DE2750833C2 - Vorrichtung für Reinigungsflüssigkeits-Anschluß, Hubsicherung und Federwiderlager für Doppelsitz-Rohrleitungsschalter mit Leckkontrolle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für Reinigungsflüssigkeits-Anschluß, Hubsicherung und Federwiderlager für Doppelsitz-Rohrleitungsschalter mit Leckkontrolle, insbesondere für die Nahrungsmittelindustrie, der ausgestattet ist mit zwei voneinander unabhängigen, relativ zueinander bewegbaren Ventiltellern, von denen der vom Antrieb abgewandte kleinere Ventilteller über eine Ventilstange mit einem Rohrleitungsschalter-Antrieb starr verbunden ist und bei seiner Hubbewegung nach einem bestimmten Teilhub den anderen, größeren Ventilteller zwangsweise mitbewegt, wobei die in eine Richtung weisenden Ventilstangen der Ventilteller teleskopartig ineinanderfassend und das Ende der die Ventilstange konzentrisch umschließenden Hohlstange außerhalb eines Rohrleitungsschalter-Gehäuses ein mit einer unteren Anschlagfläche und einem Federwiderlager ausgestattetes Druck- und Führungsteil formschlüssig aufnimmt, und die Ventilteller sowohl in der Schließ- als auch in der Offensteliung einen Leckage-Hohlraum zwischen sich einschließen, der über Öffnungen mit einer in die Atmosphäre führenden, innerhalb eines Rohres, in das sich der kleinere Ventilteller auf seiner der Ventüstange abgev/andten Seite verlängert, angeordneten Ablaufbohrung verbunden ist.

Doppelsitz-Rohrleitungsschalter der einleitend gekennzeichneten Gattung, bei denen die in eine Richtung weisenden Ventilstangen der Ventilteller teleskopartig ineinanderfassen und gemeinsam aus dem Rohrleitungsschalter-Gehäuse herausgeführt sind, weisen insbesondere bei ihrem Einsatz in der Nahrungsmittelindustrie Nachteile auf. So bedarf beispielsweise ein bekannter Doppelsitz-Rohrleitungsschalter, bei dem die beiden Ventilstangen zu einem gemeinsamen Antrieb führen, eines Sonderantriebs mit Doppelfunktion. Da in der Regel außerdem der Ringspalt zwischen den beiden Ventilstangen oder die hohlgebohrte innere Ventilstange als Transportweg für Reinigungsflüssigkeit zum von den beiden Ventiltellern gebildeten Leckage-Hohlraum benutzt wird, gelangt unter Umständen bei einem Defekt der diese Räume zum Abrieb hin abdichtenden Dichtungen aggressive Reinigungsflüssigkeit in den Antrieb.

Ein anderer Doppelsitz-Rohrleitungsschalter, bei dem die äußere, als Hohlstange ausgebildete Ventilstange unterhalb des Antriebs endet und die Reinigungsflüssigkeit über das Hohlstangenende in den Ringspalt zwischen Ventilstange und Hohlstange eingeleitet wird, weist eine nach außen hin offenliegende Feder auf, die sich einerseits gegen einen Bund der Ventilstange und andererseits gegen das Hohlstangenende abstützt und somit die für den größeren Ventilteller notwendige Schließkraft erzeugt. Eine derart angeordnete Feder verschmutzt leicht, ist naturgemäß von außen von Hand oder automatisch schwer zu reinigen und bildet damit eine stetige Infektionsquelle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rohrleitungsschalter gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs derart weiterzubilden, daß die Feder zwischen Ventilstange und Hohlstange in die automatische Reinigungsprozedur des Leckage-Hohlraums mit einbezogen und daß außerdem eine Trennung der die Feder umschließenden Bauteile von der Hohistange im Hinblick auf eine einfachere Montage und Demontage möglich wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein ein oberes Federwiderlager, eine obere Anschlagfläche und eine Anschlußöffnung für Reinigungsflüssigkeit aufnehmendes Gehäuseteil im Zusam-

menwirken mit dem Druck- und Führungsteil eine Federkammer bilden, innerhalb der die Feder zur Atmosphäre hin dicht abgeschlossen angeordnet ist.

