DE2307035A1 - Quetschventil - Google Patents

Description

Alvasum (Aseptic) Limited, Spr-ingfield Korks, Bagley Lane, Parsley, Pudsey, Yorkshire, England

Quetschventil

Prioritäten* 18- Februar 1972 Großbritannien 7560/72 2U„ Februar 1372 Großbritannien 8011/72

Die Erfindung betrifft flexible Schlauchelemente, wie sie in sogenannten "Quetschventilen" verwendet wenden* in denen das Schlauchelement mit einem Kolben oder Plunger gequetscht werden kann^ der so montiert ist« daß sr sich quer zum Schlauch bewegen kann_s um daß Schläuche!ement zu schließen und damit den Durchtritt eines strömenden Mediums zu verhindernj so daß das Ventil geschlossen wird ν und eine öffnung des Ventils wird durch Rückzug des Kolbens oder Plungers erreicht. Die Erfindung betrifft auch Quetsch» ventile mit solchen Schläuchen

Bekannte Quetschventile verwenden einfach einen flexiblen Schlauch mit konstantem Querschnitt und konstanter Wandstärke,

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durch den das strömende Medium fließt „ Das Schließen solcher Ventile erfolgt einfach durch Einquetschen dee Sehlauchs zwischen einem Sitz und einem Kolben oder Amboß_o Dadurch, entsteht die Schwierigkeit, daß an gegenüberliegenden Seiten des Schlauches hohe Rißspanmsngen entstehen» ebenso im Inneren, und zwar an den beiden FaIten₉ die eintreten₅ wenn solche Schläuche zum Schließen gequetscht werden_a Diese Bereiche hoher Rißspannungen sorgen dafür» daß die nutzbare Lebensdauer solcher konventioneller Schläuche kurz ist_P Ferner,. wenn solche Riss© im Inneren des Schlauches auftreten* werden daraus Fallen for Bakterien_s und das ist nicht tolerier-bar,, wenn der Schlauch unter aseptischen Bedingtingen arbeiten jnuß, wie das beim Gegenstand der Erfindung der Fall isst» Es wird angenommen_e daß &u@ diesen Gründen Quetsch- . ventile_e die viele erwünschte Eigenschaften haben _t niälxt im größeren iJmfang verwendet werden _B und durch die Erfindung wird ein Schlaueheleiaeat verfügbar gemacht ₃ das in einem Quetsehventil verwendet w@fd@a fcaan₃ das unter aseptischen Bedingungen arbeitet mud ein® gg»5B@£»ü .B©tr£eb©lebensdauei» hat als Üblich® Schla«oh@i®!a©rat# ₃ wi® si© in Quetschvantllsa -ver~ i-endet wez»den_r.

Die Erfindung betrifft als© d£© neuartige !Construlction eines flexiblen Sehlaueh® dieser· Art ₅ der¹ ©in wirksamer©© Soliließen des Ventils ergibt _s in d@sa ©g verwendet wird j,--wenn auch Scnleuen@l@m-ente naeh dev Erfindung in anderen fSllen verwendet werdssi könBesS;, b@£spiel@fisis©

ErfindungsgemäB weist ©1ώ flasiibles. §ehl<a^eii@l©a©irit' isa Inneren und üh®v wenigstens einem Axi&lboivmiQh swischssi den Enden aneinander gegssiüber'liegendea Schwlt®pn auf ₄ übe? al®

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benachbarte feile des Schlauches sich falten, wenn der Schlauch durch Quetschen geschlossen wird_c

Auf einer Seite der Schultern kann der Schlauch konstante Dicke aufweisen, die einen dicken Schlauchteil definieren, und auf der anderen Seite ebenfalls konstante Dicke» die jedoch einen dünnen Schlauchteil definiert, und diese dicken und dünnen Teile können sich jeweils Über etwa den halben Wandumfang erstrecken* Diese gleichmäßige Aufteilung in dicke und dünne Wandabschnitte ist nicht notwendig^ und der dicke oder dünne VJandabschnitt kann sich Über einen größeren Teil des Unfangs erstrecken VJe it er ist es nicht notwendig, daß der dünne bzw? der dicke Abschnitt konstante Dicke hat.- Die Dicke kann sich über den jeweiligen Abschnitt hin so ändern* daß die dicken und dünnen Abschnitte gleiche Stärke haben, wenn sie in eine Ebene in der Mitte zwischen den Schultern sitzen^ wenn der Schlauch gequetscht ist. Bei einer anderen Ausführungeform kann der Schlauch konstante Wanddicke haben, abgesehen von einem Abschnitt mit reduzierter Wandetärke zwischen den Enden des Schläuche.

