VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR ASEPTISCHEN DRUCKENTLASTUNG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 11.

[0002] Bei Füllern für sterile Produkte, insbesondere wenn hohe behördliche Zulassungen angestrebt werden, wie beispielsweise eine FDA-Zulassung, sind übliche Sicherheitsventile nicht ausreichend. Üblich Sicherheitsventile weisen in der Regel einen Faderbelasteten Ventilkörper auf, der bei einem gewissen Grenzdruck automatisch öffnet. Derartige Sicherheitsventile sind bekannt und in der Patentliteratur vielfach beschrieben. Beispielhaft seinen hier genannt EP 0 022 941 A1, EP 0 051 082 A1, DE 37 42 722 A1 und DE 196 07 840 C1.

[0003] In steril zu haltenden Rohrleitungssystemen besteht bei Druckstößen die Gefahr, dass das Ventil kurz zur unsterilen Abblasleitung öffnet und einer Rekontamination erfolgt. Bei der Anwendung in Füllprozessen für Lebensmittel, insbesondere bei Getränken, wird die Gefahr einer Rekontamination dadurch vermindert, dass das Gehäuse des Sicherheltsventils ständig mit Dampf, allerdings drucklos, durchströmt wird. Diese Verfahrenswelse führt zu einer permanenten lokalen Erwärmung des Rohrleitungsnetzes, was durch die Wärmeleitung innerhalb der metallischen Rohrleitungswerkstoffe in entfernteren Regionen zu einer einfachen Temperaturerhöhung führt, ohne Sterilisierungseffekt. Eine derartige leichte Temperaturerhöhung beschleunigt wiederum das Keimwachstum. Weiterhin ist diese Lösung energetisch problematisch.

[0004] Bekannt ist der Einsatz einer Berstscheibe, die mit einem nachgeschalteten Sicherheitsventil gekoppelt ist. Die Berstscheibe schließt mehr oder weniger eben mit der Rohrleitung ab und wird einseitig bei den regelmäßigen Reinigungs- und Sterilisierungsroutinen behandelt. Diese Lösung ermöglicht es, dass bei elnem Bruch der Berstscheibe der Prozess kontrolliert beendet werden kann. Nachteillg an dem Einsatz von Berstscheiben sind die Kosten bei dem Verlust einer Berstscheibe und dem nachfolgenden Arbeits- und Reinigungsaufwand, wenn eine Berstscheibe ersetzt werden muss.

[0005] Bekannt ist ein Prozessventil zur Verwendung in der Lebensmitteltechnologie (DE 203 17 882 U1), um flüssige bis zähflüssige Produkte, wie z.B. Tomaten Ketchup oder Joghurt unter sterilen Bedingungen In einem Fördersystem zu steuern. Das Prozessventil weist hierfür zwei durch Betätigungseinrichtungen betätlgbare Ventile auf, die eingangsseitig jeweils mit einer Rohrleitung eines Rohrleitungsnetzwerks verbunden sind und miteinander über eine Sperrkammer in Verbindung stehen, die gesteuert durch Steuerventile von einem Sperrmedium durchströmbar ist. Dieses bekannte Prozessventil ist aber als Überdrucksicherungsvorrichtung weder bestimmt, noch geeignet.

[0006] Bekannt ist weiterhin eine Vorrichtung zum Reinigen und/oder Sterilisieren von speziellen Ventilen (US 2004/0238014 A1), die bei medizinischen Instrumenten und dabei speziell bei Endoskopen Verwendung finden.

[0007] Bekannt ist auch eine Schankanlage (DE199 22 084 A1) mit einer Entkeimungseinrichtung, Heizeinrichtung, Ausblaseinrichtung, Strahlungseinrichtung, Trocknungseinrichtung, Flüssigkeits- oder Gas-Spülelnrichtung. In einem Rohrleitungsnetzwerk der Schankeinrichtung sind für das Reinigen, Entkeimen usw. verschiedene, durch eine Steuereinrichtung gesteuerte Ventile vorgesehen.

