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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Ventilanordnung zum Lenken von Fluid durch ein Rohrleitungssystem.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Schnittstelle
zwischen wenigstens einem hygienischen Produktzustellbehälter, einer
Produktabfüllmaschine
und einem Reinigungsflüssigkeitszustellbehälter.
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Aseptisches Verpacken von Milch,
Saft, anderen fließfähigen Nahrungsmitteln
und anderen Produkten erfordert, dass das Produkt zunächst sterilisiert
oder auf andere Art und Weise behandelt wird, z. B. durch Pasteurisieren.
Dann muss das Produkt während
des Verpackungsprozesses steril gehalten werden. Es muss dafür gesorgt
werden, dass das Produkt nicht durch Reinigungsflüssigkeiten, Schmiermitteln,
Umgebungsluft oder nicht sterilen Materien verunreinigt wird. Wenn
das Produkt nicht aseptisch ist (auf konventionelle Art und Weise
richtig pasteurisierte Milch ist beispielsweise nicht aseptisch),
müssen
strenge Maßnahmen
ergriffen werden, um zu verhindern, dass das Produkt in einen Spalt,
Tasche, Sackgasse oder einen Mechanismus gelangt, da ein solches
Produkt, das nicht aseptisch ist, das Wachstum von Mikrobakterien
fördern
kann, was zum Bilden von unerwünschten
Klumpen oder Partikeln führen
kann. Die Maschine muss deshalb so ausgelegt sein, dass eine regelmäßige Inspektion der
Mechanismen ermöglicht
wird, die das Produkt ansammeln oder es Verschmutzungen aussetzten können.
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Die Molkereiindustrie hat Verfahren
entwickelt, um Verpackungsmaschinen in einem hygienischen Zustand
zu halten, die gleichzeitig die Notwendigkeit minimieren, dass sie
zur Reinigung zerlegt werden müssen.
Es gibt Normen zur Aufrechterhaltung eines hygienischen Zustands
von permanent installierten Rohrleitungssystemen in Milchverarbeitungsanlagen
u. ä. durch
Vorortreinigung (cleaned-in-place CIP) oder mechanische Reini- gung. Siehe
3A Accepeted Practices For Permanently Installed Product And Solution
Pipelines And Cleaning Systems Used In Milk And Milk Product Processing Plants,
Number 605-04 (Akzeptierte Verfahren für permanent installierte Produkt-
und Lösungsrohrleitungen
und Reinigungssysteme, die in Milch- und Milchproduktverarbeitungsanlagen
verwendet werden); DIARY, FOOD AND ENVIRONMENTAL SANITATION, Vol.
12, Nr. 2 (Februar 1992). Bei CIP-Reinigung wird der Milchverteilungsmechanismus
nur durch Zirkulieren von Reinigungs- oder Desinfektionsfluids (Wasser,
Reinigungslösungen
oder Dampf) durch das Rohrleitungssystem wie gefordert gereinigt
und desinfiziert. Eine Maschine, die dem 3A-Standard entspricht,
wird gewünscht,
da sie effektiv verwendet, gereinigt und hygienisch gehalten werden
kann, obwohl die verarbeitete pasteurisierte Milch nicht aseptisch
ist und leicht verderblich bleibt, Ablass- und Absperrventilanordnungen,
die auch als "Leckanzeiger"-Ventile bekannt sind, werden verwendet,
um sicher zu stellen, dass zwei Verfahrensströme, wie z. B. ein hygienisches
Produkt und ein Reinigungsfluid, die abwechselnd durch dasselbe Rohrleitungssystem
strömen,
sich nicht vermischen und zwar weder während des normalen Betriebs noch
bei Leckage oder Ausfall eines einzelnen Ventils. Zwei Ventile werden
in Rei henschaltung als Ablass- und Absprerrventil bereit gestellt.
Das Einlassventil befindet sich am Einlass der Ventilkammer und ist
normalerweise geschlossen, um das Strömen von einem der Fluids in
die Kammer zu stoppen. Das Auslassventil befindet sich am Auslass
der Ventilkammer und ist normalerweise geschlossen, um das Strömen (normalerweise
unbeabsichtigter Rückstrom)
des anderen Fluids in die Ventilkammer zu stoppen. Ein normalerweise
offener Ablass in der Ventilkamer, das auch mit Ventilen versehen
ist, erleichtert die Leckernittlung. Das Drainagerohr, das das Ventil
verlässt,
kann beispielsweise transparent sein, so dass jede Leckage in den
Ablass von einem Bediener gesehen werden kann.
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Bei konventionellen Ablass- und Absperrventilen
sind zwei oder mehr separate Ventilkörper angeordnet, um die gesamte
Ventilanordnung zu bilden, z. B. durch Schweißen einer T-Röhre zwischen die
Auslassports der entsprechenden Ventilkörper. Die Röhre und Ventilauslassabschnitte
in der daraus resultierenden Anordnungen bilden einen "toten Arm"
bzw. "Totraum", der länger
ist, als optimal ist. Tote Arme und wenig entleerte innere Ventiloberflächen sind
Orte, an denen sich ein Produkt oder Chemikalien unerwünschterweise
ansammeln kann.
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Die Europäische Patentschrift Nr. 0 332
806 offenbart eine Ventilvorrichtung zum Steuern des Stroms von
sterilem Fluidmaterial von einem Zuflussrohr zu einem Ausgussrohr.
Es sind Vorrichtungen getroffen, um einen Dampfstrom durch eine
Kammer zwischen Ventilen sowohl im Zuflussrohr als auch im Ausgussrohr
zu lenken, wenn die Ventile geschlossen sind, um die Ventile zu
reinigen und zu sterilisieren. Es wird auch der Zufluss von Reinigungsfluid
in die Kammer bereit gestellt.
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich, wie oben erwähnt,
auf eine Schnittstelle zwischen wenigstens einem hygienischen Produktzustellbehälter, einer
Produktabfüllmaschine
und einem Reinigungsflüssigkeitszustellbehälter, wobei
wenigstens ein Produkteinlass zur Verbindung mit wenigstens einem
hygienischen Produktzustellbehälter
ausgelegt ist, um wenigstens eine Versorgung mit hygienischem Produkt
zu erhalten; wobei wenigstens ein Produktabfüllmaschinenauslass zur Verbindung
mit wenigstens einer Produktabfüllmaschine
ausgelegt ist; und wobei wenigstens ein Reinigungsflüssigkeitseinlass
zur Verbindung mit wenigstens einem Reinungsflüssigkeitszustellbehälter ausgelegt
ist, um die Schnittstelle zu reinigen. Gemäß der Erfindung sind erste
und zweite Reinigungsflüssigkeitszufuhrventile
in Reihe angeordnet zwischen dem Reinigungsflüssigkeitseinlass und dem Produktabfüllmaschinenauslass,
um dazwischen eine Reinigungsflüssigkeitspufferzone
zu definieren; und erste und zweite Produktzuführventile sind in Reihe zwischen
dem Produkteinlass und dem Produktabfüllmaschinenauslass angeordnet,
um dazwischen eine Produktpufferzone zu definierern, wobei jede
Zone selektiv durch Ventile an eine Hygienemittelquelle gekoppelt
ist, um entsprechend eine Sperre zwischen dem Produktabfüllmaschinenauslass
und dem Reinigungsflüssigkeitseinlass
herzustellen und zwischen dem Produktabfüllmaschinenauslass und dem
Produkteinlass. Normalerweise ist das Hygienefluid Dampf.
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Die verschiedenen Elemente in der
erfindungsgemäßen Schnittstelle
sind vorzugsweise selbstentleerend, und eine Drainageleitung von
der Produktpufferzone kann ihren eigenen Ventilmechanismus haben.
