DE3546354A1 - Ventil und dessen montage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil und dessen Montage, das der Entnahme von Proben in der Getränke-, Lebensmittel- und Pharmaindustrie, insbesondere bei aseptischen Anlagen dient und an eine Leitung oder an ein Behältnis für das je­ weilige Produkt anschließbar ist und das ferner im wesent­ lichen aus einem Ventilgehäuse und einer darin gelagerten, in Öffnungs- und Schließrichtung betätigbaren Ventilspindel besteht.

In der Getränke-, Lebensmittel- und Pharmaindustrie werden, insbesondere bei aseptischen Anlagen, außerordentlich hohe hygienische Ansprüche gestellt, d.h., es müssen Probe­ entnahmen möglich sein. Dazu sind Probeentnahmeventile bekannt geworden, die an Gewindemuffen eines Leitungs­ systems, an Gewindenippel, an Verschraubungen o. dgl., die an die jeweiligen Leitungen oder an die Behältnisse angesetzt sind, angeschraubt werden. Dadurch entstehen aber zwischen dem jeweiligen Probeentnahmeventil und dem zu überprüfenden Produkt sogenannte produktgefüllte Toträume, in denen sich Infektionen festsetzen können, was bei den erwähnten hohen Anforderungen für untragbar angesehen wird.

Andererseits sind Probeentnahmeventile im Inneren der Leitungen und/oder Behältnisse bekannt geworden, bei denen z.B. mit Spindeldurchführungen in der Produktleitung gear­ beitet wird, was aber bei den heutigen Anforderungen für untragbar angesehen wird; letzteres vor allem deshalb, weil bei einer automatischen Durchlaufreinigung und Sterilisie­ rung diese Einbauten insofern problematisch sind, als sie den Durchfluß des Reinigungsmittels stören und außerdem ungereinigte Reste und Stellen verbleiben, die unangenehme Folgen haben können.

Ziel der Erfindung ist es, einmal Toträume zwischen Produkt und Entnahmeventil oder Einbauten im Inneren zu vermeiden, also ein Ventil zu schaffen, das den hohen hygienischen Ansprüchen entspricht, ohne daß dazu ins Gewicht fallende Unkosten in Kauf genommen werden müssen. Ebenso wird ge­ fordert, daß die zu entwickelnden Ventile eine lange Lebens­ dauer haben und einfach zu bedienen, zu reinigen und vor allem zu montieren sind.

Dieses Ziel wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Wandung der das zu entnehmende Produkt enthaltenden Leitung oder des Behältnisses eine gegebenenfalls auch nachträglich erstellte Anbohrung aufweist, mit der und einem außen aufgesetzten Dichtkörper die Ventilspindel zusammenwirkt, wobei letztere im Endbereich kegelig aus­ geführt ist und in einem kurzen zylindrischen Ansatz endet, der bei geschlossenem Ventil die Anbohrung ausfüllt, wäh­ rend der kegelige Teil den zähelastischen und entsprechend eingespannten und ausgesparten Dichtkörper verformt und dabei zumindest teilweise an dem kegeligen Teil, an dem zylindrischen Endansatz und an der durchbohrten Wandung abdichtend zur Anlage kommt. Mit dieser neuen Bauart sind die eingangs erwähnten Nachteile alle beseitigt, was auf die völlig neue Bauart zurückzuführen ist. Für das An­ bringen des Ventils z.B. an einer Produktleitung ist kein angeschweißter Anschlußteil mehr erforderlich, da das Probe­ entnahmeventil an jeder beliebigen Stelle der Produktions­ leitung mittels einer Rohrschelle angeschraubt werden kann. Hierzu ist lediglich ein kleines Loch in die Leitung zu bohren. Der Dichtkörper befindet sich unmittelbar am Außen­ durchmesser der Leitung, wodurch zwischen Produktleitung und geschlossenem Ventil kein produktgefüllter Totraum entstehen kann. Da sich ferner keinerlei Einbauten in der Produktionsleitung befinden, ist ein störungsfreier Produkt- und Reinigungsmitteldurchlauf gewährleistet. Die erfindungs­ gemäße Bauart entspricht demnach den gestellten hohen hygie­ nischen Anforderungen.

