DE60015360T2

DE60015360T2 - Verfahren zur Immobilisierung von Nukleinsäuren auf festem Träger

Info

Publication number: DE60015360T2
Application number: DE60015360T
Authority: DE
Inventors: William E. Ford; Jurina Wessels; Oliver Harnack
Original assignee: Sony International Europe GmbH
Current assignee: Sony Deutschland GmbH
Priority date: 2000-11-20
Filing date: 2000-11-20
Publication date: 2005-03-17
Also published as: DE60015360D1; EP1207207B1; JP4251600B2; JP2002218976A; DE60015360T9; EP1207207A1; US20020091245A1; US6811980B2

Description

Diese Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen für die Druckbearbeitung einer pumpbaren Substanz, beispielsweise von Nahrungsmitteln und dergleichen.
Fließfähiges Substanzen, etwa flüssige Nahrungsprodukte, können durch die Einwirkung äußerst hoher Drücke bzw. Ultrahochdrücken behandelt werden. Z. B. können flüssige Nahrungsprodukte haltbar gemacht werden oder anderweitig chemisch oder physikalisch nach der Einwirkung sehr hoher Drücke verändert werden. In einem konventionellen Prozess wird das Nahrungsmittel in einen Druckbehälter eingeladen, in welchem es mit einem bestimmten Druck für eine bestimmte Zeitdauer beaufschlagt wird, um die gewünschte physikalische oder chemische Veränderung zu erreichen. Der Druck in dem Behälter wird dann abgebaut und der Inhalt wird herausgenommen. Der Druckbehälter kann dann mit einer weiteren Menge einer nicht bearbeiteten Substanz beladen werden und der Prozess kann wiederholt werden.
Obwohl gegenwärtige Systeme akzeptable Ergebnisse hervorbringen, können Probleme hinsichtlich der Produktkontamination auftreten. Die Kontamination ist ein wichtiger Punkt in gewissen Anwendungen, insbesondere in solchen, die die Druckbearbeitung von Nahrungsmitteln betreffen. Die Kontamination kann möglicherweise aus einem Kontakt zwischen dem Nahrungsmittel und der äußeren Umgebung herrühren, oder kann möglicherweise aus der Einwirkung des Druck bearbeiteten Nahrungsmittels auf das unbearbeitete Nahrungsmittel herrühren.
In dem US-Patent 4 5,228,394 beinhalten Druckbearbeitungsverfahren und Prozessvorrichtungen für die Sterilisierung, Denaturierung, etc. von Nahrungsmitteln einen freien Kolben, der in einen Druckbehälter so eingepasst ist, dass der freie Kolben in einer Hauptrichtung des Behälters gleitbar ist, wobei ein Druckbehälter durch den freien Kolben in zwei Kammern unterteilt wird, um eine Vermischung und einen Kontakt zwischen dem zu bearbeitenden Material und einem Druckmedium zu vermeiden. Das zu bearbeitende Material, das einer Kammer zugeführt und in diese eingefüllt wird, wird durch die gleitende Bewegung des Kolbens, die durch das Zuführen des Druckmediums zu der anderen Kammer bewirkt wird, druckbearbeitet. Es sind drei oder mehr Druckbehälter vorgesehen, wobei in jedem ein freier Kolben eingepasst ist, und es werden eine Reihe von Bearbeitungsvorgängen einschließlich des Druckbeaufschlagens und des Druckhaltens, des Entladens und des Zuführens des zu bearbeitenden Materials in einer kontinuierlichen Weise im gleichen Zeitabschnitt ausgeführt. Dieses Dokument zeigt nicht, wie die Durchgangsöffnungen, durch die das zu bearbeitende Material in den Druckbehälter eintritt, gereinigt werden können. Es gibt ferner keinen Hinweis darauf, wie zu vermeiden ist, dass nicht mit Druck beaufschlagte oder nicht genügend Druck beaufschlagte pumpbare Substanzpartikel vermieden werden können oder abgeführt werden können, um eine Kontamination der vollständig mit Druck beaufschlagten pumpbaren Substanz zu vermeiden.
In dem französischen Dokument FR 2,379,005 ist ein Anschluss mit zwei Ventilen offenbart. Ferner ist offenbart, dass der Anschluss mittels einem Reinigungsfluid gereinigt werden kann. Es ist nicht gezeigt, dass das Ankoppeln an ein Druckmittel möglich ist. Wenn ein derartiger Anschluss verwendet wird, ist es immer notwendig, unterschiedliche Wege vorzusehen, mit der das Bearbeitungsfluid in den Anschluss eintreten kann oder in welchem das Reinigungsfluid in den Anschluss eintreten kann. Leider ist es immer möglich, dass diese unterschiedlichen Fluide sich vermischen. Daher ist die Verwendung eines derartigen Ventils nicht erfolgsversprechend.
Wenn das Leitungssystem, das in der Erfindung gemäß dem französischen Dokument FR 2,379,005 beschrieben ist, aktiviert wird, tritt ein unter Druck stehendes Fluid, beispielsweise komprimierte Luft, in eine Arbeitsfluidverbindung und in ein Ansteuergehäuse und einen Kolben über einen Ventilstab ein, hebt eine kleinere Ventilscheibe von einem kleineren Sitz, wobei eine Schaltleckmenge von dem Leitungsschaltgehäuse in einem Leckmengenhohlraum abhängt, bis die kleinere Ventilscheibe an einer größeren Ventilscheibe anliegt und gegen diese dicht mittels der andauernden Wirkung einer Feder angedrückt wird. Bei der weiteren Aufwärtsbewegung wird auch die große Ventilscheibe von einem größeren Sitz angehoben, so dass die Verbindung zwischen den Leitungsschaltgehäuseteilen hergestellt wird. Die Feder sorgt für das Blockieren des Leckmengenhohlraums für Fluid in den Leitungsschaltgehäuseteilen auch in der offenen Position des Leitungsschalters. Die Feder ist daher essentiell, damit die Schaltfleckmenge von dem Reinigungsfluid abgeführt werden kann. Dies ist eine sehr komplexe Konstruktion. Die Wartung und der Aufbau sind sehr kostenintensiv. Daher sollte eine andere Lösung gefunden werden.
In dem US-Dokument 5,316,745 ist ein Ultrahochdrucksterilisierapparat offenbart. In diesem Zusammenhang ist ein Zylinder und eine Leitungsanordnung offenbart, die in einem Kompressionszyklus so arbeiten, dass das zu sterilisierende Material abwechselnd in der Zylinderkammer unter Druck gesetzt wird und entlastet wird. Der Zylinder in dieser Leitungsanordnung gemäß diesem Dokument bewegt sich auch bei einem Auslass- und Einlasstakt, wobei das während des Druck- und Entlastungszyklus sterilisierte Material aus der Kammer durch selektiv betreibbare Ventileinrichtungen abgeführt wird, und eine neue zu sterilisierende Materialmenge in die Zylinderkammer für einen weiteren Druck- und Entlastungsvorgang eingeführt wird. Dieses Dokument offenbart nicht, wie vermieden werden kann, dass nicht unter Druck gesetztes Material oder nicht ausreichend unter Druck gesetztes Material bereits druckbearbeitetes Material kontaminiert.
In dem französischen Dokument FR 2,381,953 ist ein durch Fluid betreibbares Ventil offenbart. Das durch Fluid betreibbare Ventil enthält einen Körper, einen Hohlraum in dem Körper, eine Einlasseinrichtung für den Körper, die zu dem Hohlraum führt, eine Auslasseinrichtung in dem Körper, die mit dem Hohlraum in Verbindung steht, einen ersten Ventilsitz für die Einlasseinrichtung, einen zweiten Ventilsitz für die Einlasseinrichtung, der stromabwärts zu dem ersten Ventilsitz angeordnet ist, ein Führungsventilelement, das zusammen mit dem ersten Ventilsitz betätigbar ist und ausgebildet ist, um dieses mit dem ersten Ventilsitz in Kontakt zu bringen und zu entkoppeln. Das Hauptventilelement umfasst eine Dichtfläche. Das Führungsventilelement umfasst ebenso eine Dichtfläche. Zwischen diesen Dichtflächen besteht ein Hohlraum, der mit einem Reinigungsfluid gefüllt werden kann. In diesem Patent ist es unbedingt erforderlich, zwei verschiedene Einrichtungen zum Ansteuern des Führungsventils und des Hauptventils sowie des Reinigens des Hohlraums zwischen diesen beiden Ventilen vorzusehen. Daher müssen zusätzliche Herstellungsschritte unternommen werden und die Kosteneffizienz einer derartigen Erfindung ist somit stark beeinträchtigt.
