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Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Quetschventil zum Verschließen und Freigeben einer Förderstrecke.

Quetschventile sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Bekannte Quetschventile weisen dabei einen elastischen Schlauch auf, welcher durch Zusammendrücken mittels Druckluft oder mittels eines separaten Druckstücks geschlossen wird. Dieser Schlauch wird an seinen beiden Enden über Klemmverbindungen an Leitungen gehalten. Die bekannten Klemmverbindungen haken jedoch den Nachteil, dass an den Übergängen Spalte vorhanden sind. In diesen Spalten setzen sich Produktreste des zu fördernden Produktes ab. Diese Produktreste in den Spalten können beim Reinigen nur sehr schwer oder gar nicht entfernt werden.

Derartige Produktreste in den Spalten sind jedoch insbesondere bei der Förderung von Nahrungsmitteln oder Medikamenten nicht tolerierbar, da hierdurch die Gefahr von Keimbildung o.ä. an den Produktresten besteht, welche zur Verunreinigung des zu fördernden Produktes führen können.

Deshalb ist eine Anwendung von Quetschventilen bei der Förderung von aseptischen Produkten sehr kritisch.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Quetschventil zum Verschließen und Freigeben einer Förderstrecke weist dagegen den Vorteil auf, dass insbesondere beim Verschließen des Quetschventils kein Spalt entsteht. Dadurch ergibt sich für das zu fördernde Produkt keine Möglichkeit, sich in Spalten o.ä. abzulagern. Erfindungsgemäß kann somit eine Reinigung des Quetschventils einfach durchgeführt werden und es treten keine Probleme mit in Spalten abgesetzten Produktresten auf. Somit kann das erfindungsgemäße Quetschventil besonders auch bei aseptischen Anwendungen verwendet werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass ein elastisches Schlauchstück zwischen einem ersten und zweiten Endstück angeordnet ist. Das elastische Schlauchstück weist dabei an jedem seiner Enden eine ringförmige Innenlippe und eine ringförmige Außenlippe auf. Die Innen- und die Außenlippe nehmen dabei jeweils einen umlaufenden, vorstehenden Verbindungsbereich des ersten bzw. zweiten Endstücks zwischen sich auf. Der Verbindungsbereich des ersten und zweiten Endstücks ist dabei jeweils in einem vorbestimmten Winkel zu einer Mittelachse des Quetschventils angeordnet. Das elastische Schlauchelement wird dabei mittels Vulkanisieren am ersten und zweiten Endstück fixiert. Durch den vorbestimmten Winkel der Verbindungsbereiche der Endstücke wird sichergestellt, dass das elastische Schlauchstück, insbesondere die Innenlippe des elastischen Schlauchstücks, bei jeder Verformung des Schlauchstücks immer eng am jeweiligen Endstück anliegt. Somit entstehen keine Spalte zwischen dem Schlauchstück und den Endstücken und Produktreste können sich nicht zwischen den Endstücken und dem Schlauchstück anlagern.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Vorzugsweise ist am Verbindungsbereich des ersten und zweiten Endstücks jeweils ein zur Mittelachse des Quetschventils senkrechter Abschnitt angeordnet. Dadurch weist die sich an diesem Abschnitt anliegende Innenlippe des Schlauchstücks eine ausreichende Dicke und Stabilität auf und es kann besonders sicher verhindert werden, dass sich die Innenlippe vom ersten bzw. zweiten Endstück löst.

Um eine sichere Befestigung des Schlauchelements am ersten und zweiten Endstück zu ermöglichen, weist die Außenlippe des Schlauchelements vorzugsweise einen verdickten Bereich auf. Dadurch wird auch eine formschlüssige Anpassung des Schlauchelements an die Endstücke erreicht.

Der verdickte Bereich der Außenlippe des Schlauchelements weist dabei besonders bevorzugt einen zur Mittelachse parallelen Kontaktbereich auf. Dadurch kann die Außenlippe besonders sicher an den Endstücken fixiert werden.

Vorzugsweise weist der Verbindungsbereich des Endstücks ein abgerundetes Ende auf. Das abgerundete Ende ist besonders bevorzugt im Schnitt eine Halbkugel.

