Die Erfindung betrifft einen Kondensatabieiter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Prozessanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14.

In Industriezweigen mit hohen hygienischen Anforderungen, beispielsweise der Lebensmittelindustrie, müssen die verwendeten Prozessanlagen regelmäßig gereinigt werden. In einer ersten Phase der Reinigung wird die Anlage mit Wasser, Lauge und Säure gespült, wobei sich Lauge und Säure in einem Temperaturbereich zwischen 60°C und 95°C befinden können. Hierbei ist ein hinreichend großer Fluiddurchsatz in allen Anlagenteilen anzustreben. Man spricht in dieser Phase von CIP,„cleaning in place". In einer zweiten Phase wird die Anlage sterilisiert, man spricht auch von SIP, „Sterilisation in place". Hierbei ist ein verringerter Einsatz von sterilisierenden

Chemikalien angestrebt. Daher kommt Wasserdampf zum Einsatz, der unter definierten Druck- und Temperaturbedingungen als Sattdampf durch die

Prozessanlage geleitet wird, beispielsweise im Temperaturbereich von 125°C bis 145°C bei einem Druck von 2,3 bar bis 3,1 bar. Diese Bedingungen sind gewissenhaft einzuhalten. Dies wird jedoch erschwert, da die Prozessanlage selbst eine

Temperaturverteilung besitzt. Sie besitzt kalte Abschnitte an denen es zur

Kondensation von Dampf kommt. Dieses Kondensat in der Prozessanlage ist für den Sterilisationsprozess

problematisch. Zum einen steigt durch das Kondensat der Gesamtenergiebedarf, denn das Kondensat muss wieder über den Siedepunkt hinweg erwärmt und/oder neuer Dampf zum Ersetzen des kondensierten Dampfes erzeugt werden. Zum anderen kann durch das Kondensat nicht gewährleistet werden, dass die Anlage im Bereich des Kondensats von Verunreinigungen, bspw. Bakterien, befreit wird. Das Kondensat muss daher mit Hilfe eines so genannten Kondensatabieiters aus der Anlage entfernt werden.

Die DE 689 860 stellt einen solchen Kondensatabieiter mit Blick auf die chemische Industrie vor. Er umfasst eine Schließanordnung, welche mit einem Dehnungskörper zusammenwirkt, der einen Balg besitzt. Der Balg ist mit einer leicht siedenden

Flüssigkeit gefüllt. Durch Erwärmen über den Weg des Balges und der Deckel denen sich Gas und Flüssigkeit aus, wodurch sich der Balg in seine axiale Richtung ausdehnt. Hierdurch wird ein Schließkegel in dichtenden Kontakt mit einem Ventilsitz gebracht. Liegt Kondensat im Kondensatabieiter vor, wird der Balg abgekühlt, so dass sich Gas und Flüssigkeit in seinem Inneren zusammenziehen. In der Folge zieht sich auch der Balg zusammen, so dass das Schließglied vom Ventilsitz abgehoben wird und das Kondensat aus dem Kondensatabieiter abfließen kann.

Einen jüngeren Ansatz zeigt die DE 10 211 050 955 A1. In dem dort vorgestellten Kondensatabieiter wird auf den Dehnungskörper vollständig verzichtet. An seiner Stelle wird das Schließglied von einem pneumatischen Antrieb verstellt. Der Antrieb wird von einer Steuerelektronik angesteuert, die auf Temperaturmesswerte reagiert, welche im Innenraum des Kondensatabieiters erhoben werden.

Unabhängig vom dem benutzten Verstellprinzip ist den Kondensatableitern gemein, dass der Querschnitt des Auslasses in Offenstellung des Abieiters möglichst klein ist. Hierdurch soll der Abfluss der Flüssigkeit erreicht aber das Absinken des

Dampfdruckes respektive der Temperatur verhindert werden.

