DE4122724A1

DE4122724A1 - Sterilisable drainage valve for containers and pipelines - has extra integrated valve to avoid dead spaces where bacteria develops

Info

Publication number: DE4122724A1
Application number: DE4122724A
Authority: DE
Inventors: Hans Peter Meier
Original assignee: Mavag Verfahrenstechnik AG
Current assignee: Mavag Verfahrenstechnik AG
Priority date: 1991-07-06
Filing date: 1991-07-06
Publication date: 1993-01-14
Anticipated expiration: 2011-07-07
Also published as: DE4122724C2

Abstract

The drainage valve has a housing (2) with seat opening (4) leading to the inside of the container (3) or pipe line and with an outer connecting opening (5). The second valve provided also has a second seat opening (29) leading to the inside of the drainage valve (1), and a second outer connecting opening (30) for the sterilizing medium. A valve plate (20) and valve rod (23) are provided to close the seat opening. The outer connecting opening (5) and valve rod (23) have axes whose angles (2) exceed that of a right angle to each other. The base surface (15) of the valve can be inclined to the outer connecting opening. ADVANTAGE - When the valve is opened the product flows out direct without residues or condensation remaining.

Description

Die Erfindung betrifft ein sterilisierbares Ablaßventil zur Ausrüstung von Behältern oder Rohrleitungen, das ein Gehäuse mit einer zum Innenraum des Behälters oder der Rohrleitung führenden Sitzöffnung und eine äußere Anschlußöffnung aufweist.The invention relates to a sterilizable drain valve for Equipment of tanks or pipelines, which is a housing with one to the interior of the container or the pipeline leading seat opening and an outer connection opening.

Solche Ventile sind an Behältern, z. B. Bioreaktoren, in denen unter sterilen Bedingungen Stoffe gelagert und/oder in Arbeitsprozessen verändert werden, angebracht. Zum Entleeren bzw. zur Entnahme von Stoffen aus den Behältern, müssen diese Öffnungen aufweisen, die durch derartige Ventile willkürlich zu öffnen oder zu verschließen sind.Such valves are on containers, e.g. B. bioreactors in which substances stored and / or in sterile conditions Work processes are changed, appropriate. For emptying or to remove substances from the containers, they must Have openings that are arbitrarily closed by such valves open or close.

In der Biotechnologie werden über diese Ventile verschiedene Reagenzien abgelassen, die meist Nährflüssigkeit und Mikroorganismen enthalten. Ein unkontrolliertes Vermehren dieser Mikroorganismen im anschließenden Rohrleitungssystem kann ganze Prozeßchargen während des späteren Abziehens kontaminieren, was zu hohen Kosten durch die verlorene Charge und deren umweltgerechter Beseitigung führen kann. Es ist deshalb von höchster Wichtigkeit, daß nicht nur die Behälter vor dem Chargieren sterilisiert werden können, sondern auch das geschlossene Rohrleitungssystem.In biotechnology, these valves are different Drained reagents, mostly nutrient fluid and Contain microorganisms. An uncontrolled increase in this Microorganisms in the subsequent piping system can be whole Contaminate process batches during subsequent stripping, resulting in high costs due to the lost batch and its environmentally friendly disposal. It is therefore from of the utmost importance that not only the containers in front of the Charge can be sterilized, but also that closed piping system.

Es ist bekannt, derartige Ablaßventile durch einen separaten Rohranschluß bei geschlossenem Ventil mittels Dampf zu sterilisieren. In anderen Fällen wird bei geöffnetem Ventil das geschlossene Rohrleitungssystem zusammen mit dem Behälter sterilisiert, indem in den Behälter oder das Rohrleitungssystem Dampf eingeleitet wird und das Ventil dabei geöffnet bleibt. It is known to separate such drain valves by a separate one Pipe connection with closed valve using steam sterilize. In other cases, the valve will open closed piping system together with the tank sterilized by placing in the container or the piping system Steam is introduced and the valve remains open.

Nachteilig an den bekannten Ventilen ist, daß sich in den angeschlossenen Leitungen während des Sterilisierens häufig Kondensat und/oder Produkt sammelt, wodurch das Kontaminationsrisiko nachteilig erhöht wird.A disadvantage of the known valves is that in the connected lines frequently during sterilization Condensate and / or product collects, causing the Contamination risk is adversely increased.