[0008] Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu offenbaren, die die vorstehend genannten Nachteile behebt.

[0009] Dies wird durch eine Überdrucksicherungsvorrichtung (1) für Rohrleitungsnetzwerken erreicht, die eine Zuleitung umfasst, welche von dem zu sichernden Rohrleitungsnetzwerk zu der Überdrucksicherungsvorrichtung (1) führt, mindestens ein Sicherheitsventil und eine Ableitung aufweist. Zentral hierbei ist, dass mindestens zwei Sicherheitsventile (2)(3) vorgesehen sind, und beide Sicherheitsventile eine Einlassseite und eine Auslassseite aufweisen, wobei das erste Sicherheitsventil (2) mit einer Leitung des Rohrleitungsnetzwerkes verbunden ist, und das ersten mit dem zweiten Sicherheitsventil (3) über eine Verbindungsrohrleitung (4) verbunden ist. Dabei weist die Verbindungsrohrieltung (4) eine Zuleitung und eine Ableitung aufweist, über welche ein flüssiges oder gasförmiges Spül-, Reinigungs- und/oder Sterillsierungsmittel zu- und ableitbar ist.

[0010] Idealerweise ist das erste Sicherheitsventil (2) derart konstruiert oder eingestellt, dass dieses einem höheren Grenzdruck standhält, als das Sicherheitsventil (3). Diese Konstruktion ermöglicht es, dass das Öffnen des ersten Sicherheitsventils nicht zu einer Unsterilität führt, sondern das Verfahren im Anschluss an einen Druckschlag oder eine Druckspitze nicht unterbrochen werden muss. Der Rohrinnenraum der Verbindungsrohrleitung kann nach einem solchen Ereignis und regelmäßig mit einem geeigneten Sterilisierungsmittel beaufschlagt werden, wie zum Beispiel Dampf, Ozon, H₂O₂ oder Peressigsäure. Unter Grenzdruck soll hierbei die Druckhöhe verstanden werden, bei der das jeweilige Sicherheitsventil öffnet.

[0011] Vorteilhafterweise ist die Belastbarkeit der Sicherheitsventile derart, dass der Grenzdruck des zweiten Sicherheitsventils (3) um 50% unterhalb des Grenzdruckes des ersten Sicherheitsventils (2) liegt oder noch kleiner ist. Dabei muss beachtet werden, dass der Druck des Sterilisierungsmediums, das durch die Verbindungsrohrleitung geleitet wird, unterhalb des Grenzdrucks des zweiten Sicherheitsventils liegt.

[0012] Die Strömungsführung in der Verbindungsrohrleitung (4) kann insbesondere beim Einsatz von flüssigen Sterilisationsmitteln problematisch sein, so dass bei einer verbesserten Variante die Zuleitung des Sterilisierungsmittels direkt in die Auslassseite des ersten Sicherheitsventils (2) führt und die Ableitung direkt mit der Einlassseite des zweiten Sicherheitsventils (3) verbunden ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass eine definierte Strömung in der Verbindungsrohrleitung (4) erfolgt.

[0013] Diese Variante kann noch verbessert werden, indem das Ende der Zuleitung in der Auslassseite oder in der Verbindungsrohrleitung derart ausgerichtet wird, dass dessen Auslass auf den Ventilsitz des ersten Sicherheitsventils (2) gerichtet ist. Damit wird eine schnellst mögliche und hoch effektive Sterilisierung des Ventilsitzes sicher gestellt. Das Ende der Zuleitung sollte hierfür vom Ventilsitz des ersten Sicherheitsventils (2) maximal 20 mm entfernt sein.

[0014] Eine weite Verbesserung besteht darin, dass mehrere Zuleitungen in die Verbindungsrohrleitung (4) führen oder dass auf beide Ventilsitze, den Ventilsitz des ersten und des zweiten Sicherheitsventils, mindestens ein Auslass der Zuleitung gerichtet ist.

[0015] Vorteilhafterweise sollte in der Ableitung ein Kondensatabscheider angeordnet sein und die Verbindungsrohrleitung (4) derart angeordnet oder geformt sein, dass Kondensat frei abfließen kann.

