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Volle Federkraft in jeder Lage

Doppeldichtventile mit Ein-Feder-Technologie für die sterile Verfahrenstechnik
Volle Federkraft in jeder Lage

Die Anforderungen an Ventile in der automatisierten, sterilen Verfahrenstechnik steigen kontinuierlich, da ihre sichere Funktion über einen langen Produktionszeitraum eine gleichbleibend hohe Produktqualität gewährleistet. Eine wichtige Rolle spielen hier Ventile mit Doppeldichtfunktion, vor allem dann, wenn es darum geht, die beiden sich kreuzenden Prozessschienen in allen Phasen kontaminationsfrei zu halten und den Innenraum hermetisch von der Außenatmosphäre zu trennen.

Werner Schmid

Normalerweise verfügen aseptische Ventile mit Doppeldichtfunktion über zwei unabhängig voneinander arbeitende Ventilteller mit Faltenbalg, dazwischen liegt der Sicherheitsraum. Um die Dichtfunktion sicher zu stellen, ist beiden Ventilsitzen in der Ruhelage je eine Druckfeder zugeordnet. Infolge gegenläufiger Funktion beider Druckfedern vermindert sich die Dichtkraft der Hauptfeder am unteren Ventilsitz um die Kraft der Passivfeder – ein Vorgang mit Konsequenzen: Die Druck-verhältnisse im Sicherheitsraum stehen während der Reinigung des Leckagehohlraumes sowie beim Liften des Ventilsitzes immer in Abhängigkeit zur Passivfeder. Eventuell auftretende Druckspitzen können so über das zulässige Maß hinaus nicht kompensiert werden. Dadurch besteht die Gefahr einer Vermischung durch Anheben des oberen Ventilsitzes. Außerdem befindet sich bei Konzeptionen dieser Art ein Faltenbalg im Sicherheitsraum. Diese Einbausituation erfordert ein relativ großes Sicherheitsraumvolumen, das mit entsprechendem Produktverlust und erhöhtem Reinigungsaufwand verbunden ist.
Doppeldichtventile mit Ein-Feder-Technologie
Eine neuartige Ventilsitzkonfiguration ist entscheidender Pluspunkt der Stericom-Doppeldichtventile: Sie sind mit einem einteiligen Ventilteller am Metallfaltenbalg und doppelt radialen Ventilsitzen ausgerüstet. Dies ermöglicht die Steuerung des Ventils durch einen pneumatischen Antrieb mit Ein-Feder-Technologie. Diese Technik besitzt entscheidende Vorteile: An den Ventilsitzen steht die volle Federkraft zur Verfügung, sowohl in Ventilruhelage als auch während der Reinigungsphase durch Liften. Dadurch erhöht sich die Sicherheit gegen Anheben des oberen Ventilsitzes während des Liftens. Der Faltenbalg befindet sich bei dieser Anordnung nur auf der oberen Prozessschiene, nicht im Sicherheitsraum. Der einteilige Ventilteller mit ausgleichenden Flächen sorgt für Druckschlagfestigkeit im Sicherheitsraum. Das Sicherheitsraumvolumen ist klein, wegen der glatten Flächen ist die Reinigung einfach.
Ein metallischer Drosselspalt an den Ventilsitzen stellt während der Liftphasen sicher, dass der Eintrittsquerschnitt in den Sicherheitsraum kleiner ist als der Austrittsquerschnitt am Spülventil. Dadurch kann sich im Sicherheitsraum kein Druck aufbauen. Darüber hinaus wird durch die doppelt radialen Ventilsitze keine Federspannung frei, und das Ventiloberteil kann somit spannungsfrei vom Gehäuse gelöst werden. Dies erhöht die Wartungs- und Betriebssicherheit.
Sichere Medientrennung
Die beiden Prozessschienen werden durch einen SIP-fähigen Sicherheitsraum absolut zuverlässig voneinander getrennt. Die beiden SIP-Absperrventile am Sicherheitsraum des Gehäuses steuern den Dampfeintritt und -austritt. Dabei sind die Absperrventile bündig, und somit totraumfrei am Sicherheitsraum angeordnet, was die optimale Reinigung gewährleistet. Außerdem besitzt der Sicherheitsraum Leerlaufeigenschaften. Ein weiterer Pluspunkt: Die SIP-Absperrventile sind lösbar am Gehäuse angeordnet. Die Lage der Ein- bzw. Austrittsstutzen an den SIP-Absperrventilen kann bei einer Stutzenstellung nach oben oder unten individuell gewählt werden. Dabei ist die Änderung der Stutzenstellung auch bei der Vor-Ort-Montage möglich. Die lösbare Verbindung macht zudem eine einfache Anschlussverrohrung möglich. Die pneumatischen Antriebe der SIP-Absperrventile sind in ihrer Wirkungsweise umkehrbar, federschließend oder federöffnend, ein Umbau ist auch vor Ort mit einfachen Handgriffen möglich.