Die andere Verfahrensweise, bei der das geschlossene Rohrleitungssystem zusammen mit dem Behälter sterilisiert wird, hat den grundsätzlichen Nachteil, daß dadurch eine getrennte Sterilisation des Leitungssystems vor einer Entnahme der Charge nicht möglich ist. Das angeschlossene Rohrleitungssystem muß also über die gesamte benötigte Zeit der Charge steril gehalten werden.The other way of doing the closed thing Piping system is sterilized together with the container, has the fundamental disadvantage that it creates a separate Sterilization of the piping system before the batch is removed not possible. The connected piping system must therefore kept sterile for the entire required time of the batch will.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein separates Sterilisieren des angeschlossenen Rohrleitungssystems zu ermöglichen unter weitgehender Vermeidung eines Kontaminationsrisikos.The object of the invention is a separate sterilization of the connected piping system to allow under largely avoiding a risk of contamination.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Ablaßventil ein zweites Ventil aufweist mit einer zum Inneren des Ablaßventils führenden zweiten Sitzöffnung und einer zweiten äußeren Anschlußöffnung für ein sterilisierendes Medium. Dadurch, daß das Ventil für das zu sterilisierende Medium direkt in dem Ablaßventil integriert ist, werden Toträume, in denen sich unkontrolliert Mikroorganismen entwickeln könnten, weitestgehend vermieden und anfallendes Kondensat kann direkt auslaufen.The object is achieved in that the drain valve a second Valve has one leading to the inside of the drain valve second seat opening and a second outer connection opening for a sterilizing medium. The fact that the valve for medium to be sterilized is integrated directly in the drain valve, become dead spaces in which there are uncontrolled microorganisms could develop, largely avoided and incurred Condensate can run out directly.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zum Verschließen der Sitzöffnung ein Ventilteiler mit Ventilstange vorgesehen ist, der vorzugsweise zum Innenraum des Behälters öffnend ausgebildet ist. Dadurch kann das Volumen des Anschlußventilgehäuses vorteilhaft klein gehalten werden, so daß dadurch beim Sterilisieren der weniger Kondensat anfallt. In an embodiment of the invention it is provided that Close the seat opening using a valve divider Valve rod is provided, which preferably to the interior of the Is designed to open the container. This allows the volume of the Connection valve housing are advantageously kept small, so that this means that less condensate accumulates during sterilization.

Wenn die äußere Anschlußöffnung und die Ventilstange Achsen aufweisen, deren Winkel (α) zueinander, den eines rechten Winkels übersteigt, kann beim Öffnen des Ventils das Produkt direkt ausfließen, ohne daß Restmengen des Produkts in toten Räumen verbleiben. Dasselbe gilt für das Kondensat beim Sterilisieren.If the outer port and the valve stem axes have, whose angle (α) to each other, that of a right Angle, the product may open when the valve is opened flow out directly without leaving any residual amounts of the product in dead Spaces remain. The same applies to the condensate Sterilize.

Die Maßnahme, daß das Ventil eine Bodenfläche aufweist, die zur äußeren Anschlußöffnung geneigt ausgebildet ist, dient dem gleichen Zweck.The measure that the valve has a bottom surface which for outer connection opening is inclined, serves the same purpose.

Wenn zwischen Bodenfläche und Ventilstange ein Faltenbalg angeordnet ist, können keine Keime über die Ventilstange und deren gleitender Dichtung nach außen gelangen. Das produktführende Volumen ist somit hermetisch gegen die Außenwelt abgeschlossen, was insbesondere für kontaminationsgefährdete Chargen von Bedeutung ist.If between floor surface and valve stem Bellows is arranged, no germs can pass through the Valve stem and its sliding seal come out. The product-carrying volume is therefore hermetic against the Outside world completed what especially for batches at risk of contamination is important.