[0016] Von der Erfindung ist weiterhin umfasst ein Verfahren zur Überdruckabsicherung von Rohrleitungsnetzwerken, welches eine Ausführungsform der vorstehend genannten Vorrichtungen umfasst.

[0017] Die Erfindung ist anhand von zwei Ausführungsbeispielen in den Figuren 1 und 2 gezeigt.

Figur 1 zeigt schematisch die grundsätzliche Anordnung

Figur 2 zeigt eine spezielle Anordnung der Auslässe innerhalb der Verbindungsrohrleitung.

[0018] Figur 1 ein zeigt schematisch die Überdrucksicherungsvorrichtung 1, umfassend die beiden Sicherheitsventile 2 und 3. Das erste Sicherheitsventil 2, mit einem Grenzdruck von 5,5 bar und das zweite Sicherheitsventil 3 mit einem Grenzdruck von 2,0 bar, sind über die Verbindungsrohrleitung 4 verbunden. Das Sicherheitsventil 2 ist über einen Rohrstutzen 5 mit der Rohrleitung 6 verbunden, die Teil des zu überwachenden Rohrleitungsnetzwerkes (nicht dargestellt) ist. Zu der Verbindungsrohrleitung 4 führt eine Zuleitung 7, in deren Leitungsweg ein gesteuertes Ventil 8 und eine Rückschlagklappe 9 angeordnet ist. Der Pfeil deutet die Strömungsrichtung des Sterilisierungsmediums an.

[0019] Von der Verbindungsrohrleitung 4 weg führt die Ableitung 10, die mit einem Kondensatabscheider 11 verbunden ist. Die in Figur 1 gezeigte Überdrucksicherungsvorrichtung 1 wird idealerweise mit Dampf beaufschlagt. Der Dampf bildet eine aktive Sterilsperre. Im Bedarfsfall ist es möglich, den Zwischenraum kontinuierlich zu sterilisiert. Der besondere Vorteil liegt darin, dass selbst bei einem Defekt des Faltenbalgs über den Ventilschaft keine Kontamination in das Rohrleitungssystem hinein stattfinden kann.

[0020] Eventuelle Produktleckagen des ersten Sicherheitsventils 2 bei Druckspitzen im Rohr 6, fließen diese zusammen mit dem Kondensat ab. Bei der Reinigung werden beide Sicherheitsventile zusammen getaktet. Bei Sterilisation brauchen die Ventile nicht getaktet werden, weil das heiße Wasser in der Produktrohrleitung zusammen mit dem Dampf in der Verbindungsrohrleitung 4 den Ventilsitz ausreichend aufheizt und sterilisiert. Unterhalb der Auslassseite 19 des zweiten Sicherheitsventils 3 ist ein Abfluss 20 vorgesehen.

[0021] Figur 2 zeigt ebenfalls schematisch die Überdrucksicherungsvorrichtung 1, welche insbesondere für den Einsatz eines flüssigen Sterilisierungsmediums geeignet ist. Die Zuleitung 7 verzweigt sich in der Verbindungsrohrleitung in einen linken und einen rechten Ast. Der rechte Ast führt in die Auslassseite 12 des ersten Sicherheitsventils 2 und der Auslass 13 des rechten Astes der Zuleitung 7 ist direkt auf den Ventilsitz 14 gerichtet.

[0022] Der linke Ast der Zuleitung 7 führt in die Einlassseite 15 des zweiten Sicherheitsventils 3 und der Auslass 16 steht dem Ventilsitz 17 direkt gegenüber und ist auf diesen gerichtet. Im Bereich des Flansches 18 ist eine Erweiterung vorgesehen, so dass sich Restflüssigkeit oder Kondensat dort sammeln und abfließen kann. In diesem Bereich ist auch die Ableitung 10 angeordnet. Diese Anordnung sicher eine ideale Strömungsführung in der Verbindungsrohrleitung 4.

