DE2606529B2 - Dosierventil - Google Patents

Description

Bei Fermentations-Prozessen ist es oft nötig, während des Verfahrensablt'ufes genau reproduzierbare Mengen von Zugaben, beispielsweise Säuren oder Laugen, ins Reaktionsgefäß einzubringen. Diese Zugabe hat unter absolut sterilen Verhältnissen zu erfolgen, wobei wohl oft eine weitere Schwierigkeit darin besteht, daß der Druck im Reaktionsgefäß über dem Atmosphärendruck liegt, also beispielsweise 1,5 Arm. beträgt, während die zuzugebende Flüssigkeit in einem offenen, also drucklosen Behälter untergebracht ist. Eine weitere Erschwerung besteht darin, daß die Dosierung unabhängig von der Viskosität und der Temperatur erfolgen soll, daß die Dosierung wenn möglich in einzelnen gleichgroßen Schritten erfolgen soll, daß bei jeder Zugabe die entsprechenden Leitungen vollständig entleert werden müssen und daß die Einrichtung weder eine komplizierte Reinigung noch einen anderweitig komplizierten Unterhall benötigt. Erwünscht ist insbesondere auch eine Vorrichtung, die keinen zusätzlichen Antrieb aufweist. All diese Bedingungen werden nun durch das erfindungsgemäße Dosierventil erfüllt, das für den Einsatz in den Boden eines offenen Behälters bestimmt ist und zum protionenweisen Abgeben einer Flüssigkeit aus diesem Behälter dient.

Es ist dadurch gekennzeichnet, daß es einen im unbetätigten Zustand gegen das Behälterinnere offenen, gegen außen durch ein Rückschlagventil geschlossenen Meßraum aufweist, der gegen das Behälterinnere durch ein mittels eines Druckmediums entgegen der Kraft einer Feder verschiebbares Organ abschließbar ist, das seinerseits Wandungs-Bestandteil ist eines durch das Druckmedium vergrößerbaren Hohlkörper ist, der eine durch ein Überdruckventil verschlossene öffnung aufweist, wobei diese öffnung dann vor dem Meßraum steht, wenn dieser durch das Organ verschlossen ist, und wobei die Anordnung so dimensioniert ist, daß sich das Überdruckventil erst öffnen kann, wenn das federbela-

lü stete Organ den Meßraum abgeschlossen hat.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
In der Zeichnung zeigt
Fig.! einen Vertikalschnitt durch ein Ventil im unbetätigten Zustand, nach der Linie I-I der F i g. 3,

Fig.2 denselben Schnitt bei geschlossenem Meßraum,

F i g. 3 eine Draufsicht auf das Ventil und
F i g. 4 einen Ausschnitt aus der F i g. 2 bei geöffnetem

Überdruckventil.

Das in der Zeichnung dargestellte Dosierventil sitzt mit seiner zylindrischen Basis 2 in der Bohrung la des Bodens 1 eines oben offenen Behälters beliebiger Größe. Unier der Basis 2 befindet sich das Bodenstück 3, das in seiner Mitte mit einem Anschluß-Stück 3a versehen ist. Mit vier Schrauben 4 ist ein Flansch 5 von unten an den Boden 1 angeschraubt. In die Basis 2 sind von oben drei Säulen 6, 7 und 8 eingesetzt, wobei die beiden ersten durch je eine Schraube 26 festgehalten werden, während die Säule 8 durch die Basis 3 und den Flansch 5 hindurchgeführt und mit einer Mutter 9 versehen ist. Dichtungsringe 10, 11, 12 und 13 dienen dazu die verschiedenen hohlzylindrischen Spalten abzuschließen. In der Basis 2 befindet sich der sich nach oben konisch erweiternde Meßraum 2a, der im unbetätigten Zustand unten durch ein Rückschlagventil abgeschlossen wird, das durch eine Ventilkugel 14 und eine Ventilfeder 15 gebildet wird. An dieses Rückschlagventil schließt sich die Ausgangsleitung an, die durch die Bohrungs-Abschnitte 3b, 3c und 3d gebildet wird, von denen der letzte mit einem Innengewinde zum Einschrauben einer Leitung versehen ist.

Jede der drei Säulen 6,7 und 8 weist an ihrem oberen Ende einen Bund 6a, bzw. 7a, bzw. 8a auf, um die Deckelplatte 16, durch die die drei Säulen hindurchgeführt sind, festzuhalten. Ein Verschieben der Platte nach unten wird durch Segerringe 17 verhindert. Mittels Schrauben 18 ist an der Deckelplatte 16 eine hohlzylindrische Hülse 19 befestigt, an deren unterem Ende sich eine Feder 20 abstützt. Aufgeschoben auf der Hülse 19 ist die eine Dose, deren Wandung teilweise durch einen Balg 21 gebildet wird, der übrige Teil der Wand und der Boden bestehen aus einer Kappe 22, die mit dem Balg 21 fest verlötet oder anderswie verbunden ist. An seinem oberen Ende ist der Balg 21 mit einem Rand 23 versehen, mit welchem er dicht auf der Hülse 19 sitzt. Die Kappe 22 weist in der Mitte eine sich nach außen konisch erweiternde öffnung 22a auf, die durch einen Ventil-Teller 24 abgeschlossen ist, der seinerseits durch das obere Ende der Feder 20 nach oben gezogen wird und so sowohl die öffnung 22a geschlossen und den vertikal verschiebbaren Dosenboden 22 in der in der F i g. 1 dargestellten Stellung hält.

