WO2007059986A1 - Doppelsitzventil - Google Patents

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WO2007059986A1
WO2007059986A1 PCT/EP2006/011281 EP2006011281W WO2007059986A1 WO 2007059986 A1 WO2007059986 A1 WO 2007059986A1 EP 2006011281 W EP2006011281 W EP 2006011281W WO 2007059986 A1 WO2007059986 A1 WO 2007059986A1
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valve
drainage
section
opening
opening cross
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PCT/EP2006/011281
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Inventor
Werner Deger
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Suedmo Holding Gmbh
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Priority to DK06818800T priority patent/DK1952046T3/da
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    • 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
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    • Y10T137/00—Fluid handling
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    • Y10T137/87249—Multiple inlet with multiple outlet
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    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/87917—Flow path with serial valves and/or closures
    • Y10T137/88022—One valve head provides seat for other head
    • Y10T137/8803—Also carries head of other valve
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    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/87917—Flow path with serial valves and/or closures
    • Y10T137/88038—One valve head carries other valve head

Definitions

  • the invention relates to a valve device for separating hostile media, comprising a housing having connecting pieces of a particular opening cross-section for at least two pipes, which can communicate with each other in the housing via a connection opening of a certain opening cross-section, with a valve arrangement for selectively closing and releasing the connection opening, the at least one valve seat and at least one valve disk, the at least one valve disk having a sealing surface cooperating with the at least one valve seat and a middle connecting portion connected to a valve stem, and wherein the at least one valve disk has a downwardly extending pipe extension, which serves the outflow of a medium, wherein the at least one valve disk in the area
  • BF * TM - .. jp ⁇ i between the sealing surface and the connecting portion has a drainage portion with at least one drainage opening.
  • the invention further relates to a valve disk for a valve device, having a sealing surface and a connecting portion for connection to a valve stem, with a tubular extension and a drainage portion with at least one drainage opening.
  • a valve device and a valve disk of the aforementioned type are known from document EP-A-0 834 689.
  • Valve devices of this type are used for example in the food industry for the production of products such as UHT milk, yogurt and the like.
  • valve assemblies for selectively closing and releasing the connection opening through which the two pipes can communicate with each other must therefore ensure a secure sealing of the connection opening in the closed position.
  • the valve assembly, including the at least one valve seat must be thoroughly cleanable and in particular sterilizable.
  • valve devices of the type mentioned are designed as double seat valves.
  • the valve arrangement has at the connection opening between the connecting pieces of the at least two pipes two valve seats for two valve disks, an upper valve disk and a lower valve disk.
  • the known valve device is a downwardly opening double-seat valve.
  • the leakage chamber which has a drain on the lower valve disk drain.
  • the two valve discs are not only moved together, but also relative to each other.
  • the upper valve plate is lifted upwards so that it comes with its valve seat disengaged.
  • the lower valve disk remains in its closed position.
  • a cleaning medium under high pressure which can be at 3 bar, for example, can now be conducted into the leakage space via the upper pipeline.
  • the cleaning medium must now be discharged through the lower valve disk, which continues to bear tightly against its valve seat, for which purpose the lower valve disk has a drainage section which has at least one drainage opening.
  • a plurality of small openings are provided, whose total cross-section makes up less than half of the opening cross-section of each of the connecting pieces.
  • the tube extension of the lower valve disc, through which the cleaning medium flows has an opening cross section, which is also at most half as large as the opening cross section of each of the connecting pieces.
  • the total cross section of the openings in the lower valve disk is also significantly smaller than the opening cross section of the connection opening.
  • the leakage space between the two valve plates is subjected to a high-pressure cleaning medium, for example through the upper connection piece, the cleaning medium can not flow through the drainage openings in the drainage portion to the extent that it is supplied through the connection piece ,
  • a high-pressure cleaning medium for example through the upper connection piece
  • the cleaning medium can not flow through the drainage openings in the drainage portion to the extent that it is supplied through the connection piece .
  • an additional overpressure is formed, which can cause the lower valve disk is moved from its valve seat, so that the cleaning medium enters the second pipe, but this must be avoided in any case.
  • the invention is therefore the object of developing a valve device of the type mentioned in that without increasing the diameter of the valve assembly or narrowest possible valve assembly and without reducing the opening cross section of the connecting piece, the requirement for a larger outflow cross section of the valve disk can be met. Accordingly, it is an object of the present invention, a valve disc of the type mentioned in such a way that it has an enlarged opening cross-section without increasing the diameter.
  • this object is achieved with regard to the valve device mentioned above in that the drainage section extends obliquely or orthogonally to the plane defined by the sealing surface of the at least one valve plate, such that the total opening cross section of the at least one drainage opening or the plurality of drainage openings at least substantially the opening cross-section of the connection opening and / or at the opening cross-section of at least one of the connecting piece comes close or is greater.
  • valve disk designed according to the invention described above is further provided.
  • the drainage section of the valve disk according to the invention has an axial component which makes it possible, depending on the inclined position of the drainage section, to adapt the total opening cross section of the one or more drainage openings to the opening cross section of the connection piece or the connection opening, without the diameter of the valve disk and thus the valve assembly must be enlarged as a whole or the opening cross-section of the connection piece must be reduced. Due to the oblique or orthogonal position of the drainage section, a larger space is available for the drainage openings.
  • the total opening cross section of the drainage opening / drainage openings of the at least one valve disk does not exceed about 20%, preferably not more than 10%, more preferably not more than 15, of the opening cross section of the at least one of the connecting pieces and / or the connecting opening 5% down.
  • the total opening cross section in the abovementioned areas may be smaller, equal to or greater than the opening cross section of at least one of the connecting pieces, but preferably the total opening cross section of the drainage opening (s) is rather larger than smaller than the opening cross section of at least one of the connecting pieces and / or the connection opening is.
  • the drainage section of the at least one valve disk extends in the direction away from the pipe extension.
  • valve disk Although the axial length of the valve disk is increased by this measure, but this is not detrimental, since the same extent the valve stem, with which the valve plate is connected, can be shortened.
  • the drainage section of the at least one valve disk may extend in the direction of the pipe extension.
  • the advantage here is an axially shorter construction of the at least one valve disk, since the drainage portion projects in the embodiment, starting from its sealing surface in the tube extension.
  • the drainage section of the at least one valve disk is conical.
  • valve disc is easy to produce due to its geometrically simple shape.
  • the drainage section of the at least one valve disk has at least two drainage openings, which are separated by a corresponding number of spokes, which are preferably arranged distributed uniformly.
  • the spokes have only the function, the sealing surface of the valve disk, which is usually annular, to connect to the connecting portion, that is to wear this.
  • the spokes are preferably designed with adapted to this function low material thickness.
  • the at least one valve disk has at least three drainage openings, which are separated by at least three spokes, which are preferably arranged at an angular distance of 120 °.
  • the angle of inclination of the drainage portion of the at least one valve disk to the plane defined by the sealing surface is at least about 10 °, preferably at least about 20 °, more preferably at least about 30 °.
  • the inclination of the drainage section with respect to the aforementioned plane is correspondingly chosen in the sense of a maximum total opening cross section of the drainage opening (s), and can practically go as far as 90 °. It makes sense for the angle of inclination to be based, on the one hand, on the overall opening cross-section of the drainage opening (s) to be achieved, and, on the other hand, on the production outlay in the manufacture of the valve disk.