In axialen Richtungen weg von der Mitte des interessierenden Bereiches können die Schultern allmählich zu nichts verschwinden* und der dicke Wandteil kann allmählich dünner werden., bis eine mittlere Wandstärke erreicht wird._: während der dünne Teil allmählich dicker wird\ bis er ebenfalls die mittlere Wandstärke erreicht-

Die Enden des Schlauches haben vorzugsweise kreisförmigen Querschnitt, ebenso wie der Mittelteil des Bereiches» die dünnen Wandteile können jedoch ^owünechtenfalls nach außen gerichtete Ausbeulungen auf jeder Seite des mittleren Quer-

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schnitte aufweisen, so daß, wenn das Sohlauchelement in einem Quetschventil verwendet wird, der Plunger des Quetschventile mit dem Schlauch zwischen den Auewölbungen in Beführung kommt«. Diese nach auswärts gerichteten Wölbungen ermöglichen es dem Schlauch, zu rollen, statt sich zu strecken, wenn er durch Quetschen geschlossen wird_s und die Auewölbungen helfen dabei, den Schlauch in den offenen Zustand zurückzuführen* wenn die Quetschkraft nachläßt₀

Vorzugsweise besteht der Schlauch aus Gummi oder einem ähnlichen Elastomer oder einem flexiblen Kunststoffe

Durch die Erfindung wird auch ein Quetschventil mit einem Schlauch nach der Erfindung verfügbar gemachte

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden$ es zeigens

1 einen Längsechnitt durch ein Sohlauohelement% Tigc 2 eine Stirnansioht des Elementes nach Fig, 1% Fig, 3 eine Untersicht des Elementes nach Fig? 1$

Fig» 4 einen Querschnitt durah die Mitte des Elementes nach Figo Ii

Fig. S eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines

Quetschventils mit einem Schlauchelement nach Fig. bis «H

Fig. 6 eine Stirnansicht eines Ventils nach Fig_: 61

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7 eine Aufsicht auf ein Ventil nach Figo 5j

Figo B einen Querschnitt durch die Mitte eines Ventils nach Figc 5§

Fig_c 9 eine Fig., 6 entsprechende Stirnansieht mit teilweise geöffneten Ventilgehäuse;

und

Fig.. 10 einen Längsschnitt durch ein modifiziertes Schlauchelement für ein Quetschventil mit Andeutung eines modifizierten Kolbens zur Verwendung damit.

Das in Fig. 1 bis 9 dargestellte Schlauohelement nach der Erfindung, das aus einem flexiblen₄ gummiartigen Material besteht» weist zylindrische Enden 10 auf« die konstante Wandstärke haben und die jedes mit einem Anschlußflansch 12 veraschen sind, um das Schlauchelement in ein Quetschventil zu montieren, wie noch erläutert wirdc Zwischen den Enden 10 befindet sich ein Hittelbereich 14 mit zwei diametral einander gegenüberliegenden Wandteilen 18 und 20_; von denen der Wandteil 18 relativ zum Wandteil 20 dünn ist. Der Wandteil hat die gleiche Wandstärke wie die Enden 10- In der Mitte des Bereiches If hat der Sahlauch kreisförmigen Querschnitt, wie in Fig, ** dargestellt ist, und der dicke Wandteil 20 und der dünne Wandteil 18 erstrecken sich etwa über die Hälfte der Wandlänge„ und an jeder Stelle,, an der der dünne Teil 18 mit dem dicken Teil 20 zusammentrifft, ist die Wandstärke abgestuft, wie bei 22_s um eine in axialer Sichtung verlaufende Sahulter zu bilden, die zu den zylindrischen Enden 10 hin auf Null zurückgehtο Die Umfangsausdehnung ds3 dickwandigen Teils ist geringfügig größer als der des dünnwandigen Teils 18 Da-

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durch wird gewährleistet _s daß die Innenfläche des dünnwandigen Teile 18_s der gemäß Schnitt in Figo 4 einen größeren Radius hat, auf der inneren Oberfläche des dickwandigen Teils 20 aufliegt_s der kleineren Radius hat, wenn der Schlauch in die Schließstellung gequetscht ist, ohne daß der Schlauch in unzulässiger Weise unter Spannung gesetzt wird,.