Die Vorrichtung wird vorteilhaft so ausgestaltet, daß die Anschlußöffnung für Reinigungsflüssigkeit tangen- ■> tial in die ringförmige Federkammer einmündet. Durch diese Maßnahme und durch Ausbildung des in das Federinnere hineinragenden Gehäuseteils zu einem Verdrängungsteil werden optimale Strömungsverhältnisse für die automatische Reinigung geschaffen. Das in Verdrängungsteil ist dabei zweckmäßigerweise so weit in Richtung des Druck- und Führungsteils heruntergezogen, daß seine Stirnfläche die obere Anschlagfläche zur Hubsicherung bildet.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird die r. Steigung der Feder so gewählt, daß die Ricbtungsvektoren der waagrechten Komponente der Federsteigung und der tangential von außen nach innen gerichteten Achse der Anschlußöffnung gleich sind. Diese Anordnung bewirkt, daß die Federwindungen in begrenztem m Umfang Reinigungsflüssigkeit in den obersten der Anschlußöffnung gegenüberliegenden Bereich der Federkammer transportieren, so daß damit df.r kritische Bereich einwandfrei gereinigt werden kann.

Sofern es konstruktiv nicht möglich und werkstoff- r> technisch nicht ratsam erscheint, das Druck- und Führungs- und das Gehäuseteil aus einer Werkstoffpaarung zu fertigen, die erfahrungsgemäß über ausreichende Gleiteigenschaften verfügt, also nicht zum »Fressen« neigt, übernimmt nach einer anderen Ausführungsform jo ein in eine Lagernut eingebettetes Gleit- und Führungsteil die Führung zwischen Gehäuse- und Druck- und Führungsteil.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird das Druck- und Führungsteil lediglich formschlüssig durch Aufstek- π ken seiner Aufnahmebohrung auf die Hohlstange mit derselben verbunden. Als wesentlichsten Vorteil ergibt sich neben fertigungstechnischer Vereinfachung eine einfache Montage und Demontage des Rohrleitungsschalters. 4(1

Ein Ausfühnjngsbeispiel der Erfindung, das die in der Beschreibungseinleitung als vorteilhaft beschriebenen Merkmale insgesamt beinhaltet, wird anhand der einzigen Figur der Zeichnung nach Aufbau und Wirkungsweise erläutert. r,

Im Rohrleitungsschalter-Gehäuse 1 befinden sich zwischen Rohrleituitgsschalter-Gehioiseteilen 2 und 3 eine kleinere und eine größere Sitzfläche la bzw. 16. Der kleinere Ventilteller 4 liegt auf der kleineren Sitzfläche la und ist mit der angetriebenen, nach oben '«> aus dem Rohrleitungsseii.-ilter-Gehäuseteil 2 herausgeführten Ventilstange 4a starr verbunden, die sich unterhalb des kleineren Ventiltellers 4 in das Rohr Ad mit der Ablaufbohrung 4c verlängert. Das Rohr Ad wird durch den Rohrleitungsschalter-Gehäuseteil 3 in die '■>'< Atmosphäre geführt. Der kleinere Ventilteller 4 bildet zusammen mit dem größeren Ventilteller 5 den Leckage-Hohlraum 8, der über Bohrungen oder Schlitze 46 eine Verbindung zur Ablaufbohrung 4c besitzt. Der größere Ventilteller 5 verlängert sich in die die «> Ventilstange 4a konzentrisch umschließende und mit dieser einen Ringspalt 5(7 bildende Hohlstange Sa, die gleichfalls nach oben aus Jem Rohrleitungsschalter-Gehäuseteil 2 herausgefül· wird. Der größere Ventilteller 5 besitzt an seiner Jnterseite einen vorzugsweiser." zylindrischen Ansa'z ig, der bereits vor dem Erreichen der Endlage des größeren Ventiltellers 5 auf seiner Sitzfläche \b mit dem R-•hrlcitungsschalter-Gehäuse 1 einen Tellerringspalt 11 bildet.

Die beanspruchte Vorrichtung besteht aus dem Druck- URd Führungsteil 14 und dem Gehäuseteil 15, die zusammen die Federkammer 15/" bilden. Das Gehäuseteil 15 nimmt die Anschlußöffnung 15a für Reinigungsflüssigkeit, das obere Federwiderlager 15c/und am Ende seines in die Feder 10 hineinragenden Verdrängungsteils 156 die obere Anschlagfläche 15e auf. Die Abdichtung des Gehäuseteils 15 gegenüber der Ventilstange 4a erfolgt über eine Ventilstangendichtung 16 in einer Dichtungsaufnahme 16a. Seine Befestigung auf der Ventilstange 4a wird beispielsweise über seine mit Gewinde versehene Befestigungsbohrung 15c durch Aufschrauben auf ein Befestigungsteil 4/ erreicht, das seinerseits über eine mit Gewinde versehene Zapfenbohrung 4/ in einem Antriebszapfen Ak eines an sich bekannten Antriebssystems Ah₁ 9, 12 und 13 mit letzterem verbunden ist Das Druck- und Führungsteil

14 ist formschlüssig durch Aufstecken seiner Aufnahmebohrung 14a auf die Hohlstange 5a mit derselben verbunden, bildet mit seiner der Fedrr io zugewandten Stirnfläche die untere Anschlagfiäciie und das Federwiderlager 146 und ist über das in einer Lagernut 19a eingebettete Gleit- und Führungsteil 19 im Gehäuseteil

15 geführt Seine Abdichtung gegenüber dem Gehäuseteil 15 erfolgt einerseits durch eine Gehäusedtchtung 17 in einer Dichtungsaufnahme 17a, gegenüber der Hohlstange 5a andererseits durch eine Hohistangendichtung 18 in einer Dichtungsaufnahme 18a.

