DE4317084A1 - Unterdruck-Sicherheitsventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Unterdruck-Sicherheitsventil, insbesondere für Getränkebehälter o. dgl., mit einem Gehäuse, das an seiner Einlaßöffnung einen Ventilsitz aufweist, und mit einem in dem Gehäuse angeordneten Ventilkörper, der von einer Feder gegen den Ventilsitz verspannt ist.

Derartige Sicherheitsventile kommen dort zum Einsatz, wo ein schädlicher Unterdruck vermieden werden muß. Ein wesentli­ ches Anwendungsgebiet findet sich in der Getränkeindustrie. Beispielsweise wird Saft in großen Behältern gelagert, die un­ ter Luftverschluß stehen. Jede Entnahme wird druckmäßig durch Einleiten keimfreier Luft kompensiert. Für den Fall, daß dieses Druckausgleichsystem versagt, ist ein zusätzliches Sicherheits­ ventil vorhanden, welches bei Unterschreitung eines vorgegebe­ nen Unterdrucks eine Öffnung zur Atmosphäre herstellt, so daß Umgebungsluft in den Behälter einströmen kann.

Auf diese Weise wird zwar der Aufbau eines übermäßigen Un­ terdrucks vermieden, jedoch gelangt Luft in den Behälter, die nicht keimfrei ist. Dies kann dazu führen, daß die im Behälter befindliche Charge verdorben wird. Auch kann es dabei zu Be­ schädigungen des Behälters kommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen und das Sicherheitsventil derart weiterzuentwickeln, daß jeder Ansprechvorgang, und sei er auch äußerst geringfügig, erfaßt wird, um Maßnahmen zur Vermeidung von Folgeschäden er­ greifen zu können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Sicherheitsventil nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper ein Geberelement aus magnetischem oder magnetisierbarem Material aufweist und daß vor der Einlaßöffnung des Gehäuses eine Induk­ tionsspule vorgesehen ist, die mit dem Geberelement zusammen­ wirkt und über eine Auswertelektronik an ein Erstwert-Störmel­ desystem angeschlossen ist.

Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, jedes Ansprechen des Sicherheitsventils sofort zu erkennen und Maßnahmen einzu­ leiten, die die sonst unvermeidbaren Folgeschäden verhindern. Da bereits ein äußerst geringfügiges Ansprechen des Sicher­ heitsventils diese Folgeschäden nach sich ziehen kann, bietet die Erfindung die Möglichkeit, die Überwachung entsprechend empfindlich einzustellen. Der induktive Geber spricht auf ge­ ringfügigste Lageänderungen des Ventilkörpers an. Auch beein­ trächtigt er nicht dessen Sicherheitsfunktion. Dabei ist zu be­ rücksichtigen, daß das Sicherheitsventil sehr empfindlich ein­ gestellt wird und beispielsweise bereits bei einem Unterdruck von 30 mm Wassersäule öffnet.

Die hohe Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Überwachung ist deshalb von so großer Bedeutung, weil insbesondere im Falle der Getränkeindustrie bereits geringste Mengen an einströmender Um­ gebungsluft in der Lage sind, große Chargen in kürzester Zeit endgültig zu verderben. Ferner kann u. U. außerdem noch eine Be­ schädigung der Apparatur auftreten.

In wesentlicher Weiterbildung der Erfindung wird vorge­ schlagen, daß der Ventilkörper einen Ventilteller aus magneti­ sierbarem Material aufweist, der das Geberelement bildet. Diese Konstruktion hat den Vorteil, daß am Sicherheitsventil selbst keine Eingriffe erforderlich sind. Es genügt, die Induktions­ spule direkt an der Einlaßöffnung des Gehäuses vor dem Ventil­ körper anzuordnen.

Als Alternative kann es vorteilhaft sein, daß der Ventil­ körper einen Stift trägt, der das Geberelement bildet und in die Induktionsspule eintaucht. Der Stift wird lediglich auf den Ventilkörper aufgesetzt und mit diesem verbunden, wodurch höchstens eine geringfügige Beeinflussung der Ventilfunktion bewirkt wird. Andererseits erzielt man höchste reproduzierbare Genauigkeit.

Dabei kann der Stift vorzugsweise einen Permanentmagneten tragen oder aber aus magnetisierbarem Material bestehen, wobei er im letztgenannten Fall kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist.

Eine alternative Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe be­ steht darin, daß der Ventilkörper ein Geberelement aus elek­ trisch leitfähigem Material aufweist, das mit einer vor der Einlaßöffnung des Gehäuses angeordneten Kondensatorplatte zu­ sammenwirkt, und daß das Geberelement und die Kondensatorplatte über eine Auswertelektronik an ein Erstwert-Störmeldesystem an­ geschlossen sind. Auch diese Ausführungsform bietet höchste re­ produzierbare Genauigkeit bei geringster baulicher Veränderung und Beeinflussung der Ventilfunktion. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Ventilkörper einen Ventilteller aus elektrisch leitfähigem Material aufweist, der das Geberelement bildet.

