WO1997039266A1 - Doppelsitzventil mit einem gesteuerten leckageraum - Google Patents

Doppelsitzventil mit einem gesteuerten leckageraum Download PDF

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WO1997039266A1
WO1997039266A1 PCT/EP1997/001049 EP9701049W WO9739266A1 WO 1997039266 A1 WO1997039266 A1 WO 1997039266A1 EP 9701049 W EP9701049 W EP 9701049W WO 9739266 A1 WO9739266 A1 WO 9739266A1
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WO
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double
valve
seat valve
closing member
valve housing
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Application number
PCT/EP1997/001049
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Mette
Original Assignee
Tuchenhagen Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Application filed by Tuchenhagen Gmbh filed Critical Tuchenhagen Gmbh
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Priority to AU21530/97A priority patent/AU2153097A/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32—Details
    • F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/44—Details of seats or valve members of double-seat valves
    • F16K1/443—Details of seats or valve members of double-seat valves the seats being in series
    • F16K1/446—Details of seats or valve members of double-seat valves the seats being in series with additional cleaning or venting means between the two seats

Definitions

  • the invention relates to a double-seat valve with a controlled leakage space according to the preamble of claim 1.
  • a double seat valve with a controlled leakage space can be found in DE 28 18 787 AI.
  • this has a further auxiliary valve disk which can be arranged between the two main valve disks designed as seat disks and can be actuated by a separate control rod independently of the movement of the upper valve disk.
  • the leakage space is formed between the two main valve disks and is led to the outside via a leakage liquid line formed in the stem of the lower main valve disk. Since neither the main valve plate nor the auxiliary valve plate are equipped as slides with radially acting sealing means, this known double-seat valve cannot switch without leakage.
  • the auxiliary valve disk has the task of preventing the liquid from escaping to the outside through the case drain line when the individual main valve disks are switched through.
  • a double seat valve of the generic type is from the
  • the latter valve has some properties that at least call into question its practical application. So the closing member between the closed and open position of the valve must perform a relatively large stroke. The total stroke results on the one hand from the necessity that the closing member must cover the two sealing points arranged at a distance in the closed position of the valve and, on the other hand, from a further partial stroke, which in the open position of the valve has a sufficient passage cross section between the closing member and adjacent valve housing ensures. In addition, in the open position of the valve, the relatively large axial extension of the closing member hinders the flow in the valve housing part into which the closing member is driven in its open position becomes.
  • the proposed solution makes use of the known closure part, which realizes the two sealing points radially on the outside in cooperation with the valve housing, moreover controls the connection between the leakage space and the interior of the valve housing and, in the open position of the double-seat valve, the interior connects the two valve housing parts to one another via a passage opening provided radially on the inside thereof; however, for the purpose of controlling the connection of the interior spaces of the two valve housing parts, it does not have a closing member which covers both sealing points in the closed position of the double seat valve.
  • the closure part in cooperation with the first valve housing part, realizes the first sealing point, and in the closed position, the closing member has the task of forming the second sealing point in cooperation with the second valve housing part.
  • the closure part protrudes less into the associated valve housing part by the partial stroke by which it is already immersed in its seating area in the closed position.
  • the closing member is in turn reduced to an axial extent, which requires its interaction with the assigned and single seat surface.
  • a further closing member is provided, which is designed in the manner of a slide, and which seals in any other than in the open position of the double-seat valve within the passage opening of the closure part is displaced, which comes into sealing contact with the closing element in the course of the opening movement of the double seat valve and is transferred together with this into the open position.
  • the first-mentioned closing element can be designed as a seat plate or also as a slide piston
  • the second closing element is inevitably a slide piston, so that further advantages can be achieved with the proposed double-seat valve, which are outlined below and which the known valve does not have.
  • the second closing element is initially intended to seal off the interior of the valve housing part assigned to this sealing point from the leakage space.
  • the second closing element can be moved upwards in the closed position of the valve in such a way that it closes flush with the frontal boundary surface of the closure part which projects into the receiving valve housing part. This avoids the dead space formed in the known valve by the passage opening of the closure part.
  • the displacement of the second closing member within the closure part can result in the liquid being removed from the inner lateral surface of the closure part, which forms part of the boundary of the leakage space.
  • This stripping process has an especially advantageous effect if, during the closing movement of the double-seat valve, this stripping process is carried out in the opposite direction, as a result of which the inner circumferential surface of the closure part wetted with product during the opening of the valve is stripped almost product-free.
  • the double seat valve according to the invention is also fundamentally seat cleanable.
  • the closing part or the closing member in the closed position of the double-seat valve, can be displaced into the respectively adjacent valve housing part in such a way that the assigned sealing point is exposed, and that the leakage point is exposed via the sealing point exposed by the partial stroke space is connected to the interior of the associated valve housing part.
  • the proposed double-seat valve is not limited to a specific configuration of the first closing element. Basically, it can be designed as a seat plate or as a slide piston. If, as is provided in an advantageous embodiment, the closing member is designed as a slide piston which seals radially together with its sealing point, this results in the closure part being designed as a cylindrical, annular body, as is also proposed , the possibility of designing the outer lateral surface of the closure part and that of the closure member to have the same diameter h the. This embodiment simplifies the entire locking member and locking part configuration. and it also ensures that the surfaces of the closure part and the closing member wetted with product in the area of the sealing points are made sufficiently product-free by the present wiping effect.
  • the passage opening of the closure part has at least one passage cross-section corresponding to the nominal cross-section of the double-seat valve.
  • the sealing points between the valve housing on the one hand and the closure part or the closing member on the other hand are realized by means of sealing means arranged on the valve housing side or on the closing member or closure part side.
  • the sealing configuration is particularly simple if the sealing means are provided on the valve housing side.
  • Sealing points as the sealing means for realizing the Ab ⁇ is further proposed to provide either two discrete, separate seals or a one-piece seal.
  • the double-seat valve according to the invention creates, in a surprisingly simple manner, favorable conditions for the most extensive implementation of the so-called US 3A standard.
  • a further advantageous embodiment of the proposed double-seat valve provides for the leakage space to surround the valve housing on the circumference in a ring-shaped opening that is open at the top or in a self-contained manner ß collecting housing with drain connection is drained.
  • the collecting housing is designed to be self-contained and has a further connection, as is also proposed, there is the possibility, if the drain connection for the drainage is still tightly closed in this constellation, the leakage space under negative or positive pressure to be set against the lowest or the highest pressure which acts in one of the two adjacent valve housing parts. If the first pressure condition is met, then no mixing of hostile media can occur if there is negative pressure in one part of the valve housing or in both. If the second printing condition is given, then it is ensured that no if any toxic media occurs in the vicinity of the double seat valve.
  • a wiper seal is provided in an end face of the closure part facing the closing element, which is connected to the end face of the closure part Corresponding ring surface of the closing member interacts in such a way that the wiper seal wipes the ring surface in the radial direction from the inside to the outside.
  • Another embodiment of the double-seat valve according to the invention provides for an extension of the closing member in its opening direction, in such a way that this extension seals the second valve housing part and penetrates into the vicinity of the double-seat valve.
  • This measure reduces the opening force required for the closing element compared to that which is usually under pressure in the medium present in the second valve housing part (so-called balancer solution for the closing member), and it creates the possibility, as is also proposed, of connecting the leakage space to the surroundings of the double-seat valve by means of a further connecting path.
  • the double seat valve has a further so-called 'fill port' which instead of the passage cross section between the leakage space and the area around the double seat valve is available between the two valve housing parts.
  • Additive solutions of the two connection paths are also possible, each of which can then be emitted smaller than the nominal cross section of the double-seat valve. It can thus be seen that the double-seat valve according to the invention, depending on the requirements and conditions, optionally contains various configurations in this regard.
  • the passage cross-section of the connection between the leakage space and the surroundings of the double-seat valve, the so-called leakage outlet can be carried out very simply and in particular in accordance with the requirements of the so-called US 4 3A standard if a separate intermediate housing is provided, which arranged between the valve housing parts, releasably connected to them and if the required passage cross-sections are formed in this intermediate housing, distributed over its circumference.
  • This solution allows the use of standardized valve housing parts, since the respective connection XL fertilization with the intermediate housing is done in the same way as the valve housing parts are interconnected.
  • the features of the proposed double seat valve that are essential to the invention can also be applied to a so-called double change valve.
  • a connection path to the valve housing on one or the other adjacent side is optionally switched from a central valve housing part.
  • One of the two valve seats is designed as a double seat with a leakage outlet, while the other has a simple seal.
  • This special application is achieved in that an additional closing member is provided coaxially to and at a distance from the closing member and is firmly connected to the latter via a rod extension.
  • This additional closing element forms a second sealing point in a second housing opening in the valve housing part receiving the closing element when the closing element assumes its open position, the second housing opening lying opposite the housing opening interacting with the closing element and the connection to a third valve part of the housing.
  • This valve like the one mentioned above, is a change-over valve which can be switched alternately from a central valve housing part to one or the other adjacent valve housing part, in which case the two seat areas are designed as double seats with leakage protection.
  • valve housing arrangement mirror image of the tube axis of the second valve housing part, with a view of the entire Valve housing arrangement is thus provided for the middle, a further and essentially the same valve housing arrangement, each of these valve housing arrangements being associated with a closing member configuration and a closure part which, in their respective assignment to one another and in relation to the tube axis, are each parallel to ⁇ are arranged one another and all are actuated from the side of the mirror-image supplemented valve housing part.
  • FIG. 2 shows a similar cross section through the double seat valve according to FIG. 1 in a first intermediate position, in which the closure part is 'picked up' by the second slide;
  • FIG. 2a shows a further cross section through the double seat valve according to FIG. 1 in a subsequent second intermediate position, in which the first closing element is 'picked up' by the second closing element;
  • FIG. 3 likewise shows a cross section through the double seat valve according to FIG. 1 in a subsequent third intermediate position, in which the first closing member is substituted by the closure part at the associated sealing point;
  • FIG. 4 shows a further cross section through the proposed gene double seat valve according to FIG. 1 in its open position;
  • 5 shows a cross section through part of the seat area of the open double-seat valve according to FIG. 1 with a wiper seal arranged in the end face of the closure part; 5a shows the seating area of the double-seat valve according to FIG. 5 in an intermediate position, as can be seen in FIG. 3, the wiper seal being in contact with the closing member;
  • Double-seat valve according to the invention with an intermediate housing detachably arranged between the valve housing parts and having a leakage outlet designed according to the American I 3A standard;
  • FIG. 6a an advantageous embodiment of the seat
  • FIG. 7 shows a view of the double-seat valve with an intermediate housing according to FIG. 6;
  • FIG. 8 shows a cross section through a double shuttle valve, in which the features essential to the invention are used;
  • FIG. 9 shows a cross section through a double seat valve according to the invention, in the case of different sizes
  • Figure 10 shows a double seat valve according to the invention in an arrangement as a tank outlet valve
  • FIG. 11 shows the features of the proposed struck double-seat valve in its application to a so-called double D. double change valve.
  • a valve housing 1 ( Figure 1) of the double seat valve consists of a first and a second valve housing part la and lb.
  • a housing opening 1c is provided, which are arranged with the same diameter and coaxially.
  • Each housing opening lc is bordered by a seat ring ld or le, the first seat ring ld forming a first sealing point 7 in cooperation with a closure part 3 and the second seat ring le forming a second sealing point 8 in cooperation with a closing member 2.
