DE3823397C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe für flüssiges oder pastöses Fördergut der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Es ist eine Pumpe dieser Art bekannt (DE 87 08 670 U1) , die im zusammengebauten Zustand ohne die Notwendigkeit der Demontage oder der Preistellung sterilisiert werden kann. Hierzu wird einem Anschluß, z. B. dem Saugstutzen oder Druckstutzen oder einem Bodenablaufanschluß, der Pumpe ein Medium zur Reinigung und/oder Sterilisation zugeführt. Dies geschieht, während die Pumpe angetrieben wird, was im allgemeinen in der gleichen Weise wie beim Pumpbetrieb erfolgt.

Hierzu greift ein geeigneter Antrieb derart am Kolben an, daß der Kolben relativ zum Zylinder gleichzeitig eine hin- und her­ gehende Bewegung sowie eine Drehbewegung, vorzugsweise stets in der gleichen Richtung, ausführt. Dies führt zu einer zuver­ lässigen und daher im automatischen Prozeß durchführbaren Reini­ gung und/oder Sterilisation der Pumpe, erforderlichenfalls mit deren Zuleitungen.

Es hat sich aber gezeigt, daß im Bereich des sogenannten Pumpenkopfes, also dort wo der Kolben mit seinem dem Kolbenboden abgewandten Endbereich mit der Zylinderwandung in Verbindung steht, sich Reste des von der Pumpe ge­ förderten Mediums ansammeln, die durch den äußerst engen Spalt zwischen dem Kolben und der Zylinderwandung bis in diesen Bereich vordringen können. Auch beim Reinigen und/ oder Sterilisieren der Pumpe in beschriebener Weise können sich im Bereich des Pumpenkopfes Reste des Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums sammeln. Diese Restan­ sammlungen lassen sich beim Reinigen und/oder Sterilisieren der Pumpe in beschriebener Weise nicht entfernen. Sie be­ deuten eine ständige Gefahr einer etwaigen Verunreinigung und/oder Kontamination des beim Pumpbetrieb geförderten Fördergutes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe der eingangs genannten Art so auszubilden, daß im Bereich des Pumpenkopfes, also im dem Kolbenboden abgewandten Endbe­ reich des Kolbens und dortigen Bereich des Zylinders ein zuverlässi­ ges Entfernen solcher Reste des beim Pumpbetrieb geförderten Fördergutes und/oder solcher Reste des Mediums zur Reinigung und/oder Sterilisation der Pumpe ermöglicht ist, die durch den äußerst engen Spalt zwischen dem Kolben und der Zylinderwandung möglicherweise bis in den Bereich des Pumpenkopfes vorgedrungen sind.

Die Aufgabe ist bei einer Pumpe der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung durch die Merkmale im Kennzeichnungs­ teil des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch werden folgende Vor­ teile erreicht. Bei der Reinigung und/oder Sterilisation der Pumpe kann über den mindestens einen Kanal in die Aussparung ein Spülmedium eingeleitet werden, das in diesem Bereich befindliche Ansammlungen wegspült, so daß beim Reinigen und/oder Sterilisieren der Pumpe nun auch in den Bereich der Aussparung gelangte Reste des Fördergutes zuverlässig entfernt werden können und die Pumpe nun auch in diesem Bereich zuverlässig und im automatischen Prozeß gereinigt werden kann. Im normalen Pumpbetrieb der Pumpe kann der mindestens eine Kanal offen gehalten werden, so daß von der Pumpe gefördertes, in den Bereich der Aus­ sparung gelangendes flüssiges Fördergut nach außen ab­ fließen kann und verhindert ist, daß dieses bis zum Pumpenkopf gelangt und sich dort anlagern kann. Die mindes­ tens eine Aussparung befindet sich, in Längsrichtung des Zylinders gesehen, in einem Bereich der Zylinderwandung, in den die im Kolben befindliche Aussparung beim normalen Pumpbetrieb nicht gelangt und in den letztere auch nicht beim Reinigungs- und/oder Sterilisationsbetrieb der Pumpe, der in der eingangs beschriebenen Weise geschieht, gelangen kann. Die Aussparung in der Zylinderwandung ist dabei in jeder Stellung des Kolbens vollständig vom Kolben und der Zylinderwandung begrenzt und nur über den min­ destens einen Kanal zum Zuführen oder Abführen des Spül­ mediums mit der Umgebung verbunden.