Nach einer weiteren Besonderheit der Erfindung ist vorge­ sehen, daß der aus zähelastischem Material, z.B. aus PTFE "Teflon" (warenzeichenrechtlich geschützter Name) bestehende Dichtkörper in einer gegebenenfalls abgesetzten und von einer Abflachung ausgehenden Aussparung der einen Hälfte einer Rohrschelle oder in einer Anschweißplatte unterge­ bracht ist und die Abflachung oder die Anschweißplatte als Anschraubwiderlager für das Ventilgehäuse dienen und dabei den zwischen der Anbohrwandung und dem Ventilgehäuse lie­ genden und der Spindel angepaßten Dichtkörper, sowohl axial als auch radial, nach innen und außen unter Vorspannung setzen. Durch diese Bauart ergibt sich eine vollkommen dichte Ausführung, ohne daß dazu hohe Unkosten erforder­ lich sind. Der in der Aussparung zu liegen kommende Dicht­ körper liegt geschützt und er wird daher eine lange Lebens­ dauer bei ausreichender Dichtsicherheit haben. Insbesondere bei der Schellenbefestigung ergibt sich auch noch der Vor­ teil, daß man das Entnahmeventil nicht unbedingt an der Produktleitung belassen muß, vielmehr ist es denkbar, das gebohrte Loch ganz einfach wieder zu verschweißen.

Um die bereits erwähnte hohe Dichtfähigkeit noch zu erhöhen, wird ferner vorgeschlagen, daß die Vorspannung des Dicht­ körpers und damit seine lichte Weite und die Abmessungen des vorderen Bereiches der Ventilspindel derart aufeinan­ der abgestimmt sind, daß bei geöffnetem Ventil die Ab­ messungen der Spindel die lichten Weiten des Dichtkörpers übersteigen. Eine weitere Steigerung der Dichtsicherheit ergibt sich, wenn der kegelige Teil im Endbereich der Spindel gegenüber der kegeligen Aussparung im Dichtkörper - bezogen auf die Spindelachse - eine in Schließrichtung betrachtet größere Steigung aufweist. Auf diese Weise kommt es an den wichtigen Stellen zu hohen spezifischen Anpreß­ drücken, welche die bereits erwähnte hohe Dichtsicherheit noch weiter steigern. Hier sei auch noch erwähnt, daß der zylindrische Ansatz der Spindel die Anbohrung - innen bündig - völlig ausfüllt, so daß selbst kleinste Toträume bzw. Spalte ausgeschlossen sind.

Damit die Anbohrung einer Produktleitung oder eines Behält­ nisses und der zylindrische Endansatz der Spindel genau miteinander fluchten, empfiehlt es sich, daß in die Aus­ sparung der Halbschelle oder der Anschweißplatte für den Dichtkörper eine Bohrschablone für die Anbohrung der Wand einsetzbar ist. Mit dieser Bohrschablone, die selbstver­ ständlich festgelegt wird, z.B. mit den Schrauben für das Anschrauben des Ventilgehäuses, ist es auf einfachste Weise möglich, die Anbohrung so anzubringen, daß das Schließen des Ventils keinerlei Schwierigkeiten bereitet.

Um keine Fehlbeurteilungen der entnommenen Proben oder Leck­ verluste heraufzubeschwören, ist es nach der Erfindung fer­ ner vorgesehen, daß die Ventilspindel unmittelbar am Pro­ duktraum des Ventilgehäuses mit einer nachstellbaren koni­ schen Dichtung aus einem teilweise elastischen Material, vorzugsweise aus PTFE, abgedichtet ist. Aus den gleichen Gründen empfiehlt es sich, so vorzugehen, daß an dem Ventil­ gehäuse ein beliebig gestalteter Anschlußstutzen für die Abnahme der Probe vorgesehen ist und zusätzlich winkelver­ setzt, vorzugsweise gegenüberliegend ein Spülanschluß für das Entnahmeventil vorgesehen sein kann. Für die Praxis bedeutet dies, daß das Probeentnahmeventil von sich aus bestens gereinigt werden kann und Fehlbeurteilungen des entnommenen Produktes ausgeschlossen sind.

Anhand einer Schnittdarstellung ist das erfindungsgemäße Ventil beispielsweise erläutert, das mit Hilfe einer Rohr­ schelle an einer Produktleitung befestigt ist.