In dem US-Patent 2,622,838 ist ein Ventil offenbart, das durch Anheben eines Ventilstabes betätigt wird und das so ausgebildet ist, um das Strömen von Fluiden durch Leitungen zu regulieren. In dieser Erfindung wird ein Ventil mittels einem Handrad oder einem Schraubenschlüssel betätigt. Daher bewegt sich das Ventil entlang seiner Längsachse. Das Ventil enthält eine kreisförmige Aussparung, die um den Rand des Ventils herum ausgebildet ist. Diese ist so gestaltet, um ein Schmiermittel oder ein hydraulisches Fluid, das in eine ringförmige Aussparung, die um den Rand eines Ventilssitzes herum ausgebildet ist, eintreten kann, aufzunehmen. Daher unterteilt die ringförmige Aussparung, die um den Rand des Ventilssitzes ausgebildet ist, den Ventilsitz in zwei relativ schmale ringförmige Sitzflächen. Daher wird ein Hohlraum zwischen diesen beiden Sitzflächen gebildet. Der Hohlraum kann mit einer Hydraulikflüssigkeit oder einer Schmierflüssigkeit gefüllt werden. Die ringförmige Aussparung stellt einen Kanal bereit, der so gestaltet ist, um ein Schmiermittel oder ein hydraulisches Fluid aufzunehmen, das mittels einer Leitung und einem externen Anschluss zugeführt werden kann. Dies bedeutet, dass es in dem französischen Dokument FR 2,381,953 auch notwendig ist, separate Anschlüsse vorzusehen, um das Reinigungsfluid in den Hohlraum einzuführen.
In dem Dokument EP 0,786,595 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Druckbearbeitung einer pumpbaren Substanz offenbart. Darin ist ein Ventil mit der Quelle einer pumpbaren Substanz und dem Druckkessel verbunden, wobei das Ventil in eine erste, zweite und eine dritte Position bewegbar ist. Wenn sich das Ventil in der ersten Position befindet, ist ein Einlassanschluss des Ventils zu einem Durchgang ausgerichtet, der zum Druckkessel hin geöffnet ist. Wenn das Ventil sich in der zweiten Position befindet, dichtet der Ventilkörper den Durchgang ab und wenn sich das Ventil in der dritten Position befindet, ist ein in dem Ventil vorgesehener Auslassstutzen zu dem Durchgang ausgerichtet. Das Ventil ist daher in die erste Position bewegt, um ein Volumen der pumpbaren Substanz in den Druckkessel zu fördern, das Ventil wird in die zweite Position bewegt, um den Durchgang abzudichten, während die pumpbare Substanz mit einem ausgewählten Druck für eine spezielle Zeitdauer unter Druck gesetzt wird, um ein gewünschtes Ergebnis zu erhalten, und anschließend wird das Ventil in eine dritte Position bewegt, so dass die behandelte pumpbare Substanz aus dem Druckkessel herausgeführt werden kann. Der Einlassanschluss und der Auslassanschluss sind Niedrigdruckdichtungen und Hochdruckdichtungen in dem Ventil versehen, so dass, wenn das Ventil sich in der zweiten Position befindet, der Durchgang durch die Hochdruckdichtungen abgedichtet ist. Weder sind Reinigungseinrichtungen in diesem Dokument offenbart, noch ist das Problem berücksichtigt, das sich ergibt, wenn nicht ausreichend unter Druck gesetzte Teilchen der pumpbaren Substanz sich in dem Gebiet der Druckbeaufschlagung aufhalten. Daher offenbart dieses Dokument nicht, wie das Problem der Trennung oder Reinigung zu lösen ist.
In dem europäischen Dokument EP 0,391,487 ist eine Dichtungsanordnung mit einem Haltering offenbart, durch den sich ein Kolben hin- und herbewegt. Es gibt eine Dichtungsmanschette, die aus einem nicht extrusionswiderstandsfähigem Material hergestellt ist, das den Kolben vor dem Haltering umgibt. Der Haltering besitzt eine Öffnung, um den Kolben aufzunehmen und die Öffnung ist so ausgebildet, um einen sich radial und nach hinten ausdehnenden Spalt zwischen dem Kolben und dem Haltering zu definieren, um damit Dichtungsmaterial aufzunehmen und abzuführen, das in der Spalte anfällt. Es gibt einen Positionierflansch, der in integraler Weise mit dem Haltering ausgebildet ist und der die Dichtungsmanschette umschließt, um die Dichtungsmanschette an den Kolben anzudrücken, und es gibt einen äußeren Dichtungsbereich, um eine Dichtung zwischen dem Positionierflansch und dem Zylinder zu bilden. In diesem Dokument ist das Positionieren und das Erzeugen einer Dichtigkeit in einer Hochdruckpumpe das einzige, der Erfindung zu Grunde liegende Problem. Die Probleme nicht ausreichend unter Druck gesetzter Teilchen oder nicht unter Druck gesetzter Teilchen in einem Gebiet, in welchem sie unter Druck gesetzt werden sollten, ist darin nicht offenbart.
ÜBBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Druckbearbeitung von einer pumpbaren Substanz, etwa einem Nahrungsmittel.
In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung einen Druckkessel mit einer inneren Oberfläche und mindestens einer Öffnung bzw. einem Anschluss, der durch die innere Oberfläche hindurchgeht. Die Vorrichtung umfasst ferner einen Ventilkörper, der in der Nähe des Anschlusses positioniert ist und relativ zu dem Anschluss zwischen einer geöffneten Position und einer geschlossenen Position bewegbar ist. Der Ventilkörper besitzt mindestens eine Dichtoberfläche, die den Anschluss abdichtet und die Bewegung der pumpbaren Substanz durch den Anschluss bzw. durch die Öffnung beschränkt, wenn der Ventilkörper sich in der geschlossenen Position befindet. Der Ventilkörper kann ferner einen Kanal, der mit einer Quelle eines Spülfluids verbunden ist, aufweisen. Das Spülfluid kann durch den Kanal hindurchgeführt und in eine Spülzone gelenkt werden, die benachbart zu dem Ventilkörper angeordnet ist. Das Spülfluid kann dann nicht unter Druck gesetzte pumpbare Substanz oder nicht ausreichend unter Druck gesetzte Substanz aus der Spülzone herausspülen, die ansonsten die vollständig unter Druck gesetzte pumpbare Substanz kontaminieren könnte.
In einer Ausführungsform kann die Spülzone teilweise durch zwei Dichtungen auf dem Ventilkörper definiert sein. Eine Dichtung kann gegen eine innere Oberfläche des Anschlusses drücken und die andere Dichtung kann gegen eine Oberfläche des Druckkessels außerhalb des Anschlusses abdichten. Die Dichtungen können O-Ringe oder flexible Dichtungselemente aufweisen, die die Spülzone abtrennen.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Spülfluid desinfizierende Eigenschaften aufweisen und kann daher das Spülgebiet desinfizieren. In einer noch weiteren Ausführungsform kann das Spülfluid den Ventilkörper zwischen der offenen und der geschlossenen Position hin- und herbewegen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine teilweise aufgebrochene Teilquerschnittsansicht von der Seite als Aufriss einer Vorrichtung mit einem Ventil für eine pumpbare Substanz und einem Hochdruckventil gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 ist eine detallierte Querschnittsseitenaufrissansicht des Ventils für die pumpbare Substanz, das in 1 gezeigt ist.
3 ist eine detaillierte Querschnittsseitenaufrissansicht des in 1 gezeigten Hochdruckventils.
DETALLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung richtet sich an Verfahren und Vorrichtungen für die Druckbearbeitung von pumpbaren Substanzen, etwa von Nahrungsmitteln. Details gewisser Ausführungsformen der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung und in den 1 bis 3 dargestellt, um ein tieferes Verständnis derartiger Ausführungsformen zu ermöglichen. Der Fachmann wird jedoch verstehen, dass die vorliegende Erfindung zusätzliche Ausführungsformen aufweisen kann und dass die Erfindung ohne diverse Details, die in der folgenden Beschreibung dargestellt sind, ausgeführt werden kann.
Ein Druckbearbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst einen Druckkessel mit einem inneren Einlassventil, das sich öffnet, um eine pumpbare Substanz in den Kessel eintreten zu lassen. Das Einlassventil schließt dann und die pumpbare Substanz wird mittels eines Kolbens komprimiert, der von einem Hochdruckfluid bzw. Ultrahochdruckfluid angetrieben wird. Nachdem die pumpbare Substanz mit Druck beaufschlagt wurde, öffnet sich ein internes Auslassventil, um die druckbeaufschlagte pumpbare Substanz abzuführen. Das Einlassventil und das Auslassventil können mit einem Spülfluid beaufschlagt werden, dass die Wahrscheinlichkeit der Kontaminierung der druckbeaufschlagten pumpbaren Substanz verringert, indem eine Fludbarriere zwischen der druckbeaufschlagten pumpbaren Substanz und der nicht mit Druck beaufschlagten pumpbaren Substanz geschaffen wird.
1 ist eine Teilquerschnittsaufrissansicht einer Druckbearbeitungsvorrichtung 10, die einen Druckkessel 15 mit einer inneren Oberfläche 14 aufweist, die ausgebildet ist, hohen Innendrucken standzuhalten. Der Druckkessel 15 kann einen Zylinder 12 mit offenem Ende mit einem Ventil 30 für die pumpbare Substanz an einem Ende und mit einem Hochdruckventil 70 an dem gegenüberliegenden Ende aufweisen. Ein Bügel 11 hält das Ventil für die pumpbare Substanz 30 und das Hochdruckventil 70 in Position, wenn der Druckkessel 15 mit hohen Innendrücken beaufschlagt wird. Das Ventil für die pumpbare Substanz 30 enthält zwei Anschlüsse 31, die in 1 als ein Einlassanschluss 31a, der das Zuführen von nicht mit Druck beaufschlagter pumpbarer Substanz in den Druckkessel 15 ermöglicht, und als ein Auslassanschluss 31b, der die pumpbare Substanz gegen den Druckkessel abschließt, sobald die pumpbare Substanz als Druck beaufschlagt wurde, gezeigt sind. Jeder der Anschlüsse 31 kann mit einem Ventilkörper 40 (die als Einlassventilkörper 40a und als Auslassventilkörper 40b gezeigt sind) abgedichtet oder geöffnet werden. Die pumpbare Substanz kann mittels eines Kolbens 13 mit Druck beaufschlagt werden, der von einem Hochdruckfluid so angetrieben wird, dass dieser sich axial in dem Druckkessel 15 bewegt. Das Hochdruckfluid wird dem Druckkessel 15 über eine Hochdruckleitung 71 in dem Hochdruckventil 70 zugeführt. Das Hochdruckfluid wird anfänglich aus dem Druckkessel 15 durch die Hochdruckleitung 71 herausgeführt, bis der Druck innerhalb des Kessel 15 gering genug ist, so dass sich der Niederdruckanschluss 72 öffnen lässt. Wenn der Niederdruckanschluss 72 geöffnet ist, kann das verbleibende Hochdruckfluid aus dem Druckkessel 15 mit einer höheren Durchflussrate durch den Niederdruckanschluss abgeführt werden.
2 ist eine detaillierte Teilquerschnittsaufrissansicht des Ventils für die pumpbare Substanz 30 und eines Teils des Zylinders 12, die in 1 gezeigt sind. Wie in 2 gezeigt ist, kann das Ventil für die pumpbare Substanz 30 eine Einlasskupplung 33a, die mit dem Einlassanschluss 31a in Fluidverbindung steht, und eine Auslasskupplung 33b, die mit dem Auslassanschluss 31b in Fluidverbindung steht, aufweisen. Die Einlasskupplung 33a kann an eine Quelle pumpbarer Substanz (nicht gezeigt) gekoppelt sein, um die pumpbare Substanz dem Druckkessel 15 zuzuführen. Die Auslasskupplung 33b kann mit einem Behälter oder einer Verpackungseinrichtung verbunden sein, um die pumpbare Substanz zu verpacken, wenn diese druckbearbeitet wurde.
Wie zuvor erläutert ist, wird der Durchsatz der pumpbaren Substanz durch den Einlassanschluss 39a und den Auslassanschluss 31b mittels des Einlassventilkörpers 40a bzw. dem Auslassventilkörper 40b gesteuert. Jeder Ventilkörper 40 ist mit einer Ventilstange 50 mit einem Ventilkolben 52 verbunden, der den Ventilkörper 50 axial zwischen einer offenen Position (die durch die Lage des Auslassventilkörpers 40b in 2 dargestellt ist) und einer geschlossenen Position (die durch die Position des Einlassventilkörpers 40a in 2 dargestellt ist) verfährt. Folglich besitzt jeder Ventilkolben 52 eine vordere Fläche 55 benachbart zu einem Öffnungsanschluss 54 und eine hintere Fläche 56 benachbart zu einem Schließanschluss 53. Wenn unter Druck stehendes Fluid durch den Öffnungsanschluss 54 getrieben wird, drückt es gegen die vordere Fläche 55 des Ventilkolbens 52, um den Ventilkörper 40 axial in seine offene Position zu verfahren. Wenn das unter Druck stehende Fluid durch den Schließanschluss 53 getrieben wird, drückt es gegen die hintere Fläche 56 des Ventilkolbens 52, um den Ventilkörper 40 axial in seine geschlossen Position zu verfahren. Jeder Ventilkörper 40 kann einen externen Bereich 41 aufweisen, der außerhalb des entsprechenden Anschlusses 31 bleibt, wenn der Ventilkörper in der geschlossenen Position ist, und kann einen internen Bereich 42 aufweisen, der sich in den Anschluss hinein erstreckt, wenn der Ventilkörper sich in der geschlossenen Position befindet. Jeder Ventilkörper 40 kann ferner eine oder mehrere Dichtungen aufweisen, die die Bewegung der pumpbaren Substanz durch den Ventilkörper einschränken, wenn der Ventilkörper sich in der geschlossenen Position befindet. Z. B. kann der Ventilkörper 40 eine flexible Dichtung 43 um den Rand des externen Bereichs 41 herum aufweisen. Die flexible Dichtung 43 kann mittels einer Lippe 44 so in Position gehalten werden, um gegen eine innere Oberfläche 14a des Ventils für die pumpbare Substanz 30 benachbart zu dem entsprechenden Anschluss 31 eine Dichtung herzustellen. Der Ventilkörper 40 kann ferner einen O-Ring 45 um den inneren Bereich 42 herum aufweisen, der zur inneren Oberfläche 32 des Anschlusses 39 hin abdichtet. Ein Vorteil des Ventilkörpers 40 mit zwei Dichtungen (beispielsweise die flexible Dichtung 43 und der O-Ring 45) besteht darin, dass die Dichtungen die Wahrscheinlichkeit verringen, dass die pumpbare Substanz an dem Ventilkörper vorbeiströmt, wenn sich der Ventilkörper in der geschlossenen Position befindet. Beispielsweise können die beiden Dichtungen die Wahrscheinlichkeit verringern, dass die pumpbare Substanz an dem Auslassventilkörper 40b entweicht und in den Auslassanschluss 31b eintritt, wenn sich der Auslassventilkörper 40b in der geschlossenen Position befindet und die pumpbare Substanz mit Druck beaufschlagt wird. Ein derartiger Zustand ist nicht wünschenswert, da die entweichende pumpbare Substanz nicht vollständig druckbearbeitet ist und daher die vollständig bearbeitete Substanz kontaminieren kann, die nachfolgend durch den offenen Auslassanschluss 31b hindurchströmt. Ferner können die beiden Dichtungen in dem Einlassventilkörper 40a verhindern, dass nicht unter Druck gesetzte pumpbare Substanz aus dem Einlassanschluss 31a austritt und direkt in den Auslassanschluss 31b eintritt, ohne dass sie druckbeaufschlagt wurde, wenn beispielsweise der Einlassventilkörper 40a sich in der geschlossenen Position und der Auslassventilkörper 40b in der offenen Position befindet.