Um den Verbindungsbereich jedes Endstücks besonders einfach herstellen zu können, ist der Verbindungsbereich der Endstücke vorzugsweise jeweils in einem konstanten Winkel zur Mittelachse angeordnet.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Verbindungsbereich des Endstücks einen ersten und einen zweiten Abschnitt, welche zur Mittelachse des Quetschventils jeweils in unterschiedlichen Winkeln angeordnet sind. Dadurch kann eine besonders sichere Verbindung zwischen Schlauchelement und Endstück ermöglicht werden. Ein Winkel des ersten Abschnitts zur Mittelachse liegt dabei vorzugsweise zwischen 10° und 20° und ein Winkel des zweiten Abschnitts zur Mittelachse liegt dabei vorzugsweise zwischen 40° und 50°.

Weiter bevorzugt umfasst das Quetschventil ferner einen Zylinder mit einer Zugangsöffnung. Der Zylinder ist fluiddicht am ersten und zweiten Endstück fixiert und umgibt das elastische Schlauchelement. Durch die Zugangsöffnung kann ein unter Druck stehendes Fluid zugeführt werden, um das elastische Schlauchelement zu verformen und die Förderstrecke dadurch zu unterbrechen. Das Fluid ist vorzugsweise Druckluft. Der Zylinder fixiert vorzugsweise auch die Außenlippen des elastischen Schlauchelements. Dadurch wird eine zusätzliche Sicherung der Außenlippe gegen Verrutschen bereitgestellt.

Das elastische Schlauchelement ist vorzugsweise aus Naturkautschuk oder aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) oder aus hydriertem Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (HNBR) oder aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) hergestellt. Die Endstücke sind vorzugsweise aus Edelstahl hergestellt.

Weiter bevorzugt betrifft die Erfindung eine Förder- und Abfüllvorrichtung zur Förderung und zum Abfüllen von aseptischen Produkten, insbesondere von Medikamenten oder Nahrungsmitteln, mit einem erfindungsgemäßen Quetschventil zum Portionieren des geförderten Produktes in gewünschte Packungsgrößen. Das Quetschventil ist dabei vorzugsweise in einem Abschnitt der Förderstrecke angeordnet, welche kurz vor der Abfüllstation des Produktes liegt, um das Produkt in gewünschte Größen zu portionieren.

Zeichnung

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

1 eine schematische Schnittansicht eines Quetschventils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung im geöffneten Zustand,

2 eine schematische Schnittansicht des in 1 gezeigten Quetschventils in geschlossenem Zustand,

3 eine vergrößerte Teil-Schnittansicht der Verbindung eines Endstücks zum Schlauchelement des ersten Ausführungsbeispiels,

4 eine perspektivische, geschnittene Ansicht des elastischen Schlauchelements des ersten Ausführungsbeispiels, und

5 eine schematische Schnittansicht eines Endstücks gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 ein Quetschventil 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Wie in 1 gezeigt, umfasst das Quetschventil 1 ein erstes Endstück 2, ein zweites Endstück 3 und ein elastisches Schlauchelement 4. Das elastische Schlauchelement 4 ist zwischen dem ersten und zweiten Endstück 2, 3 angeordnet. Ein Zylinder 5 ist außerhalb des elastischen Schlauchelements 4 angeordnet und mit dem ersten Endstück 2 und dem zweiten Endstück 3 jeweils über zwei Wurmschrauben 9 verbunden. Im Zylinder 5 ist ferner eine Zugangsöffnung 6 zu einem zwischen dem Zylinder 5 und dem elastischen Schlauchelement 4 angeordneten Druckraum 7 vorgesehen. Über die Zugangsöffnung 6 wird Druckluft zum Schließen des Quetschventils 1 zugeführt, so dass sich das elastische Schlauchelement 4 an seinem Verformungsbereich 44 verformt, wie in 2 dargestellt.