Das kann erste und zweite beabstandete Drainageventile in Reihe
in der Drainageleitung einschließen, die dazwischen einen Isolationsraum definieren.
Ein Dampfeinlass und ein Dampfauslass können zur Kommunikation mit
dem Isola tionsraum ausgelegt sein, um einen Dampfpuffer zwischen
dem ersten und dem zweiten von einander beabstandeten Drainageventil
bereitzustellen.
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Verschiedene Merkmale und Vorteile
der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von beispielhaften
Ausführungsformen
ersichtlich werden. Es wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer Nahrungsmittelherstell- und Verpackungsanlage,
die vier Verpackungsmaschinen von einer einzigen Versorgungsleitung über vier
Schnittstellen versorgt. Jede Schnittstelle verbindet die Versorgungsleitung
mit einer der Verpackungsmaschinen und ihren Reinigungsfluid- und
Dampfquellen;
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2 eine
detailliertere schematische Seitenansicht einer der Schnittstellen
aus 1;
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3 eine
Ansicht ähnlich
wie 2, wobei die Ventilpositionen
und die in der Schnittstelle vorhandenen Fluids in einem ersten
Stadium der Schnittstelle gezeigt werden;
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4 eine
Ansicht ähnlich
wie 2, wobei die Ventilpositionen
und die in der Schnittstelle vorhandenen Fluids in einem zweiten
Stadium der Schnittstelle gezeigt werden;
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5 eine
Ansicht ähnlich
wie 2, wobei die Ventilpositionen
und die in der Schnittstelle vorhandenen Fluids in einem dritten
Stadium der Schnittstelle gezeigt werden;
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6 eine
Ansicht ähnlich
wie 2, wobei die Ventilpositionen
und die in der Schnittstelle vorhandenen Fluids in einem vierten
Stadium der Schnittstelle gezeigt werden;
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7 eine
Ansicht ähnlich
wie 2, wobei die Ventilpositionen
und die in der Schnittstelle vorhandenen Fluids in einem fünften Stadium
der Schnittstelle gezeigt werden;
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8 eine
Ansicht ähnlich
wie 2, wobei die Ventilpositionen
und die in der Schnittstelle vorhandenen Fluids in einem sechsten
Stadium der Schnittstelle gezeigt werden;
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9 eine
Ansicht ähnlich
wie 2, wobei die Ventilpositionen
und die in der Schnittstelle vorhandenen Fluids in einem siebten
Stadium der Schnittstelle gezeigt werden;
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10 eine
Ansicht ähnlich
wie 2, wobei die Ventilpositionen
und die in der Schnittstelle vorhandenen Fluids in einem achten
Stadium der Schnittstelle gezeigt werden;
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11 eine
Ansicht ähnlich
wie 2, wobei die Ventilpositionen
und die in der Schnittstelle vorhandenen Fluids in einem neunten
Stadium der Schnittstelle gezeigt werden;
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12 eine
Ansicht ähnlich
wie 2, wobei die Ventilpositionen
und die in der Schnittstelle vorhandenen Fluids in einem zehnten
Stadium der Schnittstelle gezeigt werden;
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13 eine
Ansicht ähnlich
wie 9, wobei eine zweite
Ausführungsform
der Schnittstelle in ihrem siebten Stadium dargestellt wird;
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14 eine
perspektivische Ansicht der Ausführungsform
von 13, wobei die Ventilmembrane,
Elemente und Betätigungselemente
weglassen wurden, um die Ausrichtung der inneren Struktur darzustellen;
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15 eine
Draufsicht auf die Ausführungsform
von 14, die die Ventile
vollständig
zusammengefügt
darstellt;
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16 eine
isolierte Vorderansicht einer Anordnung der Ventile 80, 82 und 92 ähnlich der
von 14, weiter modifiziert,
um sie weiter zu integrieren. Die innere Struktur ist mit gestrichelten
Linien dargestellt;
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17 eine
Rückseitenansicht
der Anordnung von 16.
Die innere Struktur ist mit gestrichelten Linien dargestellt;
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18 einen
Querschnitt entlang der Linie 18-18 in 16, aber durch das Hinzufügen eines Ventilmembranelements
in der geschlossenen Position modifiziert;
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19 einen
Querschnitt entlang der Linie 19-19 in 16;
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20 eine
Ansicht ähnlich
der von 16 von einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung, die die Anordnung der Ventile 86, 88 und 98 darstellt;
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21 eine
Ansicht ähnlich
der von 17 der Ausführungsform
von 20;
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22 einen
Querschnitt entlang der Linie 10-10 in 20;
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23 einen
Querschnitt entlang der Linie 11-11 in 20.
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Identische Bezugsnummer für verschiedene Ansichter.
beziehen sich auf gleiche oder entsprechende Teile.
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Die gesamte Terminologie, ist sofern
nicht anders definiert, in der breitesten Interpretation zu verstehen.
Der Bergriff "hygienisch" (sanitary) wird, sofern nicht anders definiert,
breit auf Material, das hygienisch, fast aseptisch oder aseptisch
ist, verwendet. Der Begriff "Nahrungsmittel" wird als nicht ausschließliches
Beispiel für
ein Material, das unter hygienischen Bedingungen verarbeitet oder
verpackt wird, verwendet. Der vorliegende Apparat ist auch geeignet
zum Verarbeiten von oral oder nicht oral verabreichten pharmazeutischen
Präparaten
oder für jedes
andere Material, das Verarbeitungsschwierigkeiten verursachen oder
verschmutzen kann, wenn es dem Material ermöglicht wird, sich im Apparat
anzusammeln oder wenn mikrobielles Wachstum gefördert wird.
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1 zeigt
die Umgebung der vorliegenden Schnittstelle. Die Produktionsanlage 31 ist
im weitesten Sinne jede Quelle für
Material, das verpackt oder auf andere Art und Weise abgefüllt werden
soll. Die Anlage 31 kann beispielsweise eine Sterilisationsanlage
zum Bereitstellen eines flüssigen
Nahrungsmittels, wie z. B. Milch, das zum Konsumieren für den Menschen
bestimmt ist, sein. Das zu verpackende Produkt verlässt die
Produktionsanlage 31 über
einen Produktzustellbehälter
oder eine Versorgungsleitung 33, die mehrere (hier vier)
Produkiabfüllmaschinen 35, 37, 39 und 41 versorgt.
Jedes verbleibende Produkt, das zum Verbrauch geeignet ist, kann über die
Rückführleitung 43 zur
Produktionsanlage 31 zurückgeführt werden. Die Produktabfüllmaschinen 35, 37, 39 und 41 können viele
verschiedene Formen haben und verschiedene Funktionen ausführen. Ein
exemplarischer Typ einer Maschine, der hier dargestellt wird, ist
eine Verpackungsmaschine, die einen Verarbeitungsstrom in kleine
abgetrennte Packungen unterteilt.
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Jedes dargestellte Verpackungsmittel 35, 37, 39 und 41 hat
eine unabhängige
Quelle (entsprechend mit den Referenznummern 45, 47, 49 und 51 versehen)
von einer oder mehreren Reinigungsflüssigkeiten sowie eine unabhängige Quelle
(entsprechend mit den Referenznummern 53, 55, 57 und 59 versehen)
von einem oder mehreren Sterilisationsfluids. Die Anzahl, Auswahl
und Art dieser Reinigungs- und Sterilisationsfluids ist nicht wichtig.
Es wird jedoch in einer Ausführungsform
bevorzugt, dass eines der Fluids Dampf ist.