Der Ventilkörper 40 kann ferner eine Spülzone 60 aufweisen, die die Wahrscheinlichkeit weiter reduzieren kann, dass die vollständig druckbearbeitete pumpbare Substanz durch nicht bearbeitete oder nicht vollständig bearbeitete pumpbare Substanz kontaminiert wird. Wie in 2 gezeigt ist, kann die Spülzone 60 zwischen dem O-Ring 45 und der flexiblen Dichtung 43 angeordnet sein. Die Spülzone 60 kann ferner von dem inneren Bereich 42 des Ventilkörpers 40 und von der inneren Oberfläche 32 des Anschlusses 31 begrenzt sein. Ein Spülfluid kann in die Spülzone 60 durch eine oder mehrere Öffnungen 58 eintreten, die in dem Ventilkörper 40 benachbart zu der Spülzone angeordnet sind. Die Öffnungen können mit einer Quelle eines Spülfluids über einen Durchgang 51 in der Ventilstange 50 verbunden sein.
In einer Ausführungsform kann das Spülfluid das gleiche Fluid sein, wie es zum Antreiben des Ventilkolbens 52 verwendet wird. Folglich kann das Spülfluid in den Durchgang 51 über einen Durchgangseingang 57 eindringen, wenn der Ventilkörper 40 sich in der geschlossenen Position befindet, und das Fluid kann durch den Ventilstab 50 zu der Spülzone 60 strömen. Wenn der Ventilkörper 40 sich in der offenen Position befindet, blockiert der Ventilkolben 52 den Durchgangseingang 57 und verhindert damit, dass das Spülfluid in den Durchgang 51 eintritt, wodurch auch verhindert wird, dass das Spülfluid frei in dem Druckkessel 15 fließt.
Während sich das Spülfluid in der Spülzone 60 befindet, kann es Teilchen von nicht bearbeiteter oder nicht ausreichend bearbeiteter pumpbarer Substanz aufnehmen, die in die Spülzone eindringen können, indem diese an der flexiblen Dichtung 43 und/oder dem O-Ring 45 vorbeiwandern. Somit bildet die Spülzone 60 eine Fluidbarriere zwischen einem Gebiet, das vollständig bearbeite pumpbare Substanz beinhaltet, und einem Gebiet, das nicht bearbeitete oder nur teilweise bearbeitete pumpbare Substanz beinhaltet. Z. B. kann die Spülzone 60, die den Auslassventilkörper 40b umgibt, verhindern, dass die pumpbare Substanz, die nicht vollständig druckbearbeitet wurde, aus dem Druckkessel 15 entweicht, bevor der Arbeitszyklus abgeschlossen ist. Ferner kann die Spülzone 60, die den Einlassventilkörper 40a umgibt, verhindern, dass nicht bearbeitete pumpbare Substanz an dem Einlassventikörper vorbei und aus dem Auslassanschluss 31b herausströmt, wenn sich der Auslassventilkörper 40b in der geöffneten Position befindet, um die pumpbare Substanz aus dem Kessel 15 abzuführen.
Das Spülfluid kann die Spülzone 60 durch einen Auslasskanal 61 verlassen, um nicht druckbeaufschlagte oder nicht ausreichend druckbeaufschlagte pumpbare Substanz von dem entsprechenden Anschluss 31 weg zu transportieren. Der Austrittskanal 61 kann ein Rückschlagventil 62 aufweisen, das verhindert, dass das Spülfluid wieder in die Spülzone 60 zurückströmt, wenn der Druck in der Spülzone abfällt. Z. B. kann das Rückschlagventil 62 einen flexiblen Elastomerring aufweisen, der sich vom Durchmesser her von dem Austrittskanal 61 weg ausdehnt, so dass das Spülfluid entweichen kann, und der sich an den Austrittskanal anschmiegt, um ein Zurückströmen des Spülfluids in die Spülzone 60 zu verhindern. Das entweichende Spülfluid kann in einen Ringraum 64 eintreten und aus dem Druckkessel 15 durch ein Entlastungs- bzw. Überdruckventil 63 austreten. Das Entlastungsventil 63 kann so eingestellt sein, um einen Druck in dem Ringraum 64 aufrecht zu erhalten, der gering genug ist, dass das Spülfluid entweichen kann, der jedoch ausreichend hoch ist, um ein Austreten der pumpbaren Substanz aus dem Druckkessel 15 zwischen dem Zylinder 12 und dem Ventil für die pumpbare Substanz 30 zu verhindern. Das Spülfluid kann ein beliebiges geeignetes Fluid aufweisen, das die Ventilkörper 40 vor und zurückreiben und die pumpbare Substanz aus den Spülzonen 60 abführen kann. In einer Ausführungsform kann das Spülfluid auch eine Komponente aufweisen, die Jod enthält, um die Oberflächen benachbart zu der Spülzone 60 zu reinigen und/oder zu desinfizieren, wenn das Spülfluid durch die Spülzone 60 strömt. Alternativ kann das Spülfluid so ausgewählt sein, dass es eine Substanz enthält, die die Spülzone 60 reinigt, ohne die Eigenschaften der pumpbaren Substanz nachteilig zu beeinflussen. Folglich kann das Spülfluid die Wahrscheinlichkeit noch weiter verringern, dass die vollständig mit Druck bearbeitete pumpbare Substanz durch nicht ausreichend Druck beaufschlagte oder nicht druckbeaufschlagte pumpbare Substanz kontaminiert wird. Des weiteren kann das Spülfluid die Wahrscheinlichkeit verringern, dass Teilchen (die in der pumpbaren Substanz enthalten sein können) sich zwischen dem Ventilkörper und dem Anschluss 31 ansammeln, wo sie dann ein vollständiges Schließen des Ventilkörpers verhindern könnten.
3 ist eine detaillierte Teilquerschnittsseitenaufrissansicht des Hochdruckventils 70 und der Hochdruckleitung 71, die in 1 gezeigt sind. Die Hochdruckleitung 71 kann mit einer Quelle eines Hochdruckfluids verbunden sein, um den Kolben 13 in dem Druckkessel 15 anzutreiben. Das Hochdruckfluid kann von einer Einrichtung, etwa einem Modell Nr. 25X, das von Flow International Corp., Kent Washington, beziehbar ist, zugeführt werden. Derartige Einrichtungen sind in der Lage, Drücke bis zu 55000 psi zu erzeugen. Es können jedoch auch Drücke mit höheren oder tieferen Werten geeignet sein, solange der Druck ausreichend ist, um die gewünschte Wirkung an der pumpbaren Substanz hervorzurufen.
Das Hochdruckfluid wird aus dem Druckkessel 15 über den Niederdruckanschluss 72 abgeleitet, wenn der Druckkessel mit der pumpbaren Substanz gefüllt wird. Der Niederdruckanschluss 72 kann mit dem Niederdruckventilkörper 40c in ähnlicher Weise geöffnet und geschlossen werden, wie dies zuvor mit Bezug zu den Einlass- und Auslassventilkörpern 40a und 40b erläutert ist, die in 2 gezeigt sind. In einer Ausführungsform können der Niederdruckventilkörper 40c, der Ventilstab 50 und der Ventilkolben 52, die in 3 gezeigt sind, identisch zu den Ventilkörpern, Ventilstäben und Ventilkolben sein, die in 2 gezeigt sind, um damit möglichst viele gleiche Komponenten vorzusehen. Da jedoch der Niederdruckanschluss 72 nicht der Einwirkung der pumpbaren Substanz ausgesetzt ist, braucht das Hochdruckventil 70 nicht eine Spülzone 60 (2) oder einen Austrittskanal 61 (2) aufzuweisen.