Auf jeder Seite des Hittelteils ist der dünnwandige Teil 18 mit nach außen vorstehenden Aufwölbungen 2.H versehen₈ so daß zwischen den Auswölbungen 2^ ein Qu@tschventilplunger_g wie er beispieleweise in Figo 5 dargestellt ist_g am dünnwandigen Teil 18 anliegen kann«

Aus Figo 5 bis 8 ist ex· β loht lieh* daB das Ventil _s in dem das Schlauchelement angeordnet ist ^ grundsätzlich aus zwei ähnlichen ^entilkÖrp©rhäl£ten 2S₆ SS besteht_s die gemeinsam «inen T»förmigen Xnneitpsum biX<ä©n_s wobei das Sehlauchelement sich in die Arme d©s T«Baumes ©rst^eekt und der Ventilplunger 3D im Schenkel de® ϊ_β fe uev Sehsnkel in den Armen ■ Zusammentrifft ₄ ist dex» Ventilkörpsx» in der dargestellten Weise so geformt, daß ©r die Au©%iölbii3igen 24 dee Sehlauches aufnimmt, wobei d@s &hg®simna®.t® Eadi des Plungers 30 am Schlauch zwischen, d®n Ausw81b«ng©R abliegt ο Das in dar Zeichnung dargestellt® ¥®nt£l wird ai^fach mit einem Bedienungshandgriff 32 betätigt« u^d wenn dieser Handgriff 32 verdreht wird ₄ wird d@p Plung®^ 30 a«fw^s*ts oder abwärts bewegt j gesehen in Fig.-, S₀ Di® tant©^® Sfjie® des Bewegungsweges des Plungers 30 ist in stfiöhpunktierten Linien in-FIg= 5 dargestellt _% und ersiehtUQh ist in dieser Stellung der dünne Schlaucht eil 18 in fest« Kontakt mit d©s» Innenseite dee dickwandigen T@£la 20 gspreBt.-. Fig. S sei^t deutlich _s

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wie der Schlauch in der Schließstellung des Ventils gequetscht ist. Die Auswölbungen 24 sind so in dem Schlauchelement gebildet, daß der Schlauch nicht oder nicht merklich gee tree Jet wird_t wenn er von der von offenen Position» die in Figo S in ausgezogenen Linien dargestellt ist ^ in die voll geschlossene Position gebracht wird, die in ausgezogenen Linien in Figo 8 dargestellt ist. Beim Schließen des Ventils neigt also der Schlauchwandabschnitt 18 dazu, in die Ventilschließetellung zu rollen und sich um die Sohultern 22 in der unmittelbaren Nachbarschaft zu wickeln, Die Ausweisungen 24 tragen dazu bei, den Schlauch zu öffnen«, wenn der Plunger aus der Ventilschließetellung zurückgezogen wird- Fig_ff 9 zeigt₄ wie die Ventilkörperhülften 26 und 28 um ihre Schwenkachse 31 auseinandergeeohwenkt werden können_t damit das Schlauchelement zur Säuberung und_} sofern erforderlich i Auswechslung entfernt werden kann.. Fig.. 5 zeigt die Montagekragen 31* an die die Endflansche 12 des Schlauchelementes betrieblich angeschlossen eind,

Dadurch, daß die Innenschultern 22 vorgesehen sind; so daß ein runde« Wickeln des dünnen Teils 18 erreicht wird ^ wird die bekannte Schwierigkeit bei Schläuchen für Quetschventile vermieden,, daß sie dazu neigen, beim Falten schnell Innenries· zu zeigen und damit Bakterienfallen zu bilden-.

In Fig- 10 ist der flexible Schlauch mit Bezugszeichen bezeichnet, während der Plunger mit 112 bezeichnet ist. Der Plunger 112 kann nach unten bewegt werden_s wie durch den Pfeil II¹» angedeutet ist. um den Schlauch 110 zu quetschen_f wie in strichpunktierten Linien dargestellt ist. um das Ventil zu schließen, und der Plunger kann in entgegengesetzter Richtung zurückgezogen werden₅. um das Ventil zu öffneni wie in Verbindung mit der vorangegangenen Ausführungs-

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form beschrieben. Das durch das Ventil strömende Medium fließt selbstverständlich längs Schlauch HO₁,