  • the opening cross-section of the tube extension of the at least one valve plate at least substantially approaches or is greater than the opening cross-section of at least one of the connecting pieces and / or the connecting opening, and preferably deviates from this by no more than 20% from the bottom ,
  • the enlarged opening cross-section of the tube extension as described above, as an outflow for a medium, also contributes to avoiding pressure build-up in the leakage space.
  • the valve arrangement has a second valve seat and a second valve disk, wherein the second valve seat and the first valve seat are formed at the connection opening, and the second valve disk is arranged above the first valve disk and has no drainage opening.
  • the second valve disk in this connection, and in conjunction with one of the aforementioned preferred embodiments, according to which the drainage section of the at least one valve disk extends away from the pipe extension, it is further preferred for the second valve disk to extend obliquely downwards from its center to its sealing surface ,
  • the second valve disk adapts to the shape of the valve disk according to the invention and an advantageously short-length valve arrangement is provided in the axial direction.
  • the second valve disc is formed substantially complementary to the drainage portion of the first valve disc.
  • FIG. 1 a) and b) together show a valve device in an overall view in side view, wherein FIG. direction in an operating state in which the valve assembly is closed, and Figure Ib) shows the valve device in an operating state in which the valve assembly is fully open;
  • Figure 2 is a side perspective view of a valve disk of
  • FIG. 3 shows the valve disk in Figure 2 in a perspective
  • Figure 4 is a longitudinal sectional view of the valve disk in Figures 2 and 3 in a section along the line IV-IV in Figure 5;
  • FIG. 5 shows the valve disk in Figures 2 to 4 in a plan view.
  • FIG. 1 shows a valve device provided with the general reference numeral 10 for separating hostile media.
  • the valve device 10 is used, for example, in a food technology plant, which is used to produce food.
  • the valve device 10 has a housing 12, which is closed in the upper part of Figure 1 and shown in the lower portion of Figure 1 in longitudinal section.
  • the housing 12 has a connecting piece 14a for connecting a pipe 16a and with the connecting piece 14a in alignment with a connecting piece 14b for connecting a pipe 16b.
  • the valve device 10 could also have only one of the two connecting pieces 14a or 14b, so that subsequently the connecting pieces 14a and 14b are designated as connecting pieces 14. the.
  • the connecting piece 14 is shown with broken lines, since it does not run in the plane, but perpendicular thereto. With 14 'the actual connecting piece is called.
  • the housing 12 also has connecting pieces 18a and 18b for connecting the valve device 10 to pipes 20a and 20b, wherein the connecting pieces 18a and 18b are in turn aligned with one another and are referred to below as connecting pieces 18.
  • the connecting piece 14 is arranged in the installed position of the valve device 10 above the connecting piece 18.
  • the connecting piece 14 has a predetermined opening cross-section Ai 4 and the connecting piece 18 has a predetermined opening cross-section Ai ⁇ , which are the same size in the embodiment shown.
  • connection opening 22 is provided, via which the connecting pieces 14 and 18 can communicate with each other when the connection opening 22 is not closed, as in FIG. 1b).
  • the connection opening 22 is closed in contrast.
  • connection opening 22 is annular-shaped, and has an opening cross-section A22 which is slightly larger than the opening cross-sections Ai 4 or Ai 8 , which, however, does not necessarily have to be the case.
  • a valve arrangement 24 is arranged, which has a first valve plate 26 and a second valve plate 28, wherein the first valve plate 26 is disposed above the second valve plate 28.
  • valve seats 30 and 32 are present in the connection opening 22, the first valve plate 26 having a sealing surface 36 and the second valve plate 28 having a sealing surface 38, the sealing surface 36 sealingly cooperating with the valve seat 30 and the sealing surface 38 with the valve seat 32, when the valve plate 26 and 28 as shown in Figure Ia) abut the valve seats 30 and 32.
  • the connecting piece 14 is securely separated from the connecting piece 18, provided that the sealing surfaces 36 and 38 with the valve seats 30 and 32 cooperate properly.
  • a leakage chamber 34 is present, in which in the closed position of the valve assembly 24 according to Figure Ia) only a medium from the connecting pieces 14 and 18 can occur when one or both valve plates 26 and 28 with the valve seats 30 and 32 do not work together properly.
  • the valve disk 28 has, starting from its already mentioned sealing surface 38, a pipe extension 40, which extends in the installed position of the valve disk 28 in the valve device 10 through the connecting piece 18 therethrough.
  • the tube extension 40 is closed completely tight at least in the area extending through the connection piece 18. According to Figure 1, the tube extension is sealed with a valve assembly 42 against the connecting piece 18.
  • valve disk 28 has in its middle region, centrally in the present case, a connecting portion 44, via which the valve disk 28 is connected in its installed position in the valve device 10 to a valve stem 46 (see FIG. 1), around the valve disk 28 to be able to move axially.
  • the valve disk 28 has a drainage portion 48 which has a plurality of drainage openings, in the present case three drainage openings 50, 52 and 54.
  • the drainage openings 50, 52, 54 open into the interior of the tube extension 40th
  • the drainage holes 50, 52 and 54 are separated by three ribs or spokes 56 and 60, with the spokes 56, 58 and 60 serving to connect the connecting portion 44 to the tube extension 40.
  • the spokes 56, 58 and 60 are at an angular distance of 120 ° to each other, so evenly spaced from each other.
  • the main part of the drainage section 48 is occupied by the drainage openings 50, 52, 54, while the spokes 56, 58 and 60 have a low material thickness, so that they occupy only a small part of the total area of the drainage section 48.
  • the drainage portion 48 is inclined with respect to a plane 62 which is spanned by the sealing surface 38, whereby the opening cross sections Aso, A52 and A54 of the drainage openings 50, 52 and 54 are increased, because by the inclination of the drainage 48 its total area is enlarged.
  • the total opening cross section of the drainage openings 50, 52 and 54 ie the sum of the opening cross sections A S o, A52 and As4 without an increase in diameter of the valve disk 28 on the opening cross-section Ai 4 of the connecting piece 14 or the opening cross-section Ais of the connecting piece 18 or the opening cross-section A22 of the connection opening 22 can be substantially equalized. If the opening cross sections Ai 4 , Ai ⁇ differ, the total opening cross section of the drainage openings 50, 52 and 54 can be adapted to the larger of the two opening cross sections Ai 4 or Ais.
  • the total opening cross section of the drainage openings 50, 52 and 54 is about 10% above the opening cross section Ai 4 or Ais, which are the same in the present case.
  • the total opening cross section of the drainage openings 50, 52 and 54 should deviate from the opening cross section Ai 4 or Ai 8 at least down less than about 20%, preferably less than 10%, more preferably less than 5%.
  • Another possibility of adapting the total opening cross section of the drainage openings 50, 52 and 54 may be to at least substantially equalize this total opening cross section to the opening cross section A 22 of the connection opening 22 . Since, in the present exemplary embodiment, the opening cross-section A 2 Z of the connection opening 22 essentially corresponds to the opening cross-section Au or Ai ⁇ , such an adaptation is automatically given in the present case.
  • the angle of inclination ⁇ of the drainage section 48 with respect to the plane 42 is approximately 35 ° in the embodiment shown, but may also be selected larger or smaller in order to ensure a correspondingly large and sufficient total opening cross section of the drainage openings 50, 52 and 54, and this as well depends on the width of the spokes 56, 58 and 60.
  • An inclination up to 90 ° (orthogonal position) is conceivable.
  • the drainage section 48 of the valve disk 28 extends in the direction of the pipe extension 40, that is to say the connection section 44 is pulled out of the pipe extension 40 or axially spaced therefrom.