Es ist eine Homogenisierungspumpe für Milch oder milch­ haltige Flüssigkeiten bekannt (DE-AS 11 93 017), bei der der Pumpenstößel mittels Ringstücken und dazwischenliegenden Packungsteilen gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist und jenseits dieser Abdichtung zwischen dem Pumpenstößel und dem Gehäuse ein Spaltraum gebildet ist, durch den zur An­ fangssterilisierung bei laufender Pumpe ein Sterilisations­ mittel in Form von Heißwasser oder überhitztem Dampf mit ausreichender Sterilisationstemperatur, zugeführt über einen Kanal, hindurchgeleitet wird, wodurch der in diesem Bereich befindliche Teil des Pumpenstößels auf Sterili­ sationstemperatur erhitzt wird. Um bei der Umschaltung auf die zu homogenisierende kalte Flüssigkeit eine Abkühlung und Keimbildung in diesem Bereich zu vermeiden, wird in den Spaltraum ständig Sterilisationsmitteln, das auf ge­ nügender Temperatur gehalten wird, eingeleitet, um etwaige eindringende Keime zu vernichten. Bei einer Ausführungsform mit einem zusätzlichen, beidseitig axial abgedichteten Ringraum zwischen Pumpenstößel und Gehäuse wird zur Anfangs­ sterilisierung in diesen Ringraum ein erhitztes Sterili­ sationsmittel eingeleitet. Nach dieser Anfangssterilisierung soll eine weitere Zufuhr von Sterilisationsmittel in diesen Ringraum nicht mehr erforderlich sein und statt dessen ständig ein steriles Kühlmittel, z. B. steriles Kühlwasser, durch den Ringraum hindurchgeführt werden, was zur Ver­ längerung der Lebensdauer der beidseitig des Ringraumes zur Abdichtung angeordneten Packungen beitragen soll.

Bei der Pumpe gemäß der Erfindung umschließt die genannte Aussparung den Kolben vorzugsweise auf dessen ganzem Um­ fang, so daß sich insgesamt eine ringförmige Aussparung ergibt. Um ein besonders wirkungsvolles Abführen von Stoffen zu ermöglichen, die in dem genannten Bereich der Pumpe nicht erwünscht und zu entfernen sind, können vor­ zugsweise mindestens zwei Kanäle vorgesehen sein, die es ermöglichen, das Medium zum Reinigen und/oder Sterilisieren durch die Aussparung hindurchzuleiten. Das Medium kann im stetigen Strom oder intermittierend hindurchgeleitet werden.

Bei einer Ausführungsform verläuft der mindestens eine Kanal durch die Zylinderwandung hindurch. Dies führt zu einer besonders einfachen Konstruktion. Es ist statt dessen aber möglich und in manchen Fällen zweckmäßig, die Aussparung statt dessen durch das Innere des Kolbens her mit dem Medium zum Reinigen und/oder Sterilisieren zu versorgen. Dann sind im Kolben Aussparungen vorhanden, die zweckmäßigerweise im Bereich seines Kopfes ins Freie treten, wo über Schläuche das Spülmedium zugeführt und abgeführt werden kann.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeich­ nung gezeigten Ausführungsbeispieles einer Pumpe näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt einer solchen Pumpe.

In einer nicht gezeigten Abfüllmaschine für pastöse und flüssige Pharmazeutika ist eine Mehrzahl von Pumpen vor­ handen. Eine derartige Pumpe 20 ist in der Zeichnung ge­ zeigt. Die Pumpe 20 ist vor allem für Pharmazeutika, Kosmetika und Lebensmittel geeignet, bei denen hohe Anforderungen an die Sauberkeit der Pumpe und deren Keim­ freiheit nach dem Sterilisieren gestellt werden. Die Pumpe 20 weist einen an einem Drehtisch der Maschine be­ festigten Zylinder 30 auf, in dem ein Kolben 32 in Längs­ richtung des Zylinders 30, also vertikal, verschiebbar und gleichzeitig drehbar angeordnet ist. Die Pumpe 20 besteht vorzugsweise vollständig aus Keramik mit kleiner thermischer Ausdehnung, wodurch beim Reinigen oder Steri­ lisieren oder auch beim Pumpen bei erhöhter Temperatur kein Klemmen durch thermische Einflüsse auftreten kann. Der Kolben 32 weist in seinem oberen Bereich einen vollen, der inneren Kreisform des Zylinders 30 angepaßten Quer­ schnitt auf. Er weist in seinem unteren Teil eine sich in Längsrichtung des Kolbens 32 erstreckende und auf ihrer Länge sich bis zur Innenfläche des Zylinders 30 öffnende Aussparung 34 auf, die auch mit dem mittleren Bereich eines Bodens 36 des Zylinders, der mit dem Zylinder 30 fest ver­ schraubt ist, in Verbindung steht. In der unteren Hälfte des Zylinders 30 sind in diesem diametral gegenüber­ liegend ein Saugstutzen 38 und ein Druckstutzen 39 vorge­ sehen. Die Funktion als Saugstutzen und Druckstutzen wird lediglich durch geeignete Kombination der Verschiebebe­ wegung des Kolbens mit seiner Drehbewegung bewirkt.

Der Boden 36 trägt an einem nach unten ragenden Fortsatz Bohrungen zum Befestigen der Pumpe 20 in der Maschine. Im Boden 36 kann ein vertikal nach unten verlaufender Kanal vorgesehen sein, an dessen unterem Endbereich eine Absperr­ vorrichtung angeordnet ist. Hierdurch kann während des Reinigungsbetriebs und des Sterilisationsbetriebs Reinigungs­ flüssigkeit bzw. Kondensat abgeleitet werden.

