mit diesem zusammenwirkenden, auf einer durch einen Antriebsmotor hin- und herbewegbaren geradgeführten Kolbenstange befestigten Kolben.Password: "Sterile pump Dosing piston pump for sterile filling The invention relates to a metering piston pump for sterile filling, in particular of Food, pharmaceuticals and the like, with a cylinder and a cooperating with this, on a straight piston rod that can be moved back and forth by a drive motor attached piston.

In Abfülleinrichtungen für Lebensmittel oder insbesondere Pharmazeutika ist die Erhaltung der Sterilität besonders problematisch. Es ist bekannt, beispielsweise von einer zum dosierten Abfüllen verwendeten Pumpe die demontierten Einzelteile zu sterilisieren und dies unter sterilen Bedingungen an ihrem Verwendungsort mittels steriler Handschuhe zusammenzubauen.In filling facilities for food or, in particular, pharmaceuticals maintaining sterility is particularly problematic. It is known, for example the dismantled individual parts from a pump used for metered filling to sterilize and this under sterile conditions at their place of use assemble sterile gloves.

Diese sterilen Bedingungen werden unter einer die Maschine zeittartig umgebenden Rinhüllung herbeigeführt, in welcher z.B.These sterile conditions become timely under a machine surrounding ring envelope, in which e.g.

mittels eines Hochleistungsschwebestoff-Filters gereinigte Luft eingebracht und unter geringem Überdruck gehalten wird. Diese auf relativ komplizierte Weise herbeiführbare Sterilität ist jedoch nur fur bostinote Anwendungen mit nicht besonders hohen Anspüchen an Sterilität ausreichend, wie etwa für gewisse Arzneimittel, z.B. Nasentroften o.dgl. Für andere Arzneimittel, z.B. für Infusionsmittel, erfüllt eine solche Sterilität aber keinesfalls die hierfür gestellten Anforderungen.Purified air introduced by means of a high-performance suspended matter filter and is kept under slight overpressure. This in a relatively complicated way Induced sterility, however, is only for bostinote applications with not special high demands on sterility, such as for certain drugs, e.g. Nasal truffles or the like. For other medicinal products, e.g. for infusion media, a such sterility, however, by no means meets the requirements for this.

Von Maschinen zum aseptischen Herstellen und Füllen von Flaschen aus thermoplastischen Kunstoff ist es bekannt, den hin- und hergehenden Blas- und Fülldorn an seinem hinteren Ende in einen Faltenbalg einzuhüllen (DT-OS 1 916 636) und den Raum zwischen Fulldorn und Paltenbalg mit einem sterilen Gss zu füllen. Eine entsprechende Anordnung ware auch für das hintere Ende eines Pumpenkolbens denkbar, um zu vermeiden, daß Bakterien aus der freien Atmosphäre bei der hin- und hergehenden Bewegung des Kolbens in den Arbeitsraum des Zylinders gelangen. Abgesehen davon, daß ein solcher Faltenbalg relativ schnell ermtldet und bricht, ist eine solche Ausbildung im wesentlichen nur fUr die Aufrechterhaltung einer vorhandenen Sterilität geeignet, aber weniger 1afür, in gewissen Abständen aktiv eine neuerliche Sterilisation, z.B. mittelsHeißdampf, durchführen zu können. Zur Sterilisation einer eine hohe Sterilität fordernden abzufüllenden Substanz ist bei Verwendung von Heißdampf eine Dampftemperatur von mindestens 130°C notwendig, was einen Überdruck von etwa 1,8 atü erfordert.From machines for the aseptic production and filling of bottles thermoplastic, it is known the reciprocating blowing and filling mandrel wrapped in a bellows at its rear end (DT-OS 1 916 636) and the Space between Fulldorn and bellows closed with a sterile Gss to fill. A corresponding arrangement would also be for the rear end of a pump piston conceivable in order to avoid bacteria from the free atmosphere in the back and forth coming movement of the piston get into the working space of the cylinder. Apart from that that such a bellows catches and breaks relatively quickly is one of them Such training is essentially only for the maintenance of an existing one Suitable for sterility, but less suitable for it, a renewed one active at certain intervals To be able to carry out sterilization, e.g. by means of hot steam. For the sterilization of a The substance to be filled requires high sterility when using superheated steam a steam temperature of at least 130 ° C is necessary, which is an overpressure of about 1.8 atm required.