Wie in 3 gezeigt ist, kann das Hochdruckventil 70 einen Dichtflansch 65 aufweisen, der in dichter Weise mit einer inneren Oberfläche 14b des Zylinders 12 gekoppelt ist, um das Hochdruckventil 70 innerhalb des Zylinders abzudichten. Der Dichtflansch 65 ist von der inneren Oberfläche 14b mit Abstand angeordnet, um einen O-Ring 67 aufzunehmen, der sowohl zu der inneren Oberfläche 14b als auch zu dem Flansch 65 hin abdichtet. Das Hochdruckventil 70 kann ferner eine elastische Dichtung 68 benachbart zu dem O-Ring und einen Anti-extrusionsring 69 benachbart zu der elastischen Dichtung aufweisen, die beide an einer hinteren Oberfläche 73 des Dichtflansches 65 anliegen. Die elastische Dichtung 68 kann ein Polymer aufweisen, etwa ein Polyethylen mit äußerst hohem Molekulargewicht, und der Anti-extrusionsring 69 kann ein Metall, etwa Bronze enthalten. Die hintere Oberfläche 73 des Dichtflansches 65 kann geneigt sein, so dass wenn die elastische Dichtung 68 in der durch den Pfeil A gekennzeichneten Richtung nach hinten getrieben wird (beispielsweise wenn der Druckkessel 15 mit Druck beaufschlagt wird), die elastische Dichtung 68 den Anti-extrusionsring 69 nach außen in Richtung des Zylinders 12 treibt, um zu verhindern, dass die elastische Dichtung 68 in einen kleinen Spalt eindringt, der zwischen dem Hochdruckventil 70 und dem Zylinder 12 vorhanden sein könnte. Dieser Aufbau kann vorteilhaft sein, da er die Abnutzung der elastischen Dichtung 68 verringert. Eine ähnliche Anordnung kann verwendet werden, um das Ventil für die pumpbare Substanz 30 (2) gegen den Zylinder 12 abzudichten.
Die Funktion einer Ausführungsform der Vorrichtung 10 kann am besten mit Bezug zu den 1 und 2 verstanden werden. Beginnend mit 2 wird zunächst der Auslassventilkörper 40b geschlossen, indem das Spülfluid durch den entsprechenden Schließanschluss 53 zugeführt wird. Das Spülfluid drückt gegen die hintere Fläche 55 des entsprechenden Ventilkolbens 52, um den Auslassventilkörper 40b in den Auslassanschluss 31b zu ziehen. Der O-Ring 45 dichtet dabei gegen die innere Oberfläche 32 des Anschlusses 31 ab und die flexible Dichtung 43 dichtet gegen die innere Oberfläche 14a des Ventils für die pumpbare Substanz 30 ab. Das Spülfluid tritt in die Spülzone 60 des Auslassventilkörpers 40b durch den entsprechenden Durchgang 51 für das Spülfluid ein und verlässt die Spülzone durch den entsprechenden Austrittskanal 61. Das Spülfluid strömt weiter, solange sich der Auslassventilkörper in der geschlossenen Position befindet. Sodann wird der Einlassventilkörper 40a in seine offene Position gebracht, indem Spülfluid zu dem entsprechenden Öffnungsanschluss 54 zugeführt wird. Das Spülfluid drückt gegen die vordere Fläche 55 des entsprechenden Ventilkolbens 53, um den Einlasskörper 40a in die offene Position zu bringen.
Gemäß 1 wird der Niederdruckventilkörper 40c in seine offene Position in ähnlicher Weise gebracht, wie dies zuvor mit Bezug zu dem Einlassventilkörper 40a beschrieben ist. Die pumpbare Substanz wird dann durch den Einlassanschluss 31a in den Druckkessel 15 eingeführt, um den Kolben 13 in Richtung des Hochdruckventils 70 zu bewegen, wodurch das restliche Hochdruckfluid, das zwischen dem Kolben 13 und dem Hochdruckventil 70 angeordnet ist, durch den Niederdruckanschluss 72 herauszuführen. Das Niederdruckventil 40c und der Einlassventilkörper 40a werden dann geschlossen und das Hochdruckfluid wird in den Druckkessel 15 über die Hochdruckleitung 71 eingeführt. Das Hochdruckfluid treibt den Kolben 13 in Richtung des Ventils für die pumpbare Substanz 30, um die pumpbare Substanz innerhalb des Kessels zu komprimieren. Wenn der gewünschte Druck erreicht ist, wird das Strömen des Hochdruckfluids angehalten und die pumpbare Substanz verharrt bei einem erhöhten Druck für eine ausgewählte Zeitdauer. Wenn die ausgewählte Zeitdauer verstrichen ist, wird der Druck innerhalb des Druckkessels 15 verringert, indem zunächst das Hochdruckfluid aus dem Druckkessel 15 über die Hochdruckleitung 71 abgeführt wird. Die Ventilkörper 40b und 40c werden dann geöffnet und Niederdruckfluid wird über den Niederdruckanschluss 72 eingeführt, um den Kolben 13 in Richtung des Auslassventilkörpers 40b zu bewegen und um die pumpbare Substanz aus dem Druckkessel 15 über den Auslassanschluss 39b abzuführen. Dieser Zyklus kann mit einer neuen Menge an pumpbarer Substanz sodann wiederholt werden.
Ein Vorteil einer Ausführungsform der Vorrichtung 10, wie sie in den 1 bis 3 gezeigt ist, besteht darin, dass die mehreren Dichtungen auf jedem Ventilkörper 40 die Wahrscheinlichkeit verringern, dass die druckbearbeitete pumpbare Substanz mit nicht druckbeaufschlagter oder nicht ausreichend druckbeaufschlagter pumpbarer Substanz kontaminiert wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die beiden Dichtungen eine Spülzone 60 zwischen der vollständig druckbeaufschlagten pumpbaren Substanz und der nicht mit Druck beaufschlagten pumpbaren Substanz definieren können. Ein Spülfluid kann durch die Spülzone 60 geleitet werden, um nicht ausreichend druckbeaufschlagte pumpbare Substanz aus der Spülzone zu entfernen, wodurch eine Fluidbarriere zwischen der mit Druck beaufschlagten pumpbaren Substanz und der nicht druckbeaufschlagten oder nicht ausreichend druckbeaufschlagten pumpbaren Substanz geschaffen wird. Ferner kann das Spülfluid die Oberflächen der Vorrichtung in der Spülzone desinfizieren. Sowohl die Spülfunktion als auch die Desinfizierfunktion können vollständig durchgeführt werden, während die Vorrichtung mit Druck beaufschlagt ist, ohne dass auf den Innenraum des Druckkessels 15 zugegriffen werden muss.
Ein noch weiterer Vorteil, der in den 1 bis 3 gezeigten Vorrichtung 10 besteht darin, dass die Dichtung 68 zwischen dem Zylinder 12 und den Ventilen 30 und 70 einen Anti extrusionsring 69 aufweisen kann, der benachbart zu einer geneigten Oberfläche der Ventile positioniert ist. Der Anti-extrusionsring 69 bewegt sich unter Druck nach außen, um die Abnutzung der Dichtung zu verringern und um die Wahrscheinlichkeit einer Undichtigkeit zu reduzieren, die sich zwischen dem Zylinder 12 und den Ventilen 30 und 70 entwickeln kann.
Aus dem Vorhergehenden erkennt man, dass, obwohl der Anschaulichkeit halber spezielle Ausführungsformen der Erfindung beschrieben sind, diverse Modifizierungen durchgeführt werden können, ohne von der beanspruchten Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können die flexible Dichtung 43 und der O-Ring 45 unterschiedlich an dem Ventilkörper 40 angeordnet werden, solange sie eine Spülzone 60 zwischen der druckbeaufschlagten pumpbaren Substanz und der nicht druckbeaufschlagten oder nicht ausreichend druckbeaufschlagten pumpbaren Substanz bilden. Alternativ können die beiden Dichtungen alleine (ohne das Spülfluid) ausreichend sein, um die druckbeaufschlagte pumpbare Substanz zu isolieren. Wenn das Spülfluid vorgesehen ist, kann dieses der Spülzone 60 über den Ventilstab 50 zugeführt werden, wie dies in den 1 bis 3 gezeigt ist, oder alternativ kann das Spülfluid direkt durch die innere Oberfläche 32 des Anschlusses 31 zugeführt werden. In einer noch weiteren alternativen Ausführungsform kann der Kolben 13 durch ein anderes Druckmittel, beispielsweise eine Blase oder einen Balg ersetzt werden, die sich in dem Druckbehälter 15 ausdehnen und zusammenziehen, um die pumpbare Substanz mit Druck zu beaufschlagen und um die pumpbare Substanz von dem Hochdruckfluid abzutrennen. Daher ist die Erfindung lediglich durch die angefügten Patentansprüche beschränkt.