Das obere Ende des Kolbens 32 ist mit einer Kolbenstange 60 verbunden, durch die der Kolben in einer hin- und her­ gehenden Bewegung und gleichzeitig stets in der gleichen Richtung rotierend angetrieben wird.

Im oberen Bereich des Zylinders 30 ist in die Innen­ wandung des Zylinders 30 eine sich längs des gesamten Um­ fangs des Zylinders 30 erstreckende Aussparung 80 einge­ bracht. Die Aussparung 80 ist verhältnismäßig flach. Ihre in Längsrichtung des Zylinders gemessene Länge ist im Beispiel länger als der Hub des Kolbens 32. In den unteren Bereich der Aussparung 80 führen an diametral einander gegenüberliegenden Stellen Kanäle 82 und 84, die es er­ lauben, beim Reinigen und/oder Sterilisieren der Pumpe ein Spülmittel durch die Aussparung 80 hindurchzuleiten und dadurch etwaige, in den Bereich der Aussparung 80 gelangte Reste des von der Pumpe geförderten Fördergutes zu entfernen und dadurch die Pumpe auch im Bereich ihres Kopfes, also ihres dem Boden 36 abgewandten Endes, zuver­ lässig zu reinigen. Die Umgebungsluft kann dort zur Ver­ meidung einer Kontamination der Pumpe durch eine Glocke abgeschirmt sein. Statt dessen ist es von der Konstruktion der Pumpe 20 her ohne Schwierigkeiten auch möglich, während des normalen Pumpbetriebes durch die Aussparung 80 ein Medium zu leiten. Vorzugsweise kann man statt dessen beim Pumpbetrieb aber die Kanäle 82 und 84 offen lassen, so daß in den unteren Bereich der Aussparung 80 gelangtes Fördergut nach außen abfließt und nicht bis zum oberen Ende der oberen Aussparung 80 gelangt; dies auch deswegen nicht, weil der Hub der Pumpe um einige Millimeter kleiner ist als die Länge der Aussparung 80. Auf diese Weise wird ver­ hindert, daß das von der Pumpe geförderte Medium durch den engen Spalt zwischen dem Kolben 32 und dem Zylinder 30 bis zum oberen Ende (Pumpenkopf) des Zylinders 30 gelangt.

Beim Beispiel arbeitet die Pumpe mit einem Hub von 53 mm, die Länge der Aussparung 80 beträgt 60 mm, und die übrigen Abmessungen können der weitgehend maßstäblichen Zeichnung entnommen werden.

Im Einzelfall kann es zweckmäßig sein, den Kanal 82, durch den z. B. das Spülmittel zugeführt wird, im oberen Endbe­ reich der Aussparung 80 vorzusehen, so daß das Spülmittel in der Aussparung 80 durch die Schwerkraft von oben nach unten fließt. Die gezeigte Konstruktion dürfte allerdings im allgemeinen bei ausreichendem Druck des zugeführten Spülmittels vollständig zufriedenstellend arbeiten.

Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, während des Pump­ betriebs sterile Luft durch die Aussparung 80 zu leiten.

Claims (5)

1. Pumpe für flüssiges oder pastöses Fördergut, wie Pharma­ zeutika, Kosmetika, Lebensmittel od. dgl., mit einem Kolben (32), der in einem Zylinder (30) relativ zur Zylinderwandung in seiner Längsrichtung verschiebbar und um seine Achse drehbar antreibbar ist, wobei der Kolben (32) eine Aussparung (34) für das Fördergut aufweist, die beim Saughub mit einem Saugstutzen (38) in der Zylinderwandung und beim Druckhub mit einem Druckstutzen (39) in der Zylinderwandung kommuni­ ziert, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zylinderwandung in einem der Bodenfläche des Kolbens (32) abgewandten Bereich eine radial außen durch die Zylinder­ wandung und radial innen durch den Kolben (32) begrenzte Aussparung (80) vorgesehen ist und daß mindestens ein Kanal (82, 84) in die Aussparung (80) führt, der beim Pumpbetrieb offen haltbar ist, so daß von der Pumpe gefördertes, in den unteren Bereich der Aussparung (80) gelangtes flüssiges Fördergut nach außen abfließt und verhindert ist, daß dieses bis zum oberen Ende (Pumpenkopf) des Zylinders (30) gelangt, und daß bei der Reinigung und/oder Sterilisation der Pumpe über den Kanal (82, 84) ein Medium zum Reinigen und/oder Sterilisieren stetig oder intermittierend durch die Aus­ sparung (30) hindurchleitbar ist.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Aussparung (80) sich längs des Umfangs der Zylinderwandung erstreckt.

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der mindestens eine Kanal (82, 84) durch die Zylinderwandung hindurch verläuft.

4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Kanäle (82, 84) vorgesehen sind, um das Medium zum Reinigen und/ oder Sterilisieren durch die Aussparung (80) hindurch­ zuleiten.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Aus­ sparung (80) größer ist als der Hub des Kolbens (32).