DE3042887C2

DE3042887C2 - Doppelsitzventil mit Leckablauf

Info

Publication number: DE3042887C2
Application number: DE3042887A
Authority: DE
Inventors: Erik Haakan Olaf Staffanstorp Jeppsson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-11-20
Filing date: 1980-11-13
Publication date: 1986-01-30
Also published as: DK157825B; NL186191C; JPS56138573A; DK494180A; FR2470321A1; DK157825C; JPS6358308B2; US4360039A; SE7909590L; DE3042887A1; GB2064724B; FR2470321B1; SE424357B; NL8006315A; GB2064724A

Description

Die Erfindung betrifft ein Doppelsitzventil mit Leckablauf nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus dem DE-GM 74 23 713 ist bereits ein Doppelsitzventil mit Leckkontrolle bekannt, das zwei voneinander unabhängige, relativ zueinander bewegbare Ventilteller aufweist, von denen der eine beim Öffnungsvorgang nach einem bestimmten Hub am anderen zum Anschlag kommt und diesen bei der weiteren Öffnungsbewegung gleichfalls in die Offenstellung überführt. Die Ventilteller schließen sowohl in der Schließ- wie auch in der Offenstellung einen Leckkontrollraum zwischen sich ein, der über eine gemeinsame, mit einem der beiden Ventilteller bewegbare Verbindungsleitung mit der Atmosphäre verbunden ist. Wenn sich die beiden Ventilteller in der Schließstellung befinden, kann der dazwischen befindliche Leckkontroilraum mit Hilfe einer unterhalb der Verbindungsleitung angeordneten Spritzdüse gereinigt werden. Das bekannte Doppelsitzventil läßt sich in seine Öffnungsstellung bringen, ohne daß dabei eine Verdichtung des Prozessmediums stattfindet. Das Prozessmedium fließt dabei jedoch in den Leckkontrollraum ab und geht verloren. Außerdem ist das Proaeßrnedium von der Reinigungsflüssigkeit beim Reinigen des Leckkontrollraums jeweils nur durch eine Dichtung abgedichtet, so daß im Falle eines Schadens an einer der Dichtungen Reinigungsflüssigkeit in das Prozessmedium gelangen kann. In der Offenstellung läßt sich ein Verlust an Prozessmedium in Form eines Leckabflusses zwischen den Ventiltellern nicht ausschließen.

Bei dem aus der DE-OS 28 18 787 bekannten Doppelsitzventil, das dem gattungsgemäßen Doppelsitzventil entspricht, ist dieser Nachteil vermieden. Dieses Doppelsitzventil hat zwei relativ zueinander bewegliche Ventilglieder und ein dazwischenliegendes Ventilelement. Dabei ist das eine Ventilglied mit dem Ventilelement durch eine sich an ihren Umfangen erstreckende Membran so verbunden, daß eine Abdichtung nach außen gewährleistet bleibt, wenn sich das eine Ventilglied und das Ventilelement relativ zueinander über eine geringe Distanz bewegen.

In der Schließstellung des Doppelsitzventils ist das Ventilelement von dem anderem Ventilglied getrennt und liegt an dem einen Ventilglied an. Die beiden Ventilglieder befinden sich ihrerseits in Eingriff mit einem Ventils»?.

Beim öffnen des Ventils wird zunächst das Ventilelement von dem einen Ventilglied weg auf das andere Ventilglied zubewegt, bis es dichtend an diesem anliegt. Dann wird das eine Ventilglied in derselben Richtung zur Anlage gegen das Ventilelement bewegt, wonach das eine Ventilglied unter Mitnahme des Ventilelements und des anderen Ventilglieds seine Bewegung in dersel-

ben Richtung für das öffnen fortsetzt. Bei dieser Öffnungsbewegung bewegen sich die Ventilglieder in ein und derselben Richtung, wobei das eine Ventilglied zuerst öffnet und das andere Ventilglied erst zu einem späteren Zeitpunkt im Zusammenwirken mit dem Ventilelement von seinem Sitz abgehoben wird.