  • FIG. 4 broken lines also show the reverse possibility that the drainage section 48 'of the valve disk 28 extends in the direction of the pipe extension 40, that is to say in this case the connection section 44' is inserted into the pipe extension 40.
  • the drainage portion 48 is conical, but it is also possible to consider an outwardly convex or concave or other geometric shape.
  • the opening cross-section A 4 o of the tube extension 40 is also at least substantially adapted to the opening cross-section Ai 4 or Ai ⁇ or A22, so that substantially the same amount of medium can flow through the tube extension 40, via the connecting piece 14 or the connecting piece 18 in the leakage chamber 34 is supplied.
  • the first valve disk 26 has a shape adapted to the drainage portion 48 of the valve disk 28.
  • the first valve disk 26 widens obliquely downwards as viewed from its center to its sealing surface 36, so that the two valve seats 30 and 32 can be arranged relatively close to one another, as is the case in the present exemplary embodiment.
  • the first valve disk 26 is formed substantially complementary to the drainage portion 48 of the valve disk 28.
  • a drive unit 62 which preferably operates pneumatically, and which serves to move the valve plates 26 and 28 together or relative to one another.
  • FIG. 1a shows the closed position of the valve arrangement 24. If a leakage occurs on the sealing surface 36 of the valve disk 26 or on the sealing surface 38 of the valve disk 28 in this closed position of the valve arrangement 24, leakage medium enters the leakage chamber 34 and is discharged via the drainage section 48 of FIG Valve plate 28 passed into the tube extension 40. If, in the operating position in FIG. 1 a), medium flows through the tube extension 40, this is proof of a leakage situation.
  • FIG. 1b) shows the valve arrangement 24 in its open or release position, in which the connection opening 22 is open and the connecting pieces 14 and 18 communicate with one another accordingly.
  • valve disk 26 can be moved to the valve disk 28 in this open position so that it is sealed against the valve disk 28 with an axially directed sealing surface 64. so that the medium can not pass through the drainage portion 48 in the tube extension 40.
  • the valve plate 26 is vented upward, while the valve disk 28 remains in its closed position in Figure Ia).
  • a cleaning medium for example a cleaning liquor
  • the drainage section 48 has drainage openings with an overall opening cross-section which substantially corresponds to the opening cross-section of the connecting piece 14
  • the cleaning medium can now flow off through the drainage section 48 and the tube extension 40, without the leakage chamber 34 in addition to the anyway existing pressure of the cleaning medium builds up an additional overpressure.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine aseptische Ventilvorrichtung zur Trennung feindlicher Medien, mit einem Gehäuse (12), das Anschlussstutzen (14, 18) eines jeweils bestimmten Öffnungsquerschnitts (A14, A18) für zumindest zwei Rohrleitungen (16, 20) aufweist, die im Gehäuse (12) über eine Verbindungsöffnung (22) eines bestimmten Öffnungsquerschnitt (A22) miteinander kommunizieren können, mit einer Ventilanordnung (24) zum wahlweisen Verschließen und Freigeben der Verbindungsöffnung (22), die zumindest einen Ventilsitz (32) und zumindest einen Ventilteller (28) aufweist, wobei der zumindest eine Ventilteller (28) eine mit dem zumindest einen Ventilsitz (32) zusammenwirkende Dichtfläche (38) und einen mittleren Verbindungsabschnitt (44) aufweist, der mit einem Ventilschaft (46) verbunden ist, und wobei der zumindest eine Ventilteller (28) einen Rohrfortsatz (40) aufweist, der dem Abfluss eines Mediums dient, wobei der zumindest eine Ventilteller (28) im Bereich zwischen der Dichtfläche (38) und dem Verbindungsabschnitt (44) einen Drainageabschnitt (48) mit zumindest einer Drainageöffnung (50, 52, 54) aufweist. Der Drainageabschnitt (48) erstreckt sich schräg oder orthogonal zur durch die Dichtfläche (38) des zumindest einen Ventiltellers (28) aufgespannten Ebene und weist eine Mehrzahl an Drainageöffnungen (50, 52, 54) auf, derart, dass deren Gesamtöffnungsquerschnitt (A22) zumindest im Wesentlichen an den Öffnungsquerschnitt der Verbindungsöffnung und/oder an den Öffnungsquerschnitt (A14, A18) zumindest eines der Anschlussstutzen (14, 18) heranreicht oder größer ist.

Description

DOPPELSITZVΞNTIL
Die Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung zur Trennung feindlicher Medien, mit einem Gehäuse, das Anschlussstutzen eines jeweils bestimmten Öffnungsquerschnitts für zumindest zwei Rohrleitungen aufweist, die im Gehäuse über eine Verbindungsöffnung eines bestimmten Öffnungsquerschnitts miteinander kommunizieren können, mit einer Ventilanordnung zum wahlweisen Verschließen und Freigeben der Verbindungsöffnung, die zumindest einen Ventilsitz und zumindest einen Ventilteller aufweist, wobei der zumindest eine Ventilteller eine mit dem zumindest einen Ventilsitz zusammenwirkende Dichtfläche und einen mittleren Verbindungsabschnitt aufweist, der mit einem Ventilschaft verbunden ist, und wobei der zumindest eine Ventilteller einen sich nach unten erstreckenden Rohrfortsatz aufweist, der dem Abfluss eines Mediums dient, wobei der zumindest eine Ventilteller im Bereich
BF* ™-..jpβi zwischen der Dichtfläche und dem Verbindungsabschnitt einen Drainageabschnitt mit zumindest einer Drainageöffnung aufweist.
Die Erfindung betrifft ferner einen Ventilteller für eine Ventilvorrichtung, mit einer Dichtfläche und einem Verbindungsabschnitt zur Verbindung mit einem Ventilschaft, mit einem Rohrfortsatz und einem Drainageabschnitt mit zumindest einer Drainageöffnung.
Eine Ventilvorrichtung sowie ein Ventilteller der eingangs genannten Art sind aus dem Dokument EP-A-O 834 689 bekannt.
Ventilvorrichtungen dieser Art werden beispielsweise in der Lebensmittelindustrie zum Herstellen von Produkten wie H-Milch, Joghurt und dergleichen eingesetzt.
Bei derartigen Ventilvorrichtungen bestehen hohe Anforderungen an die sichere Trennung der durch die zumindest zwei Rohrleitungen geführten Medien. Die Ventilanordnung zum wahlweisen Verschließen und Freigeben der Verbindungsöffnung, über die die beiden Rohrleitungen miteinander kommunizieren können, muss daher in der Schließstellung eine sichere Abdichtung der Verbindungsöffnung gewährleisten. Außerdem muss die Ventilanordnung, einschließlich des zumindest einen Ventilsitzes, gründlich reinigbar und insbesondere sterilisierbar sein.
Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, werden Ventilvorrichtungen der eingangs genannten Art als Doppelsitzventile ausgestaltet.
Bei der bekannten Ventilvorrichtung weist die Ventilanordnung an der Verbindungsöffnung zwischen den Anschlussstutzen der zumindest zwei Rohrleitungen zwei Ventilsitze für zwei Ventilteller auf, einen oberen Ventilteller und einen unteren Ventilteller. Zum Freigeben der Verbindungsöffnung werden der obere Ventilteller und der untere Ventilteller nach unten verfahren, das heißt die bekannte Ventilvorrichtung ist ein nach unten öffnendes Doppelsitzventil. Zwischen den beiden Ventiltellern befindet sich ein Leckageraum, der über einen Rohrfortsatz am unteren Ventilteller einen Abfluss besitzt. In der Schließstellung der Ventilanordnung, in der die Verbindungsöffnung dicht geschlossen sein muss, kann über einen Austritt eines Mediums aus dem Rohrfortsatz eine Leckage und damit eine Fehlfunktion der Ventilanordnung in deren Schließstellung detektiert werden.