Für einen solchen Druck is; eine Balgkonstruktion kaum geeignet.For such a pressure is; a bellows construction is hardly suitable.

Außerdem besteht die Gefahr, daß die bis zu den abzufüllenden Substanzen insbesondere über den Pumpenzylinder weitergeleiteten hohen Temperaturen diese schädigen. Im Ubrigen ist es schwierig, den hin- und hergehenden Kolben gegenüber derartigen Drücken so abzudichten, daß eine Beeinflussung der Dosiergenauigkeit durch hindurchtretenden Dampf bzw. hindurchtretendes Kondenswasser vermieden wird.There is also the risk that up to the substances to be filled In particular, the high temperatures transmitted via the pump cylinder damage them. Incidentally, it is difficult to compare the reciprocating piston with such Press to seal in such a way that the metering accuracy is influenced by passing through Steam or condensation water passing through is avoided.

Der Erfindung liest die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe der eingangs geschilderten Art zu schaffen, welche einen hohen Grad von bleibonder Sterilität für das abzufüllende Gut gewährleistet und die so eingerichtet ist, daß eine Sterilisation der Pumpe in einfachor und wirksamer Weise ohne Beeinflussung der abzufüllenden Substanzen vorgenommen werden kann.The invention reads the object, a pump of the opening described type, which have a high degree of lead sterility guaranteed for the goods to be filled and which is set up so that sterilization the pump in a simple and effective way without affecting the filling Substances can be made.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zylinderinnenraum im Bereich seines vom Arbeitsraum abgewandten Endes mit einem an ein steriles Gas und/oder ein sterilisierendes Medium, z.B. heißdampf, anschliessbaren Pufferaum verbunden ist und die Kolbens tange zusätzlich zur mindestens eine dem Kolbenhub gleiche axiale Länge von einer durch ein sterilisierendes Medium beaufschlagbaren Kammer umschlossen ist, wobei die Durchtritte der Kolbenstange vom Pufferraum in die Kammer und aus dieser heraus Abdichtungen aufweisen, die einen Austausch von Medien sowohl zwischen den Räumen als auch zwischen diesen und der Atmosphäre zumindest behindern.This object is achieved according to the invention in that the cylinder interior in the area of its end facing away from the work space with a sterile gas and / or a sterilizing medium, e.g. superheated steam, connectable buffer space is connected and the piston rod in addition to at least one of the piston stroke same axial length of a can acted upon by a sterilizing medium Chamber is enclosed, wherein the penetrations of the piston rod from the buffer space in the chamber and out of this have seals that have a Exchange of media both between the rooms and between them and the At least impede the atmosphere.

Der unmittelbar an den Kolben anschließende Teil der Kolbenstange bewegt sich also in einem geschlossenen, im Betrieb von Sterilluft beaufschlagten Raum. Dieser Raum muß unter einem geringen Ueberdruck stehen, damit hier beim Druckhub nicht ein Unterdruok entstehen kann, welcher selbst bei absoluter Dichtheit gegenüber Luft etwa an O-Rin-Abdichtungen noch ein Eindringen von Bakterien herbeiführen könnte. Der Uberdruck sollte aber auch nicht eso groß sein, da sonst die Dosiergenauigkeit leiden könnte, wenn sterile Luft an den nur bis zu einem bestimmten Druck dichthaltenden Manschetten der Kolbenabdichtung vorbei in den Pumpenraum gelangt.The part of the piston rod immediately adjacent to the piston So moves in a closed, in operation acted upon by sterile air Space. This space must be under a slight excess pressure, so that here during the pressure stroke an underpressure cannot arise, which even with absolute tightness to it Air at O-ring seals, for example, could still allow bacteria to penetrate. The overpressure should not be too great, otherwise the metering accuracy could suffer if sterile air is only sealed up to a certain pressure Cuffs of the piston seal pass into the pump chamber.

Durch das zusätzliche Volumen des unmittelbar mit dem hinteren Teil des Zylinders in Verbindung stehenden Pufferraumes wird die bei jeder Ansaugbewegung des Kolbens verursachte relative Volumenverringerung in dem vom Pufferraum und dem hinteren Teil des Zylinders gebildeten Raum und damit die sich hierdurch ergebende Drucksteigerung im Sinne des erwähnten angestrebten niederen Uberdruckes auf einem relativ niedrigen Wert gehalten.Due to the additional volume of the directly connected to the rear part of the cylinder is connected to the buffer space with each suction movement of the piston caused relative volume reduction in that of the buffer space and the rear part of the cylinder and thus the resulting space Pressure increase in the sense of the above-mentioned desired low overpressure on one held relatively low.