Wenn das Ventilgehäuse als rohrförmiges Teil ausgebildet ist mit einem die Bodenfläche bildenden Stopfen, läßt sich das Ventilgehäuse vorteilhaft kostengünstig fertigen. Außerdem läßt es sich auch einfach zu Reinigungszwecken demontieren.If the valve housing is designed as a tubular part with a stopper forming the bottom surface, that can be Manufacture valve housing advantageously inexpensively. Also lets it can also be easily dismantled for cleaning purposes.

Dem gleichen Zweck dient die Maßnahme, daß das zweite Ventil als Membranventil ausgebildet ist.The measure that the second valve serves as the same purpose Membrane valve is formed.

Eine besonders platzsparende Konstruktion und mit vorteilhaft geringem fertigungstechnischen Aufwand hersteilbare Bauweise ergibt sich, wenn die zweite Anschlußöffnung in einen ringförmigen zur Membran des zweiten Ventils hin geöffneten Kanal mündend ausgebildet ist, der vorzugsweise konzentrisch um die zweite Sitzöffnung angeordnet ist. A particularly space-saving construction and advantageous construction that can be manufactured with little manufacturing outlay results when the second connection opening in a annular to the membrane of the second valve open Channel opening is formed, which is preferably concentric the second seat opening is arranged.

Dasselbe gilt für die Ausgestaltung, daß die Bodenfläche als Teil eines Kegels ausgebildet ist.The same applies to the design that the floor area as part a cone is formed.

Die Montage und die Kontrolle der Ventildichtung wird erleichtert, wenn der Ventilteller einen Dichtring aufweist und die Gegenfläche der Sitzöffnung als vorzugsweise zylindrische oder kegelige glatte Fläche ausgebildet ist.Installation and control of the valve seal is made easier if the valve plate has a sealing ring and the Counter surface of the seat opening as a preferably cylindrical or conical smooth surface is formed.

Besonders leicht wird der Innenraum des Ventilgehäuses zugänglich, dadurch daß der Stopfen einen Dichtring aufweist und die Gegenfläche des Ventilgehäuses als vorzugsweise zylindrische glatte Fläche ausgebildet ist.The interior of the valve housing is particularly light accessible, in that the plug has a sealing ring and the counter surface of the valve housing as preferred cylindrical smooth surface is formed.

Die spezielle Konstruktion des Ventils mit seinen Betätigungselementen und dem integrierten zweiten Ventil läßt es als besonders vorteilhaft erscheinen, wenn es als fernbetätigbares Ventil mit Antrieben für den Ventilteiler und für das zweite Ventil ausgebildet ist.The special construction of the valve with its Actuators and the integrated second valve leaves it appear to be particularly advantageous if it can be operated remotely Valve with drives for the valve divider and for the second valve is trained.

Die Erfindung wird in einer Zeichnung beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten der Zeichnung zu entnehmen sind.The invention is described in a drawing, with others advantageous details of the drawing can be found.

Die Zeichnung zeigt im einzelnen:The drawing shows in detail:

Fig. 1 einen Schnitt durch die Mittelachse des erfindungsgemäßen Ventilgehäuses. Fig. 1 shows a section through the central axis of the valve housing according to the invention.

In Fig. 1 bezeichnet 1 ein Bodenablaßventil mit einem Gehäuse 2 einer zum Innenraum des Behälters führenden Sitzöffnung 4, sowie eine Anschlußöffnung 5.In Fig. 1, 1 designates a bottom drain valve comprising a housing 2 of a leading to the interior of the container seat opening 4 and a connection opening 5.

Das Gehäuse 2 besteht im wesentlichen aus einem rohrförmigen Teil, das am behälterseitigen Ende eine im Innendurchmesser verringerte zylindrische Sitzfläche 6 aufweist. Im Bereich der Sitzfläche 6 ist in die äußere Umfangsfläche eine Dichtnut 7 eingearbeitet, in der sich ein Dichtring 8 befindet. Außerdem ist am äußeren Umfang ein Absatz 9 unterhalb der Dichtnut 7 an das Gehäuse angeformt. Zur Befestigung des Gehäuses am Behälter 3 kann das Gehäuse 2 in eine entsprechend ausgebildete Bohrung des Behälters 3 bis zum Anschlag an den flanschartigen Absatz 9 eingeschoben werden.The housing 2 consists essentially of a tubular part which has a cylindrical seat surface 6 with an inner diameter reduced at the end of the container. In the area of the seat surface 6 , a sealing groove 7 is machined into the outer peripheral surface, in which a sealing ring 8 is located. In addition, a shoulder 9 is formed on the outer circumference below the sealing groove 7 on the housing. To attach the housing to the container 3 , the housing 2 can be pushed into a correspondingly designed bore in the container 3 until it stops against the flange-like shoulder 9 .