Die beiden Ventilteller sind nicht nur gemeinsam verfahrbar, sondern auch relativ zueinander. Zum Reinigen und Sterilisieren der Ventilanordnung im Bereich des Leckageraums wird beispielsweise der obere Ventilteller nach oben angelüftet, so dass er mit seinem Ventilsitz außer Eingriff kommt. Der untere Ventilteller bleibt dabei in seiner Schließstellung. Über die obere Rohrleitung kann nun ein Reinigungsmedium unter hohem Druck, der beispielsweise bei 3 bar liegen kann, in den Leckageraum geleitet werden. Das Reinigungsmedium muss nun durch den unteren Ventilteller, der weiterhin dicht an seinem Ventilsitz anliegt, abgeführt werden, wozu der untere Ventilteller einen Drainageabschnitt aufweist, der zumindest eine Drainageöffnung aufweist. Bei der bekannten Ventilvorrichtung sind eine Mehrzahl kleiner Öffnungen vorgesehen, deren Gesamtquerschnitt weniger als die Hälfte des Öffnungsquerschnitts jedes der Anschlussstutzen ausmacht. Auch der Rohrfortsatz des unteren Ventiltellers, durch den das Reinigungsmedium abfließt, weist einen Öffnungsquerschnitt auf, der ebenfalls allenfalls halb so groß ist wie der Öffnungsquerschnitt jedes der Anschlussstutzen. Außerdem ist der Gesamtquerschnitt der Öffnungen im unteren Ventilteller auch deutlich geringer als der Öffnungsquerschnitt der Verbindungsöffnung.
Wenn nun, wie zuvor beschrieben, der Leckageraum zwischen den beiden Ventiltellern mit einem Reinigungsmedium hohen Druckes, beispielsweise durch den oberen Anschlussstutzen hindurch, beaufschlagt wird, kann das Reinigungsmedium durch die Drainageöffnungen im Drainageabschnitt nicht in dem Maße abfließen, wie es durch den Anschlussstutzen zugeführt wird. Die Folge ist, dass sich im Leckageraum ein zusätzlicher Überdruck ausbildet, der dazu führen kann, dass der untere Ventilteller von seinem Ventilsitz bewegt wird, so dass das Reinigungsmedium in die zweite Rohrleitung gelangt, was jedoch auf jeden Fall vermieden werden muss. Um dies zu vermeiden, müsste entweder der Leckageraum zur Reinigung mit einer geringeren Durchflussrate und geringerem Druck beaufschlagt werden, was jedoch die Reinigungswirkung verschlechtern kann, oder der untere Ventilteller bzw. der obere Ventilteller, je nachdem ob das Reinigungsmedium durch die untere oder obere Rohrleitung zugeführt wird, müsste mit einer entsprechenden zusätzlichen Haltekraft sicher in der Schließstellung gehalten werden.
Die Forderung neuerer Standards geht dahin, dass der maximale Querschnitt jedes Anschlussstutzens für die Rohrleitung etwa der Querschnittsöffnung der Leckageöffnung des unteren Ventiltellers entsprechen muss. Dies könnte dadurch umgesetzt werden, dass der Öffnungsquerschnitt der Anschlussstutzen verringert wird, was jedoch die Produktivität einer Vorrichtung, in der eine solche Ventilvorrichtung eingebaut ist, vermindert. Die zuvor genannte Forderung wird von der bekannten Ventilvorrichtung nicht erfüllt.
Eine Lösung dieses Problems durch Vergrößerung des Gesamtöffnungsquerschnitts der Drainageöffnungen im unteren Ventilteller gestaltet sich jedoch dadurch schwierig, dass der untere Ventilteller einen mittleren Verbindungsabschnitt aufweist, über den der untere Ventilteller mit einem Ventilschaft verbunden ist, der dem Bewegungsantrieb des unteren Ventiltellers dient. Eine Vergrößerung des Gesamtöffnungsquerschnitts des Drainageabschnitts des unteren Ventiltellers würde daher zwangsläufig zu einer Durchmesservergrößerung des unteren Ventiltellers führen, was jedoch unerwünscht ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ventilvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass ohne Durchmesservergrößerung der Ventilanordnung beziehungsweise bei möglichst schmalbauender Ventilanordnung und ohne Reduzierung des Öffnungsquerschnitts der Anschlussstutzen die Forderung nach einem größeren Abflussquerschnitt des Ventiltellers erfüllt werden kann. Entsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ventilteller der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass er ohne Durchmesservergrößerung einen vergrößerten Öffnungsquerschnitt aufweist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich der eingangs genannten Ventilvorrichtung dadurch gelöst, dass sich der Drainageabschnitt schräg oder orthogonal zur durch die Dichtfläche des zumindest einen Ventiltellers aufgespannten Ebene erstreckt, derart, dass der Gesamtöffnungsquerschnitt der zumindest einen Drainage- öffnung oder der mehreren Drainageöffnungen zumindest im Wesentlichen an den Öffnungsquerschnitt der Verbindungsöffnung und/oder an den Öffnungsquerschnitt zumindest eines der Anschlussstutzen heranreicht oder größer ist.
Erfindungsgemäß wird des Weiteren ein gemäß der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Lösung entsprechend ausgebildeter Ventilteller bereitgestellt.
Bei der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung und dem erfindungsgemäßen Ventilteller wird durch die Schräg- oder Orthogonalstellung des Drainageabschnitts zur durch die Dichtfläche des zumindest einen Ventiltellers aufgespannten Ebene eine Vergrößerung der Fläche des Drainageabschnitts herbeigeführt. Der Drainageabschnitt des erfindungsgemäßen Ventiltellers weist mit anderen Worten eine axiale Komponente auf, die es je nach Schrägstellung des Drainageabschnitts ermöglicht, den Gesamtöffnungsquerschnitt der einen oder mehreren Drainageöffnungen an den Öffnungsquerschnitt des oder der Anschlussstutzen oder der Verbindungsöffnung anzupassen, ohne dass der Durchmesser des Ventiltellers und damit die Ventilanordnung als Ganzes vergrößert oder der Öffnungsquerschnitt der Anschlussstutzen verringert werden muss. Durch die Schräg- oder Orthogonalstellung des Drainageabschnitts steht ein größerer Raum für die Drainageöffnungen zur Verfügung. Auf diese Weise wird bei der Zuführung eines Reinigungsmediums durch den entsprechenden Anschlussstutzen in den Leckageraum hinsichtlich Zufuhr und Abfuhr des Reinigungsmediums durch den Ventilteller eine im Wesentlichen ausgeglichene Bilanz erreicht, wodurch vermieden wird, dass sich im Leckageraum zusätzlich zum Druck des Reinigungsmediums ein noch höherer Druck aufbauen kann. Mit der erfindungs- gemäßen Ventilvorrichtung und dem erfindungsgemäßen Ventilteller kann die oben genannte Forderung, dass der maximale Einzelöffnungsquerschnitt der Anschlusstut- zen nicht größer als der Leckagequerschnitt ist, bei andererseits kleinem Durchmesser des Ventiltellers und des Rohrfortsatzes erfüllt werden.