In der Prozessanlage wird ein solcher Kondensatabieiter nach dem Stand der Technik in eine Zweigleitung eingebaut, wobei in der Regel zwischen Prozessanlage und Kondensatabieiter ein Ventil vorgesehen ist, mit welchem diese Leitung auf eine zu einer Entsorgungseinrichtung führenden Abführleitung umgeschaltet werden kann. Ein weiteres Ventil kann vorgesehen sein, mit dem die Abführleitung absperrbar ist. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Kondensatabieiter zu schaffen, der besser reinigbar ist. Es soll zudem durch den Kondensatabieiter eine Vereinfachung der Prozessanlage erreicht werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Kondensatabieiter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einer Prozessanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 4. Die abhängigen Ansprüche 2 bis 13 und 15 geben vorteilhafte Weiterbildungen des Kondensatabieiters und der Prozessanlage an.

Der erfindungsgemäße Kondensatabieiter besitzt eine Schließanordnung mit einem thermodynamischen Stellglied, so dass eine Fluidverbindung zwischen einem ersten und einem zweiten Anschluss des Kondensatabieiters thermodynamisch gesteuert schaltbar ist. Der Kondensatabieiter zeichnet sich dadurch aus, dass eine mit der Schließanordnung verbundene Versteilvorrichtung vorgesehen ist, unter deren Wirkung die Fluidverbindung ebenfalls schaltbar ist. Das thermodynamische Stellglied bewirkt ein Schalten in Abhängigkeit der Druck- und Temperaturverhältnisse im Inneren des Kondensatabieiters und damit ein sehr einfaches und präzises Ablassen von Kondensat. Die Versteilvorrichtung ermöglicht es zusätzlich, die Fluidverbindung unabhängig von den thermodynamischen Gegebenheiten zu schalten. Insbesondere erlaubt die Verstellvorrichtung, die Schließanordnung in eine bessere

Reinigungsstellung zu verfahren. Dadurch wird verhindert, dass sich im

Kondensatabieiter Verunreinigungen ansammeln, beispielsweise in den für die Kondensatablassfunktion gewünschten engen Spalten. Teure Demontagearbeiten entfallen. Eine Verstellvorrichtung erlaubt darüber hinaus, einen größeren Schaltweg der Schließanordnung als mittels des thermodynamischen Stellgliedes zu schaffen. Daher kann technisch einfach und kostengünstig ein Ventil geschaffen werden, welches bei Schaltung mittels Verstellvorrichtung größere Fluiddurchsätze als beim thermodynamischen Schalten besitzt.

Gemäß einer Weiterbildung ist die Verstellvorrichtung als Verschiebevorrichtung ausgeführt. Hierdurch wird eine geradlinige Bewegung bewirkt, die in vorteilhafter Weise verhindert, dass aus Drehbewegungen entstehende Torsionsmomente in die Schließanordnung und insbesondere das thermodynamische Stellglied eingeleitet werden.

Die Verstellvorrichtung ist gemäß Weiterbildung druckmittelbetreibbar, insbesondere pneumatisch, ausgeführt, was einen kostengünstigen und sicheren Aufbau bedeutet.

Es ist für den Prozess zur Reinigung der Prozessanlage vorteilhaft, den

Kondensatabieiter unabhängig von der Funktion des thermodynamischen Stellgliedes geschlossen zu halten, beispielsweise während des Aufheizens auf die

Grundtemperatur zur SIP-Phase. Daher sieht eine vorteilhafte Weiterbildung vor, die Verschiebevorrichtung so zu gestalten, dass sie die Wirkung des thermodynamischen Stellglieds derart ausgleicht, dass sich die Schließanordnung in einer Schließstellung zur Unterbrechung der Fluidverbindung befindet, unabhängig von der Kontraktion oder Ausdehnung des thermodynamischen Stellgliedes. Eine kostengünstige und dabei sehr genau auf die für die gewünschte Funktion notwendigen thermodynamischen Anforderungen einstellbare Ausführung des thermodynamischen Stellgliedes sieht vor, dieses als mit einem Fluid gefüllten Balg auszuführen.