In wesentlicher Weiterbildung der Erfindung wird vorge­ schlagen, daß die Induktionsspule bzw. die Kondensatorplatte in einer Halterung angeordnet ist, die auf das Gehäuse des Ventils aufsetzbar ist. Der erfindungsgemäße induktive oder kapazitive Geber kann also als Zusatz des Sicherheitsventils gefertigt und geliefert werden, wobei die Zuordnung und Verbindung mit dem Sicherheitsventil in einfachster Weise vorgenommen werden kann. Die Halterung wird so ausgebildet, daß es nicht zu einer we­ sentlichen Versperrung der Einlaßöffnung des Ventils kommt.

Vorzugsweise ist auch die Auswertelektronik für das Erst­ wert-Störmeldesystem an der Halterung angeordnet.

Dieses Meldesystem liefert vorteilhafterweise ein Steuersi­ gnal für eine übergeordnete Prozeßsteuerung sowie eine visuelle und eine akustische Anzeige. Mit dem Steuersignal können ggf. erforderliche Eingriffe in die Prozeßsteuerung bewirkt werden. Die beiden Anzeigen machen auf das Auftreten des Störfalls auf­ merksam.

Vorzugsweise ist das Erstwert-Störmeldesystem prozeßseitig entriegelbar, wobei die akustische Anzeige eine gesonderte ma­ nuelle Entriegelung aufweist. Um das Überwachungssystem erneut betriebsbereit zu machen, sind also zwei Entriegelungsvorgänge erforderliche, wobei die Entriegelung der akustischen Anzeige lediglich ein Bemerken des Störfalles voraussetzt, während die prozeßseitige Entriegelung erst nach Behebung der Störung er­ folgen kann. Anschließend ist das System wieder mit der ur­ sprünglichen Genauigkeit und Empfindlichkeit einsatzbereit.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, das Erstwert-Störmel­ desystem mit einer netzunabhängigen Notlauf-Spannungsversorgung zu versehen, um die Funktionsfähigkeit auch bei Stromausfall zu gewährleisten.

Als erfindungswesentlich offenbart gelten auch solche Kom­ binationen der erfindungsgemäßen Merkmale, die von den vorste­ hend diskutierten Verknüpfungen abweichen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausfüh­ rungsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform;

Fig. 2 in gleicher Darstellung eine zweite Ausführungsform;

Fig. 3 in gleicher Darstellung eine dritte Ausführungsform;

Fig. 4 in gleicher Darstellung eine vierte Ausführungsform.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist ein Gehäuse 1 vorgesehen, welches an seinem oberen Ende einen Ventilsitz 2 aufweist. Letzterer definiert die Einlaßöffnung des Gehäuses. Im Inneren des Gehäuses ist ein Ventilkörper 3 vorgesehen, der von einer Feder 4 gegen den Ventilsitz 2 verspannt ist.

Der Ventilkörper 3 weist einen Ventilteller 5 aus magneti­ sierbarem Material auf, der mit einer Induktionsspule 6 zusam­ menwirkt. Letztere ist an ein nicht dargestelltes Erstwert- Störmeldesystem angeschlossen, und zwar über eine ebenfalls nicht dargestellte Auswertelektronik.

Der Ventilteller 5 bildet zusammen mit der Induktionsspule 6 einen induktiven Geber, der anspricht, sobald der Ventilkör­ per 3 eine Öffnungsbewegung durchführt und Umgebungsluft in das Gehäuse 1 einströmen läßt. Das aus Ventilkörper 3 und Feder 4 bestehende System ist sehr empfindlich eingestellt, und der in­ duktive Geber ist so ausgelegt, daß selbst die geringste Bewe­ gung des Ventilkörpers erfaßt wird.

Sobald das Erstwert-Störmeldesystem anspricht, liefert es ein Signal an eine übergeordnete Prozeßsteuerung. Gleichzeitig betätigt es eine akustische Anzeige und eine visuelle Anzeige. Die akustische Anzeige kann entriegelt werden, sobald der Stör­ fall bemerkt worden ist. Die erneute Betriebsbereitschaft des Systems setzt allerdings außerdem eine prozeßseitige Entriege­ lung voraus. Eine Notlauf-Spannungsversorgung stellt sicher, daß das System auch bei Stromausfall arbeitet.