Ansprüche

1. Ventilvorrichtung (1) für Rohrleitungsnetzwerken, umfassend eine Zuleitung, welche von dem zu sichernden Rohrleitungsnetzwerk zu der Ventilvorrichtung (1) führt, mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Ventile (2, 3), die jeweils eine Einlassseite und eine Auslassseite aufweisen und von denen das erstes Ventil (2) mit einer Leitung (6) des Rohrleitungsnetzwerkes verbunden ist, wobei die Ventile (2, 3) über eine Verbindungsrohrleitung (4) verbunden ist, die eine Zuleitung (7) und eine Ableitung (10) aufweist, über welche ein flüssiges oder gasförmiges Spül-, Reinigung- und/oder Sterilisierungsmittel zu- und ableitbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ventilvorrichtung als Überdrucksicherungsvorrichtung (1) mit einer eine Ableitung ausgebildet ist, und dass die Ventile Sicherheitsventile (2, 3) sind.

2. Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sicherheitsventil (2) mit seiner Auslassseite und das zweite Sicherheitsventil (3) mit seine Einlassseite mit der Verbindungsrohrleitung (4) verbunden sind.

3. Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sicherheitsventil (2) einen höheren Grenzdruck standhält, als das Sicherheitsventil (3).

4. Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzdruck des zweiten Sicherheitsventils (3) 50% oder kleiner ist als der Grenzdruck des ersten Sicherheitsventils (2),

5. Ventilvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung (7) in die Auslassseite (13) des ersten Sicherheitsventils (2) führt und die Ableitung (10) in die Einlassseite (15) des zweiten Sicherheitsventils (3) führt.

6. Ventilvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet; dass das Ende der Zuleitung in der Auslassseite oder in der Verbindungsrohrleitung derart ausgerichtet ist, dass dessen Auslass auf den Ventilsitz des ersten Sicherheitsveritils (2) gerichtet Ist.

7. Ventilvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der Zuleitung (7) vom Ventilsitz des ersten Sicherheitsventils (2) maximal 20 mm entfernt ist.

8. Ventilvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrere Zuleitungen in die Verbindungsrohrleitung (4) führen.

9. Ventilvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das auf den Ventilsitz des ersten und des zweiten Sicherheitsventils mindestens ein Auslass der Zuleitung gerichtet ist.

10. Ventilvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ableitung eine Kondensatabscheider (11) angeordnet ist und die Verbindungsrohrleitung (4) derart angeordnet oder geformt ist, dass Kondensat abfließen kann.

11. Verfahren zur Überdruckabsicherung von Rohrleitungsnetzwerken, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ventilvorrichtung gemäß einem der vorstehend genannten Ansprüche eingesetzt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Sterilisationsmittel Dampf, Ozon oder eine Mischung eingesetzt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Sterilisationsmittel H2O2 oder Peressigsäure eingesetzt wird.

Claims

1. A valve device (1) for pipeline networks, comprising an inlet pipe leading from the pipeline network to be secured to the valve device (1), having at least one first and one second valve (2, 3) respectively having an inlet side and an outlet side and of which the first valve (2) is connected to a pipe (6) of the pipeline network, the valves (2, 3) being connected via a connecting pipeline (4) having an inlet pipe (7) and a discharge pipe (10), by means of which a liquid or gaseous purge, cleaning and/or sterilization agent can be fed in and discharged,
characterized in that
the valve device is formed as an overpressure safety device (1) including a discharge pipe and that the valves are safety valves (2, 3).

2. The valve device according to claim 1, characterized in that the first safety valve (2) with its outlet side and the second safety valve (3) with its inlet side are connected to the connecting pipeline (4).

3. The valve device according to claim 1 or 2, characterized in that the first safety valve (2) withstands a higher limit pressure than the second safety valve (3).

4. The valve device according to claim 2, characterized in that the limit pressure of the second safety valve (3) is 50% or less than the limit pressure of the first safety valve (2).

5. The valve device according to any one of the preceding claims, characterized in that the inlet pipe (7) leads into the outlet side (13) of the first safety valve (2) and the discharge pipe (10) leads into the inlet side (15) of the second safety valve (3).