Der Plunger 112 ist als Bauteil mit kreisförmigem Querschnitt dargestellt _t und hat ein abgerundetes Ende 116 an der Stelle₉ an der er am. Schlauch IiO anliegt,, Der Schlauen 110 hat_? wie bei der ersten Ausführungsform_f zwei nach außen vorstehende Auewölbungen 118₉ 120 auf beiden Seiten der Stelle_$ an der der Plunger» 112 am Schlauch anliegt.. Der Zweck dieser¹ Auswölbungen ist es * den Sehlauchabsehnitt_t der bei der SchlleS-

bewegung des Plungers abgelenkt wird_s rollt und nicht gespannt wird» so daß der Abschnitt in der Ventilschließstellung nicht unter Spannung steht«

Wenn das durch das Ventil strömende Medium die Eigenschaft hat ^ die einander gegenüberliegenden Abschnitt des Schlauches aneinander Haften su lassen_s wenn das Ventil geschlossen ist.; und anschließend der Plunger 112 Eurüekgezogen wird ^ besteht immer di© Möglichkeit _&. da£ sieh da® ■·Ventil 'nicht wieöas» wirksam ,öffnet,, wenn an&h diese Hägliclikisit klein ist* weil isa ά@£* Mahrsahl der Fälle das Medium unter Druck steht ·

Bei der in Fig- 10 dargestellten A^mführtmgaform wird die Bollwirkung des Sahlaushos 110 dazu ausganütst_s w& diese Möglichkeit su verringern^, Zu diesem Zw@@k ist der Plunger 112 an dem Teili an*dem er mit dam Sehlatreh in Berülipiing' kommt, mit zwei diametral aneinander gegenüberliegenden Aussparungen 122 versehen,, und.der Schlauch 1st mit zwei nach ayfito vorstehenden VorSprüngen 124 ausgestattet* die jeweils wenigstens teilweise in die Aussparung 122 eingerollt werden, wie in strichpunktierten Linien dargestellt ist_fe wenn der Schlauch Uurch den Plunger 112 durch Quetschen geschlossen ist,- Wenn

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also der Schlauch dazu neigt, in der Quetseh-SehlieÄ-8tellung zu bleiben» wenn der Plunger 112 zurückgezogen wird» wird durch die Vorsprünge 124 ein positiver Zug auf den Schlauch ausgeübt, der dazu fuhrt, daß der Schlauch in die Offenstellung gezogen wird bzw« das Aufgehen des Schlauches unterstützt wird«

Wenn der Schlauch sich normal öffnet, rollen die VorSprünge 121 einfach aus den Aussparungen 122 in die Anfangsstellung hinausj die in ausgezogenen Linien in der Zeichnung dargestellt ist,

Bei einer anderen Ausführungsform können aie Vorsprünge so angeordnet werden, daß sie jederzeit in den Plungeraussparungen bleiben, wodurch gewährleistet wird ₉ daß Zugunter« sützung zum üffnen eines klebenden flexiblen Elementes verfügbar ist,

Die For» und die Anzahl der Vorsprünge kann für verschiedene Anwendungsfälle unterschiedlich gewählt werden*

Zn einer nicht dargestellten Ausführungsform ist der Schlauch auf der Außenseite und am Boden (Figo Ό mit einem angeformten Keil oder einem Lappen versehen_g und weisen die Genausehälften 26 ₁ 28 geeignete Ausspart» ng e auf, um diesen Kell oder diese Zunge aufzunehmen und zu ergreifen, wenn das Ventilgehäuse geschlossen wird* Diese Anordnung dient dazu, den Boden des Schlauches auf dem Boden des Gehäuses zu halten. Das kann erwünsoht sein, wenn das Ventil zum Steuern der Strömung eines Mediums verwendet wird* das dazu neigt« die Sohlauchteile 18, 20 dazu zu veranlassen_f in der Quetschst ellung zusammenzuhaften,

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Werm das Schlauchelement mit einem dünnwandigen Teil versehen wird, der sich beim Schließen und öffnen des Ventils bewegt j wird eine bessere Kontrolle des Ventilsohließens erreicht* und die Schultern 22 gewährleisten weiterhin; daß kein zu dicker Teil entsteht, wenn das Schlauehelement durch Quetschen geschlossen wird_s wie in Fig« 8 dargestellt', sondern der dünnwandige Teil wickelt eich um diese Schultern 22« wie aus Fig;, 8 ersichtlich ist, Darüber hinaus ergibt der dickwandige Teil 20 einen guten SiIz₅ und wenn der Wandteil 18 dünneren Querschnitt hat_s dann ist der Betrieb des Ventils zwischen der Schließ- und Offenstellung leichter und erfordert weniger Kraftarbeit₉