Das elastische Schlauchelement 4 ist aus einem vulkanisierbaren Kautschukmaterial hergestellt, und weist eine gewisse Elastizität auf. Das Schlauchelement 4 wird jeweils an das erste und zweite Endstück 2, 3 anvulkanisiert. Wie insbesondere in 4 gezeigt, umfasst das elastische Schlauchelement 4 einen in der Mitte liegenden, im Wesentlichen zylindrischen Verformungsbereich 44, an einem axialen Ende eine erste Innenlippe 40 und eine erste Außenlippe 42 und am anderen axialen Ende eine zweite Innenlippe 41 und eine zweite Außenlippe 43. Das elastische Schlauchelement 4 ist dabei symmetrisch zu einer Ebene senkrecht zur Mittelachse X-X des Quetschventils ausgebildet. Wie insbesondere aus den 3 und 4 ersichtlich ist, ist die Innenlippe 40 mit einem sich verjüngenden Bereich 45 und einem senkrechten Abschluss 46gebildet. Die Außenlippe 42 ist mit einem verdickten Bereich 47 gebildet, an welchem ein Kontaktbereich 48 angeordnet ist. Der Kontaktbereich 48 ist dabei parallel zur Mittelachse X-X des Quetschventils. Die zweite Innenlippe 41 und die zweite Außenlippe 43 sind dabei identisch wie die erste Innen- und Außenlippe ausgebildet, so dass auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet werden kann.

Das erste und zweite Endstück 2, 3 ist dabei jeweils komplementär zum Ende des elastischen Schlauchelements 4 ausgebildet. Wie insbesondere in 3 gezeigt, umfasst das erste Endstück 2 einen ringförmig, nach innen vorstehenden Verbindungsbereich 20. Der Verbindungsbereich 20 weist ein abgerundetes Ende 21 auf, welches im Schnitt halbkreisförmig gebildet ist. Der Durchmesser des abgerundeten Endes 21 entspricht dabei vorzugsweise der Dicke des Verbindungsbereichs 20. Am Übergang des Verbindungsbereichs 20 zum restlichen Endstück ist ein senkrechter Absatz 22 gebildet, an welchem im montierten Zustand der senkrechte Abschluss 46 der Innenlippe 40 anliegt (vgl. 3). Das dem elastischen Schlauchelement 4 entgegen liegende Ende des Endstücks 2 ist mit einem Leitungsanschluss 23 zum Anschließen an eine Förderleitung gebildet. Der Leitungsanschluss 23 kann beispielsweise ein Gewinde oder ein Bajonettverschluss o.ä. sein. Das zweite Endstück 3 ist mit Ausnahme des Leitungsanschlusses 33 identisch zum ersten Endstück 2 ausgebildet, so dass auf eine detaillierte Beschreibung des zweiten Endstücks 3 verzichtet werden kann. Der Leitungsanschluss 33 des zweiten Endstücks ist dabei mit einem anderen Durchmesser als der Leitungsanschluss 23 des ersten Endstücks 2 gebildet, um eine lagerichtige Montage des Quetschventils in einer Abfülleinrichtung sicherzustellen. Das erste und zweite Endstück 2, 3 ist dabei jeweils aus Edelstahl hergestellt.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Quetschventils 1 ist dabei wie folgt. Ein Produkt wird in Richtung des Pfeils A mittels einer Fördereinrichtung, wie z.B. einer Pumpe, durch eine nicht dargestellte Leitung gefördert. Die Leitung ist mit dem zweiten Endstück 3 des Quetschventils 1 verbunden. Das Produkt wird durch das zweite Endstück 3, das elastische Schlauchelement 4 und das erste Endstück 2 gefördert und verlässt das erste Endstück 2 in Richtung des Pfeils B, wie in 1 gezeigt.

Wenn ein Produkt, wie beispielsweise ein flüssiges oder zähflüssiges Nahrungsmittel, z.B. Majonese, gefördert wird, ist eine Abfüllstation dem ersten Endstück 2 nachgeordnet. Hierbei wird das Produkt z.B. in Gläser abgefüllt, so dass es portionsmäßig gefördert werden muss. Dazu wird das Quetschventil 1 alternierend geöffnet und geschlossen. Zum Schließen des Quetschventils 1 wird durch die Zugangsöffnung 6 Druckluft in Richtung des Pfeils P zugeführt. Dadurch steigt der Druck im Druckraum 7 an. Sobald der Druck im Druckraum 7 größer als am inneren Bereich der Förderstrecke des elastischen Schlauchelements 4 ist, beginnt eine Verformung des Verformungsbereichs 44. Die Verformung des Verformungsbereichs 44 wird dabei solange durchgeführt, bis sich die Innenseiten des elastischen Schlauchelements 44 berühren und die Verbindung zwischen dem ersten Endstück 2 und dem zweiten Endstück 3 unterbrochen ist. Dieser Zustand ist in 2 gezeigt.