Beim Schließen des Doppelsitzventils werden zunächst die beiden Ventilglieder und das Ventilelement zusammen gegen den Sitz des anderen Ventilglieds bewegt. Wenn dieses dichtend an seinem Sitz anliegt, bewegt sich nur noch das eine Ventilglied in derselben Bewegungsrichtung weiter, bis es seinerseits dichtend an seinem Sitz anliegt, wonach das Ventilelement vom anderen Ventilglied zum einen Ventilglied in derselben Richtung wie bisher bewegt wird, wodurch der Raum zwischen den von den Ventilgliedern gebildeten Dichtungen mit dem Leckablauf verbunden wird. Mit dem bekannten Doppelsitzventil lassen sich zwar Leckverluste in der Offenstellung verhindern, es ist jedoch nicht möglich, beim Öffnen oder Schließen Druckstöße zu vermeiden, da das Prozessmedium über den Ventilteller einer Verdichtungswirkung ausgesetzt wird, die sich aus dem Volumen ergibt, das beim Schließen zwischen Ventilteller und Ventilglied vorhanden ist. Außerdem wird zwischen den beiden Dichtungen ein Volumen an Prozessmedium eingeschlossen, das, wenn es auch klein ist, es erforderlich macht, das Ventil in kurzzeitigen Abständen zu reinigen, um beispielsweise eine rasche Bakterienvermehrung in diesem Raum zu vermeiden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, das Doppelsitzventil der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es unter Vermeidung einer Kompression des Prozessmediums beim Schließen und Öffnungen unabhängig vom Leckablauf ohne Einschluß von Prozessmedium zwischen den beiden Dichtungen geschlossen werden kann.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltun-

gen des erfindungsgemäßen Doppelsitzventils.

Dadurch, daß die beiden Ventilglieder und das dritte, in der Schließstellung befindliche Ventilglied eine äußere Begrenzungsfläche bilden, die zu der Sitzfläche zwischen den beiden Dichtungen komplementär ist, also kein Hohlraum vorhanden ist, kann in der Schließstellung des Ventils mit Sicherheit kein Prozessmedium zwischen den beiden Dichtungen eingeschlossen werden, so daß eine häufige Reinigung des Ventils ent'ällt Außerdem *ird durch die Bewegung der Ventilglieder in ihre Schließstellung von vornherein vermieden, daß sich Prozessmedium zwischen den Dichtungen ansammeln könnte. Der Bewegungsablauf der Ventilglieder beim Schließen verläuft so, daß das Prozessmedium gleichmäßig verdrängt wird, ohne daß ein dem Schließen entgegenwirkender Druck aufgebaut wird und ohne das benachbarte Ventile nachteilig beeinflussende Druckstöße auftreten. Das erfindungsgemäße Doppelsitzventil bietet in geschlossener Lage also volle Sicherheit gegen eine Leckage zwischen den beiden Rohrleitungen, was im Zusammenhang mit durch das Doppelsitzventil fließenden flüssigen Nahrungsmitteln, wie Milch, von großer Bedeutung ist. Bei der Umstellung des Doppelsitzventils tritt keine Leckage auf, ebenso entfällt ein Verschleiß der Dichtungen aufgrund vorbeigleitender Metallkanten. Schwer zu reinigende Bereiche fehlen. Außerdem können Druckstöße kompensiert werden, ohne daß zwischen den voneinander getrennten Räumen eine Leckage entsteht

Anhand der Zeichnungen werden zwei Ausführurgsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen F i g. 1, 2 und 3 jeweils in einer Seitenansicht im Halbschnitt verschiedene Schließphasen des Doppelsitzventils und

Fig.4 eine weitere Ausführungsform des Doppelsitzventils in der Schließstellung.

Das in F i g. 1, 2 und 3 gezeigte Doppelsitzventil hat ein Ventilgehäuse 1 mit einem Druckluftmotor 2, der zwei federbelastete Kolben 3 und 4 und einen Raum 5 aufweist, in welchen Druckluft zur Betätigung des Doppelsitzventils geleitet wird.

Das Ventilgehäuse 1 besteht aus einem oberen Teil 6 und einem unteren Teil 7, die jeweils mit einer Rohrleitung verbindbar sind und zwischen denen eine Verbindung 8 vorgesehen ist, die durch Ventilglieder in Form von Ventilkegeln 9,10 und 11 geschlossen werden kann.