Eine Bohrung 16a in der Deckelplatte 16 steht

h^r, einerseits in Verbindung mit der Bohrung 80 in der Säule 8 und mündet andererseits in die Bohrung 16f>.

Wenn sich nun im Behälter, dessen Boden mit 1 bezeichnet ist, eine Flüssigkeit befindet, so ist gleichzei-

tig auch der Meßraum 2a gefüllt, und zwar unabhängig davon, welche Temperatur oder Zähigkeit die Flüssigkeit aufweist. Will man nun die Flüssigkeit aus dem Meßraum 2a durch die Leitung 36, 3c und 3d in einen anderen Behälter, z. B. einen unter Druck stehenden Fermenter befördern, so schließt man das untere Ende der Säule 8 an eine Druckleitung, also beispielsweise eine Druckluftleitung an und öffnet das entsprechende Ventil. Der Druck in dieser Leitung bewirkt zuerst eL;e Verschiebung des Dosenbodens 22 senkrecht zur Meßraumabschlußebene, die hier durch den Dichtungsring 25 definiert ist, bis der Meßraum 2a vom übrigen Kesselinhalt abgetrennt ist, wie das in der Fig.2 der Zeichnung dargestellt ist. Bei einer weiteren Druckerhöhung in der Dose wird diese nun das Überdruckventil 20, 22a, 24 öffnen, wie das in der F i g. 4 dargestellt ist. Dadurch ist es möglich, daß die Druckluft den gesamten Inhalt des Meßraumes 2a durch die Leitung 36, 3c, 3d ausblasen kann, und zwar unabhängig davon, ob die Druckluftzufuhr etwas langer oder etwas weniger lang geöffnet ist, vorausgesetzt, daß die Luftmenge ausreicht, um die Flüssigkeitsportion aus der am Anschluß-Stück 3a angesetzten Leitung auszublasen. Selbstverständlich muß für diesen Zweck die Feder 15 des Rückschlagventiles so stark sein, daß dieses Ventil bei gefülltem Behälter auch dann geschlossen bleibt, wenn sich das als Verschluß-Organ für den Meßraum 2a dienende Organ 22 gegen den Meßraum 2a hin verschiebt, die Feder muß jedoch andererseits eine Freigabe des Rückschlagventiles ermöglich, sobald der Druck im Meßraum 2a durch die aus der Leitung 86, 166 zuströmende Druckluft vergrößert wird. Wenn dieser Druck wieder abnimmt, wird die Ventil-Kugel 14 das Rückschlagventil wieder schließen und die Feder 20 wird zuerst das Überdruckventil schließen und nachher den Dosenboden 22 aus der in der F i g. 2 dargestellten Lage in die in der F i g. 1 dargestellten Lage zurückziehen.

Mit diesem Ventil ist also unabhängig vom momentanen Zustand der Flüssigkeit eine stets gleichbleibende Dosierung möglich, ohne daß zusätzliche Antriebe oder andere Hilfsmittel nötig sind, als die bei Fermentationsan/agen ohnehin vorhandene Druckluftleitung.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Für den Einsatz in den Boden eines Behälters bestimmtes, zum portionenweisen Abgeben einer Flüssigkeit aus diesem Behälter dienendes Dosierventil, dadurch gekennzeichnet, daß es einen im unbetätigten Zustand gegen das Behälterinnere offenen, gegen außen durch ein Rückschlagventil (14, 15) geschlossenen Meßraum (2a) aufweist, der gegen das Behälterinnere durch ein mittels eines Druckmediums entgegen der Kraft einer Feder (20) verschiebbares Organ (22) abschließbar ist, das seinerseits Wandungs-Bestandtei! eines durch das Druckmedium vergrößerbaren Hohlkörpers ist, der eine durch ein Überdruckventil (20, 24) verschlossene öffnung (22a) aufweist, wobei die Anordnung so dimensioniert ist, daß sich das Überdruckventil (20, 24) erst öffnen kann, wenn das federbelastete Organ (22) den Meßraum abgeschlossen hat.

2. Dosierventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Abschließen des Meßraumes dienende Organ (22) den Boden einer Dose (16, 23, 21,22) bildet, der senkrecht zur Meßraum-Abschluß-Ebene verschiebbar ist, während der Dosendeckel (16) in bezug auf den Meßraum unverschiebbar angeordnet ist.

3. Dosierventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Überdruckventil (22, 24) eine einerends am Dosendeckel und anderenends an einem mit dem Ventilteller (24) versehenen Stößel angreifende Feder (20) aufweist, wobei der Ventilteller (24) in der sich nach außen konisch erweiternden öffnung (22a) verschiebbar ist.

4. Dosierventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosenwandung wenigstens teilweise durch einen Balg(21) gebildet wird.