Das geschlossene Ventil wird von der einen Hälfte einer zweiteiligen Rohrschelle 1, 1 a getragen, die an beliebiger Stelle einer Produktionsleitung 2, die zweckmäßigerweise aus Edelstahl besteht, mit zwei Schrauben 3 festgelegt ist. Der Innendurchmesser der Rohrschelle 1, 1 a entspricht dem jeweiligen Außendurchmesser der Produktleitung 2, d.h., die Rohrschelle 1, 1 a wird in Abhängigkeit von der jeweili­ gen Nennweite der Produktleitung 2 hergestellt.

An einer Rohrschellenhälfte, vorzugsweise an der unteren Hälfte 1 a, befindet sich eine Fläche 4 mit mindestens zwei versetzt angedeuteten Gewindebohrungen 5 und einer abge­ setzten Aussparung 6 zur Aufnahme eines Dichtkörpers 7. Im Dichtkörper 7 und der Produktionsleitung 2 befindet sich eine zur Leitung 2 radial durchgehende Bohrung 8, durch die bei geöffnetem Ventil die Probe- bzw. Entnahme­ flüssigkeit abfließt. Der Dichtkörper 7 ist bevorzugt aus einem zähelastischen Material, z.B. aus PTFE gefertigt.

In den Gewindebohrungen 5 wird mittels Schrauben 8 ein Ventilgehäuse 10 befestigt. Im Ventilgehäuse 10 ist eine in Öffnungs- und Schließrichtung bewegbare Ventilspindel 11 gelagert, die einen in die Bohrung 8 einführbaren zylindri­ schen Endansatz 12 und einen vorgelagerten kegeligen Teil 13 aufweist, der etwas steiler ausgeführt ist als die ent­ sprechende Aussparung des Dichtkörpers 7.

Durch das Anpressen mit Hilfe der Schrauben 8, die auf das Ventilgehäuse 10 einwirken, wird der Dichtkörper 7 radial nach innen verformt, so daß beim Einschrauben der sonst üblichen Spindel 11 in den Dichtkörper 7 und in die An­ bohrung 8 der Dichtkörper 7 gewissermaßen verdichtet wird, wodurch die angestrebte Flüssigkeitsdichtheit eintritt, d.h., im Bereich des Dichtkörpers 7 und in unmittelbarer Nähe der Leitung 2 können sich keine Toträume und keine unzulässigen Spalten bilden. Für die Abdichtung der Ventil­ spindel 11 an der gegenüberliegenden Ventilgehäusedurch­ führung ist unmittelbar am Produktraum, also betätigungs­ seitig eine konische und nachziehbare Dichtung 14, vorzugs­ weise ebenfalls aus PTFE vorgesehen.

Für den Ablauf der Probe- bzw. Entnahmeflüssigkeit bei ge­ öffnetem Ventil ist am Ventilgehäuse 10 ein beliebig ge­ stalteter Auslauf 15 vorgesehen, d.h., es kann ein Gewinde­ stutzen 16 vorgesehen sein; statt dessen kann auch ein Schlauchstutzen oder ein Auslaufbogen angeordnet werden.

Zum Reinigen bzw. zum Durchspülen oder zum Sterilisieren des Innenraumes des Ventils bzw. des Gehäuses 10 kann zu­ sätzlich ein strichliert angedeuteter Spülanschluß 17 vorgesehen sein. Ventilgehäuse 10 und Dichtkörper 7 haben für alle Nennweiten der Rohre 2 die gleichen Größen. Ge­ ändert werden lediglich die Schellen 1, 1 a.

Die erfindungsgemäßen Ventile können auch ohne geteilte Rohrschellen 1, 1 a angesetzt werden, z.B. mit einem An­ schweißpaßstück. Ein solcher Anschweißteil ist aber in der Hauptsache für Wandungen an Behältnissen, die auch ebene Wandungen haben können, gedacht. Ansonsten ergeben sich kaum Änderungen, d.h., an einen Tank wird z.B. ein recht­ eckiger Teil mit einer zentralen Aussparung 6 passend für einen Dichtkörper 7 und mit Gewindebohrungen 5 angeschweißt, um dann in die Tankwand o. dgl. eine Bohrung 8 für das Ein­ führen des Endansatzes 12 der Ventilspindel 11 zu bohren.