Der Ventilkegel 10 ist mit dem Kolben 3 über eine Feder 12 verbunden. Der Ventilkegel 9 ist fest mit dem Kolben 3 verbunden, während der Ventilkegel 10 im Verhältnis zu den Kegeln S» und 11 frei beweglich und mit dem Kolben 4 verbunden ist.

Wenn die Verbindung 8 gesperrt werden soll, wird zwischen dem Luftraum 5 und der Außenluft eine Verbindung geöffnet, wobei der Druck im Raum 5 abnimmt. Dies hat zur Folge, daß sich die Kolben 3 und 4 aus der in F i g. 1 gezeigten Ausgangslage abwärts bewegen, wobei sich die Ventilkegel 9,10,11 abwärts gegen einen Sitz 13 bewegen. Die Verbindung zwischen den Teilen 6 und 7 ist nun gesperrt und mittels der Dichtringe 14 und 15 abgedichtet. Diese Schließphase ist in F i g. 2 gezeigt.

Wenn der Druck im Raum 5 weiter abgenommen hat, wird sich der Kolben 4 unter der Wirkung des Drucks der Feder 12 aufwärtsbewegen, wobei sich der Kegel 10 in die in F i g. 3 gezeigte Lage bewegt. Das Ventil ist nun gesperrt.

Das öffnen des Ventils erfolgt in der entgegengesetzten Reihenfolge.

Sollte an einem der Dichtringe 14 oder 15 eine Leckage entstehen, wird dies nur zur Folge haben, daß die Flüssigkeit in die durch die Aufwärtsbewegung des Kegels 10 gebildete Kammer 16 strömt- Dieser Kammer steht nun in Verbindung mit der Außenluft über die Kanäle 17 und 18, wobei die aussickernde Flüssigkeit durch diese Kanäle abgeleitet wird.

Es besteht somit keine Gefahr, daß sich bei der Reinigung einer der beiden Kammern 6, 7 die darin eingebrachte Reinigungsflüssigkeit mit der in der anderen ίο Kammer enthaltenen Produktflüssigkeit vermischt.

Da der Kegel 10 erst dann bewegt wird, wenn die

beiden Dichtringe 14 und 15 in Funktion getreten sind, entsteht bei der Betätigung des Ventils keine Leckage.

Eine Leckage kann nur dann entstehen, wenn einer der Dichtringe 14,15 defekt sein sollte.

Bei der Reinigung der Kammer 16, was nur gelegentlich vorkommt und deshalb keine doppelte Absperrung verlangt, wird die Reinigungsflüssigkeit durch einen Kanal 19 zugeführt Die Reinigungsflüssigkeit wird durch die Kanäle 20 und 21 in die Kammer 16 hineingeleitet und nach Durchspülung der Kammer 16 durch die Kanäle 17,18 hinausgeleitet.

Sollte im oberen Teil 6 des Ventils ein Druckstoß entstehen, wird der Kegel 9 immer kräftiger gegen den Sitz 13 angedrückt, welcher dabei dicht hält.

Sollte im unteren Teil 7 des Ventils ein Druckstoß entstehen, wird der Kegel 11 gehoben, während die Kegel 9 und 10 von einer Feder 22 festgehalten werden. Wenn zwischen der Kammer 16 und dem Raum 7 eine Verbindung hergestellt worden ist, wird der Druck abnehmen, da die Kammer 16 mit der Außenluft in Verbindung steht, wobei sich der Kegel U unter der Wirkung einer Feder 23 wieder abwärtsbewegt und die Verbindung mit dem Dichtring 14 abdichtet.
Aus Obigem geht hervor, daß die in F i g.!, 2 und 3 gezeigte Ausführungsform des erfindungsmäßigen Ventils volle Sicherheit gegen eine Leckage zwischen der Kammer 6 und der Kammer 7 bietet- Es ist hierdurch möglich, die mit dem einen Teil des Ventils verbundene Rohrleitung zu reinigen, während die andere Rohrleitung mit Produktflüssigkeit gefüllt ist- Dies ermöglicht einen fortlaufenden Betrieb eines Teils der Anlage, gleichzeitig wie ein anderer Teil der Anlage gereinigt wird, und daß bei der Reinigung des Ventils der Betrieb der Anlage nicht eingestellt zu werden braucht.