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Die vier Schnittstellen 61, 63, 65 und 67 sind Zweiglinien,
die eine Schnittstelle zwischen der Versorgungsleitung 33 und
den Maschinen 35, 37, 39, 41 herstellen
oder diese verbinden, um das Produkt zu verteilen. Die Schnittstellen 61, 63, 65 und 67 sind auch
mit den Reinigungs- und Sterilisationsfluidquellen 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57 und 59 verbunden
und verbinden diese Fluidquellen mit den Verpackungsmaschinen 35, 37, 39 und 41,
wenn es nötig
ist, die Schnittstellen und die Verpackungsmaschinen zu sterilisieren.
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Die Produktionsanlage 31 aus 1 hat ihre eigene Reinigungsfluidquelle 69 und
Sterilisationsfluidquelle 71, die verwendet werden, um
die Versorgungsleitung 33 zu reinigen und zu sterilisieren.
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Eine typische Anforderung für den Betrieb des
Apparats aus 1 ist,
dass die Reinigungs- und Sterilisationsfluids der Produktionsanlage
niemals in Kontakt mit den Reinigungs- und Sterilisationsfluids der
Maschinen in Berührung
kommen sollen. Die entsprechenden Fluids sind in der vorliegenden
Nahrungsmittelverpackungslinie immer durch eine Reihe von wenigstens
zwei Ventilen voneinander getrennt. Das Nahrungsmittel oder ein
anderes Produkt und die Reinigungsflüssigkeiten sind in der vorliegenden Verpackungslinie
ebenfalls immer durch eine Reihe von wenigstens zwei Ventilen getrennt.
Es muss jedoch jeder Teil des Systems, der in Kontakt mit dem Produkt
kommt, zunächst
mit den Reinigungsfluids gereinigt und hygienisch gemacht werden.
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In dieser Ausführungsform hat jede Schnittstelle 61, 63, 65 und 67 eine
Reihe von Ventilen wie dies in den nachfolgenden Figuren am besten
dargestellt ist, die betrieben werden können, um einen beweglichen,
immer präsenten
Puffer zwischen dem Nahrungsmittel, den Maschinenreinigungs- und
Hygienefluids und den Versorgungsleitungsreinigungs- und Hygienefluids
herzustellen. Wie bald ersichtlich wird, kann jede einzelne der
in 1 dargestellten Verpackungsmaschinen
abgeschaltet, gereinigt und sterilisiert und wieder in Betrieb genommen
werden, ohne dass der Fluss durch die Versorgungsleitung 33 oder
die anderen Maschinen beeinträchtigt
wird und ohne dass die Integrität
des Produkts irgendwo im System geschädigt wird. Ein Grund für die Vielseitigkeit
des Systems ist der Aufbau der Schnittstellen 61, 63, 65 und 67.
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2 ist
eine detailliertere schematische Seitenansicht der Schnittstelle 61 zwischen
der Versorgungsleitung 33, der Verpackungsmaschine 35 und
den Reinigungsfluid- und Dampfquellen 45 und 53.
Die dargestellte Schnittstelle hat zehn Ventile die mit den Referenznummern 80 bis 98 bezeichnet
werden. Die Ventile 80, 82, 84, 86, 88 und 90 sind
Nahrungsmittel-, Selbstdrainage-, Membran-Absperrventile, die ausgelegt
sind, Nahrungsmittelflüssigkeit
und Reinigungsflüssigkeiten
weiterzuleiten oder zu enthalten und Dampf bei Sterilisationsdrücken und
-temperaturen wenigstens zu enthalten. Die Ventile 92 und 98 sind
Dampf/Kondensat-Ablassventile, die den Dampfstrom am Auslass beschränken und
Kondensat ablassen.
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Wie hier insbesondere mit Bezug auf
die Ventile 80) bis 90 verwendet, sind die Begriffe
"Einlass" oder "Auslass" breit und nicht wörtlich definiert, da die Fluids
in beide Richtungen durch viele der Ventile in der Schnittstelle 61 zu
verschiedenen Zeitpunkten strömen.
Praktischerweise sind die Seiten der Ventile 80, 82, 84 und 86,
an denen von der Versorgungsleitung 33 strömendes Produkt
eintritt, als Einlasse dieser Ventile definiert, während die
Seiten der Ventile 88 und 90, an denen die Reinigungsflüssigkeit,
die von der Quelle 45 Fließt, normalerweise eintritt,
als Einlass dieser Ventile definiert wird. Auch "vor" und "hinter"
werden jedes Mal mit Bezug auf den Strom eines bestimmten Fluids
definiert. Verschiedene Fluids oder sogar ein bestimmtes Fluid zu verschiedenen
Zeiten strömen
in verschiedene Richtungen. Weiterhin ist eine Struktur, die zur
"Kommunikation ausgelegt" oder "zur Kommunikation" mit einer anderen
ist, in dieser Beschreibung und in den Ansprüchen als Struktur definiert,
die mit einer anderen kommunizieren kann, unter der Voraussetzung, dass
alle Ventile zwischen ihnen offen sind. Das Einfügen eines zusatzlichen Ventils,
Behälter,
Tank etc. zwischen zwei Strukturen verhindert nicht, dass sie "zur
Kommunikation ausgelegt' oder "zur Kommunikation", wie hier definiert,
sind. Die vorliegende Beschreibung beschreibt weiterhin "wenigstens
eine" von vielen Strukturen, von denen nur eine in diesen speziellen,
in der Beschreibungen und den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen
beschrieben wird. Zwei, drei, vier oder mehr von jeder dieser Strukturen
in Reihe oder parallel angeordnet sind als alternative Ausführungsformen
vorgesehen.
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Es wird nun wieder auf 2 Bezug genommen. Die Schnittstelle 61 hat
wenigstens einen Produkteinlass 100 der zur Kommunikation
mit wenigstens einem Produktzustellbehälter (hier Versorgungsleitung 33)
verbunden ist, um wenigstens eine Zustellung des Nahrungsmittels
zu bekommen. Das Ventil 80 ist wenigstens ein Produktzustellventil,
das wenigstens einen Einlass 102 zur Kommunikation mit dem
Produkteinlass und wenigstens einem Auslass 104 zur Kommunikation
mit dem Produktabfüllmaschinenauslass 106 hat.
Der Produkteinlass 102 ist vor zugsweise zur Versorgungsleitung 33 ausreichend
abgeschrägt,
um seinen ganzen Inhalt in die Versorgungsleitung 33 abzulassen,
wenn das Ventil 80 geschlossen ist.
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Das Ventil 82 ist wenigstens
ein Drainageventil, das wenigstens einen Einlass 108 zur
Kommunikation mit dem Auslass des Produktzustellventils 80 und
wenigstens einem Auslass 110 zur Kommunikation mit dem
Ablass bzw. Drain 112, hier über eine Drainageleitung 114,
hat. Das Ventil 84 ist ein weiteres Drainageventil, das
in Reihe mit dem Ventil 82 angeordnet ist und wenigstens
einen Einlass 116 zur Kommunikation. mit der Drainageleitung 114 und
wenigstens einen Auslass 118 zur Kommunikation mit Ablass 112 hat.
Zwischen den Ventilen 82 und 84 ist ein Isolationsraum
definiert.
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Das Ventil 86 ist wenigstens
ein Isolationsventil, das wenigstens einen Einlass 120 zur
Kommunikation mit dem Auslass 104 des Produktzustellventils 80 und
wenigstens einem Auslass 122 zur Kommunikation mit dem
Produktabfüllmaschinenauslass 106 hat.
Das T-Stück 124 definiert
einen offenen gemeinsamen Raum zwischen den Ventilen 80, 82 und 86.