Erfindungsgemäß wird durch die geometrische Ausgestaltung der beiden in Axialrichtung liegenden Enden des elastischen Schlauchelements 4 erreicht, dass sich lediglich der Verformungsbereich 44 verformt und insbesondere die erste Innenlippe 40 und die zweite Innenlippe 41 unverändert am ersten Endstück 2 bzw. am zweiten Endstück 3 anliegt. Dadurch wird vermieden, dass ein Spalt zwischen den Enden des elastischen Schlauchelements 4 und dem ersten und zweiten Endstück 2, 3 auftritt. Da das elastische Schlauchelement 4 an das erste und zweite Endstück 2, 3 anvulkanisiert ist, wird verhindert, dass sich das Schlauchelement 4 vom Endstück abhebt. Da der Verbindungsbereich 20 bzw. 30 des ersten bzw. zweiten Endstücks 2, 3 im Winkel &agr; zur Mittelachse X-X des Quetschventils 1 angeordnet ist, und die Außenlippen 42, 43 die Verbindungsbereiche 20, 30 umgreifen, werden Zugkräfte, welche das Schlauchelement 4 von den Endstücken 2, 3 ablösen könnten, minimiert. Somit kann erfindungsgemäß eine sichere Verbindung zwischen Schlauchelement und Endstücken erreicht werden. Insbesondere verhindert die Anordnung der Verbindungsbereiche 20, 30 im Winkel &agr; zur Mittelachse X-X, dass sich die Verformungskräfte und Verformungsspannungen bis zu den Anschlussstellen im Bereich des senkrechten Abschlusses 46 des elastischen Schlauchelements 4 gelangen. Somit kann ein deformationsfreier Übergang des Schlauchelements 4 auf die Endstücke 2, 3 sichergestellt werden und es treten keine Spalte zwischen Schlauchelement 4 und Endstücken 2, 3 auch bei verformtem Schlauchelement auf.

Daher eignet sich das erfindungsgemäße Quetschventil insbesondere für den Einsatz in Bereichen, in denen eine hohe Hygiene gefordert wird, wie beispielsweise bei der Förderung von Medikamenten, Nahrungsmitteln oder Kosmetika.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 5 ein Quetschventil gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.

Wie in 5 gezeigt, unterscheidet sich das zweite Ausführungsbeispiel vom ersten Ausführungsbeispiel insbesondere durch eine andere Ausbildung der Verbindung zwischen Endstück und elastischem Schlauchelement. Ein Verbindungsbereich 30 des Endstücks 3 des zweiten Ausführungsbeispiels weist einen ersten Bereich 34 und einen zweiten Bereich 35 auf. Der erste Bereich 34 ist in einem Winkel &bgr; zur Mittelachse X-X des Quetschventils angeordnet und der zweite Bereich 35 ist in einem Winkel &ggr; zur Mittelachse X-X angeordnet. Der Winkel &bgr; beträgt dabei ungefähr 14° und der Winkel &ggr; beträgt ungefähr 45°. Somit weist der Verbindungsbereich 30 einen zweistufigen sich verjüngenden Bereich auf, welcher sich mit unterschiedlichen Winkeln verjüngt. Insbesondere durch die flache Ausbildung des ersten Bereichs 34 wird dabei sichergestellt, dass die bei der Verformung des Schlauchelements auftretenden Verformungskräfte und Verformungsspannungen nicht bis zu den Anschlussstellen 32 gelangen können. Dadurch wird eine noch sicherere Verbindung zwischen Endstück und Schlauchelement ermöglicht.