Claims

Eine Vorrichtung (10) zur Druckbearbeitung eines pumpbaren Nahrungsmittels, welche Folgendes umfasst: einen Druckbehälter (15) mit einer inneren Oberfläche (14), einer Vielzahl von Öffnungen (31 oder 72) durch die innere Oberfläche (14) eine pumpbare Nahrungsmitteleinlassöffnung (31a) anschließbar an eine Quelle des pumpbaren Nahrungsmittels umfassend, eine pumpbare Nahrungsmittelauslassöffnung (31b), eine Fluideinlassöffnung (31a) anschließbar an eine Quelle eines Ultrahochdruckfluids, und eine Fluidauslassöffnung; Druckmittel (13), welche in dem Druckbehälter (15) zwischen der Pumpnahrungsmitteleinlassöffnung (31a) und Fluideinlassöffnung (31a) positioniert ist, um das pumpbare Nahrungsmittel von dem Ultrahochdruckfluid zu separieren und das pumpbare Nahrungsmittel dann unter Druck zu setzen, wenn das Ultrahochdruckfluid durch die Fluideinlassöffnung (31a) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass Folgendes umfasst ist: wenigstens ein Ventilkörper (40; 40a; 40b) in einer der Öffnungen (31a; 31b) angeordnet und relativ zu der Öffnung (31a; 31b) zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position bewegbar ist, der Ventilkörper (40; 40a; 40b) eine erste Dichtung (43; 45), die dichtend die innere Oberfläche (14) des Druckbehälters (15) angrenzend an die Öffnung (31a; 31b) hat, wenn der Ventilkörper (40; 40a; 40b) in einer geschlossenen Position ist und eine zweite Dichtung (43; 45), die dichtend die innere Oberfläche (14) der Öffnung (31a; 31b) dann kontaktiert, wenn der Ventilkörper (40; 40a; 40b) in einer geschlossenen Position ist, die erste Dichtung (43; 45) befreit von der inneren Oberfläche (14) des Druckbehälters (15) ist, wenn der Ventilkörper (40; 40a; 40b) in einer offenen Position ist, die zweite Dichtung (43; 45) befreit von der inneren Oberfläche der Öffnung (31a; 31b) ist, wenn der Ventilkörper (40; 40a; 40b) in einer offenen Position ist.
Eine Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, die Folgendes umfasst: einen Druckbehälter (15), der eine innere Oberfläche (14) hat und wenigstens eine Öffnung (31a; 31b) durch die innere Oberfläche (14) hat; einen Ventilkörper (40; 40a; 40b) in der Öffnung (31a; 31b) angeordnet und relativ zu der Öffnung (31a; 31b) zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position bewegbar, der Ventilkörper (40; 40a; 40b) eine dichtende Oberfläche hat, die die innere Oberfläche (14) des Druckbehälters (15) angrenzend der Öffnung (31a; 31b) dann kontaktiert, wenn der Ventilkörper (40; 40a; 40b) in einer geschlossenen Position ist; eine flexible Dichtung (43 oder 45) an die dichtende Oberfläche angelegt, die flexible Dichtung (43 oder 45) die innere Oberfläche (14) des Druckbehälters (15) angrenzend der Öffnung (31a; 31b) dann kontaktiert, wenn der Ventilkörper (40; 40a; 40b) in einer geschlossenen Position ist, die flexible Dichtung (43 oder 45) beabstandet zu der Öffnung (31a; 31b) dann ist, wenn der Ventilkörper (40; 40a; 40b) in einer offenen Position ist; und Druckmittel (13) in dem Druckbehälter (15) nahe der Öffnung (31a; 31b) derart positioniert sind, dass das pumpbare Nahrungsmittel unter Druck gesetzt ist, wenn das pumpbare Nahrungsmittel in den Druckbehälter (15) eingebracht ist.
Eine Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, Folgendes umfassend: einen Druckbehälter (15) eine innere Oberfläche (14) und wenigstens eine Öffnung (31a; 31b) durch die innere Oberfläche (14) aufweisend; einen Ventilkörper (40; 40a; 40b) nahe der Öffnung (31a; 31b) und relativ zu der Öffnung (31a; 31b) zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position bewegbar, der Ventilkörper (40; 40a; 40b) wenigstens eine dichtende Oberflä che hat, welche die Öffnung (31a; 31b) abdichtet und wenigstens die Bewegung der pumpbaren Substanz durch die Öffnung (31a; 31b) beschränkt, wenn der Ventilkörper (40; 40a; 40b) in einer geschlossenen Position ist, der Ventilkörper (40; 40a; 40b) einen Kanal hat, welcher eine erste Öffnung angeschlossen an die Quelle eines Reinigungsfluids ist und eine zweite Öffnung nahe der Öffnung (31a; 31b) hat, um ein Reinigungsfluid in eine an den Ventilkörper (40; 40a; 40b) angrenzende Region zu leiten.
Eine Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, Folgendes umfassend: einen Druckbehälter (15) mit einer inneren Oberfläche (14) und wenigstens eine Öffnung (31a; 31b) durch die innere Oberfläche (14); einen Ventilkörper (40; 40a; 40b) in einer Öffnung (31a; 31b) angeordnet und bewegbar zur relativ zu der Öffnung (31a; 31b) zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position, der Ventilkörper (40; 40a; 40b) wenigstens eine dichtende Oberfläche aufweist, welche die Öffnung (31a; 31b) abdichtet und die Bewegung der pumpbaren Substanz durch die Öffnung (31a; 31b) beschränkt, wenn der Ventilkörper (40; 40a; 40b) in einer geschlossenen Position ist, der Ventilkörper (40; 40a; 40b) einen Kanal (58 oder 61) mit einer ersten Öffnung angeschlossen an eine Quelle eines Reinigungsfluids aufweist, und eine zweite Öffnung nahe der Öffnung (31a; 31b) aufweist, um Reinigungsfluid in eine Reinigungszone (60) angrenzend an den Ventilkörper (40; 40a; 40b) zu leiten.
Die Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Druckbehälter (15) einen zylindrischen Abschnitt mit einem offenen Ende und einem Pump-Nahrungsmittelventil (30) in dem offenen Ende positioniert umfasst, die innere Oberfläche (14) des Druckbehälters (15) eine innere Wand des Zylinders und eine innere Wand des Pump-Nahrungsmittelventils (30) umfasst, die eine Öffnung (31a; 31b) sich durch die innere Wand des Pump-Nahrungsmittelventils (30) erstreckt.
Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Pump-Nahrungsmittelventil (30) eine in axialer Richtung sich erstreckende dichtende Oberfläche hat, welche ringförmig von der inneren Wand von dem zylindrischen Abschnitt beabstandet ist, das Pump-Nahrungsmittelventil (15) weiterhin zwischen der dichten Oberfläche und der inneren Wand des zylindrischen Abschnittes eine geneigte Oberfläche aufweist, die geneigte Oberfläche über einen stumpfen Winkel an der dichtenden Oberfläche angeordnet ist, wobei die Vorrichtung (10) Folgendes des Weiteren umfasst: eine Ventildichtung zwischen der dichtenden Oberfläche des Pump-Nahrungsmittelventils (30) und der inneren Wand des zylindrischen Abschnittes; und ein Ring (45) zwischen der Ventildichtung und der inneren Wand des zylindrischen Abschnittes angrenzend an die geneigte Oberfläche, der Ring (45) die innere Wand des zylindrischen Abschnittes dann kontaktiert, wenn die Ventildichtung einen axialen Druck auf den Ring (45) ausübt.
Die Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Druckmittel einen Kolben umfassen, der die innere Wand des Druckbehälters (15) zwischen der Fluideinlassöffnung (31a) und der Pumpnahrungsmitteleinlassöffnung (31a) dichtend kontaktiert und innerhalb des Druckbehälters (15) zwischen den zwei Einlassöffnungen bewegbar ist.