Die Arme des T-Stücks 124 können zu
ihrer Verbindung ausreichend geneigt sein, um den gesamten Inhalt
zu Einlass 108 von Ventil 82 abzullassen, wenn die
Ventile 82 und 84 offen sind, so dass sich das T-Stück 124 völlig entleeren
kann, wenn es nicht in Benutzung ist. Aus Gründen der Kompaktheit kann das
T-Stück 124 zusammengefaltet
werden, so dass es nur die Verbindung zwischen dem Ventilauslass 104 und
den Ventileinlassen 108 und 120 ist.
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Das L-Stück 126 hat einen ersten
Strang 128 der von Auslass 122 weg geneigt ist
und einen zweiten Strang 130, der mit dem ersten Strang 128 und dem
Auslass 106 der Produktabfüllma schine kommuniziert. Dies
ist ebenfalls eine selbstentleerende Konstruktion.
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Der zweite Strang 130 hat
einen Reinigungsflüssigkeitseinlass
oder -zweig 132 zum Zustellen von Reinigungsflüssigkeit
von der Quelle 45 zur Schnittstelle 61 und in
dieser Ausführungsform
zur Verpackungsmaschine 35. Separate Zustellungen der Reinigungsflüssigkeit
könnten
ebenfalls für
die Schnittstelle 61 und die Maschine 35 durch
eine andere Anordnung vorgesehen sein. Der Zweig 132 hat einen
Auslass, der von Auslass 134 von wenigsten einem ersten
Reinigungsflüssigkeitszustellventil 88 definiert
wird, zur Kommunikation mit dem Produktabfüllmaschinenauslass 106.
Das Ventil 88 hat ebenfalls wenigstens einen Einlass 136.
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Der Zweig 132 hat ebenfalls
wenigstens ein zweites Reinigungsflüssigkeitszustellventil 90,
das wenigstens einer Einlass 138 zur Kommunikation mit der
Reinigungsflüssigkeitsquelle 45 und
wenigstens einen Auslass 140 zur Kommunikation mit dem
Einlass 136 des ersten Reingigungsflüssigkeitszustellventils 88 hat.
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Die Ventile 92 und 96 sind
Dampfeinlassventile mit Einlassen 141 und 142,
die durch geeignete Rohrleitungen mit der Dampfquelle 53 verbunden sind.
Die Auslasse 143 und 144 der Ventile 92 und 96 kommunizieren
jeweils mit der Drainageleitung 114 und der Zweigleitung 132.
Die Ventile 94 und 98 sind Dampfdrainageventile,
die Einlasse 145 und 146 haben, die jeweils mit
der Drainageleitung 114 und der Zweigleitung 132 kommunizieren.
Die Auslasse 147 und 148 der Ventile 94 und 98 kommunizieren
mit dem Kondensatablass 149.
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Es wird nun auf 3 bis 12 Bezug
genommen, die die Schnittstelle aus 2 in
verschiedenen Betriebsstadien zeigen.
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3 ist
eine Ansicht, ähnlich
der von 2, die die Ventilpositionen
und die in der Schnittstelle anwesenden Fluids in der "Position
1" zeigt. Diese und andere Positionsnummern zeigen kein feste Zuordnung
oder Abfolge von Arbeitsschritten an, sondern sind nur unterschiedliche
Namen für
unterschiedliche Stadien in der Schnittstelle 61.
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In der in 3 dargestellten Position 1 sind die Ventile 82, 92 und 94 offen,
und die Ventile 80, 84, 86, 88, 90, 96 und 98 sind
geschlossenen. Der Zweig 132 und das L-Stück 126 sind
leer. Das T-Stück 124 zwischen
den Ventilen 80, 84 und 86 ist mit Dampf gefüllt, der
am Ventil 92 eintritt, während Kondensat am Ventil 94 abgelassen
wird. In Position 1 ist kein Produkt in der Versorgungsleitung 33 vorhanden,
die Verpackungsmaschine 35 ruht und die Versorgungsleitung 33 ist
von der Reinigungsflüssigkeitsquelle 45 und
der Verpackungsmaschine 35 durch einen Dampfpuffer zwischen
zwei in Reihe geschaltete geschlossene Ventile (80 und 86)
isoliert. Das linke Ende von Zweig 132 kann in Position
1 optional zur Umgebungsluft geöffnet
sein. Position 1 kann beispielsweise genutzt werden, wenn die Versorgungsleitung 33 und
die Verpackungsmaschinen 35 bis 41 alle abgeschaltet
sind und gereinigt werden, es aber gewünscht ist, einen sterilen Puffer
zwischen jeder Umgebungsluftquelle und der Versorgungsleitung 33 aufrechtzuerhalten.
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4 zeigt
die Ventilpositionen und die in der Schnittstelle vorhandenen Fluids
in der Position 2. In 4 sind
die Ventile 82, 88, 90, 92 und 94 offen,
und die Ventile 80,
84, 86, 96 und 98 sind
geschlossen. Der Zweig 132 und das L-Stück 126 sind mit
einer Reinigungsflüssigkeit
von Quelle 45 gefüllt; die
Reinigungsflüssigkeit
strömt
auch durch den Produktabfüllmaschinenauslass 106,
um die Verpackungsmaschine 35 zu reinigen. Das T-Stück 124 zwischen
den Ventilen 80, 84 und 86 ist mit Dampf gefüllt, der
am Ventil 92 eintritt, während Kondensat am Ventil 94 abgelassen
wird. In Position 2 ist das Produkt in der Versorgungsleitung 33 vorhanden.
Position 2 wird verwendet, um die Verpackungsmaschine 35 zu
reinigen, während
zwei Ventile in Reihe (86 und 80) und ein steriler
Dampfpuffer zwischen der Reinigungsflüssigkeit und dem Produkt in
der Versorgungsleitung 33 aufrecht erhalten werden. Mit
Bezug auf 1 kann die
Maschine 35 gereinigt werden, während die Maschinen 37, 39 und 41 das
Produkt von der Versorgungsleitung 33 verpacken. 4 ist für aseptisches Verpacken akzeptabel,
insbesondere wenn das Produkt so ist, dass der Dampfpuffer im T-Stück 124 nicht
dazu tendiert, den Inhalt in der Versorgungsleitung 33 an
Ventil 80 zu kochen.
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5 ist ähnlich 2 und zeigt die Ventilpositionen
und die in der Schnittstelle vorhandenen Fluids in Position 3. In 5 sind die Ventile 80, 86, 92, 94, 96 und 98 geöffnet, und
die Ventile 82, 84, 88 und 90 geschlossen.
Der Abschnitt des Zweigs 132 links vom Ventil 90 ist
leer, während
der Rest des Zweigs 132 mit Dampf gefüllt ist, der am Ventil 96 eintritt,
während
Kondensat am Ventil 98 abgelassen wird. Ein offener Weg
von der Versorgungsleitung 33 durch das L-Stück 126 ermöglicht einen
kontinuierlichen Strom des Produkts zur Maschine 35 zum
Verpacken. Die Drainageleitung 114 ist mit Dampf gefüllt, der
am Ventil 92 eintritt, während Kondensat an Ventil 94 abgelassen
wird. Diese Anordnung ist sinnvoll zum Lenken des Produkts zur Maschine 35,
während
eine Dampfbarriere zwischen dem leeren Teil von Zweigleitung 132 und
dem Produkt im L-Stück 126 aufrechterhalten
wird und eine andere Dampfbarriere zwischen dem Ablass 112 und
dem Produkt in der Linie zwischen den Ventilen 80 und 86.