Metallfaltenbalg mit doppelt radialer Abdichtung
Kernelement des Stericom-Doppeldichtventiles ist der einteilige Metallfaltenbalg mit doppelt radialer Abdichtung. Er zeichnet sich durch hohe Druckstandfestigkeit und Temperaturbeständigkeit aus. Die innenliegende Ventilstange stützt den Faltenbalg bei seitlicher Anströmung ab. Die Dichtungstechnologie aus dem bewährten Varivent-System gewährleistet eine sichere und zuverlässige hygienische Abdichtung, selbst über einen langen Prozesszeitraum.
Multifunktionaler Antrieb
Die Lifthübe sind durch Anschläge im Antrieb begrenzt, eine Einstellung ist infolge des definierten metallischen Drosselspaltes an den Ventilsitzen nicht erforderlich. Analog zu den Tuchenhagen-Einsitzabsperrventilen sind auch die Doppeldichtventile so konzipiert, dass Federtorsionskräfte beim Schalten des Ventils nicht auf den Metallfaltenbalg übertragen werden. Die unerwünschte Torsionsbeanspruchung, die in der Regel zu einem frühzeitigen Verschleiß des Faltenbalges führt, wird durch eine entsprechende Entkoppelung der Antriebsstange zum Antriebskolben verhindert. Alle beweglichen Teile werden in wartungsfreien Kunststoff-Gleitlagern geführt.
Auch in punkto Wartung ist das Antriebssystem fortschrittlich: Dichtungen können bei Defekten problemlos ausgetauscht werden. Ein wichtiger Sicherheitsaspekt: Bei der Demontage besteht keinerlei Gefahr durch Federspannung, da die Druckfeder im Kolbenpaket vorgespannt und unlösbar gekammert ist. Außerdem sind zur Demontage keine speziellen Hilfsmittel erforderlich.
Gut überwacht
Das Stericom-Doppeldichtventil ist standardmäßig an der Laterne zwischen Gehäuse und Antrieb mit Anschlüssen zur Überwachung des Metallfaltenbalges während des Produktionsprozesses ausgerüstet. Die Anschlüsse dienen zur Leckage-Anzeige und Abführung. Zur Überwachung der Sterilisationstemperatur im Sicherheitsraum ist das Ventil optional mit einem Temperaturfühler Pt-100 ausgerüstet. Dieser Anlegefühler ist bündig am Sicherheitsraum des Gehäuses angeordnet. Die Temperaturmessung erfolgt nicht im Dampfstrom, sondern direkt in der Wandung des Gehäuses und gewährleistet dadurch eine optimale Überwachung des Sterilisationsvorganges.
Hygienisches Design
Die Bauform der Doppeldichtventile macht die kompakte Bauweise von kleineren Ventilkombinationen bis hin zu komplexen Ventilblöcken möglich. Die Anschlüsse an den Ventilgehäusen sind orbitalschweißfähig, eine Grundvoraussetzung für hochwertige Schweißnähte bei sterilen Anlagesystemen. Die Ventile besitzen auch ein hygienisches äußeres Design. Die Gestaltung der geschlossenen Laterne sowie die flüssigkeitsablaufenden Flächen ohne Vertiefungen und Spalte sind Garant für ein dauerhaftes hygienisches Outfit des Ventils.
Hochwertige Oberflächen sind in der sterilen Verfahrenstechnik die Grundvoraussetzung für einen sicheren und stabilen Prozess. Die Stericom-Doppeldichtventile werden standardmäßig im produktberührten Bereich mit einer Innenrauhtiefe von Ra 0,8 mm gefertigt, alle Außenflächen sind metallblank. Auch höherwertige Oberflächen sind auf Anfrage lieferbar. Die Doppeldichtventile lassen sich daher auch unter Reinraumbedingungen einsetzen.
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