  • the first sealing point 7 is formed by a sealing means 70 * on the valve housing side, a discrete, separate seal 70, and the second sealing point 8 is formed by a sealing means 80 * likewise arranged on the valve housing side, a similar seal 80 .
  • the two sealing points 7 and 8 can also be formed on a one-piece seal 700.
  • Both the closure part 3 and the closing member 2 are each designed like a slide and can be moved in translation.
  • the outer jacket surfaces of the closure part 3 and the closing member 2 are of the same diameter. It is also possible to design the closing member 2 as a seat plate, the sealing means 80 * or the seal 80 either having to perform an additional axial sealing function or providing a further seal which realizes the seat seal of the closing member 2.
  • the closure part 3 is designed as a cylindrical, ring-shaped body which on the inside has a passage opening 3b in which a two-part l6 th closing element 4 is arranged, which is designed in the manner of a slide and which is " sealed in any other position than in the open position of the double-seat valve within the passage opening 3b.
  • the second closing element 4 carries a slide seal 9 radially on the outside, which on the one hand, has a radial sealing function with respect to the passage opening 3b and, on the other hand, an axial sealing function when it contacts the end face of the closing element 2.
  • the lateral surface of the passage opening 3b, the second closing member 4 and the first closing member 2 delimit a leakage space 5, which has an annular passage cross-section 5a, which only connects the valve housing parts la and lb via a plurality of connecting webs lf distributed over the circumference connects to each other, is connected to the surroundings of the double seat valve.
  • the second closing member 2 is connected to a rod 2 a, which is led out of the first valve housing part 1 a through a housing bushing lg in the upper side and into a drive 6.
  • a rod 2 a Stored on the rod 2a and inserted into the drive 6 in the same way is an inner hollow rod 4a which carries the second closing member 4 at its lower end.
  • An outer hollow rod 3a is connected to the closure part 3 via webs 3f; it surrounds the inner hollow rod 4a, is mounted thereon and also guided into the drive 6.
  • the upper end face of the second closing member 4 is flush with the end face of the closure part 3 facing the drive 6, so that in the closed position shown, no puddle or dead space is formed in this area of the closure part 3.
  • the axial spacing between the closure part 3 and the second closing element 4 takes place via a recess 4d formed on the latter in the region of the transition between the closing element 4 and its hollow rod 4a.
  • the annular gap between the outer and inner hollow rods 3a and 4a is closed in the recess 4d by a hollow rod seal 10.
  • the outer hollow rod 3a is sealed in the housing bushing lg via a rod seal 11.
  • An annular gap 14 between the rod 2a and the inner hollow rod 4a opens into the leakage space 5 and can be used as a feed path for cleaning and / or disinfectants to the leakage space 5 serve from outside.
  • FIG. 1 first showing, by way of example, a possible form of drive with which the individual lifting movements required for the switching process can be implemented.
  • a drive piston 6a is provided in the drive 6, which is sealed by an outer piston seal 6g in the drive housing (not specified in any more detail) and which is acted upon by a prestressed main spring 6c which is supported against the lower end face of the drive housing.
  • the drive piston 6a is connected via a hollow rod head 4b to the inner hollow rod 4a and is penetrated on the inside by the rod 2a. The penetration point is sealed by an inner piston seal 6h.
  • a rod head 2b is provided, on which a spring abutment 2c is formed Is 1%.
  • a fourth spring 6f is supported on the latter, which, on the other hand, is in contact with the drive piston 6a.
  • the rod head 2b bears against the upper front-side boundary surface of the drive housing, as a result of which the upper end position and thus the closed position of the closing member 2 are clearly defined at the same time.
  • the rod end 2b has a recess 2d at its lower end, at which the drive piston 6a finds its upper end position.
  • the upper end position of the drive piston 6a inevitably also defines the upper end position of the second closing element 4 and, via its recess 4d, as far as it relates to the closed position of the double-seat valve shown in FIG. 1, the lower end position of the closure part 3.
  • a displacement of the closure part 3 upwards is ensured in the closed position shown by a stop (not shown) in the area between the lower frontal boundary surface of the drive housing and the housing lead-through lg.
  • the outer hollow rod 3a is provided at its upper end with a hollow rod head 3d, on the end of which a spring abutment 3c is formed for a second spring 6d, which on the other hand is supported against the lower end-side boundary surface of the drive housing.
  • a recess 3e is provided, via which the lower end position of the closure part 3 is defined in the open position of the double seat valve (see FIG. 4).
  • a driving plate 6b is supported on the latter, which acts as a spring abutment for a preloaded third spring 6e, which is supported on the other hand on the drive piston 6a serves.
  • the drive plate 6b is axially spaced from the spring abutment 3c on the hollow rod head 3d, by means of which the axial displacement movement of the second closing member 4 within the passage opening 3b in the first intermediate position (see FIG. 2) is determined.
  • the axial distance between the drive plate 6b and a recess 4c on the hollow rod head 4b (FIG. 1) ultimately determines the passage cross section between the second closing member 4 and the second seat ring le in the second valve housing part 1b in the open position of the double seat valve (see FIG. 4) .
  • a pressure medium connection 6i introduces pressure medium D into the drive 6 in order to act on the drive piston 6a.
  • the space below the drive piston 6a is vented or vented via a second pressure medium connection 6k (L2 or LI).
  • this pressure medium can be used to supply D1, so that, in addition to the pretensioning force of the main spring 6c, an additional force can be impressed on the drive piston 6a.
  • This additional force can ensure that any pressure surges that may occur in the first valve housing part 1 a do not lead to a displacement of the second closing member 4 within the passage opening 3 b (blocking measure).
  • a guide ring 12 through which the outer hollow rod 3a is guided through the lower end face of the drive housing, is additionally to be provided with a sealing function.
  • FIG. 2 a first significant intermediate position is reached when the closure part 3 is 'picked up' by the second closing element 4.
  • the drive piston 6a is shifted downwards until the drive plate 6b comes to rest on the hollow rod head 3d.
  • the second closing member 4 is shifted so far downward in the passage opening 3b that it is flush with the lower end face of the closure part 3.
  • the further intermediate position shown in FIG. 2a is characterized by the pick-up position of the first closing member 2 by the second closing member 4.
  • the first and second closing elements 2 and 4 are located are in sealing contact with one another via the slide seal 9.
  • the first closing member 2 is position 8 (seal 80) is substituted by the closure part 3.
  • the hollow rod head 3d has come into contact with its recess 3e on the lower end face of the drive housing.
  • the closure part 3 has thus reached its lower end position.
  • it forms the sealing points 7 and 8 (seals 70 and 80).
  • the first closing member 2 has not yet detached from the lower end face of the closure part 3, and the second closing member 4 is still at the lower end of the passage opening 3b.
  • the double seat valve then opens.
  • the opening movement is ended when the recess 4c of the hollow rod head 4b has come into contact with the drive plate 6b (FIG. 4). Now there is a passage of fluid F between the interior of the first valve housing part la and that of the second valve housing part lb.
  • the drive piston 6a, the hollow rod head 4b, the driving plate 6b and the hollow rod head 3d are locked together and are in their respective lower end positions.
  • a wiper seal 13 is provided, which in the closing process of the double seat valve cooperates with an annular surface 2 * of the closure member 2 (FIG. 5a) corresponding to the end face of the closure part 3 that the wiper seal 13 contacts the ring surface 2 * in the radial direction from the inside to the wiper.
  • Product that is in the open position of the double seat valve wetted the ring surface 2 *, stripped during the closing process.
  • FIG. 1 another embodiment of the closing element 2 is indicated by dash-dotted lines, the closing element 2 being longer in its opening direction and thereby penetrating the second valve housing part 1b in a sealed manner into the surroundings of the double-seat valve.
  • the extension 2e has in the area of its sealed penetration through the second valve housing part 1b the same or approximately the same diameter as the closing member 2 in the area of its sealing point 8, and it is also designed as a tube that connects a connection path 2g between the leakage space 5 and the area around the double seat valve.
  • the passage opening 2f of the tube is expediently designed with a passage cross section corresponding to the nominal cross section of the double seat valve. This configuration creates a so-called 'fill port' which can be used instead of the passage cross section 5a between the valve housing parts la and lb. Additive solutions from the two connecting paths 5a and 2g are also possible.
  • the leakage space 5 has between the first and the second valve housing parts la and lb a free passage cross section 5a which is only interrupted by the connecting webs 3f and which, due to the freely selectable distance between the two valve housing parts la and lb, at least can be designed as large as the nominal cross-section of the largest valve connecting piece.
  • the proposed double seat valve is the
  • the first closing member 2 cannot be pressed open in the event of overpressure or pressure surges. Before the second closing member 4 is pressed on, it must first measure its entire displacement within the closure part 3; only then does leakage occur. This situation ensures sufficient safety in the event of pressure surges.
  • a mechanical lock in the drive 6 can prevent the press-on when the overpressure persists.
  • an additional pressurization with pressure medium D1 is provided on the underside of the drive piston 6a.
  • the proposed double seat valve according to the invention can be installed in a wide variety of positions. It can range from 'standing' to 'lying' (tilted 90 °) to 'overhead'
  • the main spring 6c (see e.g. FIG. 1) is arranged in the drive 6 in such a way that it keeps the double seat valve in the closed emergency position in the event of a power failure.
  • the second spring 6d fixes the closure part 3 in its upper end position when the second closing member 4 executes its displacement movement within the passage opening 3b from top to bottom.
  • the third spring 6e presses the closure part 3 downward (it is made stronger than the second spring 6d) when the second closure element 4 moves together with the closure part 3 in the direction of the first closure element 2 (see FIGS. 2 and 2a).
  • the fourth spring 6f holds the first closing element 2 in its closed position within the second seat seal 80 until the second closing element 4 has moved against the first closing element 2 and presses both closing elements 2 and 4 together when the double-seat valve is open is (see Figures 2 to 4).
  • FIG. 6 shows an intermediate housing lz releasably connecting the first and second valve housing parts la and lb to one another and receiving the leakage outlet 5a.
  • the valve housing parts la and lb as well as the intermediate housing lz are made with flanges (not described in more detail) - Equipped, which are connected to one another via so-called tension rings.
  • one of the valve housing parts la, lz and lb, lz can seal against one another e &
  • FIG. 7 The view (FIG. 7) of the double seat valve shown in section in FIG. 6 with a separate intermediate housing lz clearly illustrates on the one hand the proportions of the leakage outlet 5a when it is designed and operated under the conditions of the US '3A standard'. on the other hand, it shows impressively that the critical area of the double-seat valve can be directly inspected and inspected via the leakage outlet 5a of the intermediate housing lz.
  • valve housing part la * below the second valve housing part 1b. Both valve housing parts lb and la * are connected to one another via a second housing opening lc *, which lies opposite the housing opening lc interacting with the closing element 2.
  • An additional closing member 2 * is provided coaxially with and at a distance from the closing member 2 and is firmly connected to it via a rod extension 2a *, which forms a second sealing point 8 * with the second housing opening 1c * when the closing member 2 assumes its open position .
  • the closing element arrangement 2, 2 * can be switched alternately such that either the flow path F to the first valve housing part 1 a or that to the third valve housing part 1 a * is open from the central valve housing part 1 b.
  • the closed position of the closing member 2 and that of the closure part 3 are leakage-protected (leakage outlet 5a) via the intermediate housing 1z.