Dies ist ebenfalls eine aseptische Schnittstelle im Gegensatz zu
einer 3A-Schnittstelle, die nicht Dampf und das Produkt über ein
einziges Ventil nebeneinanderstellt.
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Die Konfiguration von 5 kann auch verwendet werden,
wenn Dampf ein unerwünschter
Puffer ist, z. B. wenn das Produkt über ein einziges Ventil durch
den Dampf unerwünschtem
Kochen ausgesetzt wird (z. B. Eiprodukte, die erhärten und
Ablagerungen bilden, wenn sie erhitzt werden). Der Dampf kann durch
sterilisierte Luft ersetzt werden. Diese Ersetzung kann. beispielsweise
dadurch vorgenommen werden, dass die Dampfquelle 53 von
den Ventilen 92 und 96 abgeschaltet wird und dann
die Dampfrohre mit sterilisierter Luft gefüllt werden. Diese sterilisierte
Luft kann dann durch die Ventile 92 und 96 eingeführt werden
und dient als Puffer. Die sterilisierte Luft kann kühl genug
sein oder Wärme
langsam genug übertragen,
um ein Kochen des Produkts, das auf dem Weg zur Verpackungsmaschine 35 das
Ventil 82 passiert, zu verhindern.
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Position 3 ist auch für andere
Zwecke nützlich.
Die Versorgungsleitung 33 wird üblicherweise regelmäßig vor
Ort gereinigt und sterilisiert unter Verwendung der Produktionsanlagen-Reinigungsflüssigkeitsquelle 69 und
der Produktionsanlagenquelle für
Sterilisationsfluid 71 (in 1 dargestellt).
Unter bestimmten Umständen
kann der Bediener wünschen,
eine oder alle Maschinen 35, 37, 39 und 41 zu sterilisieren,
während
die Versorgungsleitung 33 unter Verwendung der Reinigungs-
oder Desinfektionschemikalien aus den Quellen 69 und 71 sterilisiert wird.
Dies wird mit den gleichen Ventileinstellungen durchgeführt, aber
das Reinigungs- oder Sterilisations fluid läuft von der Versorgungsleitung 33 durch die
Ventile 80 und 86, das L-Stück 126 und den Produktabfüllmaschinenauslass
106 wenigstens in Maschine 35 und optional in alle Maschinen.
Dieses Verfahren kann verwendet werden, wenn das ganze System beispielsweise
für den
Arbeitstag gestartet wird. Es ist jedoch offensichtlich, dass es
nicht nötig ist,
die Produktionsanlagenquellen für
Dampf und Chemikalien zu verwenden, um die Maschinen 35 bis 41 zu
sterilisieren. Dies ist nur eine weitere Option, die dem Bediener
der Maschine durch die vorliegende Schnittstelle 61 zur
Verfügung
gestellt wird.
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6 ist ähnlich 2 und zeigt die Ventilpositionen
und die in der Schnittstelle vorhandenen Fluids in Position 4. In 6 sind wie in 4 die Ventile 82, 88, 90, 92 und 94 geöffnet, und
die Ventile 80, 84, 86, 96 und 98 sind
geschlossen. Der Zweig 132 und das L-Stück 126 sind leer und
können
der Umgebungsluft ausgesetzt sein. Das T-Stück 124 zwischen den
Ventilen 80, 84 und 86 ist mit Dampf gefüllt, der
am Ventil 92 eintritt, während Kondensat am Ventil 94 abgelassen
wird. In Position 4 befindet sich das Produkt in der Versorgungsleitung 33.
Diese Anordnung kann verwendet wenden, um einen Dampfpuffer und
zwei in Reihe angeordnete Ventile (80 und 86 oder 80 und 84)
zwischen dem Produkt in der Versorgungsleitung 33 und dem
Ablass 112 oder dem leeren L-Stück 126 bereit zu stellen.
Die Anordnung von 6 bietet
ein hohes Maß an
Schutz für das
Produkt in der Versorgungsleitung 33, während eine einzelne Verpackungsmaschine 35 nicht
im Einsatz ist.
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7 ist ähnlich 2 und zeigt die Ventilpositionen
und die in der Schnittstelle vorhandenen Fluids in Position 5. In 7 sind die Ventile 82, 86, 88, 92, 94, 96 und 98 geöffnet, und
die Ventile 80, 84 und 90 sind geschlossen.
Der Zweig
132 ist leer und enthält links von Ventil 90 potentiell
Umgebungsluft. Der Rest des Zweiges 132, das L-Stück 126 und
das T-Stück 124 zwischen
den Ventilen 80, 84 und 86 sind mit Dampf
gefüllt,
der an den Ventilen 92 und 96 eintritt, während Kondensat
an den Ventilen 94 und 98 abgelassen wird. Der
Dampf strömt
ebenfalls durch den Produktabfüllmaschinenauslass 106 zur Maschine 35.
Das gesamte Füllsystem
zwischen den Ventilen 80 und 90 wird so desinfiziert.
In Position 5 kann gleichzeitig Produkt in der Versorgungsleitung 33 sein.
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8 ist ähnlich 2 und zeigt die Ventilpositionen
und die in der Schnittstelle vorhandenen Fluids in Position 6. In 8 sind die Ventile 82, 86, 88 und 90 geöffnet, und
die Ventile 80, 92, 94, 96 und 98 sind
geschlossen. Der Zweig 132, das L-Stück 126 und das T-Stück 124 zwischen
den Ventilen 80, 84 und 86 sind mit der
Maschinenreinigungsflüssigkeit
aus Quelle 45 gefüllt.
In Position 6 ist kein Produkt in der Versorgungsleitung 33.
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9 ist ähnlich 2 und zeigt die Ventilpositionen
und die in der Schnittstelle vorhandenen Fluids in Position 7. Position
7 ist eine neue Möglichkeit
der Maschine, die von bestimmten bekannten aseptischen Verpackungsmaschinen,
die nicht dem 3A Standard entsprechen, nicht geteilt wird.
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In 9 sind
die Ventile 82, 84, 88 und 90 offen,
und die Ventile 80, 86, 92, 94, 96, 98 sind
geschlossen. Der Zweig 132 und das L-Stück 126 sind mit Reinigungsflüssigkeit
aus der Quelle 45 gefüllt und
schieben die Reinigungsflüssigkeit
durch den Produktabfüllmaschinenauslass 106 zur
Verpackungsmaschine 35 vor, wodurch die Maschine 35 gereinigt
wird. Das T-Stück 124 zwischen
den Ventilen 80, 84 und 86 ist leer,
und der Ablass 112 zwischen den Ventilen 80 und 86 ist
offen, so dass jegliche Leckage der Ventile 80 oder 86 sofort
erkennbar ist. In Position 7 ist das Produkt in der Versorgungsleitung 33 vorhanden.
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Die Anordnung von 9 entspricht den Anforderungen des 3A-Standards für einen
offenen Ablass zwischen zwei in Reihe angeordneten Ventilen, die
Reinigungsflüssigkeiten
in einem Teil des Apparats vom Produkt im anderen Teil des Apparats
trennen.
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10 ist ähnlich 2 und zeigt die Ventilpositionen
und die in der Schnittstelle vorhandenen Fluids in Position 8. In 10 sind die Ventile 80, 82, 84, 88 und 90 geöffnet, und
die Ventile 86, 92, 94, 96 und 98 sind
geschlossen. In einem Betriebsmodus sind der Zweig 132 und
das L-Stück 126 mit
der Maschinenreinigungsflüssigkeit
aus Quelle 45 gefüllt, die
auch durch den Produktabfüllmaschinenauslass 106 geleitet
wird, um die Maschine 35 zu reinigen. Gleichzeitig ist
das T-Stück 124 zwischen
den Ventilen 80, 84 und 86 voll mit Produktionsanlagen-Reinigungsfluid
aus einer der Quellen 69 und 71, das über die
Versorgungsleitung 33 durch das Ventil 80 geleitet
wird.