Durch die erfindungsmäßige Ausbildung des Ventils mit einem in der Schließrichtung der Ventilkegel konisch verjüngten Sitz 13 entsteht keine Tasche, in der Produktteile zurückbleiben und beim Heben des Kegeis 10 die Dränkammer 16 verschmutzen können. Ferner bietet die erfindungsmäßige Ausführurigsform den Vorteil, daß die Dichtringe 14,15 in keinem nennenswerten Ausmaß einer gleitenden und somit einen Verschleiß herbeiführenden Bewegung durch die Kegel 9 und lü ausgesetzt sind. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Produktflüssigkeit im Raum 7 beim Schließen des Ventils nicht verdichtet wird, weil die Verbindung zwischen den Räumen 6 und 7 während des größten Teils des Schließverlaufs offen gehalten wird. Ferner bietet das erfindungsmäßige Ventil den Vorteil, daß bei einem Druckstoß im Raum 7 nur eine geringe Aufwärtsbewegung des Kegels 11 erforderlich ist, um zwischen dem Raum 7 und der Dränkammer 16 eine hinreichend große öffnung zustandezubringen, damit der Druck reduziert wird.

Das oben über die in Fig. 1 —3 gezeigten Ausführungsformen Gesagte gilt in allem wesentlichen auch für die Ausführungsform nach F i g. 4, -wo die Bezugszif-

fern dieselben sind wie in F i g. 1 - 3. Wie ein Vergleich
erkennen läßt, unterscheidet sich die Ausführungsform
gemäß F i g. 4 von der in F i g. 3 gezeigten Ausführungsform in erster Linie durch die Konstruktion der Durchführung des Kanals 18 durch den Ventilgehäuseteil 7, 5 durch die umgekehrten Lagen der Kolben 3, 4 im
Druckluftmotor 2, und durch die Anbringung der Dichtglieder 14,15 auf den Kegeln 9,11 statt auf dem Sitz 13.
Die in F i g. 4 gezeigte Konstruktion des Druckluftmotors ermöglicht eine wesentlich größere Fläche des KoI- 10 bens 4. In beiden Ausführungsformen ist die Feder 12
schwächer als die Feder 23.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

15

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40

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Claims

Patentansprüche:

1. Doppelsitzventil mit Leckablauf, bestehend aus einem Ventilgehäuse, das zwei jeweils an eine Rohrleitung anschließbare Teile aufweist zwischen denen eine Verbindung vorgesehen ist, die durch zwei mit jeweils einem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilgliedern schließ- und offenbar ist, die in ihrer Schließstellung zusammen mit den Ventilsitzen zwei auf unterschiedlichen Durchmessern liegende Dichtungen bilden und zwischen denen ein drittes Ventilglied vorgesehen ist, das erst nach der Bildung der beiden Dichtungen eine Verbindung vom Bereich zwischen den Dichtungen zu einem Leckablauf öffnet bzw. diese Verbindung vor Aufheben dor beiden Dichtungen schließt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ventilglieder (9,11) gleichzeitig ihre Schließstellung erreichen und verlassen und daß das dritte Ventilglied (10) zwischen den anderen beiden Ventilgliedern (9, 11) eine Umfangsfläche hat, deren Form einer Fläche der Verbindung zwischen den beiden Dichtungen (14,15) entspricht

2. Doppelsitzventil mit Leckablauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ventilglieder (9,11) als zwei Teile eines in der Schließrichtung verjüngten Kegels ausgebildet sind, der mit einem entsprechend kegelförmigen Ventilsitz (13) zusammenwirkt, wobei die Dichtungen (14,15) entweder am Ventilsitz (13) oder an den Ventilgliedern (9, 11) angeordnet sind.

3. Doppelsitzventil mit Leckablauf nach Anspruch 1 oder 2,

bei dem das dritte Ventilglied bezogen auf die beiden anderen Ventilglieder axial beweglich ist, um die Verbindung zum Leckablauf zu öffnen bzw. zu schließen, dadurch gekennzeichnet, daß sich das dritte Ventilglied (10) nach Erreichen der Schließstellung der Ventilglieder (9,11) entgegen der Schließbewegungsrichtung vom Ventilglied (11) weg bewegt.