  • the simple sealing point 8 * is realized between the middle valve housing part 1b and the third valve housing part la *.
  • the arrangement of the intermediate housing lz also enables a combination of different nominal diameters D1 and D2 of the valve housing parts la and lb connected to one another via the intermediate housing lz.
  • the passage cross section required in the double seat area is realized in the intermediate housing lz; it is not subject to any restrictions due to the larger diameter D2 of the second valve housing part 1b.
  • valve housing parts la and la * are provided on both sides of the central valve housing part 1b, each with the interposition of an intermediate housing lz or lz *, in a mirror-image arrangement.
  • the closing element and closing part configurations 2, 4, 3 or 2 *, 4 *, 3 * respectively assigned to the valve housings la and la * in connection with the intermediate housing lz or lz * are arranged in a double arrangement, parallel to one another, are provided and the closing members 2, 4 or 2 *, 4 * and the closing parts 3 or 3 * are actuated from the side of the third valve housing part which is supplemented by a mirror image.
  • the connecting path F between the middle housing part 1b and the third valve housing part la * is open.
  • the dot-dash line shows the position of the closing members 2, 4 or 2 *, 4 * and the closure parts 3 or 3 * when the connection to the first valve housing part 1 a is open.
  • the end positions of the locking elements and locking parts are each marked with a 'dash' (eg locking element 2: end position 2 '; locking part 3 *: end position 3 *').

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, mit dem die Nachteile von Ventilen der gattungsgemäßen Art beseitigt und gleichzeitig günstige Voraussetzungen für eine weitestgehende Realisierung des sogenannten US-amerikanischen '3A-Standard' geschaffen werden. Dies wird unter anderem dadurch erreicht, daß in der Schließstellung des Doppelsitzventils einerseits ein Verschlußteil (3) im Zusammenwirken mit einem ersten Ventilgehäuseteil (1a) eine erste Abdichtungsstelle (7) realisiert und andererseits ein Schließglied (2) im Zusammenwirken mit einem zweiten Ventilgehäuseteil (1b) eine zweite Abdichtungsstelle (8) bildet, und daß ein weiteres Schließglied (4) vorgesehen ist, das schieberartig ausgebildet ist, das in jeder anderen als in der geöffneten Stellung des Doppelsitzventils innerhalb der Durchtrittsöffnung (3b) dichtend verschoben wird, das im Zuge der Öffnungsbewegung des Doppelsitzventils am Schließglied (2) dichtend zur Anlage kommt und zusammen mit diesem in die Offenstellung überführt wird.

Description

Doppelsitzventil miteinem gesteuerten Leckageraum
Die Erfindung betrifft ein Doppelsitzventil mit einem ge¬ steuerten Leckageraum nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum ist der DE 28 18 787 AI zu entnehmen. Dieses weist neben zwei unabhängig voneinander bewegbaren Hauptventiltellern einen weiteren Hilfsventilteller auf, der zwischen den beiden als Sitzteller ausgebildeten Hauptventiltellern angeordnet und durch eine eigene Steuerstange unabhängig von der Bewegung des oberen Ventiltellers betätigt werden kann. Zwischen den beiden Hauptventiltellern wird der Leckageraum gebildet, der über eine im Schaft des unteren Haupventiltellers aus¬ gebildete Leckflüssigkeitsleitung nach außen geführt ist. Da weder die Hauptventilteller noch der Hilfsventilteller als Schieber mit radial wirkenden Dichtungsmitteln ausge¬ stattet sind, kann dieses bekannte Doppelsitzventil nicht leckagefrei schalten. Der Hilfsventilteller hat die Aufga¬ be, während des Durchschaltens der einzelnen Hauptventil- teller den Austritt der Flüssigkeit nach außen durch die Leckflüssigkeitsleitung zu verhindern.
Aus der DE 30 42 887 AI ist ein weiteres Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum zwischen zwei als Sitztel¬ ler ausgebildeten Ventilkegeln bekannt, wobei ein als Schie- ber ausgestaltetes drittes Schließglied zwischen diesen bei¬ den Hauptventiltellern vorgesehen ist. Auch bei diesem Dop¬ pelsitzventil steht der Leckageraum über ein mit dem unteren Hauptventilteller verbundenes Rohr mit der Umgebung des Dop¬ pelsitzventils in Verbindung. Das Doppelsitzventil erlaubt ein weitestgehendes leckagefreies Schalten beim Öffnen und Ά
Schließen des Ventils, jedoch ist, da das Ventil nach oben öffnet und das den Verbindungsweg des Leckageraumes mit der Umgebung aufnehmende Rohr den Sitzbereich des Doppelsitzven¬ tils nach unten durchdringt, eine größere Dimensionierung des Leckageablaufquerschnittes nicht möglich, will man nicht den Durchtrittsquerschnitt im Sitzbereich des Doppelsitzven¬ tils von einem zum anderen Ventilgehäuseteil in unzulässiger Weise verengen.
Ein Doppelsitzventil der gattungsgemäßen Art ist aus der
DE 37 01 027 AI und darüber hinaus in verschiedenen Ausfüh¬ rungsformen aus der EP 0 279 177 AI bekannt. Mit diesem be¬ kannten Ventil ist es möglich, neben der in der Schließstel¬ lung des Ventils an sich bekannten Steuerung der Verbindung zwischen dem Leckageraum und dem Innenraum der Ventilgehäu¬ seteile, den Leckageraum auch in anderen Stellungen des Ven¬ tils zu steuern.
Das letztgenannte Ventil weist einige Eigenschaften auf, die seine praktische Anwendung zumindest in Frage stellen. So muß das Schließglied zwischen Schließ- und Offenstellung des Ventils einen relativ großen Hub ausführen. Der Gesamthub ergibt sich zum einen aus der Notwendigkeit, daß das Schließglied in der Schließstellung des Ventils die beiden im Abstand angeordneten Abdichtungsstellen überdecken muß und zum anderen aus einem weiteren Teilhub, der in der Of¬ fenstellung des Ventils einen hinreichenden Durchtrittsquer¬ schnitt zwischen Schließglied und benachbartem Ventilgehäuse sicherstellt. Darüber hinaus behindert in der Offenstellung des Ventils die relativ große axiale Erstreckung des Schließgliedes die Strömung in jenem Ventilgehäuseteil, in das das Schließglied in seiner Offenstellung hineingefahren wird. Desweiteren ist in"der Schließstellung des Ventils der Innenraum des Verschlußteiles nicht hinreichend durchspül- bar,* dieser Bereich wirkt als Totraum und ein Austausch mit der Flüssigkeit im Ventilgehäuse, in das das Verschlußteil hineinragt, ist nur unzureichend möglich. Falls die beiden Abdichtungsstellen durch ventilgehäuseseitige Dichtungen realisiert werden, ist mit dem bekannten Ventil kein lecka¬ gefreies Schalten möglich, da zwischen Verschlußteil und Schließglied keine hinreichende Abdichtung besteht. In der EP 0 279 177 AI wird eine Ausführungsform vorgeschlagen, bei der die Abdichtungsstellen durch verschlußteil- und schließ- gliedseitige Dichtungsmittel realisiert werden, wobei zwi¬ schen Verschlußteil und Schließglied eine Abdichtungsfunkti¬ on vorgesehen ist, so daß diese Ausführungsform leckagefrei- es Schalten zumindest grundsätzlich erlaubt.
Da sich die relativ große axiale Erstreckung des Schlie߬ gliedes aus dem Erfordernis ergibt, daß das Schließglied in der Schließstellung des Ventils beide Abdichtungsstellen überdecken muß, ist man bestrebt, den axialen Abstand der Abdichtungsstellen möglichst klein zu halten, denn eine Vergrößerung bedeutet eine an sich nicht grundsätzlich an¬ zustrebende Vergrößerung der axialen Abmessung des Schlie߬ gliedes. Eine Minimierung des axialen Abstandes der Abdich- tungsstellen bedeutet jedoch, daß der Durchtrittsquer¬ schnitt des Verbindungsweges zwischen dem Leckageraum und der Umgebung des Ventils ebenfalls minimiert wird. Bei Dichtungsdefekten und den damit verbundenen Leckagen be¬ steht dann die Gefahr eines unzulässigen Druckaufbaus im Leckageraum, da die Leckagemengen über den eng bemessenen Ablaufquerschnitt nicht drucklos oder nahezu drucklos abge- H führt werden können, wie dies heute allseits gefordert wird.
Die absolut drucklose Abführung von Leckagemengen aus dem Leckageraum iεt jedoch eine Forderung, die in jüngster Zeit, insbesondere auf dem US-amerikanischen Markt bzw. im US-amerikanischen Einflußbereich, beim Einsatz von Doppel¬ sitzventilen in der Molkereitechnik zunehmend an Bedeutung gewinnt. Es handelt sich hierbei um die Erfüllung der For- derung des US-amerikanischen λ3A-Standard' , der besagt, daß der Leckageraum mit einem der Nennweite des größten an das Ventil angeschlossenen Rohres entsprechenden Querschnitt drainierbar mit der Atmosphäre verbunden sein soll. Über¬ trägt man diese Forderung auf das bekannte Ventil, dann be- deutet dies, daß der Durchtrittsquerschnitt zwischen den beiden Abdichtungsstellen dem Nennquerschnitt des Ventils entsprechen muß. Das bekannte Ventil kann diese Forderung nur schwerlich erfüllen. Falls die Forderung jedoch erfüllt wird, wozu es im bislang bekannt gewordenen Stand der Tech- nik bei derartigen Ventilen keine Hinweise gibt, dann ist die diesbezügliche Lösung wenigstens mit einem Teil der vorstehend erwähnten Nachteile verbunden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des bekannten Doppelsitzventils der gattungsgemäßen Art zu beseitigen und gleichzeitig günstige Voraussetzungen für eine weitestgehende Realisierung des sogenannten US- amerikanischen *3A-Standard' zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch ein Doppelsitzventil mit den Merkma¬ len des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des vorgeschlagenen Doppelsitzventils sind Gegenstand wei¬ terer Unteransprüche.
Die vorgeschlagene Lösung macht zwar von dem bekannten Ver- schlußteil Gebrauch, welches radial außenseits im Zusammen¬ wirken mit dem Ventilgehäuse die beiden Abdichtungsstellen realisiert, darüber hinaus die Verbindung zwischen dem Leckageraum und dem Innenraum des Ventilgehäuses steuert und in der geöffneten Stellung des Doppelsitzventils die Innenräume der beiden Ventilgehäuseteile über eine in ihm radial innenseits vorgesehenen Durchtrittsöffnung miteinan¬ der verbindet; es verzichtet jedoch zwecks Steuerung der Verbindung der Innenräume der beiden Ventilgehäuseteile auf ein Schließglied, welches in der Schließstellung des Dop- pelsitzventils beide Abdichtungsstellen überdeckt. Statt dessen realisiert in der Schließstellung des Doppelsitzven¬ tils einerseits das Verschlußteil im Zusammenwirken mit dem ersten Ventilgehäuseteil die erste Abdichtungsstelle, und das Schließglied hat in der Schließstellung die Aufgabe, im Zusammenwirken mit dem zweiten Ventilgehäuseteil die zweite Abdichtungsstelle zu bilden. Maximal ragt dadurch das Ver¬ schlußteil in das zugeordnete Ventilgehäuseteil um jenen Teilhub geringer hinein, um den es in der Schließstellung in seinen Sitzbereich bereits eintaucht. Das Schließglied ist wiederum auf eine axiale Erstreckung reduziert, die sein Zusammenwirken mit der zugeordneten und einzigen Sitz- flache erfordert.