Zur Erläuterung der Befestigungssituation ist vom Behälter 3 in unterbrochenen Linienführung ein Teil des Bodens dargestellt. Der flanschförmige Absatz 9 wird zwischen dem Boden des Behälters 3 und einem Befestigungsring 10, der ebenfalls nur in unterbrochener Linienführung dargestellt ist, mit Hilfe von Schrauben eingespannt. Von den Schrauben ist lediglich die Achse als strichpunktierte Linie gezeigt.To explain the fastening situation, part of the bottom of container 3 is shown in broken lines. The flange-shaped shoulder 9 is clamped between the bottom of the container 3 and a fastening ring 10 , which is also only shown in broken lines, with the aid of screws. Only the axis of the screws is shown as a dash-dotted line.

Das rohrförmige Gehäuse 2 ist am unteren Ende mit Hilfe eines Stopfens 12 verschlossen, der am äußeren Umfang eine weitere Dichtnut 13 trägt, in der sich ein Dichtring 14 befindet. Die zum Innenraum des Gehäuse gerichtete Oberfläche des Stopfens 12 ist kegelförmig ausgebildet und stellt somit die Bodenfläche 15 des Ventils dar.The tubular housing 2 is closed at the lower end by means of a stopper 12 , which carries a further sealing groove 13 on the outer circumference, in which a sealing ring 14 is located. The surface of the stopper 12 facing the interior of the housing is conical and thus represents the bottom surface 15 of the valve.

In das rohrförmige Ventilgehäuse 2 mündet unter dem Winkel α das Anschlußleitung 16, die somit die Anschlußöffnung 5 bildet, aus der Medien das Ventilgehäuse in Pfeilrichtung 17 verlassen können. Dabei bilden die Achse 18 des Ventils und die Achse 19 der Anschlußöffnung einen stumpfen Winkel α.In the tubular valve housing 2 opens at the angle α, the connecting line 16 , which thus forms the connection opening 5 , from which media can leave the valve housing in the direction of arrow 17 . The axis 18 of the valve and the axis 19 of the connection opening form an obtuse angle α.

In der Sitzöffnung 4 ist mit entsprechender Fassung der Ventilteller 20 angeordnet, der zur Abdichtung an seiner äußeren zylindrischen Fläche eine Dichtnut 21 mit Dichtring 22 aufweist. Konzentrisch zur Ventilachse setzt sich der Ventilteller 20 als Ventilstange 23 mit verringertem Durchmesser fort. Die Stange 23 ist durch eine im Stopfen 12 angeordnete Bohrung 24 aus dem Gehäuse des Ventils herausgeführt. Der für eine leichte Beweglichkeit der Ventilstange erforderliche Spalt zwischen Bohrung 24 und Ventilstange 23 wird durch einen Faltenbalg 25 hermetisch abgedichtet. Von diesem Faltenbalg 25 ist lediglich die Mittellinie in strichpunktierte Linienführung angedeutet. An einem Ende ist der Faltenbalg an einem Absatz 26 der Ventilstange 23 befestigt und am anderen Ende an einem zylindrischen Fortsatz 27 des Stopfens 12.In the seat opening 4 , the valve plate 20 is arranged with a corresponding socket, which has a sealing groove 21 with a sealing ring 22 on its outer cylindrical surface for sealing. Concentric to the valve axis, the valve plate 20 continues as a valve rod 23 with a reduced diameter. The rod 23 is led out of the valve housing through a bore 24 arranged in the plug 12 . The gap between bore 24 and valve rod 23 required for easy movement of the valve rod is hermetically sealed by a bellows 25 . Of this bellows 25 , only the center line is indicated in dash-dotted lines. The bellows is attached to a shoulder 26 of the valve rod 23 at one end and to a cylindrical extension 27 of the plug 12 at the other end.