Die Öffnungsbewegung des Rohrleitungsschalters wird eingeleitet durch das Einströmen von Arbeitsfluid unter Druck über den Arbeitsfluid-Anschluß 13 in den Raum zwischen Antriebsgehäuse 12 und Kolben Ah. Wenn die aus dem Arbeitsfluiddruck und der Kolbenfläche resultierende Kolbenkraft die Vorspannkraft der Antriebsfeder 9 übersteigt, wird letztere zusammengedrückt. Der Kolben Ah und die mit ihm starr verbundene Ventilstange 4a mit dem Gehäuseteil 15 und dem kleineren Ventilteller 4 werden aufwärts bewegt. Der Abstand zwischen der unteren Anschlagfläche und dem Federwiderlager 146 einerseits und der oberen Anschbgfläche 15e andererseits vergrößert sich. Dadurch vermindert sich die Vorspannkraft durch die Schließkraft des größeren Ventiltellers 5 auf der größeren Sitzfläche 16 erzeugenden Feder 10 zwischen den Federwiderlagern 146,15c/, bis der kleinere Ventilteller 4 nach einem bestimmten Teilhub am größeren zum Anschlag kommt und diesen bei der weiteren Öffnungsbewegung gleichfalls in die Offenstellung überführt. Die Anpreßkraft der Ventilteller 4, 5 gegeneinander ergibt sich aus der durch den Abstand der Federwiderlager 146 und 15c/resultierenden Vorspannkraft der Feder 10.

Die Schließbewegung des Rohrleitungsschalters wild eingeleitet durch das gesteuerte, von der Rückstellkraft der Aiitriebsfeder 9 bewirkte Ausströmen des Arbeitsfluids über den Arbeitsfluid-Anschluß 13 aus dem Antriebsgehäuse 12. Kolben Ah. Ventilstange 4a zusammen mit dem Gehäuseteil 15 und dem kleineren Ventilteller 4 bewegen sich abwärts. Zuerst legt sich der größere Ventilteile- 5 auf die größere Sitzfläche 16. Bei der weiteren Abwärtsbewegung wird die Feder 10 über das obere Federwiderlager \5d des GehäuseteÜs 15 weiter zusammengedrückt. Sobald der kleinere Ventilteller 4 mit der Vorspannkraft der Antriebsfeder 9 auf die kleinere Sitzfläche la gedrückt wird, stützt sich die volle Vorspannkraft .ier Feder 10 als Schließkraft über den größeren Ventilteller 5 auf der größeren Sitzfläche 16 ab. In der Schließ- wie in der Offenstcllung ist eine

Reinigung des Leckage-Hohlraums 8 möglich. Die Reinigungsflüssigkeit tritt über die Anschlußöffnung 15;/ des Gehäuseteils 15 in die Federkammer 15/ ein, durchströmt diese und gelangt über den Ringspalt 5i/in den Leckage-Hohlraum 8. Sie verläßt letzteren über die Bohrungen oder Schlitze 4b und die Ablaufbohrung 4c im Rohr 4c/.

Für den Fall, daß bei der Schließbewegung des Rohrleitungsschültcrs die Baueinheit größerer Ventilteller 5, Hohlstange 5a und Gehäuseteil 15 hängen bleibt, legt sich die obere Anschlagfläche 15edes in die Feder 10 hineinragenden Verdrängungsteils 156 der angetriebenen Ventilstange 4a gegen die untere Anschlagfläche und das Federwiderlager 146 des Druck- und Führungsteil 14 und nimmt dieses zwangsweise mit. Diese Zwangsmitnahme endet mit dem Aufsitzen des kleineren Ventiltellers 4 auf seiner Sitzfläche ία. Der größere Ventilteller 5 ist dann um den in der vollständigen Schließstellung der beiden Ventilteller 4, 5 vorgesehenen, beliebig klein zu haltenden, einstellbaren Abstand der oberen und unteren Anschlagfläche 15e bzw. 146 von seiner Sitzfläche \b entfernt. In dieser Stellung bildet sein zylindrischer Ansatz 5g mit dem Rohrleitungsschalter-Gehäuse 1 bereits den Tellerringspalt II. Ist aus irgendwelchen Gründen das selbsttätige und vollständige Schließen des größeren Ventiltellers 5 unter der Vorspannkraft der Feder 10 nicht zu erreichen, so ergibt sich im ungünstigsten Fall eine maximale Leckage, die sich aus den konstruktiv festgelegten Abmessungen des Tellerringspalts Il im Zusammenwirken mit dem Abstand der oberen und unteren Anschlagfläche 15c. 146 ergibt und die in jedem Fall beliebig klein zu halten ist. Das Schließen bzw. Öffnen des kleineren Ventiltellers 4 wird über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Rückmeldeeinrichtung angezeigt.