Darüber hinaus ist ein weiteres Schließglied vorgesehen, welches schieberartig ausgebildet ist, das in jeder anderen als in der geöffneten Stellung des Doppelsitzventils inner¬ halb der Durchtrittsöffnung des Verschlußteils dichtend verschoben wird, das im Zuge der Öffnungsbewegung des Dop¬ pelsitzventils am Schließglied dichtend zur Anlage kommt und zusammen mit diesem in die Offenstellung überführt wird. Während das erstgenannte Schließglied als Sitzteller oder auch als Schieberkolben ausgebildet sein kann, ist das zweite Schließglied zwangsläufig ein Schieberkolben, damit mit dem vorgeschlagenen Doppelsitzventil weitere Vorteile erreichbar sind, die nachfolgend skizziert werden und die das bekannte Ventil nicht aufweist.
Da das Verschlußteil in der Schließstellung des Doppelsitz¬ ventils eine der beiden Abdichtungsstellen realisiert, ist das zweite Schließglied zunächst dafür vorgesehen, den In¬ nenraum des dieser Abdichtungsstelle zugeordneten Ventilge- häuseteils gegenüber dem Leckageraum abzuschließen. Darüber hinaus kann das zweite Schließglied in der Schließstellung des Ventils derart nach oben verfahren werden, daß es bün¬ dig mit der stirnseitigen Begrenzungsfläche des Verschlu߬ teils, die in das aufnehmende Ventilgehäuseteil hineinragt, abschließt. Dadurch wird der beim bekannten Ventil durch die Durchtrittsöffnung des Verschlußteils gebildete Totraum vermieden. Desweiteren kann im Zuge der Öffnungsbewegung des Ventils durch die Verschiebung des zweiten Schließglie¬ des innerhalb des Verschlußteils erreicht werden, daß die innere Mantelfläche des Verschlußteils, welche ein Teil der Begrenzung des Leckageraumes bildet, von Flüssigkeitsresten befreit wird. Dieser AbstreifVorgang zeigt insbesondere dann vorteilhafte Wirkung, wenn bei der Schließbewegung des Doppelsitzventils dieser Abstreifvorgang in der umgekehrten Richtung vollzogen wird, wodurch die während der Offenstel¬ lung des Ventils mit Produkt benetzte innere Mantelfläche des Verschlußteils nahezu produktfrei abgestreift wird. Das Doppelsitzventil gemäß der Erfindung ist grundsätzlich auch sitzreinigungsfähig. So können, wie dies vorgeschlagen wird, in der Schließstellung des Doppelsitzventils das Ver- schlußteil oder das Schließglied in das jeweils benachbarte Ventilgehäuseteil derart verschoben werden, daß die zuge¬ ordnete Abdichtungsstelle freigelegt wird, und daß über die durch den Teilhub freigelegte Abdichtungsstelle der Lecka¬ geraum mit dem Innenraum des zugeordneten Ventilgehäuse- teils verbunden ist.
In der Offenstellung des Doppelsitzventils ist gleichfalls eine Sitzreinigung der beiden Abdichtungsstellen, die im Zusammenwirken mit dem Verschlußteil gebildet werden, mög- lieh. Zu diesem Zwecke wird vorgeschlagen, das Verschlu߬ teil derart zu positionieren, daß nur eine der Abdichtungs¬ stellen zwischen dem Ventilgehäuseteil und dem Verschlu߬ teil vorliegt, und daß über die durch den Teilhub des Ver¬ schlußteils freigelegte Abdichtungsstelle der Leckageraum mit dem Innenraum der Ventilgehäuseteile verbunden ist.
Das vorgeschlagene Doppelsitzventil ist nicht auf eine be¬ stimmte Ausgestaltung des ersten Schließgliedes festgelegt. Grundsätzlich ist eine Ausgestaltung als Sitzteller oder auch als Schieberkolben möglich. Wenn, wie dies eine vor¬ teilhafte Ausgestaltung vorsieht, das Schließglied als Schieberkolben ausgebildet ist, der zusammen mit seiner Ab¬ dichtungsstelle radial dichtet, dann ergibt sich hieraus, wenn das Verschlußteil als zylindrischer ringförmiger Kör- per ausgeführt ist, wie dies ebenfalls vorgeschlagen wird, die Möglichkeit, die äußere Mantelfläche des Verschlußtei¬ les und jene des Schließgliedes durchmessergleich auszubil- h den. Diese Ausführungsform vereinfacht die gesamte Schlie߬ glied- und Verschlußteilkonfiguration. und sie stellt dar¬ über hinaus sicher, daß die mit Produkt benetzten Oberflä¬ chen des Verschlußteils und des Schließgliedes im Bereich der Abdichtungsstellen durch die vorliegende Abstreifwir¬ kung hinreichend produktfrei gemacht werden.
Um ein möglichst strömungsgünstiges Doppelsitzventil zu schaffen, wird gemäß einer weiteren Ausführungsform vorge- sehen, daß die Durchtrittsδffnung des Verschlußteils minde¬ stens einen dem Nennquerschnitt des Doppelsitzventils ent¬ sprechenden Durchtrittsquerschnitt besitzt.
Eine möglichst verlustarme Durchströmung des Verschlußteils in der Offenstellung des Doppelsitzventils gelingt dadurch, wie dies weiterhin vorgesehen ist, wenn das Verschlußteil über Stege mit einer äußeren Hohlstange verbunden und letz¬ tere aus dem zugeordneten Ventilgehäuseteil herausgeführt und mit einem Antrieb verbunden ist.
Die Abdichtungsstellen zwischen dem Ventilgehäuse einer¬ seits und dem Verschlußteil bzw. dem Schließglied anderer¬ seits werden, nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung, durch ventilgehäuseseitig oder schließglied- bzw. ver- schlußteilseitig angeordnete Dichtungsmittel realisiert. Besonders einfach gestaltet sich die Dichtungskonfiguration dann, wenn die Dichtungsmittel ventilgehäuseseitig vorgese¬ hen werden. Als Dichtungsmittel zur Realisierung der Ab¬ dichtungsstellen wird weiterhin vorgeschlagen, entweder zwei diskrete, separate Dichtungen oder eine einstückige Dichtung vorzusehen. Das Doppelsitzventil gemäß der Erfindung schafft in überra¬ schend einfacher Weise günstige Voraussetzungen für eine weitestgehende Realisierung des sogenannten US-amerikani¬ schen *3A-Standard' . Dies gelingt, wie dies vorgeschlagen wird, wenn der Durchtrittsquerschnitt (Leckageauslauf) der Verbindung zwischen dem Leckageraum und der Umgebung des Doppelsitzventils, der konstruktionsbedingt seinen klein¬ sten Querschnitt zwischen den beiden Abdichtungsstellen und auf einem Durchmesser, der dem Außendurchmesser des Ver- schlußteils entspricht, besitzt, mindestens mit dem Nenn¬ querschnitt des Doppelsitzventils ausgeführt ist.
Um gegebenenfalls auftretende Leckagen ohne nachteilige Wirkungen auf die Umgebung in diese abzuführen, ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorge¬ schlagenen Doppelsitzventils vorgesehen, daß der Leckage¬ raum in ein nach oben offenes ringförmiges oder in ein in sich geschlossenes, das Ventilgehäuse umfangseits umschlie¬ ßendes Sammelgehäuse mit Ablaufanschluß drainiert wird.
Falls das Sammelgehäuse in sich geschlossen ausgeführt ist und einen weiteren Anschluß aufweist, wie dies weiterhin vorgeschlagen wird, ergibt sich die Möglichkeit, falls wei¬ terhin in dieser Konstellation der Ablaufanschluß für die Drainage dicht verschlossen wird, den Leckageraum unter Un¬ ter- oder Überdruck gegenüber dem niedrigsten bzw. dem höchsten Druck zu setzen, der in einem der beiden benach¬ barten Ventilgehäuseteile wirkt. Falls die erste Druckbe¬ dingung erfüllt wird, dann kann keine Vermischung feindli- eher Medien auftreten, wenn in einem Ventilgehäuseteil oder in beiden Unterdruck herrscht. Falls die zweite Druckbedin¬ gung gegeben ist, dann wird sichergestellt, daß kein Aus- tritt von ggf. giftigen Medien in die Umgebung des Doppel¬ sitzventils stattfindet.
Eine Reinigung des Leckageraumes in der Schließstellung des Doppelsitzventils ist möglich, wenn diesem Reinigungs¬ und/oder Desinfektionsmittel von außerhalb zugeführt wird. Dies kann, wie dies eine weitere Ausgestaltung des vorge¬ schlagenen Doppelsitzventils vorsieht, dadurch in einfacher Weise geschehen, daß dem Leckageraum über einen Ringspalt zwischen einer zur Verschiebung des ersten Schließgliedes dienenden Stange und einer zur Verschiebung des zweiten Schließgliedes vorgesehenen inneren Hohlstange das Reini¬ gungs- und/oder Desinfektionsmittel zugeführt wird.
Um die Produktverschleppung in den Leckageraum im Zuge der Schließbewegung von der Offen- in die Schließstellung des Doppelsitzventils zu minimieren, wird weiterhin vorgeschla¬ gen, daß in einer dem Schließglied zugewandten Stirnseite des Verschlußteiles eine Abstreifdichtung vorgesehen ist, die mit einer mit der Stirnseite des Verschlußteiles korre¬ spondierenden Ringfläche des Schließgliedes derart zusam¬ menwirkt, daß die Abstreifdichtung die Ringfläche, in ra¬ dialer Richtung von innen nach außen, abstreifend kontak¬ tiert .
Eine andere Ausgestaltung des Doppelsitzventils gemäß der Erfindung sieht eine Verlängerung des Schließgliedes in dessen Öffnungsrichtung vor, und zwar derart, daß diese Verlängerung das zweite Ventilgehäuseteil abgedichtet bis in die Umgebung des Doppelsitzventils durchdringt. Diese Maßnahme reduziert die notwendige Öffnungskraft für das Schließglied gegenüber dem in der Regel unter Druck im zweiten Ventilgehäuseteil anstehenden Medium (sog. Balan- cerlösung für das Schließglied) , und- sie schafft die Mög¬ lichkeit, wie dies ebenfalls vorgeschlagen wird, den Lecka¬ geraum mit einem weiteren Verbindungsweg mit der Umgebung des Doppelsitzventils zu verbinden. Falls die Verlängerung als Rohr ausgebildet wird, dessen Durchtrittsöffnung minde¬ stens einen dem Nennquerschnitt des Doppelsitzventils ent¬ sprechenden Durchtrittsquerschnitt aufweist, dann besitzt das Doppelsitzventil einen weiteren sogenannten 'füll port' , der anstelle des Durchtrittsquerschnittes zwischen dem Leckageraum und der Umgebung des Doppelsitzventils im Bereich zwischen den beiden Ventilgehäuseteilen zur Verfü¬ gung steht. Es sind auch additive Lösungen der beiden Ver¬ bindungswege möglich, die dann jeweils kleiner als der Nennquerschnitt des Doppelsitzventils demissioniert werden können. Es zeigt sich somit, daß das Doppelsitzventil gemäß der Erfindung, abhängig von den Erfordernissen und Gegeben¬ heiten, verschiedene diesbezügliche Ausgestaltungsformen optional in sich birgt.