Die Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Ventilkörper (40; 40a; 40b) einen ersten Abschnitt, welcher der inneren Oberfläche (14) des Druckbehälters (15) angrenzend der Öffnung (31a; 31b) gegenübersteht umfasst und die erste Dichtung (43; 45) ein nachgiebiges elastisches Material angebracht an den ersten Abschnitt umfasst, das elastische Material zwischen dem ersten Abschnitt und der inneren Oberfläche (14) des Druckbehälters (15) ist und dichtend die innere Oberfläche (14) des Druckbehälters (15) angrenzend an die Öffnung (31a; 31b) kontaktiert, wenn der Ventilkörper (40; 40a; 40b) in einer geschlossenen Position ist.
Die Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Ventilkörper (40; 40a; 40b) einen zweiten Abschnitt grundsätzlich quer zu dem ersten Abschnitt und fluchtend mit der Achse der Öffnung (31a; 31b) ist, der zweite Abschnitt von einer Öffnung (31a; 31b) aufgenommen ist, wenn der Ventilkörper (40; 40a; 40b) in einer geschlossenen Position ist, wobei weiters die zweite Dichtung (43; 45) einen O-Ring um den zweiten Abschnitt angeordnet umfasst, um eine innere Oberfläche der Öffnung (31a; 31b) dichtend zu kontaktieren, wenn der Ventilkörper (40; 40a; 40b) in einer geschlossenen Position ist.
Die Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die des Weiteren einen Ventilkolben (52) angeschlossen an den Ventilkörper (40; 40a; 40b) umfasst, und einer ersten Fläche und einer zweiten Fläche, welche sich von der ersten Fläche weg wendet, aufweisend umfasst, wobei die erste Fläche in Fluidverbindung mit der Quelle eines Druckfluids steht, um den Ventilkörper (40; 40a; 40b) in eine offene Position zu bewegen, die zweite Fläche in Fluidverbindung mit der Quelle einem Druckfluid steht, um den Ventilkörper in eine geschlossene Position zu bewegen.
Die Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Ventilkörper (40; 40a; 40b) einen Kanal (58 oder 61) dort hindurch mit einer ersten und zweiten voneinander beabstandeten Öffnung hat, die erste Öffnung an eine Quelle eines Hygienisierungsfluids angeschlossen ist, um Hygienisierungsfluid in eine Region des Ventilkörpers (40; 40a; 40b), angrenzend an die zweite Öffnung zu bringen.
Die Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei sich die flexible Dichtung (43 oder 45) um den Umfang der Dichtoberfläche herum erstreckt und von der Dichtoberfläche zu der Öffnung (31a; 31b) erstreckt.
Die Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Ventilkörper (40; 40a; 40b) eine Rippe umfasst, welche die flexible Dichtung (43 oder 45) kontaktiert, um wenigstens die Bewegung der flexiblen Dichtung (43 oder 45) von dem Ventilkörper (40; 40a; 40b) weg zu beschränken.
Die Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Ventilkörper (40; 40a; 40b) eine erste und zweite voneinander beabstandete Dichtung hat, die wenigstens eine der inneren Oberflächen (14) des Druckbehälters (15) und eine innere Oberfläche der Öffnung (31a; 31b) kontaktieren, die erste Öffnung des Ventilkörpers (40; 40a; 40b) zwischen den Dichtungen ist, der Ventilkörper (40; 40a; 40b) von wenigstens einer der internen Oberflächen in der Reinigungszone (60) beabstandet ist, wobei des Weiteren der Druckbehälter einen Fluidauslasskanal (61) in Fluidverbindung mit der Reinigungszone (60) stehend hat, um das Reinigungsfluid von der Reinigungszone (60) zu entfernen.
Die Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Auslasskanal (61) derart an ein Absperrventil angeschlossen ist, dass es relativ zu dem Auslasskanal (61) zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position bewegt ist, wobei das Absperrventil den Auslasskanal (61) derart abdichtet, dass wenigstens die Bewegung des Reinigungsfluids durch den Auslasskanal (61) beschränkt ist und in der offenen Position das Absperrventil den Auslasskanal (61) derart öffnet, dass Reinigungsfluid hindurchpassieren kann.
Die Vorrichtung (10) nach einem der Anspruche 1 bis 15, wobei der Druckbehälter (15) einen zylindrischen Abschnitt umfasst, der ein offenes Ende und ein Pumpsubstanzventil mit einer dazugehörigen zylindrischen Wand im offenen Ende positioniert hat, wobei des Weiteren die eine Öffnung (31a; 31b) durch die zylindrische Wand des Pumpsubstanzventils (30) sich hindurcherstreckt, der Auslasskanal (61) sich durch die zylindrische Wand des pumpbaren Nahrungsmittelventils hindurcherstreckt und das Absperrventil einen nachgiebigen flexiblen Ring umfasst, der um die zylindrische Wand des Pump-Substanzventils (30) und über eine Öffnung des Auslasskanals (61) angeordnet ist.
Die Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der Druckbehälter (15) ein inneres Volumen hat, die Öffnung (31a; 31b) an eine Quelle eines pumpbaren Nahrungsmittels angeschlossen ist, und die Reinigungszone (60) zwischen der Quelle des pumpbaren Nahrungsmittels und dem inneren Volumen des Behälters befindlich ist.
Die Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei sie weiterhin einen Ventilkolben (52) an den Ventilkörper (40; 40a; 40b) und erste und zweite Flächen habend angeschlossen ist, die erste Fläche in Fluidverbindung mit der Quelle des Reinigungsfluids steht, um den Ventilkörper (40; 40a; 40b) in eine offene Position zu bewegen, die zweite Fläche in Fluidverbindung mit der Quelle des Reini gungsfluids steht, um den Ventilkörper (40; 40a; 40b) in eine geschlossene Position zu bewegen.
Die Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei sie weiterhin einen Schaft (50) umfasst, welcher sich in axialer Richtung durch die Öffnung (31a; 31b) zwischen dem Ventilkörper (40; 40a; 40b) und dem Ventilkolben (52) erstreckt, wobei der Kanal (58 oder 61) sich durch den Schaft (50) erstreckt.
Die Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, weiterhin ein Reinigungsfluid umfassend, wobei das Reinigungsfluid derart ausgewählt ist, dass sie wenigstens einen Teil des Ventilkörpers und der Öffnung hygienisiert.
Die Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei das Reinigungsfluid Jod umfasst.
Die Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei der Ventilkörper (40; 40a; 40b) sich in die Öffnung (31a; 31b) hinein erstreckt.
Die Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 22, weiterhin einen Ventilkolben (52) angeschlossen an den Ventilkörper (40; 40a; 40b) und eine erste und zweite entgegengesetzte Fläche aufweisend umfasst, wobei die erste Fläche in Fluidverbindung mit der Quelle des Reinigungsfluids steht, um den Ventilkörper (40; 40a; 40b) in eine offene Position zu bewegen, die zweite Fläche in Fluidverbindung mit der Quelle des Reinigungsfluids steht, um den Ventilkörper (40; 40a; 40b) in eine geschlossene Position zu bewegen.
Eine Methode zum Druckbeaufschlagen einer pumpbaren Substanz in einem Druckbehälter (15), dadurch gekennzeichnet, dass die pumpbare Substanz in einen Druckbehälter (15) eingebracht wird, eine Öffnung (31a; 31b) des Druckbehälters (15) durch Positionierung eines Ventilkörpers (40; 40a; 40b) wenigstens nahe der einen Öffnung (31a; 31b) abgedichtet wird und eine erste Dichtung (43; 45) des Ventilkörpers (40; 40a; 40b) mit einer inneren Oberfläche der Öffnung (31a; 31b) dichtend in Kontakt gelangt und eine zweite Dichtung des Ventilkörpers mit einer inneren Oberfläche des Druckbehälters nahe der Öffnung dichtend in Kontakt gelangt; die pumpbare Substanz in dem Druckbehälter (15) unter Druck gesetzt wird; und dass die pumpbare Substanz aus dem Druckbehälter (15) entfernt wird.
