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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zum Lenken von
Fluid durch ein Rohrleitungssystem. Insbesondere bezieht sich die
vorliegende Erfindung auf eine aseptische Ventilanordnung zum Lenken
eines fließfähigen Nahrungsmittels auf
einer Verpackungsmaschine.
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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 beim Eintritt 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 erleichtert wird, da sich diese verschlechtern können und
somit das Produkt ansammeln oder es Verschmutzungen aussetzen 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 Reinigung.
Siehe 3A Accepted 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); DAIRY, 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.
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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 Reihenschaltung als Ablass- und Absperrventil bereitgestellt.
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 Ventilkammer, der auch mit Ventilen versehen
ist, erleichtert die Leckermittlung. 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 den 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 können.
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Es
wird auf das veröffentlichte
britische Patent 2,142,112 Bezug genommen, das ein Getränkeliefersystem
mit einem Ventilsystem offenbart, um das Reinigen und Spülen der
Rohre in dem System zu ermöglichen.
Es wird auch auf die US-Patente 5,390,694 und 5,441,079 genommen,
die verschiedene Ventilanordnungen in den Fluidsteuerungssystemen
offenbaren.
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Die
vorliegende Erfindung widmet sich dem Problem der toten Arme und
wenig entleerten Bereiche in Ventilanordnungen. Die vorliegende
Erfindung erreicht dies durch die Bereitstellung einer einzigartigen
Ventilanordnung, die eine bestimmte Fläche des Ventils ausrichtet,
um Ansammlungen, beispielsweise tote Arme, zu reduzieren oder zu
beseitigen.
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Eine
Ventilanordnung hat eine normale Ausrichtung, die festlegt, ob eine
bestimmte Fläche
horizontal ist oder nicht und ob sie nach oben gerichtet ist oder
nicht. Nach oben gerichtete Flächen,
die horizontal oder konkav sind, neigen dazu, das Ansammeln einer
Flüssigkeit
zuzulassen, während
nach unten gerichtete Flächen
und im Wesentlichen konvexe oder nicht horizontale Flächen das
Ansammeln einer Flüssigkeit
nicht zulassen. Bei der vorliegenden Erfindung werden nach unten
gerichtete Flächen,
sowie nach oben gerichtete Flächen,
die weder horizontal noch konkav sind, und allgemeiner gesprochen alle
Flächen,
die das Ansammeln von Flüssigkeit nicht
zulassen, als „nicht
ansammelnde" Flächen bezeichnet.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilanordnung, die auf einer
Form-, Füll-
und Verpackungsmaschine mit einer Produktquelle und einem Abfluss
integriert ist, wobei der Abfluss und die Produktquelle in Flussverbindung
mit der Ventilanordnung stehen. Die Ventilanordnung umfasst ein
erstes Ventil in Flussverbindung mit der Produktquelle und einer
Abfüllstation
auf der Verpackungsmaschine und ein zweites Ventil in Flussverbindung
mit dem Abfluss und in Flussverbindung mit dem ersten Ventil. Gemäß der Erfindung
sind das erste und zweite Ventil Membranventile, die in einem integrierten
Ventilkörper
definiert sind, wobei das erste Ventil in Bezug auf das zweite Ventil
orthogonal ausgerichtet ist, um das Selbstentleeren an ihren Membranventilflächen zu
erleichtern und die Flächen,
auf denen es zu Ansammlungen kommt, zu verringern.
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Verschiedene
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden beispielhaften
Beschreibung der Anlage ersichtlich, in der Ventile, die die Erfindung
enthalten, benutzt werden können.
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 Be tätigungselemente
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
Bezugszahlen für
verschiedene Ansichten 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)
Produktabfüllmaschinen 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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Jede
dargestellte Verpackungsmaschine 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 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 an deres 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 61 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 zusätzlichen
Ventils, Behälters,
Tanks 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 vorzugsweise 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
zum Einlass 108 von Ventil 82 abzulassen, 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 Ventileinlässen 108 und 120 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 Auslass 106 der Produktabfüllmaschine 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 wenigstens 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 einen 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 Kon densat 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 aufrechterhalten 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 nebeneinander stellt.
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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 beispiels weise 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 Sterilisationsfluid 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 werden, 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 an geordneten 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 B. 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 vollständig 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 10 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
Reinigungsflüssigkeiten
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 horizonta len 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 13 ist das L-Stück 126 in einer Linie
mit dem Fluss sowohl der vom Strang 132 eingeführten Reinigungsflüssigkeit
als auch dem von der Versorgungsleitung 33 eingeführten Produkt
in einer unterschiedlichen Ventilkonfiguration.
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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 155 und der Auslass 158 wenigstens
im Allge meinen 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 genommen.
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. 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 155 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 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 Ventile sind fixiert, so dass die
Ventile richtig arbeiten und entleeren.