Der Durchtrittsquerschnitt der Verbindung zwischen dem Leckageraum und der Umgebung des Doppelsitzventils, der so¬ genannte Leckageauslauf, kann sehr einfach und insbesondere entsprechend den Forderungen des sogenannten US-amerikani- sehen 43A-Standard' ausgeführt werden, wenn ein separates Zwischengehäuse vorgesehen wird, das zwischen den Ventilge¬ häuseteilen angeordnet, mit diesen jeweils lösbar verbunden ist und wenn in diesem Zwischengehäuse, über dessen Umfang verteilt, die erforderlichen Durchtrittsquerschnitte ausge- bildet sind. Diese Lösung erlaubt die Verwendung von stan¬ dardisierten Ventilgehäuseteilen, da die jeweilige Verbin- XL düng mit dem Zwischengehäuse in der Weise erfolgt, wie auch die Ventilgehäuseteile untereinander verbunden sind.
Die erfindungswesentlichen Merkmale des vorgeschlagenen Dop- pelsitzventils lassen sich auch auf ein sogenanntes Doppel¬ wechselventil anwenden. Bei diesem Anwendungsfall wird von einem mittleren Ventilgehäuseteil wahlweise ein Verbindungs¬ weg zum Ventilgehäuse der einen oder der anderen benachbar¬ ten Seite geschaltet. Dabei ist einer der beiden Ventilsitze als Doppelsitz mit Leckageauslauf ausgebildet, während der andere über eine einfache Abdichtung verfügt. Diese speziel¬ le Anwendung gelingt dadurch, daß, koaxial zum und im Ab¬ stand vom Schließglied und mit diesem über eine Stangenver¬ längerung fest verbunden, ein Zusatzschließglied vorgesehen ist. Dieses Zusatzschließglied bildet in einer zweiten Ge¬ häuseöffnung im das Schließglied aufnehmenden Ventilgehäuse- teil eine zweite Abdichtungsstelle, wenn das Schließglied seine Offenstellung einnimmt, wobei die zweite Gehäuseöff¬ nung der mit dem Schließglied zusammenwirkenden Gehäuseöff- nung gegenüberliegt und die Verbindung zu einem dritten Ven¬ tilgehäuseteil herstellt.
Die erfindungswesentlichen Merkmale des vorgeschlagenen Doppelsitzventils sind darüber hinaus auch auf ein soge- nanntes Doppel-Doppelwechselventil anwendbar. Dieses Ventil ist, ebenso wie das vorstehend erwähnte, ein von einem mittleren Ventilgehäuseteil wechselweise zu dem einen oder anderen benachbarten Ventilgehäuseteil schaltbares Wechsel- ventil, wobei in diesem Falle die beiden Sitzbereiche als Doppelsitz mit Leckagesicherung ausgeführt werden. Dies wird dadurch erreicht, daß, spiegelbildlich zur Rohrachse des zweiten Ventilgehäuseteils, mit Blick auf die gesamte Ventilgehäuseanordnung somit des mittleren, eine weitere und im wesentlichen gleiche Ventilgehäuseanordnung vorgese¬ hen ist, wobei jeder dieser Ventilgehäuseanordnungen je¬ weils eine Schließgliedkonfiguration und ein Verschlußteil zugeordnet sind, die, in ihrer jeweiligen Zuordnung zuein¬ ander und bezogen auf die Rohrachse, jeweils parallel zu¬ einander angeordnet sind und alle von der Seite des spie¬ gelbildlich ergänzten Ventilgehäuseteils betätigt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie Anwendungsbei¬ spiele der Erfindung im Rahmen spezieller Doppelsitzventil- Anforderungen sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend Joeschrieben. Es zeigen
Figur 1 einen Querschnitt durch das vorgeschlagene
Doppelsitzventil gemäß der Erfindung in dessen Schließstellung; Figur 2 einen ebensolchen Querschnitt durch das Doppel- sitzventil gemäß Figur 1 in einer ersten Zwi- schenstellung, bei der das Verschlußteil durch den zweiten Schieber 'abgeholt' wird; Figur 2a einen weiteren Querschnitt durch das Doppelsitz- ventil gemäß Figur 1 in einer nachfolgenden zwei¬ ten Zwischenstellung, bei der das erste Schließ- glied durch das zweite Schließglied 'abgeholt' wird; Figur 3 gleichfalls einen Querschnitt durch das Doppel- sitzventil gemäß Figur 1 in einer nachfolgenden dritten Zwischenstellung, in der das erste Schließglied an der zugeordneten Abdichtungsstel¬ le durch das Verschlußteil substituiert wird; Figur 4 einen weiteren Querschnitt durch das vorgeschla- gene Doppelsitzventil gemäß Figur 1 in dessen Of- fenstellüng; Figur 5 einen Querschnitt durch einen Teil des Sitzbe¬ reichs des geöffneten Doppelsitzventils gemäß Fi- gur 1 mit einer in der Stirnseite des Verschlu߬ teils angeordneten Abstreifdichtung; Figur 5a den Sitzbereich des Doppelsitzventils gemäß Figur 5 in einer Zwischenstellung, wie sie Figur 3 zu entnehmen ist, wobei die Abstreifdich- tung am Schließglied Anlage findet;
Figur 6 einen Querschnitt durch das vorgeschlagene
Doppelsitzventil gemäß der Erfindung mit einem zwischen den Ventilgehäuseteilen lösbar angeord¬ neten Zwischengehäuse mit nach US-amerikanischem l3A-Standard' ausgebildetem Leckageauslauf;
Figur 6a eine vorteilhafte Ausgestaltung der Sitz- und
Gehäusedichtung insbesondere bei Verwendung des Zwischengehäuses gemäß Figur 6 ; Figur 7 eine Ansicht des Doppelsitzventils mit Zwischen- gehäuse gemäß Figur 6;
Figur 8 einen Querschnitt durch ein Doppelwechselventil, bei dem die erfindungswesentlichen Merkmale An¬ wendung finden; Figur 9 einen Querschnitt durch ein Doppelsitzventil ge- maß der Erfindung, bei dem unterschiedlich große
Nennweiten der über ein Zwischengehäuse miteinan¬ der verbundenen Ventilgehäuseteile realisiert sind; Figur 10 ein Doppelsitzventil gemäß der Erfindung in einer Anordnung als Tankauslaufventil und
Figur 11 die erfindungswesentlichen Merkmale des vorge- schlagenen Doppelsitzventils in ihrer Anwendung auf ein sogenanntes Doppel-D.oppelwechselventil .
Ein Ventilgehäuse 1 (Figur 1) des Doppelsitzventils besteht aus einem ersten und einem zweiten Ventilgehäuseteil la bzw. lb. Auf der dem jeweils anderen Ventilgehäuseteil zu¬ gewandten Gehäuseseite ist jeweils eine Gehäuseδffnung lc vorgesehen, die durchmessergleich und koaxial angeordnet sind. Jede Gehäuseöffnung lc ist von einem Sitzring ld bzw. le berandet, wobei der erste Sitzring ld im Zusammenwirken mit einem Verschlußteil 3 eine erste Abdichtungsstelle 7 und der zweite Sitzring le im Zusammenwirken mit einem Schließglied 2 eine zweite Abdichtungsstelle 8 bilden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die erste Abdich- tungsstelle 7 durch ein ventilgehäuseseitiges Dichtungsmit¬ tel 70*, eine diskrete, separate Dichtung 70, und die zwei¬ te Abdichtungsstelle 8 durch ein ebenfalls ventilgehäuse¬ seitig angeordnetes Dichtungsmittel 80*, eine ebensolche Dichtung 80, gebildet. Die beiden Abdichtungsstellen 7 und 8 können aber auch an einer einstückigen Dichtung 700 aus¬ gebildet werden. Sowohl das Verschlußteil 3 als auch das Schließglied 2 sind jeweils schieberartig ausgeführt und können translatorisch verschoben werden. Die äußeren Man¬ telflächen des Verschlußteils 3 und des Schließgliedes 2 sind durchmessergleich ausgebildet. Es ist auch möglich, das Schließglied 2 als Sitzteller auszuführen, wobei das Dichtungsmittel 80* bzw. die Dichtung 80 entweder zusätz¬ lich axiale Dichtungsfunktion zu übernehmen hat oder eine weitere Dichtung vorzusehen ist, die die Sitzdichtung des Schließgliedes 2 realisiert. Das Verschlußteil 3 ist als zylindrischer ringförmiger Körper ausgebildet, der innen- seits eine Durchtrittsöffnung 3b aufweist, in der ein zwei- l6 tes Schließglied 4 angeordnet ist, das schieberartig ausge¬ führt ist und das" in jeder anderen als in der geöffneten Stellung des Doppelsitzventils innerhalb der Durchtritts¬ öffnung 3b dichtend verschoben wird. Das zweite Schließ- glied 4 trägt radial außenseits eine Schieberdichtung 9, die zum einen radiale Dichtfunktion gegenüber der Durch¬ trittsöffnung 3b und zum anderen axiale Dichtfunktion bei ihrer Kontaktierung mit der Stirnfläche des Schließgliedes 2 besitzt.
In der dargestellten Schließstellung des Doppelsitzventils begrenzen die Mantelfläche der Durchtrittsöffnung 3b, das zweite Schließglied 4 und das erste Schließglied 2 einen Leckageraum 5, der über einen ringförmigen Durchtrittsquer- schnitt 5a, welcher lediglich über mehrere über den Umfang verteilte VerbindungsStege lf die Ventilgehäuseteile la und lb miteinander verbindet, mit der Umgebung des Doppelsitz¬ ventils verbunden ist.
Das zweite Schließglied 2 ist mit einer Stange 2a verbun¬ den, die über eine Gehäusedurchführung lg in der Oberseite des ersten Ventilgehäuseteils la aus diesem heraus- und in einen Antrieb 6 hineingeführt ist. Auf der Stange 2a gela¬ gert, und in gleicher Weise in den Antrieb 6 hineingeführt, ist eine innere Hohlstange 4a, die an ihrem unteren Ende das zweite Schließglied 4 trägt. Eine äußere Hohlstange 3a ist über Stege 3f mit dem Verschlußteil 3 verbunden; sie umschließt die innere Hohlstange 4a, ist auf dieser gela¬ gert und ebenfalls in den Antrieb 6 hineingeführt. In der dargestellten Ausführungsform schließt die obere Stirnflä¬ che des zweiten Schließgliedes 4 bündig mit der dem Antrieb 6 zugewandten Stirnseite des Verschlußteiles 3 ab, so daß in der gezeigten Schließstellung in diesem Bereich des Ver¬ schlußteiles 3 keine Pfütze bzw. kein Totraum gebildet wird. Die axiale Beabstandung zwischen dem Verschlußteil 3 und dem zweiten Schließglied 4 erfolgt über einen an letz- terem ausgebildeten Rezeß 4d im Bereich des Überganges zwi¬ schen dem Schließglied 4 und seiner Hohlstange 4a. Der Ringspalt zwischen der äußeren und der inneren Hohlstange 3a bzw. 4a wird im Bereich des Rezesses 4d durch eine Hohl- stangendichtung 10 verschlossen. Die Abdichtung der äußeren HohlStange 3a in der Gehäusedurchführung lg erfolgt über eine Stangendichtung 11. Ein Ringspalt 14 zwischen der Stange 2a und der inneren Hohlstange 4a mündet in den Leckageraum 5 aus und kann als Zuleitungsweg für Reini¬ gungs- und/oder Desinfektionsmittel zum Leckageraum 5 von außerhalb dienen.