Es ist unvermeidlich, die Kolbenstange bei jedem Hub über eine diesem entsprechende Länge aus dem Sterilraum in die freie Atmosphäre herauszuführen, da sie Ja mit einem Antriebsglied verbunden sein muß. Die von Heißdampf beaufschlagbare an den Purferraum angeschlossene Kammer dient nun dazu, den Teil der Kolbenstange, der bei jedem Saughub der freien Atmosphäre ausgesetzt werden mu2, beim jeweiligen darauffolgenden Druckhub mittels Heißdampf von neuem zu sterilisieren. Durch die ertindunggemäße räumliche Anordnung der diesem Zweck dienenden Ke-ner wird außerdem vermieden, daß die Wärme des Heißdampfes das Abführgut schädigt oder durch den erforderlichen hohen Druck Undichtheiten am Kolben herbeigeführt und die Dosiergenauigkeit beeinträchtigt werden.It is inevitable that the piston rod over this one with each stroke appropriate length out of the sterile room into the open atmosphere, there Yes, it must be connected to a drive link. The one that can be acted upon by superheated steam The chamber connected to the purfer chamber now serves to hold the part of the piston rod, which must be exposed to the open atmosphere at each suction stroke, at the respective sterilize the subsequent pressure stroke again using superheated steam. Through the In addition, the spatial arrangement of the cores serving this purpose is in accordance with the invention avoided that the heat of the superheated steam damages the discharge material or by the required high pressure causes leaks in the piston and adversely affects the dosing accuracy will.

Die Erfindung iat im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is shown below with reference to one shown in the drawing Embodiment explained in more detail.

Darin ist Fig. 1 ein Mngsschnitt durch eine ala Doppelpumpo ausgelegte Dosierkolbenpumpe und Fig. 2 ein Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1.1 is a circumferential section through an ala double pump Dosing piston pump and FIG. 2 shows a section along line II-II in FIG. 1.

Die beiden je einen Zylinder 3, Kolben 4 und Kolbens tange 5 aufweisenden Pumpen ragen in einen auf allen Seiten dicht geschlosgenen Pufferraum 6, derart, daß daa hintere offene Ende der Zylinder 3 mit dem Innenraum des Pufferraumes in Verbindung steht.The two each have a cylinder 3, piston 4 and piston rod 5 Pumps protrude into a buffer space 6 that is tightly closed on all sides, in such a way that that the rear open end of the cylinder 3 with the interior of the buffer space in Connection.

Auf der außerhalb des Pufferaums 6 befindlichen Seite des Zylinders 3 sind Schiaber 7 mit einem sich über einen VierteLkreis erstreckenden schlitzförmigen Durchlaß 8 angeordnet, mittels wel chem Jeder Arbeitsraum 9 wahlweise mit der aus dem Deckel 10 herausgeführten Saugleitung 11 (Fig. 2) und der Druckleitung 12 verbunden werden kann. Die Betätigung jedes Schiebers 7 erfolgt Uber einen Zapfen 13 und Stellhebel 14, an dem ein hier nicht dargestellter Stellmechanismus angreift. In der in Fig. 2 dargestellten Arbeituphase ist der Arbeitsraum 9 über den Schlitz 8 gerade mit der Saugleitung 11 verbunden.On the outside of the buffer space 6 side of the cylinder 3 are scrapers 7 with a slit-shaped one extending over a fourth circle Passage 8 arranged, by means of wel chem Each work space 9 optionally with the off the cover 10 led out suction line 11 (Fig. 2) and the pressure line 12 connected can be. The actuation of each slide 7 takes place via a pin 13 and adjusting lever 14, on which an actuating mechanism, not shown here, engages. In the in Fig. The work phase shown in FIG. 2 is the work space 9 via the slot 8 the suction line 11 is connected.

Im Betrieb ist der Pufferraum 6 über die Leitung 15 bei offenem Ventil 16 und geschlossenem Ventil 17 durch unter geringem über druck, etwa 0,4 atü, stehende sterile luft beaufschlagt. Dabei ist ebenfalls das Ventil 18 der Auslaßleitung 19 geschlossen.In operation, the buffer space 6 is via the line 15 with the valve open 16 and closed valve 17 by standing under a slight overpressure, about 0.4 atm sterile air applied. The valve 18 is also the outlet line 19 closed.