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Durch die Verwendung des Betriebsmodus von 10 können
der Ventilsitz und andere Arbeitsteile von Ventil 80 effektiv
gereinigt werden, indem Reinigungsfluid durch das Ventil 80 geleitet
wird. Es bleibt jedoch eine Sperre (Ventil 86, das geschlossen ist)
zwischen den Reinigungschemikalien der Produktionsanlage und den
Reinigungschemikalien der Maschine 35. Diese Sperre kann
eine einzige Sperre sein, da die 3A Anforderungen für zwei in
Reihe angeordnete Ventile mit einem offenen Ablass dazwischen sich
nur auf die Isolation des Produkts von anderen Fluids bezieht. Ein
anderer in 10 gezeigter Vorteil
ist, dass die Reinigungsflüssigkeit
der Maschine links von Ventil 86 komplett durch den Produktabfüllmaschinenauslass 106 abgelassen
werden kann, während
die Reinigungsflüssigkeit
der Produktionsanlage rechts von Ventil 86 vollstäindig durch
Ablass 112 abgelassen werden kann, ohne dass sich die beiden
Reinigungsflüssigkeiten
jemals begegnen.
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In einem zweiten Betriebsmodus mit
den in 1C gezeigten Ventilpositionen
bleiben die Fluids rechts von Ventil 86 im ersten Modus,
um den Ventilsitz und Teile von Ventil 80 zu reinigen,
aber das Reinigungsfluid der Maschine wird von dem Abschnitt links
von Ventil 86 abgelassen. In einem möglichen Verfahren kann die
Maschine 35 gereinigt werden, indem die Schnittstellenventile
in Position 7 (9) sind,
während
zwei Ventilen und ein offener Ablass zwischen ihnen im T-Stück 124 aufrecht
erhalten wird. Die Maschine kann mit der Flüssigkeit von Quelle 45 gereinigt
werden. Dann wird die Maschinenreinigungsflüssigkeit aus Zweig 132 und
dem L-Stück 126 durch
Auslass 106 abgelassen, wodurch kein Reinigungsfluid im
Apparat links von Ventil 86 in 10 bleibt. Schließlich werden die Ventile 80 und 84 geöffnet und
das T-Stück 124 wird
gereinigt, nachdem keine Reinigungsflüssigkeit mehr auf der linken Seite
von Ventil 86 vorhanden ist.
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In diesem zweiten Modus werden, nachdem der
Zweig 132 und das L-Stück 126 geleert
wurden, wenigstens zwei Ventile in Reihe zwischen den entsprechenden
Reinigungsflüssigkeiter
für die
Maschine 35 und die Versorgungsleitung 33 gelassen,
was eine zusätzliche
Sicherheit bietet, dass ein Reinigungsfluid nicht das andere verunreinigt
oder damit reagiert. Starke Chemikalien, die miteinander reagieren
können,
werden manchmal in entsprechenden Teilen der Maschine 35 und
der Verarbeitungslinie 33 verwendet. Beispielsweise kann
einem Teil eine starke Säure
verwendet werden, während
im anderen Teil ein starkes Alkali verwendet wird. Dies kann leicht
passieren, wenn die Füllmaschinen
wie Maschine 35 nach den Herstellervorgaben betrieben werden,
während
die Produktionsanlage nach den Vorgaben einer anderen Person oder
eines anderen Unternehmen betrieben wird. Wenn sich diese beiden
Chemikalien aus Versehen in einer entsprechenden Menge treffen,
kann das eine unerwünschte
Reaktion nach sich ziehen. Das vorliegende System bietet mehr Möglichkeiten,
um dies zu verhindern.
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11 ist ähnlich 2 und zeigt die Ventilpositionen
und die in der Schnittstelle vorhandenen Fluids in Position 9. In 11 sind die Ventile 80, 82, 84, 88, 96 und 98 geöffnet, und
die Ventile 86, 90, 92 und 94 sind
geschlossen. Der Abschnitt von Zweig 132, der links von
Ventil 90 ist, ist leer oder kann mit der Umgebungsluft
in Kommunikation sein. Der Abschnitt von Zweig 132, der
rechts von Ventil 90 ist, und das L-Stück 126 sind mit Dampf
gefüllt,
der am Ventil 96 eintritt, während Kondensat an Ventil 98 abgelassen
wird. Der Dampf wird auch über
den Produktabfüllmaschinenauslass 106 zugestellt,
um die Maschine 35 zu sterilisieren. Das T-Stück 124 zwischen
den Ventilen 80, 84 und 86 ist mit Produktionsanlagenreinigungsfluid
gefüllt,
das von der Versorgungsleitung 33 durch Ventil 80 und
durch den offenen Ablass 112 strömt.
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11 zeigt
die Fähigkeit,
die Maschine 35 mit Dampf zu sterilisieren, während die
Versorgungsleitung 33 und das Ventil 80 mit einem
anderen Reinigungsfluid gereinigt werden. Doch auch hier sind wenigstens
zwei in Reihe angeordnete Ventile (hier 86 und 90)
zwischen der Reinigungsflüssigkeit
der Maschine 35 und der Versorgungsleitung 33 gelassen,
was eine zusätzliche
Sicherheit bietet, das eine Reinigungsflüssigkeit nicht die andere verunreinigt oder
mit dieser reagiert.
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12 ist ähnlich 2 und zeigt die Ventilpositionen
und die in der Schnittstelle vorhandenen Fluids in Position 10.
In 12 sind die Ventile 82, 84, 88, 96 und 98 geöffnet, und
die Ventile 80, 86, 90, 92 und 94 sind
geschlossen. Der Abschnitt von Zweig 132, der links von
Ventil 90 ist, ist leer oder kann mit Umgebungsluft in
Kommunikation sein. Der Abschnitt von Zweig 132, der rechts
von Ventil 90 ist, und das L-Stück 126 sind mit Dampf
gefüllt,
der am Ventil 96 eintritt, während Kondensat an Ventil 98 abgelassen
wird. Der Dampf wird auch über
den Produktabfüllmaschinenauslass 106 zugestellt,
um die Maschine 35 zu sterilisieren. Das T-Stück 124 zwischen
den Ventilen 80, 84 und 86 ist leer und
die Drainageventile 82 und 84 sind geöffnet, während sich
in der Versorgungsleitung 33 Produkt befindet. Die Anordnung
von 12 entspricht den
Anforderungen des 3A-Standards für
einen offenen Ablass zwischen zwei in Reihe angeordneten Ventilen,
die die Reinigungsfluids in einem Teil des Apparats vom Produkt
im anderen Teil des Apparats abtrennen. Alle Teile des Apparats
sind ebenfalls selbstentleerend, um ein Ansammeln von Reinigungsfluid
oder Produkt und eine daraus folgende Aufnahme des angesammelten
Fluids in das andere Fluid zu vermeiden.
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13 und 14 zeigen unterschiedliche
Anordnungen des Rohrleitungssystems der Schnittstelle, die hier
als Schnittstelle 150 bezeichnet wird. In 13 ist die Schnittstelle 150 in
der Position 7, analog zu 9.
Der prinzipielle Unterschied in der Konstruktion der Ausführungsform
von 13 und 14 im Gegensatz zu 9 ist, dass der ganze Zweig 132 vertikal
ist und mit dem ersten im Wesentlichen horizontalen Strang 128 verbunden
ist, anstatt mit dem vertikalen zweiten Strang 130 von
L-Stück 126.