Es ist selbstverständlich flieht notwendig» daß der Schlauch mit Auswölbungen ItB₉ 120 versehen ist. Er könnte gerade ausgebildet »ein* ohne solche Aufwölbungen, oder er kennte eine andere Form haben_s die für ά®η Plunger geeignet ISt₂ mit dem der Schlauch ztisanuienaFbeiten @oll_t solange der Schlauch sich in der Quetseh-Sctiliaßstellung um die Schultern wickelte

BIe Konstruktion des Ventile ist für die Erfindung weniger -wichtige und die Zeichnung zeigt nm? ®in AusfUhrungabeispiel eines solchen Ventils«, Ώ&& Sehlatstafeslement kann jedoch auch «fit anderen Ventilen verwende* w«rd@n_t und in solchen modifizierten Ventilen kann der Plunger mit einer Kr»aft*in· richtung betätigt werden_s be£epi©is^eiae einem Luftzylinder₄ *öder elektrisch oder hydr&uiieeth* Darüber hinaus kans Ventil' für «utomatischen B«tr£e& ausgelegt sein« und" mit einer Einrichtung versehen *®£ii_f.mit der angezeigt wird.; ob das Ventil geöffnet oder gesshlogsen ist.-

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Claims (1)

1. A 12 P2 D 61 D

   Pat entansprüche

   Flexibles Schlauchelement, insbesondere für Quetschventile, dadurch gekennzeichnet» daß im Inneren Ober wenigstens einem axialen Bereich zwischen den Enden einander gegenüberliegende Schultern vorgesehen eind_e über die sich unmittelbar benachbarte Teile des Schlauches wickelnj wenn der Schlauch durch Quetschen geschlossen wird,

   2_f Sohlauohelement nach Anspruch l_s dadurch gekennzeichnet,-daß die Schultern sich vom Hittelbereich in axialer Richtung weg allmählich verkleinern

   Schlauchelement nach Anspruch 1 oder 2_; dsduroh gekennzeichnet _Λ dafi der Querschnitt auf einer Seite der Sohultern konstante Dicke aufweist₄ so daß ein dicker Schlauohteil gebildet wird» und auf der anderen Seite der Sohultern ebenfalls konstante Dicke aufweist_E so daß ein dünner Schlauchteil gebildet wird; und der dicke und der dünne Teil sich jeweils etwa über den halben Umfang erstrecken

   H: Sohlauohelement nach Anspruch 1.· 2 oder 3_b dadurch gekennzeichnet _t daß die Enden des Schlauchelementes kreisförmigen Querschnitt haben;

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   Sc Schlauchelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4₉ dadurch .gekennzejichnet ₉ daß das Schlauchelement Auswölbungen aufweist-_t jeweils eine auf jeder Seite des Hittelbereiohesj und daß diese Auswölbungen so angeordnet sind* daß der Plunger oder Kolben, mit dem das Sohlauchelement in Schließstellung gequetscht wird_? zwischen diesen Auewölbungen angeordnet sein kanne

   6, Schlauchelement nach Anspruch S_f dadurch j^kennzeichnet ₈ daß die Auswölbungen in Bezug auf den Innenraum des Schlauches so dimensioniert sind» daß das Schlauchelement auf den Plunger rollen kann₄ ohne gestreckt zu werden; wenn es mit dem Plunger oder Kolben in die Schließstellung gequetscht wird_s

   ·?■- Schlauehelement nach Anspruch 6^ dadurch gekennzfeichnet; daß eine oder jeder Auswölbung einen Vorsprung aufweist, der in eine entsprechende Aussparung im Plunger eingreifen

   '"■·■ kann,, wobei der oder jeder Vorsprung so angeordnet ist_s daß er in die Aussparung des Plungers. eintritt,; wenn da· Schlauehelement zum Plunger durch Quetschen geschlossen • ist; '

   ■8c Quetschventil für ein Schlauehelement nach einem der AnsprQehe 1 bis 6 mit einem Plunger₈ der zum Schließen des Ventils bewegbar ist= dadurch gekennzeichnet, daß • der'Plunger ein abgerundetes Ende aufweist, das am '-' Sahlauchelement anliegt und den unmittelbar den Schultern -- benachbarten Teilen des Schlauehelementes erlaubt_t sich um - die Schultern zu wiokeln«

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   Quetechventil nach Anspruch 8 für ein Schlauchelement nach Anspruch 7_S dadurch gekennzeichnet ₉ daß der Plunger für den oder jeden Vorsprung des Sehlauehalententes eine Aussparung aufweist..

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