Der Schaltvorgang des vorgeschlagenen Doppelsitzventils wird anhand der Figuren 2 bis 4 erläutert, wobei zunächst Figur 1 beispielhaft eine mögliche Antriebsform zeigt, mit welcher die für den Schaltvorgang im einzelnen notwendigen Hubbewegungen realisiert werden können. Im Antrieb 6 ist ein Antriebskolben 6a vorgesehen, der über eine äußere Kol- bendichtung 6g im nicht näher bezeichneten Antriebsgehäuse abgedichtet ist und der von einer vorgespannten Hauptfeder 6c, die sich gegen die untere stirnseitige Begrenzungsflä¬ che des Antriebsgehäuses abstützt, beaufschlagt wird. Der Antriebskolben 6a ist über einen Hohlstangenkopf 4b mit der inneren Hohlstange 4a verbunden und wird innenseits von der Stange 2a durchdrungen. Die Durchdringungsstelle ist über eine innere Kolbendichtung 6h abgedichtet . Am Ende der Stange 2a, oberhalb des Antriebskolben 6a, ist ein Stangen¬ kopf 2b vorgesehen, an dem ein Federwiderlager 2c angeformt 1% ist. An letzterem stützt sich eine vierte Feder 6f ab, die andererseits an dem Antriebskolben 6a Anlage findet . Der Stangenkopf 2b liegt an der oberen stirnseitigen Begren¬ zungsfläche des Antriebsgehäuses an, wodurch gleichzeitig die obere Endlage und damit die Schließlage des Schlie߬ gliedes 2 eindeutig definiert ist. Der Stangenkopf 2b ver¬ fügt an seinem unteren Ende über einen Rezeß 2d, an dem der Antriebskolben 6a seine obere Endlage findet. Durch die obere Endlage des Antriebskolben 6a sind zwangsläufig auch die obere Endlage des zweiten Schließgliedes 4 und über dessen Rezeß 4d, soweit es die in Figur 1 dargestellte Schließstellung des Doppelsitzventils betrifft, die untere Endlage des Verschlußteiles 3 eindeutig definiert.
Ein Verschieben des Verschlußteiles 3 nach oben wird in der dargestellten Schließstellung durch einen nicht dargestell¬ ten Anschlag im Bereich zwischen der unteren stirnseitigen Begrenzungsfläche des Antriebsgehäuses und der Gehäuse¬ durchführung lg sichergestellt. Die äußere Hohlstange 3a ist an ihrem oberen Ende mit einem Hohlstangenkopf 3d ver¬ sehen, an dem endseitig ein Federwiderlager 3c für eine zweite Feder 6d angeformt ist, wobei sich diese anderer¬ seits gegen die untere stirnseitige Begrenzungsfläche des Antriebsgehäuses abstützt. Am unteren Ende des Hohlstangen- kopfes 3d ist ein Rezeß 3e vorgesehen, über den die untere Endlage des Verschlußteils 3 in der Offenstellung des Dop¬ pelsitzventils (siehe Figur 4) definiert wird. Im Bereich zwischen dem Hohlstangenkopf 3d an der äußeren Hohlstange 3a und dem Hohlstangenkopf 4b an der inneren Hohlstange 4a stützt sich an letzterer eine Mitnehmerscheibe 6b ab, die als Federwiderlager für eine vorgespannte, sich anderer¬ seits am Antriebskolben 6a abstützende dritte Feder 6e dient . Die Mitnehmerscheibe 6b weist einen axialen Abstand zum Federwiderlager 3c am Hohlstangenkopf 3d auf, durch den die axiale Verschiebebewegung des zweiten Schließgliedes 4 innerhalb der Durchtrittsöffnung 3b im Rahmen der ersten Zwischenstellung (siehe Figur 2) determiniert ist. Der axiale Abstand zwischen der Mitnehmerscheibe 6b und einem Rezeß 4c am Hohlstangenkopf 4b (Figur 1) bestimmt letztlich in der Offenstellung des Doppelsitzventils (vergleiche Fi¬ gur 4) den Durchtrittsquerschnitt zwischen dem zweiten Schließglied 4 und dem zweiten Sitzring le im zweiten Ven¬ tilgehäuseteil lb.
Über einen Druckmittelanschluß 6i wird Druckmittel D zur Beaufschlagung des Antriebskolben 6a in den Antrieb 6 ein- geleitet. Der Raum unterhalb des Antriebskolbens 6a wird über einen zweiten Druckmittelanschluß 6k ent- oder belüf¬ tet (L2 bzw. LI) . Darüber hinaus kann über diesen Druckmit¬ tel Dl zugeführt werden, wodurch sich, zusätzlich zur Vor¬ spannkraft der Hauptfeder 6c, dem Antriebskolben 6a eine Zusatzkraft aufprägen läßt. Diese Zusatzkraft kann sicher¬ stellen, daß gegebenenfalls im ersten Ventilgehäuseteil la auftretende Druckschläge nicht zu einer Verschiebung des zweiten Schließgliedes 4 innerhalb der Durchtrittsöffnung 3b führen (Blockierungsmaßnahme) . Für den Fall, daß diese Sicherheitsmaßnahme vorgesehen werden soll, ist ein Füh¬ rungsring 12, über den die äußere Hohlstange 3a durch die untere stirnseitige Begrenzungsfläche des Antriebsgehäuses hindurchgeführt ist, zusätzlich mit Dichtungsfunktion aus¬ zustatten.
Die Einzelheiten des Bewegungsablaufes zwischen der in Fi¬ gur 1 dargestellten Schließstellung der Doppelsitzventils -30 und seiner in Figur 4 dargestellten Offenstellung werden nachfolgend kurz erläutert. Eine erste signifikante Zwi¬ schenstellung ist gemäß Figur 2 dann erreicht, wenn das Verschlußteil 3 durch das zweite Schließglied 4 'abgeholt' wird. Zu diesem Zwecke wird durch Zufuhr von Druckmittel D über den Druckmittelanschluß 6i der Antriebskolben 6a nach unten verschoben, bis die Mitnehmerscheibe 6b am Hohlstan¬ genkopf 3d zur Anlage gelangt. Dabei wird das zweite Schließglied 4 innerhalb der Durchtrittsöffnung 3b so weit nach unten verschoben, daß es mit der unteren stirnseitigen Begrenzungsfläche des Verschlußteils 3 bündig abschließt.
Bei der weiteren Abwärtsbewegung des Antriebskolbens 6a (Figur 2a) wird nunmehr die zweite Feder 6d zusammenge- drückt (sie ist schwächer als die dritte Feder 6e ausge¬ führt) , so daß das Verschlußteil 3 zusammen mit dem in ihm fixierten zweiten Schließglied 4 weiter nach unten verfah¬ ren wird. Die in Figur 2a dargestellte weitere Zwischen¬ stellung ist gekennzeichnet durch die Abholstellung des er- sten Schließgliedes 2 durch das zweite Schließglied 4. Da¬ bei bildet das Verschlußteil 3 im Zusammenwirken mit dem ersten Ventilgehäuseteil la nach wie vor die erste Abdich¬ tungsstelle 7, realisiert durch eine diskrete, separate Dichtung 70, und das zweite Schließglied 2 realisiert im Zusammenwirken mit dem zweiten Ventilgehäuseteil lb nach wie vor die zweite Abdichtungsstelle 8, realisiert durch eine diskrete, separate Dichtung 80. Das erste und das zweite Schließglied 2 bzw. 4 befinden sich über die Schie¬ berdichtung 9 im dichtenden Kontakt miteinander.
Bei der weiteren Abwärtsbewegung des Antriebskolbens 6a (Figur 3) wird das erste Schließglied 2 an seiner Abdich- tungsstelle 8 (Dichtung 80) durch das Verschlußteil 3 sub¬ stituiert. Der Hohlstangenkopf 3d ist über seinen Rezeß 3e an der unteren stirnseitigen Begrenzungsfläche des An¬ triebsgehäuses zur Anlage gelangt. Das Verschlußteil 3 hat dadurch seine untere Endlage erreicht. Es bildet im Zusam¬ menwirken mit den beiden Ventilgehäuseteilen la und lb die Abdichtungsstellen 7 und 8 (Dichtungen 70 und 80) . Das er¬ ste Schließglied 2 hat sich von der unteren stirnseitigen Begrenzungsfläche des Verschlußteils 3 noch nicht gelöst, und das zweite Schließglied 4 befindet sich nach wie vor noch am unteren Ende der Durchtrittsöffnung 3b. Das Öffnen des Doppelsitzventils vollzieht sich anschließend.
Die Öffnungsbewegung ist beendet, wenn der Rezeß 4c des Hohlstangenkopfes 4b an der Mitnehmerscheibe 6b zur Anlage gelangt ist (Figur 4) . Nunmehr ist ein Durchtritt von Fluid F zwischen dem Innenraum des ersten Ventilgehäuseteils la und jenem des zweiten Ventilgehäuseteils lb gegeben. Der Antriebskolben 6a, der Hohlstangenkopf 4b, die Mitnehmer- scheibe 6b und der Hohlstangenkopf 3d sind miteinander ver¬ blockt und befinden sich in ihrer jeweiligen unteren Endla¬ ge.
In der unteren stirnseitigen Begrenzungsfläche des Ver- schlußteils 3 (Figur 5) ist eine Abstreifdichtung 13 vorge¬ sehen, die beim Schließvorgang des Doppelsitzventils mit einer mit der Stirnseite des Verschlußteils 3 korrespondie¬ renden Ringfläche 2* des Schließgliedes 2 (Figur 5a) derart zusammenwirkt, daß die Abstreifdichtung 13 die Ringfläche 2*, in radialer Richtung von innen nach außen, abstreifend kontaktiert. Dabei wird Produkt, welches in der Offenstel- lung des Doppelsitzventils die Ringfläche 2* benetzt, beim Schließvorgang abgestreift.
In Figur 1 ist strichpunktiert eine andere Ausgestaltung des Schließgliedes 2 angedeutet, wobei dieses in seiner Öffnungsrichtung verlängert ausgebildet ist und dabei das zweite Ventilgehäuseteil lb abgedichtet bis in die Umgebung des Doppelsitzventils durchdringt. Die Verlängerung 2e weist im Bereich ihrer abgedichteten Durchdringung durch das zweite Ventilgehäuseteil lb den gleichen oder annähernd den gleichen Durchmesser wie das Schließglied 2 im Bereich seiner Abdichtungsstelle 8 auf, und sie ist darüber hinaus als Rohr ausgebildet, das einen Verbindungsweg 2g zwischen dem Leckageraum 5 und der Umgebung des Doppelsitzventils herstellt. Die Durchtrittsöffnung 2f des Rohres wird dabei zweckmäßig mit einem dem Nennquerschnitt des Doppelsitzven¬ tils entsprechenden Durchtrittsquerschnitt ausgeführt. Die¬ se Ausgestaltung schafft einen sogenannten 'füll port' nach unten, der anstelle des Durchtrittsquerschnittes 5a zwi- sehen den Ventilgehäuseteilen la und lb genutzt werden kann. Auch additive Lösungen aus den beiden Verbindungswe¬ gen 5a und 2g sind möglich.