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Der Vorteil dieses Unterschieds kann
durch Vergleich des Reinigungsflüssigkeitsstroms
in 9 und 13 dargestellt werden. In jedem Fall
wird die Reinigungsflüssigkeit
von der Quelle 45 durch die Ventile 90 und 88 und
die Maschine 35 gepumpt. In der Schnittstelle 61 von 9 muss die Reinigungsflüssigkeit
jedoch auch in L-Stück 126 eintreten,
das in dieser Ventilanordnung eine relativ lange Sackgasse ist.
In 12 ist das L-Stück 126 in
einer Linie mit dem Fluss der vom Strang eingeführten Reinigungsflüssigkeit.
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13 zeigt
eine geeignete Umgebung für die
vorliegende Ventilanordnung: eine Schnittstelle 150 zwischen
einer Versorgungsleitung 33, einer Verpackungsmaschine 35 und
Reinigungs- und Dampfquellen 45 und 53.
Die dargestellte Schnittstelle 150 hat zehn Ventile, die
mit den Referenznummern 80 bis 98 bezeichnet werden.
Die Ventile 80, 82, 84, 86, 88 und 90 sind
selbstentleerende Membranabsperrventile, die so ausgelegt sind,
dass sie Nahrungsmittelflüssigkeiten,
Reinigungsflüssigkeiten passieren
und enthalten können
und Dampf bei Sterilisationsdrucken und -temperaturen wenigstens
enthalten können.
Ventile 92 und 96 sind Dampfeinlassventile, und
die Ventile 94 und 98 sind Dampf/Kondensatablassventile,
die den Dampfstrom am Auslass einschränken und Kondensat ablassen.
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Es wird weiterhin auf 13 Bezug genommen. Nahrungsmittel
und andere zu verpackende Materialien werden von der Versorgungsleitung 33 über Ventil 80 in
die Schnittstelle 150 eingelassen. Ventil 82 ist
wenigstens ein Drainageventil zur Kommunikation zwischen dem Auslass
des Produktzustellventils 80 und dem Ablass 112,
hier über
die Drainageleitung 114. Ventil 84 ist ein weiteres
Drainageleitungsventil, das mit Ventil 82 in Reihe angeordnet
ist zur Kommunikation mit Drainageleitung 114 und Ablass 112.
Ein Isolationsraum ist zwischen den Ventilen 82 und 84 definiert.
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Ventil 86 ist wenigstens
ein Isolationsventil, das wenigstens einen Einlass 120 zur
Kommunikation mit dem Auslass 104 des Produktzustellventils 80 und
wenigstens einen Auslass 122 zur Kommunikation mit dem
Produktabflüllmaschinenauslass 106 hat. Das
T-Stück 124 definiert
einen offenen gemeinsamen Raum zwischen den Ventilen 80, 82 und 86.
Die Arme des T-Stücks 124 können zu
ihrer Verbindung ausreichend abgeschrägt sein, um den gesamten Inhalt
durch Ventil 82 abzulassen, wenn die Ventile 82 und 84 offen
sind, so dass das T-Stück 124 völlig entleert
werden kann, wenn es nicht in Benutzung ist. Um weniger Raum zu
benötigen,
kann das T-Stück 124 zusammengefaltet
werden, so dass wenig Raum zwischen den Ventilen 80, 82 und 86 ist.
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Das L-Stück 126 hat einen ersten
Strang 128, der vom Auslass 122 weg geneigt ist,
und einen zweiten Strang 130, der mit dem ersten Strang 128 und
dem Produktabfüllmaschinenauslass 106 kommuniziert.
Dies ist ebenfalls eine selbstentleerende Konstruktion.
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Der zweite Strang 130 hat
einen Reinigungsflüssigkeitseinlass
oder -zweig 132 zum Zustellen von Reinigungsflüssigkeit
von der Quelle 45 zur Schnittstelle 150 und in
dieser Ausführungsform
zur Verpackungsmaschine 35. Separate Reinigungsflüssigkeitszustellungen
können
ebenfalls für
die Schnittstelle 150 und die Maschine 35 bereitgestellt
werden, indem eine andere Anordnung bereit gestellt wird. Der Zweig 132 hat
einen Auslass, der vom Auslass von wenigstens einem ersten Reinigungsflüssigkeitszustellventil 88 definiert
wird, zur Kommunikation mit dem Produktabfüllmaschinenauslass 106.
Der Zweig 132 hat ebenfalls wenigstens ein zweites Reiningungsflüsskeitszustellventil 90 zur
Kommunikation zwischen der Reinigungsflüssigkeitsquelle 45 und dem
ersten Reinigungsflüssigkeitszustellventil 88.
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Ventile 92 und 96 sind
Dampfeinlassventile, die durch geeignete Rohrleitungen mit der Dampfquelle 53 verbunden
sind. Ventile 92 und 98 kommunizieren jeweils
mit der Drainageleitung 114 und der Zweigleitung 132.
Ventile 94 und 98 sind Dampfdrainageventile, die
jeweils mit der Drainageleitung 114 und der Zweigleitung 132 kommunizieren.
Ventile 94 und 98 kommunizieren mit dem Kondensatablass 149.
Der gesamte Zweig 132 ist vertikal und ist mit dem ersten
im Wesentlichen horizontalen Strang verbunden.
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Es wird nun auf 14 und 15 Bezug
genommen, die praktische Details aus der Konstruktion der Ausführungsform
von 13 zeigen. 14 zeigt eine teilweise
Zusammenlegung von einigen der Ventilkörper. Dies spart nicht nur
Platz und Gewicht, sondern verbessert auch die Drainage aus den Ventilen
und reduziert die Länge
der Abschnitte zwischen den Ventilen, die auch "tote Arme" genannt werden,
da dies Bereiche sind, in denen der Materialstrom stagnieren kann.
Insbesondere Ventile 80 und 82; 84 und 94;
und 86, 88 und 98 sind in dieser Ausführungsform
integriert. Die entsprechenden Ventile auch so ausgelegt, dass jedes
gut entleert wird, so dass der Effekt des "toten Arms" minimiert wird,
was durch die Körper
der Ventile 80 und 82 oder der Ventile 86 und 88 ausgeführt wird,
die mit Bezug zueinander geneigt sind.
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15 ist
eine Draufsicht auf die Ausführungsform
von 14 und zeigt die
Ventile ganz zusammengefügt
mit ihren positionierten Arbeitsstücken – wie Arbeitsstück 152 von
Ventil
80. Die Ventilarbeitsstücke können konventionelle Arbeitsstücke sein.
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Verschiedene Ventiltypen können im
Umfang der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Die dargestellten
Ventile sind Membranventile, die für Molkereiproduktrohrleitungen
geeignet sind. Die Teile von jedem Ventil 80 bis 96 sind
am besten in 18 dargestellt,
die einen Querschnitt durch Ventil 80 darstellt. Der Ventilkörper 154 ist
gespanter, gegossener oder auf andere Art und Weise geformter Block
aus rostfreiem Stahl oder einem anderen geeigneten Material. Der
Ventilkörper 154 definiert
einen ersten Port 155, der von der Wand einer Einlasspassage
oder ersten Passage 156, einer Auslasspassage 157,
die in einem zweiten Port oder Auslass 158 endet, und einer
Membranöffnung 159 definiert wird.