Zum aktiven Sterilisieren, z.B. in Betriebspausen, des in dem Pufferraum 6 eingeschlossenen Raumes und der in diesen ragenden Puopenteile wird über die Leitung 20 bei offenen Ventilen 17 und 18 und geschlossenem Ventil 16 Heißdampf von etwa 1)0°C durch den Pufferraum geleitet.For active sterilization, e.g. during breaks in operation, of the in the buffer room 6 enclosed space and in these protruding Puopenteile is over the line 20 with open valves 17 and 18 and closed valve 16 superheated steam of about 1) 0 ° C passed through the buffer space.

Die Kolbenstange 5 führt aus dem Pufferaum 6 in eine dicht an ihn angeschlossene Kammer 21 und ist an den Wenddurchtritten in bzw. aus dieser Kammer heraus mittels Führungsbuxhsen 22 und 23 gleitend gelagert. An dem Durchtritt zwischen dem Pufferaum 6 und der Kammer 21 ist außerdem eine O-Ring-Dichtung 24 angeordnet. Die Kammer 21 hat eine dem Kolbenhub entsprechende axiale Ausdehnung, so daB gewährleistet ist, daß der aus der Kammer bei Beendigung eines Saughubes in die freie Atmosphäre herausgetretone und damit unsteril gewordene Teil der Kolbenstange 5 nach Beendigung des folgendes Druckhubes mittels durch die Leitung 25 in die Kammer 21 zugeführten lleißdampfes wieder sterilisiert wird.The piston rod 5 leads from the buffer space 6 into one close to it connected chamber 21 and is at the turning passages in or out of this chamber out by means of guide sleeves 22 and 23 sliding bearing. To the Passage between the buffer space 6 and the chamber 21 is also an O-ring seal 24 arranged. The chamber 21 has an axial extension corresponding to the piston stroke, so that it is guaranteed that the out of the chamber at the end of a suction stroke A part of the piston rod that has leaked into the atmosphere and has become unsterile 5 after completion of the following pressure stroke by means of line 25 into the chamber 21 supplied lleißdampfes is sterilized again.

Beide Kammern 21 sind mittels der Leitung 26 verbunden, und der Abdampf wird aus der zweiten Kammer durch die Leitung 27 abgeführt.Both chambers 21 are connected by means of line 26, and the exhaust steam is discharged from the second chamber through line 27.

An deli nach außen führenden Enden der Kammern 21 sind Töpfe 28 zur Kondensatableitung aufgeschraubt. Beide Kolbenstangen 5 sind außerhalb der Kammern mittels einer Verbindungslasche 29 fest miteinander verbunden, in deren Mitte der nicht dargestellte zum Beispiel hydraulische Antrieb für die Betätigung der Pumpenkolben angreift.At the ends of the chambers 21 leading to the outside, pots 28 are used Condensate drain screwed on. Both piston rods 5 are outside the chambers firmly connected to one another by means of a connecting strap 29, in the middle of which Not shown, for example, hydraulic drive for actuating the pump piston attacks.

Claims

Password: "sterile pump"

Claims Öi. Dosing piston pump for sterile filling in particular of food, pharmaceuticals and the like., With a cylinder and one with this cooperating, on a linearly movable to and fro by a drive motor Piston attached to the piston rod, characterized in that the cylinder interior in the area of its end facing away from the working space (9) with a sterile one Gas and / or a sterilizing medium, e.g.

Superheated steam, connectable buffer space (6) is connected and the piston rod (5) in addition to at least one axial lung equal to the piston stroke of one the chamber (21) which can be acted upon by a sterilizing medium is enclosed, wherein the passages of the piston rod (5) from the buffer space (6) into the chamber (21) and from this have seals (24, 28) which require an exchange of media both between the spaces and between them and the atmosphere at least hinder.

2. Dosing piston pump according to claim 1, characterized in that when using steam under pressure as a sterilizing medium at the penetrations of the piston rod (5) through the chamber walls serving as a seal (28) are arranged.

3. Dosing piston pump according to claim 1 or 2, characterized in that that with multiple arrangement of pump cylinders the interior spaces of several cylinders (3) are connected to a common buffer space (6).

4. Dosing piston pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the cylinder is arranged essentially within the buffer space.