6. The valve device according to any one of the preceding claims, characterized in that the end of the inlet pipe in the outlet side or in the connecting pipeline is oriented in such a manner that the outlet thereof is directed onto a valve seat of the first safety valve (2).

7. The valve device according to any one of claims 4 or 5, characterized in that the end of the inlet pipe (7) is a maximum of 20 mm away from the valve seat of the first safety valve (2).

8. The valve device according to any one of the preceding claims, characterized in that a plurality of inlet pipes lead into the connecting pipeline (4).

9. The valve device according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one outlet of the inlet pipe is directed onto the valve seat of the first and the second safety valves.

10. The valve device according to any one of the preceding claims, characterized in that a condensate separator (11) is located in the discharge pipe and the connecting pipeline (4) is disposed or shaped to drain condensate.

11. A method for pressure relief in pipeline networks, characterized in that a valve device according to any one of the preceding claims is used.

12. The method according to claim 11, characterized in that as a sterilizing agent steam, active oxygen or a mixture is used.

13. The method according to claim 11, characterized in that as a sterilizing agent H₂O₂ or peracetic acid is used.

Revendications

1. Dispositif à soupapes (1) pour des réseaux de conduites, comprenant une conduite d'alimentation qui mène du réseau de conduites à protéger au dispositif à soupapes (1), avec au moins une première et une seconde soupapes (2,3) qui présentent chacune un côté d'admission et un côté d'évacuation et dont la première soupape (2) est reliée à une conduite (6) du réseau de conduites, sachant que les soupapes (2, 3) sont reliées par une conduite de liaison (4) présentant une conduite d'alimentation (7) et une conduite d'évacuation (10) permettant d'amener et d'évacuer un produit de rinçage, de nettoyage et/ou de stérilisation liquide ou gazeux, caractérisé en ce que le dispositif à soupapes est réalisé comme un dispositif de protection contre la surpression (1) avec une conduite d'évacuation et en ce que les soupapes sont des soupapes de sûreté (2, 3).

2. Dispositif à soupapes selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première soupape de sûreté (2) est reliée par son côté d'évacuation et la seconde soupape de sûreté (3) par son côté d'admission, à la conduite de liaison (4).

3. Dispositif à soupapes selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première soupape de sûreté (2) résiste à une pression limite supérieure à celle de la soupape de sûreté (3).

4. Dispositif à soupapes selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pression limite de la seconde soupape de sûreté (3) s'élève à 50% ou est inférieure à la pression limite de la première soupape de sûreté (2).

5. Dispositif à soupapes selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la conduite d'alimentation (7) mène au côté d'évacuation (13) de la première soupape de sûreté (2) et la conduite d'évacuation (10) au côté d'admission (15) de la seconde soupape de sûreté (3).

6. Dispositif à soupapes selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité de la conduite d'alimentation dans le côté d'évacuation ou dans la conduite de liaison est orientée de telle manière que son évacuation soit dirigée sur le siège de la première soupape de sécurité (2).

7. Dispositif à soupapes selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'extrémité de la conduite d'alimentation (7) est éloignée du siège de la première soupape de sûreté (2) de 20 mm au maximum.

8. Dispositif à soupapes selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que plusieurs conduites d'alimentation mènent à la conduite de liaison (4).

9. Dispositif à soupapes selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une évacuation de la conduite d'alimentation est dirigée sur le siège de la première et de la seconde soupape de sûreté.

10. Dispositif à soupapes selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un séparateur de condensat (11) est disposé dans la conduite d'évacuation et en ce que la conduite de liaison (4) est disposée ou formée de telle manière que le condensat puisse s'écouler.

11. Procédé de protection contre la surpression de réseaux de conduites, caractérisé en ce qu'un dispositif à soupapes selon l'une quelconque des revendications précédentes est utilisé.

12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que de la vapeur, de l'ozone ou un mélange est utilisé comme produit de stérilisation.

13. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que du H2O2 ou de l'acide paracétique est utilisé comme produit de stérilisation.

Zeichnung