In dieser Ausführungsform
sind der Einlass 156 und der Auslass 158 wenigstens
im Allgemeinen auf einer Linie, aber sie könnten auch nicht in einer Linie angeordnet
sein. Der Einlass 156 und der Auslass 158 sind über einen
Dichtsteg 160 getrennt, der einen Sitz 162 hat,
der der Membranöffnung 159 zugewandt
ist. Der Dichtsteg 160 beinhaltet weiterhin eine erste
Fläche 163 auf
der gleichen Seite des ersten Dichtstegs 160 wie der erste
Port 155 und eine zweite Fläche 164 auf der gleichen
Seite des ersten Dichtstegs 160 wie der zweite Port 158.
Eine aus einem elastischen Poylmer hergestellte Membran bedeckt und
verschließt
die Öffnung 159 und
unterstützt
ein integrales Ventilelement. Die Membran wird durch das Ventilarbeitsstück senkrecht
zu ihrer Ebene gebeugt, um das Ventilelement in oder aus dem Eingriff mit
Sitz 162 zu bringen, wodurch das Ventil 80 wahlweise
geöffnet
und geschlossen wird.
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16 bis 19 zeigen eine weitere Integration der
Produktventile 80 und 82 und des Dampfeinlassventils 92. 13 zeigt, dass das Ventil 80 es
dem Produkt ermöglicht,
von der Versorgungsleitung 33 auf dem Weg zur Verpackungsmaschine
einzutreten, während
Ventil 82 den Zugang zu einer Drainageleitung 114 steuert,
die Abfallfluids passieren und zusätzlich Reinigungsfluids rückführen kann.
Das Dampfeinlassventil 92 stellt der Drainageleitung 114 Dampf
zu und befindet sich hinter Ventil 80.
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Es wird nun Bezug auf die 16 und 19 genomnen. Ventil 82 teilt
den Ventilkörper 154 mit
den Ventilen 80 und 92. Ventil 82 hat
eine Einlasspassage 157, die ebenfalls die Auslasspassage
von Ventil 80 ist. Ventil 82 hat eine Auslasspassage 170,
die in einem dritten Auslass 172 endet, eine Membranöffnung 174 und
einen Dichtsteg 176 mit Sitz 178. Die Membran
und das Ventilelement von Ventil 82 sind in den 16 und 19 nicht dargestellt.
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Wie am besten aus 19 ersichtlich ist, hat der Dichtsteg 176 eine
erste Fläche 177 auf
der gleichen Seite des zweiten Dichtstegs wie der dritte Port 172.
Der Dichtsteg hat eine zweite Fläche 180 auf
der gleichen Seite des zweiten Dichtstegs wie der dritte Port 172.
Diese zweite Fläche
definiert auch einen Abschnitt auf der Auslasspassage 157.
Die Einlassfläche
ist so geformt und positioniert, dass sie über den Sitz 176 des
Dichtstegs 176 selbstentleerend ist, wenn das Ventil 82 geöffnet ist.
Die Ventile 80 und 82 sind orthogonal angeordnet,
um ihre Integration in eine selbstentleerende Einheit ohne tote
Arme zu erleichtern. Der Auslass 172 entleert sich in die
Drainageleitung 114 wie mit Bezug auf 2 beschrieben.
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19 zeigt
auch das Dampfeinlassventil 92 am besten, das ebenfalls
ein in Körper 154 ausgebildetes
Membranventil ist.
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Das Ventil 92 lässt Dampf
in die dritte Passage ab. Ventil 92 hat eine Einlasspassage 182,
ein Dichtsteg 184, einen Sitz 186, eine Membranöffnung 188 und
eine Auslasspassage 190, analog zu den entsprechenden Elementen
der Ventile 80 und 82. Die Einlasspassage 182 ist
mit der Dampfquelle 53 verbunden (s. 2). Die Auslasspassage 190 leert sich
in die Auslasspassage 170 des Ventils 82. Die Auslasspassage 190 ist
so geformt und positioniert, dass sie sich selbst in Auslasspassage 170 entleert. Die
Membran und das Ventilelement von Ventil 92 sind wie die
von Ventil 80, außer
wenn das Sterilisationsfluid Dampf oder ein anderes Fluid bei einer
erhöhten
Temperatur oder Druck ist, dann müssen die Membran und das Ventilelement
für das
Dampfeinlassventil 92 wärmebeständig und
auf chemische Mittel beständig
sein. Die nötigen
Membranmaterialen sind bekannt und für den Fachmann verfügbar.
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20 bis 23 zeigen eine ähnliche
Integration der Ventile 86, 88 und 98 in
einen einzigen Ventilkörper,
der hier aus einem Block aus rostfreiem Stahl geformt ist. Die Anordnung
des Dampfventils ist anders. Entsprechende Teile in 20 bis 23 haben
die gleichen Referenznummern wie in 16 bis 19.
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20 bis 23 zeigen einen integrierten Membranventilkörper 154,
der einen ersten Port 155, einen zweiten Port 158 und
einen dritten Port 172 aufweist. Ein erster Dichtsteg 160 trennt
den ersten Port 155 vom zweiten Port 158. Der
erste Dichtsteg 160 hat eine erste Fläche 163 auf der gleichen
Seite des ersten Dichtstegs 160 wie der erste Port 155.
Die erste Fläche 163 und
die Flächen,
die den ersten Port 15 definieren, definieren eine erste
Passage 156. Der erste Dichtsteg 160 hat eine
zweite Fläche 164 auf der
gleichen Seite des ersten Dichtstegs 160 wie der zweite
Port 158. Die zweite Fläche
164 und
die Flächen,
die den zweiten Port 158 definieren, definieren eine zweite
Passage 157. Ein zweiter Dichtsteg 176 trennt
den dritten Port 172 vom zweiten Port 158. Der zweite
Dichtsteg 176 hat eine erste Fläche 177 auf der gleichen
Seite des zweiten Dichtstegs 176 wie der dritte Port 172.
Die erste Fläche 177 des
zweiten Dichtstegs 176 und die Flächen, die den dritten Port 172 definieren,
definieren eine dritte Passage 170. Der zweite Dichtsteg 176 hat
eine zweite Fläche 180, die
weiterhin die zweite Passage 157 definiert.
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Die zweite Fläche 180 des zweiten
Dichtstegs 176 ist eine Fläche, auf der es zu keinen Ansammlungen
kommt und die sich selbst durch den dritten Port 172 entleert,
wenn der Ventilkörper 154 in normaler
Ausrichtung ist.
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Es wird weiterhin auf 20 bis 23 Bezug genommen. Alle internen Flächen des
Ventilkörpers 154 sind
Flächen,
auf denen es nicht zu Ansammlungen kommt und die sich wenigstens
durch einen ersten Port 155, zweiten Port 158 oder
dritten Port 172 entleeren, wenn der Ventilkörper 154 in
der normalen Ausrichtung ist und das Ventil, das die Drainage steuert,
offen ist. Beispielsweise ist die zweite Fläche 164 des ersten
Dichtstegs 160 eine Fläche,
auf der es nicht zu Ansammlungen kommt und die sich selbst durch
den dritten Port 172 entleert, wenn der Ventilkörper in
der normalen Orientierung ist.
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Die zweite Fläche 180 des zweiten
Dichtstegs 176 ist mit den Flächen verbunden, die zweite Passage 157 definieren,
um eine im Wesentliche kontinuierliche Fläche zu definieren.
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Die beschriebenen Ventilanordnungen
haben also eine mehrere gewünschte
Merkmale. Insbesondere werden tote Arme und Unregelmäßigkeiten in
den Ventilen, die unerwünschte
Ablagerungen ansammeln können,
minimiert, die Größe und das
Gewicht der Ventilanordnungen werden reduziert und die entsprechenden
Ausrichtungen der integrierten Ventilen sind fixiert so dass die
Ventile richtig arbeiten und entleeren.