Durch Bewegen der Ventilstange 23 in Richtung des Behälterinnenraums wird der Ventilteller 20 in die mit unterbrochener Linienführung dargestellte Lage des Ventiltellers 20′ gebracht, in der das Ventil geöffnet ist.By moving the valve rod 23 in the direction of the container interior, the valve plate 20 is brought into the position of the valve plate 20 'shown in broken lines, in which the valve is open.

In der Figur ist der Antrieb der Ventilstange 23 nicht dargestellt. Als Antrieb eignen sich sowohl pneumatische oder hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten oder andere bewährte Steilantriebe.The drive of the valve rod 23 is not shown in the figure. Pneumatic or hydraulic piston-cylinder units or other proven steep-angle drives are suitable as drives.

An das Gehäuse 2 ist seitlich ein weiterer Ventilkörper 28 angeformt mit einer Sitzöffnung 29, die in das Innere des Ventilgehäuses 2 mündet, und einer äußeren Anschlußöffnung 30 zur Einleitung eines sterilisierenden Mediums (meist Dampf). Die Anschlußöffnung 30 mündet in einen seitlich offenen ringförmigen Kanal 31, in dessen Zentrum die Sitzöffnung 29 angeordnet ist, so daß sich ein ringförmiger Steg 32 bildet. Membran 33 ist so positioniert, daß sie in der Ruhelage das sterilisierende Medium in Pfeilrichtung 34 aus dem Ringkanal 31 in die Anschlußöffnung 30 über den Steg 32 frei überströmen läßt. Wird die Membran jedoch seitlich in Richtung des Ventilgehäuses mit Hilfe eines nicht gezeichneten Stempels oder durch äußeres Aufbringen eines unter Druck stehenden Mediums bewegt, so legt sie sich an den Steg 32 an und trennt dadurch die Anschlußöffnung 30 vom Ringkanal 31, wobei gleichzeitig auch die Anschlußöffnung 30 sicher verschlossen wird.Another valve body 28 is formed on the side of the housing 2 with a seat opening 29 which opens into the interior of the valve housing 2 and an outer connection opening 30 for introducing a sterilizing medium (usually steam). The connection opening 30 opens into a laterally open annular channel 31 , in the center of which the seat opening 29 is arranged, so that an annular web 32 is formed. Membrane 33 is positioned so that in the rest position it can freely flow over the sterilizing medium in the direction of arrow 34 from the annular channel 31 into the connection opening 30 via the web 32 . However, if the membrane is moved laterally in the direction of the valve housing with the aid of a stamp (not shown) or by applying a medium under pressure externally, it rests on the web 32 and thereby separates the connection opening 30 from the annular channel 31 , at the same time also the connection opening 30 is securely closed.

Je nach Anlagentyp können die Betätigungselemente zum Antrieb der Membran vom Fachmann frei gewählt werden. Besonders eignet sich eine pneumatische Ansteuerung.Depending on the type of system, the actuators can be used to drive the membrane can be chosen freely by a specialist. Especially pneumatic control is suitable.

Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Bodenablaßventil durch die kegelförmige Ausbildung der Bodenfläche 15, der geneigten Anordnung der Anschlußöffnung 5 sowie der trichterförmigen Erweiterung der Sitzöffnung 29 keinerlei Volumenbereiche aufweist, in denen sich Kondensat oder Rückstände von Produkt halten können.From the drawing it can be seen that the bottom drain valve according to the invention, due to the conical design of the bottom surface 15 , the inclined arrangement of the connection opening 5 and the funnel-shaped extension of the seat opening 29, has no volume areas in which condensate or product residues can be retained.

Durch Herausziehen des Stopfens 12 zusammen mit Ventilstange 23 ist der gesamte Innenraum des Ventils für Reinigungs- und Inspektionszwecke zugänglich. Alle Dichtflächen liegen völlig frei.By pulling the plug 12 together with the valve rod 23 , the entire interior of the valve is accessible for cleaning and inspection purposes. All sealing surfaces are completely exposed.