Die Induktionsspule 6 ist in einer Halterung 7 angeordnet, die auf das Gehäuse 1 aufgesetzt und dort verriegelt werden kann. Es sind also keinerlei Eingriffe in das Ventilsystem er­ forderlich. Mit der Halterung ist außerdem die Auswertelektro­ nik für das Erstwert-Störmeldesystem verbunden.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 dadurch, daß der Ventilkörper einen Stift 9 trägt, auf dem ein Permanentmagnet 10 angeordnet ist. Dieser taucht im vorliegenden Fall in die Induktionsspule 6 ein.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 trägt der Stift 9 kei­ nen Permanentmagneten, sondern ist an seinem oberen Ende 9′ ke­ gelförmig ausgebildet.

Während im Falle der Fig. 1 und 3 die Induktionsspule 6 eine Stromversorgung benötigt, wird im Falle von Fig. 2 ledig­ lich der in der Spule induzierte Strom gemessen.

Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Alternative, bei der der Ventilkörper 3, ebenso wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1, einen Ventilteller 5 trägt, der hier allerdings aus elektrisch leitfähigem Material besteht. Er wirkt mit einer Kondensator­ platte 11 zusammen, die direkt vor der Eintrittsöffnung des Ge­ häuses 1 angeordnet ist. Diese Konstruktion arbeitet als kapa­ zitiver Geber, wobei die Kondensatorplatte 11 und der Ventil­ teller 5 an das Erstwert-Störmeldesystem angeschlossen sind.

Im Rahmen der Erfindung sind durchaus Abwandlungsmöglich­ keiten gegeben. Vor allen Dingen kann die Halterung 7 an die jeweiligen Einbaubedingungen angepaßt werden, wobei lediglich von Bedeutung ist, daß die Möglichkeit bestehen bleibt, die Halterung in einfacher Weise aufzusetzen und zu arretieren. Ferner kann der Ventilkörper mit einer zusätzlichen Platte ver­ sehen werden, die als induktives oder kapazitives Geberelement arbeitet. Außerdem besteht die Möglichkeit, den Stift nach Fig. 3 bis zu seinem innerhalb der Induktionsspule liegenden Ende zylindrisch auszubilden. Für die Befestigung der Induktions­ spule bzw. der Kondensatorplatte innerhalb der Halterung sind beliebige Konstruktionen denkbar, solange die Induktionsspule bzw. die Kondensatorplatte möglichst dicht vor der Einlaßöff­ nung des Gehäuses plaziert werden kann.

Claims (12)

1. Unterdruck-Sicherheitsventil, insbesondere für Getränke­ behälter o. dgl., mit einem Gehäuse (1), das an seiner Einlaß­ öffnung einen Ventilsitz (2) aufweist, und mit einem in dem Ge­ häuse angeordneten Ventilkörper (3), der von einer Feder (4) gegen den Ventilsitz verspannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (3) ein Geberelement aus magnetischem oder ma­ gnetisierbarem Material aufweist und daß vor der Einlaßöffnung des Gehäuses (1) eine Induktionsspule (6) vorgesehen ist, die mit dem Geberelement zusammenwirkt und über eine Auswertelek­ tronik an ein Erstwert-Störmeldesystem angeschlossen ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (3) einen Ventilteller (5) aus magnetisierbarem Material aufweist, der das Geberelement bildet.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (3) einen Stift (9) trägt, der das Geberelement bildet und in die Induktionsspule (6) eintaucht.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (9) einen Permanentmagneten (10) trägt.

5. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (9) aus magnetisierbarem Material besteht und kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist.

6. Unterdruck-Sicherheitsventil, insbesondere für Getränke­ behälter o. dgl., mit einem Gehäuse (1), das an seiner Einlaß­ öffnung einen Ventilsitz (2) aufweist, und mit einem in dem Ge­ häuse angeordneten Ventilkörper (3), der von einer Feder (4) gegen den Ventilsitz verspannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (3) ein Geberelement aus elektrisch leitfähi­ gem Material aufweist, das mit einer vor der Einlaßöffnung des Gehäuses (1) angeordneten Kondensatorplatte (11) zusammenwirkt, und daß das Geberelement und die Kondensatorplatte über eine Auswertelektronik an ein Erstwert-Störmeldesystem angeschlossen sind.

7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (3) einen Ventilteller (5) aus elektrisch leitfä­ higem Material aufweist, der das Geberelement bildet.

8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Induktionsspule (6) bzw. die Kondensatorplat­ te (11) in einer Halterung (7) angeordnet ist, die auf das Ge­ häuse (1) des Ventils aufsetzbar ist.

9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertelektronik für das Erstwert-Störmeldesystem an der Hal­ terung (7) angeordnet ist.

10. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Erstwert-Störmeldesystem ein Steuersignal für eine übergeordnete Prozeßsteuerung sowie eine visuelle und eine akustische Anzeige liefert.

11. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Erstwert-Störmeldesystem prozeßseitig entriegelbar ist, wo­ bei die akustische Anzeige eine gesonderte manuelle Entriege­ lung aufweist.

12. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Erstwert-Störmeldesystem eine netzunab­ hängige Notlauf-Spannungsversorgung aufweist.