Allgemein kann festgestellt werden, daß die vom Produkt be- netzten Teile der Schließgliedkonfiguration beim Bewegungs¬ ablauf mittels der ersten Sitzdichtung 70 und der Schieber¬ dichtung 9 abgestreift werden. Dies erfolgt grundsätzlich so, daß diese abgestreiften Produktreste entweder vom Leckageraum 5 ferngehalten werden (Dichtung 70 streift beim Öffnen des Ventils Produkt von der äußeren Mantelfläche des Verschlußteils 3 ab) oder in den Raum geschoben werden, in welchem sich Produkt befindet (Schieberdichtung 9 streift beim Schließen des Doppelsitzventils die Mantelfläche der
Durchtrittsöffnung" 3b ab und die Produktreste gelangen in das obere Ventilgehäuseteil la) . Die Unterseite des zweiten Schließgliedes 4 und die Oberseite des ersten Schließglie- des 2 sind bei intakter Schieberdichtung 9, nahezu produkt- frei. Lediglich die Ringfläche 2* als Differenzfläche zwi¬ schen erstem Schließglied 2 und zweitem Schließglied 4 ist nach dem Schließen mit Produkt benetzt. Hier schafft die Abstreifdichtung 13 entsprechend der Ausführungsform gemäß den Figuren 5 und 5a Abhilfe. Demzufolge ist der geöffnete Leckageraum 5, der durch das in seiner oberen Endlage be¬ findliche zweite Schließglied 4, die Mantelfläche der Durchtrittsöffnung 3b und durch das innerhalb der zweiten Sitzdichtung 80 befindliche erste Schließglied 2 gebildet wird, kaum mit Produkt benetzt, und das vorgeschlagene Dop¬ pelsitzventil schaltet weitgehend leckagefrei.
Der Leckageraum 5 hat zwischen dem ersten und dem zweiten Ventilgehäuseteil la bzw. lb einen lediglich durch die Ver- bindungsstege 3f unterbrochenen freien Durchtrittsquer¬ schnitt 5a, der, bedingt durch den frei zu wählenden Ab¬ stand zwischen den beiden Ventilgehäuseteilen la und lb, mindestens so groß ausgelegt werden kann, wie der Nennquer¬ schnitt des größten Ventilanschlußstutzens.
Durch die vorgeschlagene Anordnung der Schließglieder 2 und 4, der Dichtungen 70, 80 und 9 sowie des Verschlußteils 3 ist in keiner Phase des Schließ- oder Öffnungsvorganges ei¬ ne dieser drei Dichtungen so dem Flüssigkeitsstrom ausge- setzt, daß sie durch hohe Fließgeschwindigkeiten kurz vor dem Schließen oder kurz nach dem Öffnen des Doppelsitzven¬ tils aus ihrer jeweiligen Nut herausgerissen werden können. <2q
Beim vorgeschlagenen Doppelsitzventil befindet sich der
Leckageraum 5 zwischen den beiden Ventilgehäuseteilen la und lb, und die eventuell auftretende Leckage fließt in diesen Bereich ab. Dichtungsschäden sind in diesem Bereich sichtbar und können somit erkannt und lokalisiert werden, weil der Leckageraum 5 freie Sicht zu den relevanten Dich¬ tungen 70, 80, 9 gewährt. Neben den vorgenannten drei Dich¬ tungen kommen lediglich zwei weitere Dichtungen mit Produkt in Berührung. Es sind dies die Hohlstangendichtung 10 zwi¬ schen dem zweiten Schließglied 4 und der äußeren Hohlstange 3a des Verschlußteils 3 sowie die Stangendichtung 11 zwi¬ schen der äußeren Hohlstange 3a und der Gehäusedurchführung lg.
Durch den Anschlag des Stangenkopfes 2b an der oberen stirnseitigen Begrenzungsfläche des Antriebsgehäuses kann das erste Schließglied 2 bei Überdruck oder Druckschlägen nicht aufgedrückt werden. Bevor das zweite Schließglied 4 aufgedrückt wird, muß es erst seinen gesamten Verschiebeweg innerhalb des Verschlußteiles 3 durchmessen; dann erst tritt Leckage auf . Dieser Sachverhalt gewährleistet bei Druckschlägen ausreichend Sicherheit. Zusätzlich kann eine mechanische Sperre im Antrieb 6 das Aufdrücken bei andau- erndem Überdruck verhindern. Darüber hinaus ist eine zu¬ sätzliche Druckbeaufschlagung mit Druckmittel Dl auf der Unterseite des Antriebskolben 6a vorgesehen.
Das vorgeschlagene Doppelsitzventil gemäß der Erfindung kann in den verschiedensten Lagen eingebaut werden. Es kann von 'stehend' über 'liegend' (90° gekippt) bis 'Überkopf'
(180° gekippt) angeordnet werden. Bei einer Überkopfanord- nung schließt das zweite Schließglied 4 in zweckmäßiger
Weise bündig mit der dem Leckageraum -5 zugewandten stirn¬ seitigen Begrenzungsfläche des Verschlußteils 3 ab, damit Pfützen- bzw. Totraumbildung innerhalb der Durchtrittsöff- nung 3b vermieden wird.
Die Hauptfeder 6c (siehe z.B. Figur 1) ist derart im An¬ trieb 6 angeordnet, daß sie bei Energieausfall das Doppel¬ sitzventil in der geschlossenen Notlage hält. Die zweite Feder 6d fixiert das Verschlußteil 3 in seiner oberen End¬ lage, wenn das zweite Schließglied 4 seine Verschiebebewe¬ gung innerhalb der Durchtrittsöffnung 3b von oben nach un¬ ten ausführt. Die dritte Feder 6e drückt das Verschlußteil 3 nach unten (sie ist stärker als die zweite Feder 6d aus- gebildet) , wenn das zweite Schließglied 4 zusammen mit dem Verschlußteil 3 in Richtung des ersten Schließgliedes 2 fährt (siehe Figuren 2 und 2a) . Die vierte Feder 6f hält das erste Schließglied 2 so lange in seiner Schließlage in¬ nerhalb der zweiten Sitzdichtung 80, bis das zweite Schließglied 4 auf Anschlag mit dem ersten Schließglied 2 gefahren ist und sie drückt beide Schließglieder 2 und 4 zusammen, wenn das Doppelsitzventil offen ist (siehe Figu¬ ren 2 bis 4) .
Ein das erste und das zweite Ventilgehäuseteil la bzw. lb lösbar miteinander verbindendes, den Leckageauslauf 5a auf¬ nehmendes Zwischengehäuse lz zeigt Figur 6. Dort sind so¬ wohl die Ventilgehäuseteile la und lb als auch das Zwi¬ schengehäuse lz mit nicht näher bezeichneten Flanschen aus- gerüstet, die über sogenannte Spannringe miteinander ver¬ bunden werden. Dabei kann eine die Ventilgehäuseteile la,lz und lb,lz jeweils gegeneinander abdichtende Gehäusedichtung e&
71 bzw. 81 derart ausgestaltet werden, daß sie neben ihrer
Funktion als Gehäüsedichtung auch die Funktion einer Sitz- dichtung wahrnimmt (Figur 6a) .
Die Ansichtdarstellung (Figur 7) des in Figur 6 im Schnitt dargestellten Doppelsitzventils mit separatem Zwischenge¬ häuse lz verdeutlicht einerseits anschaulich die Proportio¬ nen des Leckageauslaufes 5a, wenn er unter den Bedingungen des US-amerikanischen '3A-Standard' ausgeführt ist und an- dererseits zeigt sie eindrucksvoll, daß der kritische Be¬ reich des Doppelsitzventils über den Leckageauslauf 5a des Zwischengehäuses lz unmittelbar einsehbar und inspizierbar ist.
Beim Doppelwechselventil (Figur 8) befindet sich, bezogen auf die Darstellungslage des Doppelsitzventils, unterhalb des zweiten Ventilgehäuseteils lb ein drittes Ventilgehäu¬ seteil la* . Beide Ventilgehäuseteile lb und la* sind über eine zweite Gehäuseöffnung lc* miteinander verbunden, die der mit dem Schließglied 2 zusammenwirkenden Gehäuseöffnung lc gegenüberliegt. Koaxial zum und im Abstand vom Schlie߬ glied 2 und mit diesem über eine Stangenverlängerung 2a* fest verbunden ist ein Zusatzschließglied 2* vorgesehen, welches mit der zweiten Gehäuseöffnung lc* eine zweite Ab- dichtungsstelle 8* bildet, wenn das Schließglied 2 seine Offenstellung einnimmt. Die Schließgliedanordnung 2,2* läßt sich wechselweise derart schalten, daß vom mittleren Ven¬ tilgehäuseteil lb aus entweder der Strömungsweg F zum er¬ sten Ventilgehäuseteil la oder jener zum dritten Ventilge- häuseteil la* geöffnet ist. Die strichpunktierte Darstel¬ lung der Schließglieder 2,2*, jetzt mit 2' und 2*' bezeich¬ net, verdeutlicht die Stellung des Doppelwechselventils, wenn der Verbindungsweg F zwischen dem mittleren Ventilge¬ häuseteil lb und dem ersten Ventilgehäuseteil la geöffnet ist (Schließglied 2 nimmt seine untere Endlage 2' ein) . In der mit Vollinien dargestellten Lage der Schließglieder 2,2* ist der Verbindungsweg F zwischen dem mittleren Ven¬ tilgehäuseteil lb und dem dritten Ventilgehäuseteil la* ge¬ öffnet. Über das Zwischengehäuse lz ist die Schließlage des Schließgliedes 2 und jene des Verschlußteils 3 leckagegesi¬ chert (Leckageauslauf 5a) . Zwischen dem mittleren Ventilge- häuseteil lb und dem dritten Ventilgehäusteil la* ist in der Schließlage des Zusatzschließgliedes 2* die einfache Abdichtungsstelle 8* realisiert.
Die Anordnung des Zwischengehäuses lz (Figur 9) ermöglicht auf einfache Weise auch eine Kombination unterschiedlicher Nennweiten Dl und D2 der miteinander über das Zwischenge¬ häuse lz verbundenen Ventilgehäuseteile la und lb. Der im Doppelsitzbereich geforderte Durchtrittsquerschnitt wird im Zwischengehäuse lz realisiert; er unterliegt keinerlei Re- striktionen durch den größeren Durchmesser D2 des zweiten Ventilgehäuseteils lb.