Bevorzugt ist es dabei, wenn der Gesamtöffnungsquerschnitt der Drainageöff- nung/Drainageöffnungen des zumindest einen Ventiltellers von dem Öffnungsquerschnitt des zumindest einen der Anschlussstutzen und/oder der Verbindungsöffnung nicht mehr als etwa 20 %, vorzugsweise nicht mehr als 10 %, weiter vorzugsweise nicht mehr als 5 % nach unten abweicht.
Im Rahmen der Erfindung kann der Gesamtöffnungsquerschnitt in den zuvor genannten Bereichen kleiner, gleich oder größer als der Öffnungsquerschnitt zumindest eines der Anschlussstutzen sein, wobei jedoch vorzugsweise der Gesamtöffnungsquerschnitt der Drainageöffnung(en) eher größer als kleiner als der Öffnungsquerschnitt zumindest eines der Anschlussstutzen und/oder der Verbindungsöffnung ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich der Drainageabschnitt des zumindest einen Ventiltellers in Richtung von dem Rohrfortsatz weg.
Durch diese Maßnahme wird zwar die axiale Baulänge des Ventiltellers erhöht, was jedoch nicht nachteilig ist, da im selben Maße der Ventilschaft, mit dem der Ventilteller verbunden ist, verkürzt werden kann.
Alternativ hierzu kann sich der Drainageabschnitt des zumindest einen Ventiltellers in Richtung zu dem Rohrfortsatz hin erstrecken.
Der Vorteil hierbei besteht in einer axial kürzeren Bauweise des zumindest einen Ventiltellers, da der Drainageabschnitt bei der Ausgestaltung ausgehend von seiner Dichtfläche in den Rohrfortsatz hineinragt. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Drainageabschnitt des zumindest einen Ventiltellers konisch ausgebildet.
Der Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, dass der Ventilteller aufgrund seiner geometrisch einfachen Form leicht herstellbar ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist der Drainageabschnitt des zumindest einen Ventiltellers zumindest zwei Drainageöffnungen auf, die durch eine entsprechende Anzahl an Speichen getrennt sind, die vorzugsweise gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
Die Speichen haben dabei lediglich die Funktion, die Dichtfläche des Ventiltellers, die üblicherweise ringförmig ausgebildet ist, mit dem Verbindungsabschnitt zu verbinden, das heißt diesen zu tragen. Die Speichen sind vorzugsweise mit an diese Funktion angepasster geringer Materialstärke ausgeführt.
In der bevorzugten Ausgestaltung weist der zumindest eine Ventilteller zumindest drei Drainageöffnungen auf, die durch zumindest drei Speichen getrennt sind, die vorzugsweise im Winkelabstand von 120° angeordnet sind.
Das Vorsehen von drei Speichen mit entsprechend drei Drainageöffnungen führt einerseits zu einer ausreichenden Stabilität der Verbindung des Verbindungsabschnitts mit der Dichtfläche, andererseits gewährleistet diese Ausgestaltung einen großen Raum für die Drainageöffnungen im Sinne einer hohen Abflusskapazität durch den Ventilteller.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung beträgt der Neigungswinkel des Draina- geabschnitts des zumindest einen Ventiltellers zu der von der Dichtfläche aufgespannten Ebene zumindest etwa 10°, vorzugsweise zumindest etwa 20°, weiter vorzugsweise zumindest etwa 30°. Die Schrägstellung des Drainageabschnitts bezüglich der zuvor genannten Ebene wird entsprechend im Sinne eines maximalen Gesamtöffnungsquerschnitts der Drainage- öffnung(en) gewählt, und kann praktisch auch bis an 90° gehen. Sinnvollerweise wird sich der Neigungswinkel zum einen an dem zu erreichenden Gesamtöffnungs- querschnitt der Drainageöffnung(en), andererseits an dem Herstellungsaufwand bei der Herstellung des Ventiltellers orientieren.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung reicht der Öffnungsquerschnitt des Rohrfortsatzes des zumindest einen Ventiltellers zumindest im Wesentlichen an den Öffnungsquerschnitt zumindest eines der Anschlussstutzen und/oder der Verbindungsöffnung heran oder ist größer als dieser, und weicht von diesem vorzugsweise um nicht mehr als 20 % nach unten ab.
Bei der bekannten Ventilvorrichtung weist der untere Ventilteller zwar auch einen Rohrfortsatz auf, der dieser Forderung entsprechen würde, jedoch dient dieser Rohrfortsatz nicht dem Abfluss des Leckage- oder Reinigungsmediums, sondern dazu weist der bekannte Ventilteller mittig einen wesentlich dünneren Rohrfortsatz auf, der die zuvor genannte Forderung nicht erfüllt.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung trägt auch der wie vorstehend beschriebene vergrößerte Öffnungsquerschnitt des Rohrfortsatzes als Abfluss für ein Medium dazu bei, ein Druckaufbau im Leckageraum zu vermeiden.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Ventilanordnung einen zweiten Ventilsitz und einen zweiten Ventilteller auf, wobei der zweite Ventilsitz und der erste Ventilsitz an der Verbindungsöffnung ausgebildet sind, und der zweite Ventilteller ist oberhalb des ersten Ventiltellers angeordnet und weist keine Draina- geöffnung auf. Mit dieser Ausgestaltung ergibt sich eine Doppelsitz-Ventilvorrichtung mit einem Leckageraum zwischen den beiden Ventiltellern, und die Ventilvorrichtung ist insgesamt als eine nach unten öffnende Ventilvorrichtung geeignet.
In diesem Zusammenhang und in Verbindung mit einer der zuvor genannten bevorzugten Ausgestaltungen, wonach sich der Drainageabschnitt des zumindest einen Ventiltellers in Richtung von dem Rohrfortsatz weg erstreckt, ist es weiterhin bevorzugt, wenn sich der zweite Ventilteller von seiner Mitte zu seiner Dichtfläche schräg nach unten erstreckt.
Hierbei ist von Vorteil, dass sich der zweite Ventilteller an die Form des erfindungsgemäßen Ventiltellers anpasst und eine in axialer Richtung vorteilhaft kurzbauende Ventilanordnung geschaffen wird.
Im Sinne der vorgenannten axial kurzbauenden Bauweise der Ventilanordnung ist es weiterhin bevorzugt, wenn der zweite Ventilteller im Wesentlichen komplementär zu dem Drainageabschnitt des ersten Ventiltellers ausgebildet ist.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in Bezug auf diese hiernach näher beschrieben. Es zeigen:
Figur Ia) und b) zusammen eine Ventilvorrichtung in einer Gesamtdarstellung in Seitenansicht, wobei Figur Ia) die Ventilvor- richtung in einem Betriebszustand zeigt, in dem die Ventilanordnung geschlossen ist, und Figur Ib) die Ventilvorrichtung in einem Betriebszustand zeigt, in dem die Ventilanordnung vollständig geöffnet ist;
Figur 2 eine perspektivische Seitenansicht eines Ventiltellers der
Ventilvorrichtung in Figur 1;
Figur 3 den Ventilteller in Figur 2 in einer perspektivischen
Ansicht schräg von oben;
Figur 4 eine Längsschnittdarstellung des Ventiltellers in Figuren 2 und 3 in einem Schnitt entlang der Linie IV-IV in Figur 5; und
Figur 5 den Ventilteller in Figuren 2 bis 4 in einer Draufsicht.