Auch die Sitzöffnung 29 des Ventils zur Einleitung des sterilisierenden Mediums ist nach Abnahme der Membran 33 leicht zugänglich.The seat opening 29 of the valve for introducing the sterilizing medium is also easily accessible after removing the membrane 33 .

Es ist somit ein unaufwendig zu fertigendes und vorteilhaft einfach zu wartendes Bodenablaßventil geschaffen.It is therefore an inexpensive to manufacture and advantageous Easy to maintain bottom drain valve.

BezugszeichenlisteReference list

α Winkel
1 Bodenablaßventil
2 Gehäuse
3 Behälter
4 Sitzöffnung
5 Anschlußöffnung
6 Sitzfläche
7 Dichtnut
8 Dichtring
9 Absatz
10 Befestigungsring
11 Schraubenachse
12 Stopfen
13 Dichtnut
14 Dichtring
15 Bodenfläche
16 Anschlußleitung
17 Pfeilrichtung
18 Achse des Ventils
19 Achse der Anschlußöffnung
20 Ventilteller
21 Dichtnut
22 Dichtring
23 Ventilstange
24 Bohrung
25 Mittellinie Faltenbalg
26 Absatz
27 Fortsatz
28 Ventilkörper
29 Sitzöffnung
30 Anschlußöffnung
31 Kanal (Ring-)
32 Steg (Ring-)
33 Membran
34 Pfeilrichtungα angle
1 bottom drain valve
2 housings
3 containers
4 seat opening
5 connection opening
6 seat
7 sealing groove
8 sealing ring
9 paragraph
10 mounting ring
11 screw axis
12 plugs
13 sealing groove
14 sealing ring
15 floor space
16 connecting line
17 arrow direction
18 axis of the valve
19 axis of the connection opening
20 valve plates
21 sealing groove
22 sealing ring
23 valve rod
24 hole
25 Center line bellows
26 paragraph
27 extension
28 valve body
29 seat opening
30 connection opening
31 channel (ring)
32 web (ring)
33 membrane
34 arrow direction

Claims

1. Sterilizable drain valve for equipping containers ( 3 ) or pipes, which has a housing ( 2 ) with a seat opening ( 4 ) leading to the interior of the container ( 3 ) or the pipe and an outer connection opening ( 5 ), characterized in that that it has a second valve with a second seat opening ( 29 ) leading to the inside of the drain valve ( 1 ) and a second outer connection opening ( 30 ) for a sterilizing medium.

2. Drain valve according to claim 1, characterized in that for closing the seat opening ( 4 ) a valve plate ( 20 ) with valve rod ( 23 ) is provided, which is preferably designed to open to the interior of the container ( 3 ).

3. Drain valve according to claim 1 or 2, characterized in that the outer connection opening ( 5 ) and the valve rod ( 23 ) has axes whose angle (α) to each other exceeds that of a right angle.

4. Drain valve according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the valve has a bottom surface ( 15 ) which is inclined to the outer connection opening ( 5 ).

5. Drain valve according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that a bellows ( 25 ) is arranged between the bottom surface ( 15 ) and valve rod ( 23 ).

6. Drain valve according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, characterized in that the valve housing ( 2 ) is designed as a tubular part with a stopper ( 12 ) forming the bottom surface ( 15 ).

7. Drain valve according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6, there characterized in that the second Valve is designed as a diaphragm valve.

8. Drain valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the second connection opening ( 30 ) in an annular to the membrane ( 33 ) of the second valve open channel ( 31 ) is formed, which is preferably concentric around the second seat opening ( 29th ) is arranged.

9. Drain valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the bottom surface ( 15 ) is designed as part of a cone.

10. Drain valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the valve plate ( 20 ) has a sealing ring ( 22 ) and the counter surface of the seat opening ( 4 ) is designed as a preferably cylindrical or conical smooth surface.

11. Drain valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the plug ( 12 ) has a sealing ring ( 14 ) and the counter surface of the valve housing ( 2 ) is designed as a preferably cylindrical smooth surface.

12. Drain valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that it is designed as a remotely operable valve with drives for the valve plate ( 20 ) and for the second valve.