Für die Fertigung der Anbohrung 8 in eine Produktleitung 2 ist eine nicht veranschaulichte Bohrschablone vorzusehen, die deshalb nicht mehr veranschaulicht ist, weil sie zu­ mindest teilweise den Außenmaßen des Dichtkörpers 7 ent­ spricht und mit dem leeren und angeschraubten Ventilge­ häuse 10 festgelegt wird, damit die Bohrung 8 in der Pro­ duktleitung 2 genau bzw. achsgerecht zur Spindel 11 gebohrt werden kann. Bei einer sogenannten Stufenkontrolle zur Lokalisierung einer Infektion in einem Leitungssystem ist es mit der neuen Bauart des Ventils ohne weiteres denkbar, das gebohrte Loch 8 nach der Entnahme wieder zuzuschweißen. Die Zeichnung zeigt auch deutlich, daß es sich hier um eine denkbar einfache, aber um so wirksamere Ausführung handelt, die voll und ganz den gestellten Anforderungen, auch be­ züglich der Lebensdauer und der Kosten entspricht. Im übrigen kann das neue Ventil als Ablaßventil Verwendung finden.

Claims (7)

1. Ventil und dessen Montage, das der Entnahme von Proben in der Getränke-, Lebensmittel- und Pharmaindustrie, insbesondere bei aseptischen Anlagen dient und an eine Leitung oder an ein Behältnis für das jeweilige Produkt anschließbar ist und das ferner im wesentlichen aus einem Ventilgehäuse und einer darin gelagerten, in Öffnungs- und Schließrichtung betätigbaren Ventilspindel besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung der das zu ent­ nehmende Produkt enthaltenden Leitung (2) oder des Be­ hältnisses eine gegebenenfalls auch nachträglich er­ stellte Anbohrung (8) aufweist, mit der und einem außen aufgesetzten Dichtkörper (7) die Ventilspindel (11) zusammenwirkt, wobei letztere im Endbereich kegelig (vgl. 13) ausgeführt ist und in einem kurzen zylindri­ schen Ansatz (12) endet, der bei geschlossenem Ventil die Anbohrung (8) ausfüllt, während der kegelige Teil (13) den zähelastischen und entsprechend eingespannten und ausgesparten Dichtkörper (7) verformt und dabei zumindest teilweise an dem kegeligen Teil (13), an dem zylindrischen Endansatz (12) und an der durchbohrten Wandung (bei 8) abdichtend zur Anlage kommt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus zähelastischem Material, z.B. aus PTFE "Teflon" (warenzeichenrechtlich geschützter Name) bestehende Dichtkörper (7) in einer gegebenenfalls abgesetzten und von einer Abflachung (4) ausgehenden Aussparung (6) der einen Hälfte (1 a) einer Rohrschelle (1, 1 a) oder in einer Anschweißplatte untergebracht ist und die Ab­ flachung (4) oder die Anschweißplatte als Anschraub­ widerlager für das Ventilgehäuse (10) dienen und dabei den zwischen der Anbohrwandung (vgl. 2) und dem Ventil­ gehäuse (10) liegenden und der Spindel (11) angepaßten Dichtkörper (7), sowohl axial als auch radial nach innen und außen unter Vorspannung setzen.

3. Ventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vorspannung des Dichtkörpers (7) und damit seine lichte Weite und die Abmessungen des vorderen Be­ reiches (vgl. 13) der Ventilspindel (11) derart auf­ einander abgestimmt sind, daß bei geöffnetem Ventil die Abmessungen der Spindel (11) die lichten Weiten des Dichtkörpers (7) übersteigen.

4. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der kegelige Teil (13) im Endbereich der Spin­ del (11) gegenüber der kegeligen Aussparung im Dicht­ körper (7) bezogen auf die Spindelachse eine in Schließ­ richtung betrachtet größere Steigung aufweist.

5. Ventil nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Aussparung (6) der Halbschelle (1 a) oder der Anschweiß­ platte für den Dichtkörper (7) eine Bohrschablone für die Anbohrung (8) der Wand (vgl. 2) einsetzbar ist.

6. Ventil nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilspindel (11) unmittelbar am Produktraum des Ventil­ gehäuses (10) mit einer nachstellbaren konischen Dich­ tung (14) aus einem teilweise elastischen Material, vorzugsweise aus PTFE abgedichtet ist.

7. Ventil nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ventilgehäuse (10) ein beliebig gestalteter Anschluß­ stutzen (15, vgl. auch 16) für die Abnahme der Probe vorgesehen ist und zusätzlich winkelversetzt, vorzugs­ weise gegenüberliegend ein Spülanschluß (17) für das Ventil vorgesehen sein kann.