Wenn an die Stelle des zweiten Ventilgehäuseteils lb ein Tankauslauf lb* tritt (Figur 10) , dann läßt sich dieser oh- ne Schwierigkeit über das Zwischengehäuse lz mit dem ersten Gehäuseteil la verbinden, so daß ein sogenanntes Tankaus- laufventil vorliegt. Das Schließglied 2 bildet dann mit dem endseitigen Teil des Tankauslaufes lb* die Abdichtungsstel¬ le 8. Leckagen in diesem Bereich werden unmittelbar, auf kürzestem Weg, über den Leckageauslauf 5a im Zwischengehäu¬ se lz ins Freie abgeführt. Beim Doppel-Doppelwechselventil (Figur 11) sind beiderseits des mittleren Ventilgehäuseteils lb Ventilgehäuseteile la und la*, jeweils unter Zwischenschaltung eines Zwischenge¬ häuses lz bzw. lz*, in spiegelbildlicher Anordnung vorgese- hen. Die jeweils den Ventilgehäusen la und la* in Verbin¬ dung mit dem Zwischengehäuse lz bzw. lz* zugeordneten Schließglied- und Verschlußteilkonfigurationen 2,4,3 bzw. 2*, 4*, 3* sind in Doppelanordnung, parallel zueinander ver¬ setzt, vorgesehen und die Schließglieder 2,4 bzw. 2*,4* und die Verschlußteile 3 bzw. 3* werden von der Seite des spie¬ gelbildlich ergänzten dritten Ventilgehäuseteils la* betä¬ tigt. In der dargestellten Schließlage des Doppel-Doppel¬ wechselventils ist der Verbindungsweg F zwischen dem mitt¬ leren Gehäuseteil lb und dem dritten Ventilgehäuseteil la* geöffnet. Die strichpunktierte Darstellung verdeutlicht die Lage der Schließglieder 2, 4 bzw. 2*, 4* und der Verschlu߬ teile 3 bzw. 3*, wenn die Verbindung zum ersten Ventilge¬ häuseteil la geöffnet ist. Die Endlagen der Schließglieder und Verschlußteile sind jeweils mit einem 'Strich' gekenn- zeichnet (z.B Schließglied 2: Endlage 2' ; Verschlußteil 3*: Endlage 3*' ) .
Die Erfindung ist im Rahmen einer bevorzugten Ausführungs- form beschrieben worden, doch versteht es sich, daß in der Praxis von Sachkundigen Ausführungsvarianten realisiert werden können, ohne den Rahmen der Erfindung und der ihr zustehenden gewerblichen Schutzrechte zu verlassen.

Claims

Patentansprüche
1. Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum, das mit zwei Abdichtungsstellen ausgestattet ist, die seri¬ ell und in zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind und in der Schließstellung des Doppelsitzventils das Überströmen von Fluiden von einem Ventilgehäuseteil in ein anderes verhindern, mit dem Leckageraum, der zwi¬ schen den Abdichtungsstellen angeordnet und ventilge¬ häuseseitig mit der Umgebung des Doppelsitzventils ver¬ bunden ist, mit einem Verschlußteil, das schieberartig ausgebildet und translatorisch zwischen einer Schließ- und einer Offenstellung des Doppelsitzventils ver¬ schiebbar jot, wobei das Verschlußteil radial außen- seits ir. Zusammenwirken mit dem Ventilgehäuse die bei¬ den Abdichtungsstellen realisiert, darüber hinaus die Verbindung zwischen dem Leckageraum und einen Innenraum des Ventilgehäuses steuert und in der geöffneten Stel¬ lung des Dopppelsitzventils die Innenräume der beiden Ventilgehäuseteile über eine in ihm radial innenseits vorgesehene Durchtrittsöffnung miteinander verbindet, und mit einem Schließglied, das die Verbindung der In¬ nenräume der beiden Ventilgehäuseteile steuert, dadurch gekennzeichnet,
• daß in der Schließstellung des Doppelsitzventils ei¬ nerseits das Verschlußteil (3) im Zusammenwirken mit dem ersten Ventilgehäuseteil (la) die erste Abdich¬ tungsstelle (7) realisiert und
• andererseits das Schließglied (2) im Zusammenwirken mit dem zweiten Ventilgehäuseteil (lb) die zweite Ab¬ dichtungsstelle (8) bildet, 3o
• und daß ein weiteres Schließglied (4) vorgesehen ist, das schieberärtig ausgebildet ist,
• das in jeder anderen als in der geöffneten Stellung des Doppelsitzventils innerhalb der Durchtrittsöff- nung (3b) dichtend verschoben wird,
• das im Zuge der Öffnungsbewegung des Doppelsitzven¬ tils am Schließglied (2) dichtend zur Anlage kommt und
• zusammen mit diesem in die Offenstellung überführt wird.
2. Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schlie߬ stellung des Doppelsitzventils das Verschlußteil (3) oder das Schließglied (2) in das benachbarte Ventilge¬ häuseteil (la bzw. lb) derart verschoben wird, daß die zugeordnete Abdichtungsstelle (7 bzw. 8) freigelegt wird, und daß über die durch den Teilhub freigelegte Abdichtungsstelle (7 bzw. 8) der Leckageraum (5) mit dem Innenraum des zugeordneten Ventilgehäuseteils (la bzw. lb) verbunden ist.
3. Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Offenstellung des Doppelsitzventils das Verschlußteil (3) derart positioniert ist, daß nur eine der Abdich¬ tungsstellen (7 oder 8) zwischen den Ventilgehäusetei¬ len (la, lb) und dem Verschlußteil (3) vorliegt, und daß über die durch den Teilhub des Verschlußteils (3) freigelegte Abdichtungsstelle (7 oder 8) der Leckage- räum (5) mit dem Innenraum der Ventilgehäuseteile (la, lb) verbunden ist .
Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied (2) als Schieberkolben ausgebildet ist, der zusammen mit der Abdichtungsstelle (8) radial dichtet .
5. Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil (3) als zylindrischer ringförmi¬ ger Körper ausgebildet ist .
6. Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äu¬ ßeren Mantelflächen des Verschlußteils (3) und des Schließgliedes (2) durchmessergleich ausgebildet sind.
7. Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung (3b) des Verschlußteils (3) mindestens einen dem Nennquerschnitt des Doppelsitzven- tils entsprechenden Durchtrittsquerschnitt besitzt.
8. Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil (3) über Stege (3f) mit einer äußeren Hohlstange (3a) verbunden ist, die aus dem Ven¬ tilgehäuseteil (la) herausgeführt ist. 3Ä
9. Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungsstellen (7, 8) durch ventilgehäuse¬ seitig oder schließglied- bzw. verschlußteilseitig an- geordnete Dichtungsmittel (70,80; 70*, 80*) realisiert werden.
10. Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdich- tungsstellen (7, 8) durch zwei separate Dichtungen (70, 80; 71,81) realisiert werden.
11. Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdich¬ tungsstellen (7, 8) durch eine einstückige Dichtung (700) realisiert werden.
12. Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtrittsquerschnitt (5a) der Verbindung zwi¬ schen dem Leckageraum (5) und der Umgebung des Doppel¬ sitzventils mindestens mit dem Nennquerschnitt des Dop¬ pelsitzventils ausgeführt ist.
13. Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Leckageraum (5) in ein nach oben offenes ring¬ förmiges oder in ein in sich geschlossenes, das Ventil- gehäuse (1) umfangsseits umschließendes Sammelgehäuse mit Ablaufanschluß drainiert wird.
14. Doppelsitzventil nach Anspruch 13, mit einem in sich geschlossenen, das Ventilgehäuse umfangsseits umschlie¬ ßenden Sammelgehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Anschluß zur Druck- oder Vakuumbeaufschlagung des Sammelgehäuses vorgesehen ist.
15. Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Leckageraum (5) über einen Ringspalt (14) zwi- sehen einer zur Verschiebung des Schließgliedes (2) dienenden Stange (2a) und einer zur Verschiebung des zweiten Schließgliedes (4a) vorgesehenen inneren Hohl¬ stange (4a) mit einer aus der Umgebung des Doppelsitz¬ ventils an letzteres herangeführten Zulaufleitung für Reinigungs- und/oder Desinfektionsmittel verbunden ist.
16. Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in einer dem Schließglied (2) zugewandten Stirnsei- te des Verschlußteiles (3) eine Abstreifdichtung (13) vorgesehen ist, die mit einer mit der Stirnseite des Verschlußteiles (3) korrespondierenden Ringfläche (2*) des Schließgliedes (2) derart zusammenwirkt, daß die Abstreifdichtung (13) die Ringfläche (2*) , in radialer Richtung von innen nach außen, abstreifend kontaktiert.
17. Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schließstellung des Doppelsitzventils ein Antriebskolben (6a) in einem Antrieb (6) auf der Seite, auf der ihn die Vorspannkraft einer Hauptfeder (6c) in seiner zur Schließlage des Doppelsitzventils gehörenden Endlage fixiert, mit Druckmittel (Dl) beaufschlagt wird.
18. Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied (2) in seiner Öffnungsrichtung verlängert ausgebildet ist, und daß diese Verlängerung (2e) das zweite Ventilgehäuseteil (lb) abgedichtet bis in die Umgebung des Doppelsitzventils durchdringt.
19. Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlänge¬ rung (2e) im Bereich ihrer abgedichteten Durchdringung durch das zweite Ventilgehäuseteil (lb) den gleichen oder annähernd den gleichen Durchmesser wie das Schließglied (2)" im Bereich der Abdichtungsstelle (8) aufweist .
20. Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß inner¬ halb der Verlängerung (2e) ein Verbindungsweg (2g) zwi¬ schen dem Leckageraum (5) und der Umgebung des Doppel¬ sitzventils vorgesehen ist.
21. Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlänge¬ rung (2e) durchgehend als Rohr ausgebildet ist, das den Verbindungsweg (2g) begrenzt, und daß die Durchtritts- Öffnung (2f) des Rohres mindestens einen dem Nennquer¬ schnitt des Doppelsitzventils entsprechenden Durch¬ trittsquerschnitt besitzt.
22. Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß zwischen den Ventilgehäuseteilen (la, lb) ein separates Zwischengehäuse (lz) vorgesehen ist, das mit den Ventilgehäuseteilen (la, lb) jeweils lösbar verbunden und in dem der freie Durchtrittsquerschnitt (5a) ausgebildet ist.
23. Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß, koaxial zum und im Abstand vom Schließglied (2) und mit diesem über eine Stangenver¬ längerung (2a*) fest verbunden, ein Zusatzschließglied (2*) vorgesehen ist, welches in einer zweiten Ge¬ häuseöffnung (lc*) im das Schließglied (2) aufneh¬ menden zweiten Ventilgehäuseteil (lb) eine zweite Abdichtungsstelle (8*) bildet, wenn das Schlie߬ glied (2) seine Offenstellung einnimmt, wobei die zweite Gehäuseöffnung (lc*) der mit dem Schlie߬ glied (2) zusammenwirkenden Gehäuseöffnung (lc) gegenüberliegt und die Verbindung zu einem dritten Ventilgehäuseteil (la*) herstellt.
24. Doppelsitzventil mit einem gesteuerten Leckageraum nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß, spiegelbildlich zur Rohrachse des zweiten Ventilgehäuseteils (lb) , eine weitere und im wesentlichen gleiche Ventilgehäuseanordnung (lz*, la*) vorgesehen ist, wobei jeder dieser Ventilgehäuseanord¬ nungen (lz, la und lz*, la) jeweils Schließglieder (2,4 bzw. 2*, 4*) und ein Verschlußteil (3 bzw. 3*) zugeord¬ net sind, die," in ihrer jeweiligen. Zuordnung zueinander und bezogen auf die Rohrachse, jeweils parallel zuein¬ ander angeordnet sind und alle von der Seite des spie- gelbildlich ergänzten Ventilgehäuseteils (la*) betätigt werden.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3042887A1 (de) * 1979-11-20 1981-06-04 Erik Haakan Olaf Staffanstorp Jeppsson Ventil
EP0140432A2 (de) * 1983-10-06 1985-05-08 Appendagefabriek "Hoogeveen" B.V. Absperrventil
US4605035A (en) * 1984-09-14 1986-08-12 Lavrids Knudsen Maskinefabrik A/S Double seat valve

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