In Figur 1 ist eine mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehene Ventilvorrichtung zur Trennung feindlicher Medien dargestellt. Die Ventilvorrichtung 10 wird beispielsweise in einer lebensmitteltechnologischen Anlage, die der Herstellung von Lebensmitteln dient, eingesetzt.
Die Ventilvorrichtung 10 weist ein Gehäuse 12 auf, das im oberen Teilbereich der Figur 1 geschlossen und im unteren Teilbereich der Figur 1 im Längsschnitt dargestellt ist.
Das Gehäuse 12 weist einen Anschlussstutzen 14a zum Anschließen einer Rohrleitung 16a und mit dem Anschlussstutzen 14a fluchtend einen Anschlussstutzen 14b zum Anschließen einer Rohrleitung 16b auf. Die Ventilvorrichtung 10 könnte jedoch auch nur einen der beiden Anschlussstutzen 14a oder 14b aufweisen, so dass nachfolgend die Anschlussstutzen 14a und 14b als Anschlussstutzen 14 bezeichnet wer- den. In Figur 1 ist der Anschlussstutzen 14 mit unterbrochenen Linien dargestellt, da er nicht in der Zeichenebene verläuft, sondern senkrecht dazu. Mit 14' ist der tatsächliche Anschlussstutzen bezeichnet.
Das Gehäuse 12 weist weiterhin Anschlussstutzen 18a und 18b zur Verbindung der Ventilvorrichtung 10 mit Rohrleitungen 20a und 20b auf, wobei die Anschlussstutzen 18a und 18b wiederum miteinander fluchten und nachfolgend als Anschlussstutzen 18 bezeichnet werden. Der Anschlussstutzen 14 ist in Einbaulage der Ventilvorrichtung 10 oberhalb des Anschlussstutzens 18 angeordnet.
Der Anschlussstutzen 14 weist einen vorbestimmten Öffnungsquerschnitt Ai4 und der Anschlussstutzen 18 einen vorbestimmten Öffnungsquerschnitt Aiβ auf, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel gleich groß sind.
In dem Gehäuse 12 ist eine Verbindungsöffnung 22 vorhanden, über die die Anschlussstutzen 14 und 18 miteinander kommunizieren können, wenn die Verbindungsöffnung 22 wie in Figur Ib) nicht verschlossen ist. In Figur Ia) ist die Verbindungsöffnung 22 demgegenüber verschlossen.
Die Verbindungsöffnung 22 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ringraumförmig ausgebildet, und weist einen Öffnungsquerschnitt A22 auf, der etwas größer ist als die Öffnungsquerschnitte Ai4 bzw. Ai8, was jedoch nicht zwingend der Fall sein muss.
In dem Gehäuse 12 ist eine Ventilanordnung 24 angeordnet, die einen ersten Ventilteller 26 und einen zweiten Ventilteller 28 aufweist, wobei der erste Ventilteller 26 oberhalb des zweiten Ventiltellers 28 angeordnet ist.
In der Verbindungsöffnung 22 sind entsprechend zwei Ventilsitze 30 und 32 vorhanden, wobei der erste Ventilteller 26 eine Dichtfläche 36 und der zweite Ventilteller 28 eine Dichtfläche 38 aufweist, wobei die Dichtfläche 36 mit dem Ventilsitz 30 und die Dichtfläche 38 mit dem Ventilsitz 32 dichtend zusammenwirkt, wenn die Ventilteller 26 und 28 wie in Figur Ia) dargestellt an den Ventilsitzen 30 und 32 anliegen. In der in Figur Ia) dargestellten Betriebsstellung der Ventilanordnung 24 ist somit der Anschlussstutzen 14 von dem Anschlussstutzen 18 sicher getrennt, sofern die Dichtflächen 36 bzw. 38 mit den Ventilsitzen 30 und 32 ordnungsgemäß zusammenwirken.
Zwischen den Ventiltellern 26 und 28 ist ein Leckageraum 34 vorhanden, in den in der Schließstellung der Ventilanordnung 24 gemäß Figur Ia) nur dann ein Medium aus den Anschlussstutzen 14 bzw. 18 eintreten kann, wenn ein oder beide Ventilteller 26 bzw. 28 mit den Ventilsitzen 30 und 32 nicht ordnungsgemäß zusammenwirken.
Mit Bezug auf Figuren 2 bis 5 wird hiernach der (untere) Ventilteller 28 näher beschrieben.
Der Ventilteller 28 weist ausgehend von seiner bereits erwähnten Dichtfläche 38 einen Rohrfortsatz 40 auf, der sich in der Einbaulage des Ventiltellers 28 in der Ventilvorrichtung 10 durch den Anschlussstutzen 18 hindurch erstreckt. Der Rohrfortsatz 40 ist zumindest in dem sich durch den Anschlussstutzen 18 hindurch erstreckenden Bereich vollumfänglich dicht geschlossen. Gemäß Figur 1 ist der Rohrfortsatz mit einer Ventilanordnung 42 gegen den Anschlussstutzen 18 abgedichtet.
Des Weiteren weist der Ventilteller 28 in seinem mittleren Bereich, im vorliegenden Fall mittig, einen Verbindungsabschnitt 44 auf, über den der Ventilteller 28 in seiner Einbaulage in der Ventilvorrichtung 10 mit einem Ventilschaft 46 (vgl. Figur 1) verbunden ist, um den Ventilteller 28 axial verfahren zu können.
Zwischen der Dichtfläche 38 und dem Verbindungsabschnitt 44 weist der Ventilteller 28 einen Drainageabschnitt 48 auf, der eine Mehrzahl an Drainageöffnungen aufweist, und zwar im vorliegenden Fall drei Drainageöffnungen 50, 52 und 54. Die Drainageöffnungen 50, 52, 54 münden in den Innenraum des Rohrfortsatzes 40. Die Drainageöffnungen 50, 52 und 54 sind durch drei Rippen oder Speichen 56 und 60 voneinander getrennt, wobei die Speichen 56, 58 und 60 dazu dienen, den Verbindungsabschnitt 44 mit dem Rohrfortsatz 40 zu verbinden.
Während in dem gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel drei Drainageöffnungen 50, 52 und 54 und entsprechend drei Speichen 56, 58 und 60 vorhanden sind, können auch zwei oder mehr als drei derartiger Speichen und Drainageöffnungen vorgesehen sein.
Die Speichen 56, 58 und 60 sind in einem Winkelabstand von 120° zueinander, also gleichmäßig voneinander beabstandet.
Der Hauptteil des Drainageabschnitts 48 wird von den Drainageöffnungen 50, 52, 54 eingenommen, während die Speichen 56, 58 und 60 eine geringe Materialstärke aufweisen, so dass sie nur einen geringen Teil der Gesamtfläche des Drainageabschnitts 48 einnehmen.
Der Drainageabschnitt 48 ist bezüglich einer Ebene 62, die von der Dichtfläche 38 aufgespannt wird, schräg bzw. geneigt angeordnet, wodurch die Öffnungsquerschnitte Aso, A52 und A54 der Drainageöffnungen 50, 52 und 54 vergrößert werden, weil durch die Schrägstellung des Drainageabschnitts 48 dessen Gesamtfläche vergrößert wird.