Es sei angemerkt, dass das nicht dargestellte andere Endstück des zweiten Ausführungsbeispiels einen identisch ausgebildeten Verbindungsbereich aufweist. Ferner sind auch die Enden des Schlauchelements, welche mit den Endstücken 2, 3 verbunden sind, komplementär zum Verbindungsbereich ausgebildet. Genauer weist die Innenlippe 41 einen ersten sich verjüngenden Bereich 45a und einen zweiten sich verjüngenden Bereich 45b auf. Ansonsten entspricht das Quetschventil des zweiten Ausführungsbeispiels dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.


Anspruch[de]
Quetschventil zum Verschließen und Freigeben einer Förderstrecke umfassend ein erstes Endstück (2), ein zweites Endstück (3) und ein elastisches Schlauchelement (4), welches zwischen dem ersten und zweiten Endstück (2, 3) angeordnet ist, wobei das elastische Schlauchstück (4) an jedem seiner axialen Enden eine ringförmige Innenlippe (40, 41) und eine ringförmige Außenlippe (42, 43) umfasst und das erste und zweite Endstück (2, 3) jeweils einen ringförmig umlaufenden, vorstehenden Verbindungsbereich (20, 30) umfassen, welcher jeweils zwischen der Innenlippe (40, 41) und der Außenlippe (42, 43) des ersten und zweiten Endstücks (2, 3) angeordnet ist, und wobei der Verbindungsbereich (20, 30) des ersten und zweiten Endstücks (2, 3) jeweils in einem Winkel (&agr;) zu einer Mittelachse (X-X) des Schlauchelements angeordnet ist und das elastische Schlauchelement an den Verbindungsbereichen (20, 30) des ersten und zweiten Endstücks mittels Vulkanisieren fixiert ist. Quetschventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Verbindungsbereich (20, 30) des Endstücks (2, 3) ein zur Mittelachse (X-X) senkrechter Abschnitt (22, 32) angeordnet ist. Quetschventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenlippe (42, 43) des elastischen Schlauchelements (4) einen verdickten Bereich (47) umfasst. Quetschventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der verdickte Bereich (47) der Außenlippe (42, 43) ein zur Mittelachse (X-X) parallelen Kontaktbereich (48) umfasst. Quetschventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (20, 30) des Endstücks (2, 3) ein abgerundetes Ende (21, 31) aufweist. Quetschventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das abgerundete Ende (21, 31) des Verbindungsbereichs (20, 30) im Schnitt eine Halbkugel bildet. Quetschventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (20, 30) in einem konstanten Winkel (&agr;) zur Mittelachse (X-X) des Quetschventils angeordnet ist. Quetschventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (20, 30) einen ersten Bereich (34) und einen zweiten Bereich (35) umfasst, welche zur Mittelachse (X-X) des Quetschventils in unterschiedlichen Winkeln angeordnet sind. Quetschventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (34) des Verbindungsbereichs (30) in einem ersten Winkel (&bgr;) zur Mittelachse (X-X) angeordnet ist und der zweite Bereich (35) in einem zweiten Winkel (&ggr;) zur Mittelachse (X-X) angeordnet ist, wobei der erste Winkel (&bgr;) kleiner als der zweite Winkel (&ggr;) ist. Quetschventil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Winkel (&bgr;) größer oder gleich 10° und kleiner oder gleich 20° ist und der zweite Winkel (&bgr;) größer oder gleich 40° und kleiner oder gleich 50° ist. Quetschventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Zylinder (5) mit einer Zugangsöffnung (6), wobei der Zylinder (5) am ersten und zweiten Endstück (2, 3) fluiddicht fixiert ist und das elastische Schlauchelement (4) umgibt, um einen Druckraum (7) zwischen dem Zylinder (5) und dem elastischen Schlauchelement (4) zu bilden. Quetschventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (5) die Außenlippe (42, 43) des elastischen Schlauchelements (4) fixiert. Quetschventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Schlauchelement (4) aus Naturkautschuk oder aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk oder aus hydriertem Acrylnitril-Butadien-Kautschuk oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk hergestellt ist. Abfüllanlage zur Abfüllung insbesondere von aseptischen Produkten, umfassend ein Quetschventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.






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