Am Anfang der öffnungs- und am Ende der Schließbewegung des Doppelsitz-Rohrleitungsschalters entsteht eine Relativbewegung zwischen Hohl- und Ventilstange 5a bzw. 4a. Diese Relativbewegung erfolgt zwischen Gehäuse- und Druck- und Führiingsteil 15 bzw. 14 und nicht etwa in der Aufnahmebohrung 14;/ zwischen Hohlstange 5;/ und dem Druck- und Führungsteil 14. Durch die tangentiale Ausrichtung der Achse der Anschlußöffnung 15a strömt die Reinigungsflüssigkeit über die Anschlußöffnung 15./ in die durch das Verdrängungsteil 156 verengte ringraumförmige Federkammer 15λ mit einem Drall ein und verbessert rlaHiirrh die Reini^un^swirkung entscheidend. Fulls die Steigung der Feder 10 so gewählt ist. daß die Richtungsvektoren der waagerechten Komponente der Federsteigung und der tangential von außen nach innen gerichteten Achse der Anschlußöffnung 15a gleich sind, transportieren die Federwindungen in begrenztem Umfang Reinigungsflüssigkeit in den obersten der Anschlußöffnung 15a gegenüberliegenden Bereich der Federkammer 15/1

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für Reinigungsflüssigkeits-Anschluß, Hubsicherung und Federwiderlager für Doppelsitz-Rohrieitungsschalter mit Leckkontrolle, insbesondere für Nahrungsmittelindustrie, der ausgestattet ist mit zwei voneinander unabhängigen, relativ zueinander bewegbaren Ventiltellern, von denen der vom Antrieb abgewandte kleinere Ventilteller über eine Ventilstange mit einem t<> Rohrleitungsschalter-Antrieb starr verbunden ist und bei seiner Hubbewegung nach einem bestimmten Teilhub den anderen, größeren Ventilteller zwangsweise mitbewegt, wobei die in eine Richtung weisenden Ventilstangen der Ventilteller teleskop- i-> artig ineinanderfassen und das Ende der die Ventilstange konzentrisch umschließenden Hohlstange außerhalb eines Rohrleitungsschalter-Gehäuses ein mit einer unteren Anschlagfläche und einem Federwiderlager ausgestattetes Druck- und Füh- -o rungsteä formschlüssig aufnimmt, und die Ventilteller sowohl in der Schließ- als auch in der Offenstellung einen Leckage-Hohlraum zwischen sich einschließen, der über Öffnungen mit einer in die Atmosphäre führenden, innerhalb eines Rohres, in das sich der kleinere Ventilteller auf seiner der Ventilstange abgewandten Seite verlängert, angeordneten Ablaufbohrung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein ein oberes Federwiderlager (\5d), eine obere Anschlagfläche » (\5e) und eine Anschlußöffnung (15a) für Reinigungsflüss;?keit aufnehmendes Gehäuseteil (15) im Zusammenwirken mit dem Druck- und Führungsteil (14) eine Federkammer (Kif) bilden, innerhalb der eine Feder (10) zur Atmosphäre hin dicht abge- n schlossen angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß ein innerhalb der Feder (10) auf der Ventilstange (4a) angeordnetes, einen Teil des Gehäuseteils (15) bildendes Verdrängungsteil (15b) das Volumen der Federkammer (15/? begrenzt und die obere Anschlagfläche (15e^ zur Hubsicherung aufnimmt.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußöifnung ⁴^ (15a,J in die einen Ringraum bildende Federkammer (15/? in tangentialer Richtung senkrecht zur Symmetrieachse der Ventilstange (4a)einmündet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungsvektoren der tangential von außen nach innen gerichteten Achse der Anschlußöffnung (\5a) und der waagrechten Komponente der Federsteigung der Feder (10) gleich sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, « dadurch gekennzeichnet, daß ein Gleit- und Führungsteil (19) im Druck- und Führungsteil (14) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Druck- und ^b0 Führungsteil (14) formschlüssig durch Aufstecken seiner Aufnahmebohrung (14a^auf die Hohistange (5a,) mit derselben verbunden ist.