Eine Methode nach dem Anspruch 24, die Folgendes des Weiteren umfasst: Transferieren der pumpbaren Substanz in eine innere Region des Druckbehälters (15) durch eine Öffnung (31a; 31b) des Druckbehälters (15); Abdichten der Öffnung (31a) durch Bewegen eines Ventilkörpers (40; 40a; 40b) und wenigstens an die Öffnung (31a; 31b) angrenzend, um den Ausfluss durch die Öffnung (31a; 31b) zu blockieren; Reinigen einer Reinigungsregion (60), welche zwischen einer internen Region des Druckbehälters (15) und einer Quelle einer pumpbaren Substanz angeordnet ist durch Leiten eines Reinigungsfluids durch eine Düse in den Ventilkörper, wobei der Ventilkörper einen Ausfluss durch die Öffnung blockiert.
Eine Methode nach einem der Ansprüche 24 oder 25, welche Folgendes umfasst: Transferieren der pumpbaren Substanz in einen Druckbehälter (15) durch eine Einlassöffnung (31a); Abdichten der Einlassöffnung (31a) durch Bewegen eines Einlassventilkörpers (40a) in die Einlassöffnung (31a), um einen Ausfluss durch die Einlassöffnung (31a) zu verhindern; Hygienisierung einer an den Einlassventilkörper (40a) angrenzenden Region durch Leiten eines Hygienisierungsfluids durch einen Kanal (61) in dem Einlassventilkörper (40; 40a; 40b) und aus dem Einlassventilkörper (40a) durch eine Düse (58) in dem Einlassventilkörper (40a), wobei der Einlassventilkörper (40a) die Einlassöffnung (31a) blockiert; Abdichten der Auslassöffnung (31b) durch das Bewegen eines Auslassventilkörpers (40b), was angrenzend an die Auslassöffnung (31b) angeordnet ist, um einen Ausfluss durch die Auslassöffnung (31b) zu blockieren; und Hygienisierung einer an den Auslassventilkörper (40b) angrenzenden Region durch das Leiten eines Hygienisierungsfluids durch einen Kanal in dem Auslassventilkörper (40b) und aus dem Auslassventilkörper (40b) durch eine Düse (58) in dem Auslassventilkörper (40b) während der Auslassventilkörper (40b) die Auslassöffnung (31b) blockiert.
Die Methode nach einem der Ansprüche 24 bis 26, die weiter Folgendes umfasst: Hineinziehen des ersten Abschnitts des Ventilkörpers (40; 40a; 40b) wenigstens teilweise in die Öffnung (31a; 31b) und Hineinziehen des zweiten Abschnitts des Ventilkörpers (40; 40a; 40b) in Richtung der inneren Oberfläche (14) des Druckbehälters (15) benachbart zu der Öffnung (31a; 31b).
Die Methode nach einem der Ansprüche 24 bis 27, wobei die Öffnung (31a; 31b) eine erste Öffnung (31a) ist, der Ventilkörper (40; 40a; 40b) ein erster Ventilkörper (40; 40a; 40b) ist, der Behälter eine zweite Öffnung (31b) hat, und das Entfernen der pumpbaren Substanz das Entfernen einer pumpbaren Substanz durch die zweite Öffnung (31b) umfasst, und die Methode des Weiteren das Verschließen der zweiten Öffnung (31b) durch eine dichtende Kontaktierung eines ersten Abschnittes des zweiten Ventilkörpers (40b) mit einer inneren Oberfläche der zweiten Öffnung (31b) umfasst und des Weiteren eine dichtende Kontaktierung eines zweiten Abschnittes des zweiten Ventilkörpers (40b) mit einer internen Oberfläche (14) des Druckbehälters (15) nahe der zweiten Öffnung (31b) umfasst.
Die Methode nach einem der Ansprüche 24 bis 28, wobei das Dichten der Öffnung das Aufbringen eines Fluiddruckes auf einen dritten Abschnitt des Ventilkörpers (40; 40a; 40b), angeschlossen an und beabstandet zu dem ersten und zweiten Abschnittes, umfasst, um den ersten Abschnitt des Ventilkörpers (40; 40a; 40b) zumindest teilweise in die Öffnung (31a; 31b) hineinzuziehen.
Die Methode nach einem der Ansprüche 24 bis 29, wobei das Aufbringen von Fluiddruck auf den dritten Abschnitt des Ventilkörpers (40; 40a; 40b) das Senden von Fluid durch den Ventilkörper (40; 40a; 40b) zu einer äußeren Oberfläche des Ventilkörpers (40; 40a; 40b), zum Reinigen einer Region, angrenzend an die äußere Oberfläche, umfasst.
Die Methode nach einem der Ansprüche 24 bis 30, wobei das Abdichten der Öffnung (31a; 31b) das Bewegen von wenigstens eines Teiles des Ventilkörpers (40; 40a; 40b) in die Öffnung (31a; 31b) hinein umfasst.
Die Methode nach einem der Ansprüche 24 bis 31, wobei das Abdichten der Öffnung (31a; 31b) des Druckbehälters (15) das Aufbringen von Reinigungsfluid zu einem Kolben, angebracht an den Ventilkörper (40; 40a; 40b), zum Bewegen des Ventilkörpers (40; 40a; 40b), angrenzend zur Öffnung (31a; 31b), umfasst.
Die Methode nach einem der Ansprüche 24 bis 32, die des Weiteren Folgendes umfasst: Auswählen eines Reinigungsfluids, um eine hygienisierende Wirkung zu haben; und Hygienisieren der Reinigungsregion (60) durch Leiten des Reinigungsfluids in die Reinigungsregion (60).
Die Methode nach einem der Ansprüche 24 bis 33, wobei das Hygienisieren der Reinigungsregion (60) das Hygienisieren einer Region angrenzend an die innere Oberfläche (14) der Öffnung (31a; 31b) umfasst.
Die Methode nach einem der Ansprüche 24 bis 34, die weiterhin das Entfernen des Reinigungsfluids von der Region angrenzend an den Ventilkörper (40; 40a; 40b) umfasst.
Die Methode nach einem der Ansprüche 24 bis 35, wobei der Vorgang des Reinigens das Vermischen eines Teils der pumpbaren Substanz mit dem Reinigungs fluid in der Reinigungsregion (60) und Entfernen des Reinigungsfluids und des Teils der pumpbaren Substanz aus der Reinigungsregion (60) umfasst.
Die Methode nach einem der Ansprüche 24 bis 36, die des Weiteren Folgendes umfasst: das dichtende Kontaktieren des Ventilkörpers (40; 40a; 40b) mit einer internen Oberfläche von wenigstens einem der Druckbehälter (15) und der Öffnung (31a; 31b), an zwei voneinander beabstandeten Orten; und das Leiten des Reinigungsfluids zwischen den zwei beabstandeten Orten.
Die Methode nach einem der Ansprüche 24 bis 37, die des Weiteren das Aufhalten eines Ausflusses des Reinigungsfluids durch die Düse (58) durch das Bewegen des Ventilkörpers (40; 40a; 40b) von der Öffnung (31a; 31b) weg, zum Blockieren des Ausflusses des Reinigungsfluids durch den Ventilkörper (40; 40a; 40b) hindurch umfasst.
Die Methode nach einem der Ansprüche 24 bis 38, wobei das Abdichten der Einlassöffnung (31a) des Druckbehälters (15) das Aufbringen eines Hygienisierungsfluids zu dem Kolben, welcher angebracht an den Einlassventilkörper (40a) ist, um den Einlassventilkörper (40a) angrenzend an die Einlassöffnung (31a) hin zu bewegen, umfasst.
Die Methode nach einem der Ansprüche 24 bis 39, die des Weiteren das Entfernen des Hygienisierungsfluids aus den Regionen angrenzend an die Einlass- und Auslassventilkörper (40a; 40b) umfasst.
Die Methode nach einem der Ansprüche 24 bis 40, die des Weiteren Folgendes umfasst: das dichtende Kontaktieren des Ventilkörpers (40; 40a; 40b) mit einer internen Oberfläche von wenigstens einer des Druckgefäßes (15) und der Öffnung (31a; 31b) an zwei voneinander beabstandeten Orten; und das Leiten des Hygienisierungsfluids zwischen den zwei beabstandeten Orten.