Auf diese Weise wird erreicht, dass der Gesamtöffnungsquerschnitt der Drainageöffnungen 50, 52 und 54, also die Summe der Öffnungsquerschnitte ASo, A52 und As4 ohne Durchmesservergrößerung des Ventiltellers 28 auf den Öffnungsquerschnitt Ai4 des Anschlussstutzens 14 oder den Öffnungsquerschnitt Ais des Anschlussstutzens 18 oder den Öffnungsquerschnitt A22 der Verbindungsöffnung 22 im Wesentlichen angeglichen werden können. Sollten sich die Öffnungsquerschnitte Ai4, Aiβ unterscheiden, kann der Gesamtöffnungsquerschnitt der Drainageöffnungen 50, 52 und 54 auf den größeren der beiden Öffnungsquerschnitte Ai4 bzw. Ais angepasst werden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel liegt der Gesamtöffnungsquerschnitt der Drainageöffnungen 50, 52 und 54 etwa 10 % über dem Öffnungsquerschnitt Ai4 bzw. Ais, die im vorliegenden Fall gleich sind. Allgemein sollte der Gesamtöffnungsquerschnitt der Drainageöffnungen 50, 52 und 54 von dem Öffnungsquerschnitt Ai4 bzw. Ai8 zumindest nach unten weniger als etwa 20 %, vorzugsweise weniger als 10 %, weiter vorzugsweise weniger als 5 % abweichen.
Eine andere Möglichkeit der Anpassung des Gesamtöffnungsquerschnitts der Drainageöffnungen 50, 52 und 54 kann darin bestehen, diesen Gesamtöffnungsquerschnitt an den Öffnungsquerschnitt A22 der Verbindungsöffnung 22 zumindest im Wesentlichen anzugleichen. Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Öffnungsquerschnitt A2Z der Verbindungsöffnung 22 im Wesentlichen dem Öffnungsquerschnitt Au bzw. Aiβ entspricht, ist eine solche Anpassung im vorliegenden Fall automatisch gegeben.
Der Neigungswinkel ß des Drainageabschnitts 48 in Bezug auf die Ebene 42 beträgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 35°, kann jedoch auch größer oder kleiner gewählt sein, um einen entsprechend großen und ausreichenden Gesamtöffnungsquerschnitt der Drainageöffnungen 50, 52 und 54 zu gewährleisten, wobei dies auch von der Breite der Speichen 56, 58 und 60 abhängt. Eine Schrägstellung bis zu 90° (Orthogonalstellung) ist dabei denkbar.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 2 bis 5 erstreckt sich der Drainageabschnitt 48 des Ventiltellers 28 in Richtung von dem Rohrfortsatz 40 weg, das heißt der Verbindungsabschnitt 44 ist aus dem Rohrfortsatz 40 herausgezogen bzw. von diesem axial beabstandet.
In Figur 4 ist mit unterbrochenen Linien jedoch auch die umgekehrte Möglichkeit dargestellt, dass sich der Drainageabschnitt 48' des Ventiltellers 28 in Richtung zu dem Rohrfortsatz 40 hin erstreckt, das heißt in diesem Fall ist der Verbindungsabschnitt 44' in den Rohrfortsatz 40 hineinverlegt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Drainageabschnitt 48 konisch ausgebildet, es kann jedoch auch eine von außen gesehen konvex gewölbte oder konkav gewölbte oder andere geometrische Form in Betracht gezogen werden.
Der Öffnungsquerschnitt A4o des Rohrfortsatzes 40 ist ebenfalls an den Öffnungsquerschnitt Ai4 oder Aiβ oder A22 zumindest im Wesentlichen angepasst, so dass durch den Rohrfortsatz 40 im Wesentlichen die gleiche Menge an Medium abfließen kann, die über den Anschlussstutzen 14 oder den Anschlussstutzen 18 in den Leckageraum 34 zugeführt wird.
Wieder mit Bezug auf Figur 1 weist der erste Ventilteller 26 eine an den Drainageabschnitt 48 des Ventiltellers 28 angepasste Form auf. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel erweitert sich der erste Ventilteller 26 von seiner Mitte aus gesehen zu seiner Dichtfläche 36 schräg nach unten, so dass die beiden Ventilsitze 30 und 32 relativ nahe beieinander liegend angeordnet werden können, wie dies bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Fall ist. Wie aus Figur Ia) hervorgeht, ist der erste Ventilteller 26 im Wesentlichen komplementär zu dem Drainageabschnitt 48 des Ventiltellers 28 ausgebildet.
Im oberen Bereich der Ventilvorrichtung 10 ist ferner eine nicht näher dargestellte Antriebseinheit 62 angeordnet, die vorzugsweise pneumatisch arbeitet, und die dazu dient, die Ventilteller 26 und 28 gemeinsam oder relativ zueinander zu verfahren.
Figur Ia) zeigt die Schließstellung der Ventilanordnung 24. Sofern in dieser Schließstellung der Ventilanordnung 24 eine Leckage an der Dichtfläche 36 des Ventiltellers 26 oder an der Dichtfläche 38 des Ventiltellers 28 auftritt, tritt Leckagemedium in den Leckageraum 34 ein und wird über den Drainageabschnitt 48 des Ventiltellers 28 in den Rohrfortsatz 40 geleitet. Sofern in der Betriebsstellung in Figur Ia) durch den Rohrfortsatz 40 Medium abfließt, ist dies ein Nachweis für eine Leckagesituation. Figur Ib) zeigt die Ventilanordnung 24 in ihrer Offen- oder Freigabestellung, in der die Verbindungsöffnung 22 geöffnet ist und die Anschlussstutzen 14 und 18 entsprechend miteinander kommunizieren.
Damit das in den Rohrleitungen 16 und 20 geführte Medium nicht in den Rohrfortsatz 40 des Ventiltellers 28 eindringt, kann der Ventilteller 26 in dieser Offenstellung so zu dem Ventilteller 28 verfahren werden, dass er mit einer axial gerichteten Dichtfläche 64 gegen den Ventilteller 28 abgedichtet ist, so dass das Medium nicht durch den Drainageabschnitt 48 in den Rohrfortsatz 40 gelangen kann.
Im Falle eines Reinigungsvorganges wird beispielsweise der Ventilteller 26 nach oben angelüftet, während der Ventilteller 28 in seiner Schließstellung in Figur Ia) verbleibt. Über den Anschlussstutzen 14 kann nun ein Reinigungsmedium, beispielsweise eine Reinigungslauge, in den Leckageraum 34 zur Reinigung der Ventilteller 26 und 28 mit hoher Flussrate und hohem Druck eingeleitet werden. Aufgrund der Tatsache, dass der Drainageabschnitt 48 Drainageöffnungen mit einem Gesamtöff- nungsquerschnitt aufweist, der im Wesentlichen dem Öffnungsquerschnitt des Anschlussstutzens 14 entspricht, kann nun das Reinigungsmedium durch den Drainageabschnitt 48 und den Rohrfortsatz 40 abfließen, ohne dass sich im Leckageraum 34 zusätzlich zu dem ohnehin schon vorhandenen Druck des Reinigungsmediums ein zusätzlicher Überdruck aufbaut.
Diese ausgeglichene Bilanz zwischen Zufuhr und Abfuhr eines Mediums in und von dem Leckageraum 34 wird durch die besondere Ausgestaltung des Drainageabschnitts 48 des Ventiltellers 28 erreicht, ohne dass beispielsweise die Verbindungsöffnung 22 oder der Ventilteller 28 und damit die Ventilanordnung 24 im Durchmesser vergrößert werden müsste, und ohne dass der Öffnungsquerschnitt Ai4 des Anschlussstutzens 14 verringert werden müsste.

Claims

Patentansprüche
1. Ventilvorrichtung zur Trennung feindlicher Medien, mit einem Gehäuse (12), das Anschlussstutzen (14, 18) eines jeweils bestimmten Öffnungsquerschnitts (Ai4, Ai8) für zumindest zwei Rohrleitungen (16, 20) aufweist, die im Gehäuse (12) über eine Verbindungsöffnung (22) eines bestimmten Öffnungsquerschnitt (A22) miteinander kommunizieren können, mit einer Ventilanordnung (24) zum wahlweisen Verschließen und Freigeben der Verbindungsöffnung (22), die zumindest einen Ventilsitz (32) und zumindest einen Ventilteller (28) aufweist, wobei der zumindest eine Ventilteller (28) eine mit dem zumindest einen Ventilsitz (32) zusammenwirkende Dichtfläche (38) und einen mittleren Verbindungsabschnitt (44) aufweist, der mit einem Ventilschaft (46) verbunden ist, und wobei der zumindest eine Ventilteller (28) einen Rohrfortsatz (40) aufweist, der dem Abfluss eines Mediums dient, wobei der zumindest eine Ventilteller (28) im Bereich zwischen der Dichtfläche (38) und dem Verbindungsabschnitt (44) einen Drainageabschnitt (48) mit zumindest einer Drai- nageöffnung (50, 52, 54) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Drainageabschnitt (48) schräg oder orthogonal zur durch die Dichtfläche (38) des zumindest einen Ventiltellers (28) aufgespannten Ebene erstreckt, derart, dass der Gesamtöffnungsquerschnitt der zumindest einen Drainageöffnung (50, 52, 54) oder der mehreren Drainageöffnungen (50, 52, 54) zumindest im Wesentlichen an den Öffnungsquerschnitt (A22) der Verbindungsöffnung und/oder an den Öffnungsquerschnitt (Ai4, A^) zumindest eines der Anschlussstutzen (14, 18) heranreicht oder größer ist.
2. Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtöffnungsquerschnitt der Drainageöffnung/ Drainageöffnungen (50, 52, 54) des zumindest einen Ventil tellers (28) von dem Öffnungsquerschnitt (Ai4, Aiβ) des zumindest einen der Anschlussstutzen (14, 18) und/oder der Verbindungsöffnung (22) nicht mehr als etwa 20 %, vorzugsweise nicht mehr als 10 %, weiter vorzugsweise nicht mehr als 5 % nach unten abweicht.
3. Ventilvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Drainageabschnitt (48) des zumindest einen Ventiltellers (28) in Richtung von dem Rohrfortsatz (40) weg erstreckt.
4. Ventilvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Drainageabschnitt (48') des zumindest einen Ventiltellers (28) in Richtung zu dem Rohrfortsatz (40') hin erstreckt.
5. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Drainageabschnitt (48) des zumindest einen Ventiltellers (28) konisch ausgebildet ist.
6. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Drainageabschnitt (48) des zumindest einen Ventiltellers (28) zumindest zwei Drainageöffnungen (50, 52, 54) aufweist, die durch eine entsprechende Anzahl an Speichen (56, 58, 60) getrennt sind, die vorzugsweise gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
7. Ventilvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Ventilteller (28) zumindest drei Drainageöffnungen (50, 52, 54) aufweist, die durch zumindest drei Speichen (56, 58, 60) getrennt sind, die vorzugsweise im Winkelabstand von 120° angeordnet sind.
8. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (ß) des Drainageabschnitts (48) des zumindest einen Ventiltellers (28) zu der von der Dichtfläche (38) aufgespannten Ebene zumindest etwa 10°, vorzugsweise zumindest etwa 20°, weiter vorzugsweise zumindest etwa 30° beträgt.
9. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsquerschnitt (A40) des Rohrfortsatzes (40) des zumindest einen Ventiltellers (28) zumindest im Wesentlichen an den Öffnungsquerschnitt (AH, Aiβ) zumindest eines der Anschlussstutzen (14, 18) heranreicht oder größer ist, von diesem vorzugsweise um nicht mehr als 20 % nach unten abweicht.
10. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (24) einen zweiten Ventilsitz (30) und einen zweiten Ventilteller (26) aufweist, wobei der zweite Ventilsitz (30) und der erste Ventilsitz (32) an der Verbindungsöffnung (22) ausgebildet sind, und dass der zweite Ventilteller (26) oberhalb des ersten Ventiltellers (28) angeordnet ist und keine Drainageöffnung aufweist.
11. Ventilvorrichtung nach Anspruch 3 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zweite Ventilteller (26) von seiner Mitte zu seiner Dichtfläche (36) schräg nach unten erstreckt.
12. Ventilvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ventilteller (26) im Wesentlichen komplementär zu dem Drainageab- schnitt (48) des ersten Ventiltellers (28) ausgebildet ist.
13. Ventilteller für eine aseptische Ventilvorrichtung, mit einer Dichtfläche (38) und einem Verbindungsabschnitt (44) zur Verbindung mit einem Ventilschaft, mit einem Rohrfortsatz (40), und einem Drainageabschnitt (48) mit zumindest einer Drainageöffnung (50, 52, 54), dadurch gekennzeichnet, dass sich der Drainageabschnitt (48) schräg oder orthogonal zur durch die Dichtfläche (38) aufgespannten Ebene erstreckt, derart, dass der Gesamtöffnungsquerschnitt der zumindest einen Drainageöffnung (50, 52, 54) oder der mehreren Drainageöffnungen (50, 52, 54) zumindest im Wesentlichen an die durch die Dichtfläche (38) definierte Querschnittsfläche oder an den Öffnungsquerschnitt des Rohrfortsatzes (40) heranreicht oder größer ist.
14. Ventilteller nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtöff- nungsquerschnitt der Drainageöffnung/ Drainageöffnungen (50, 52, 54) von der durch die Dichtfläche (38) definierten Querschnittsfläche oder von dem Öffnungsquerschnitt des Rohrfortsatzes (40) nicht mehr als etwa 20 %, vorzugsweise nicht mehr als 10 %, weiter vorzugsweise nicht mehr als 5 % nach unten abweicht.
15. Ventilteller nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Drainageabschnitt (48) in Richtung von dem Rohrfortsatz (40) weg erstreckt.
16. Ventilteller nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Drainageabschnitt (48') in Richtung zu dem Rohrfortsatz (40') hin erstreckt.
17. Ventilteller nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Drainageabschnitt (48) konisch ausgebildet ist.
18. Ventilteller nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Drainageabschnitt (48) zumindest zwei Drainageöffnungen (50, 52, 54) aufweist, die durch eine entsprechende Anzahl an Speichen (56, 58, 60) getrennt sind, die vorzugsweise gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
19. Ventilteller nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Drainageabschnitt (48) zumindest drei Drainageöffnungen (50, 52, 54) aufweist, die durch zumindest drei Speichen (56, 58, 60) getrennt sind, die vorzugsweise im Winkelabstand von 120° angeordnet sind.
20. Ventilteller nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (ß) des Drainageabschnitts (48) zu der von der Dichtfläche (38) aufgespannten Ebene zumindest etwa 10°, vorzugsweise zumindest etwa 20°, weiter vorzugsweise zumindest etwa 30° beträgt.
21. Ventilteller nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsquerschnitt des Rohrfortsatzes (40) zumindest im Wesentlichen an den Gesamtöffnungsquerschnitt der Drainageöffnungen (50, 52, 54) heranreicht oder größer ist, von diesem vorzugsweise um nicht mehr als 20 % nach unten abweicht.
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