Eine Weiterbildung des als Balg ausgeführten thermodynamischen Stellgliedes sieht vor, innerhalb des Balges ein Führungsmittel anzuordnen, welches die Kontraktion des Balges entlang einer axialen Richtung begrenzt und dabei die Auslenkung in radialer Richtung verhindert. Dies verhindert zum einen eine Spaltbildung zwischen Schließanordnung und Ventilsitz, die durch Auslenkung des Balges aus seiner Sollposition entstehen kann. Zum anderen verhindert es eine Überdehnung des Balges mit entsprechender Materialbeanspruchung.

Das Führungsmittel weist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung eine Stange auf, welche teleskopartig beweglich in einer Hohlstange angeordnet ist. Dies ist kostengünstiger, einfacher und leicht herstellbarer Aufbau des Führungsmittels.

Zudem erlaubt es eine zentrale Anordnung innerhalb des Balges und einen im

Verhältnis zum Balgvolumen kleinen Aufbau, wodurch die Einflussnahme auf das thermodynamische Verhalten des Stellgliedes gering gehalten wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung umfasst das thermodynamische Stellglied eine mit einem Fluid gefüllte Kapsel, welche durch Wirkung des Fluids in einer axialen Richtung dehnbar ist. Durch diese Gestaltung wird auf Balgfalten verzichtet, was in Prozessanlagen Verunreinigungen des Kondensatabieiters verringert, in denen stückige Produkte verarbeitet werden. Eine Weiterbildung der Ausführung mit einer Kapsel sieht vor, in der

Schließanordnung einen Durchlass vorzusehen, der mittels des thermodynamischen Stellgliedes steuerbar ist. Dies erlaubt es auf einfache Weise, den Durchlass mit einer anderen, vorzugsweise kleineren, Durchtrittsfläche als den mittels der

Versteilvorrichtung gesteuerten Durchlass zu schaffen.

In einer anderen Weiterbildung wird vorgeschlagen, als Fluid in dem mit Fluid gefüllten thermodynamischen Stellglied eine Mischung aus Ethanol und Wasser vorzusehen. Diese ist in Bezug auf Hygiene und Sterilität bei etwaig auftretenden Schäden am Stellglied vorteilhaft, kostengünstig und das thermodynamische

Verhalten ist in einem weiten Bereich einfach einstellbar. Gemäß einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, zwischen Schließanordnung und Verstellvorrichtung eine Schaltstange vorzusehen, welche eine Einschnürung aufweist. Im Bereich der Einschnürung besitzt die Schaltstange einen verringerten Querschnitt, so dass die Wärmeleitung verringert wird. Diese Maßnahme verringert die Wärmekopplung und so die Beeinflussung des thermodynamischen Verhaltens des thermodynamischen Stellgliedes, beispielsweise durch den mit Prozessfluid in Kontakt gelangende Teile der Schaltstange.

Gemäß einer nächsten Weiterbildung wird ein metallisch dichtendes

Zusammenwirken von Schließanordnung und Ventilsitz vorgeschlagen. Dies ist vorteilhaft gut reinigbar, vermeidet Stellen, an denen sich Bakterien ansammeln können und ist kostengünstig. Zudem ist es auch dauerhaft für hohe Temperaturen geeignet. Gemäß einer wiederum nächsten Weiterbildung ist vorgesehen, mit der

VerStelleinrichtung das Öffnen einer Durchtrittsfläche zu bewirken, die größer als diejenige Durchtrittsfläche ist, welche mittels des thermodynamischen Stellglieds freigegeben wird. In der Kondensatablassfunktion ist es wünschenswert, einen Spalt oder kleinen Durchläse freizugeben, während es in anderen Phasen des

Reinigungsprozesses wünschenswert ist, hohe Durchsätze durch den

Kondensatabieiter zu erreichen. Deutliche Unterschiede der Durchtrittsflächen sind gemäß dieser Weiterbildung vorteilhaft einfach und kostengünstig darstellbar.

Die erfindungsgemäße Prozessanlage weist einen erfindungsgemäßen

Kondensatabieiter auf, welcher zwischen einer Rohrleitungsanordnung und einer Entsorgungseinrichtung angeordnet ist. Vorteilhaft sind Rohrleitungsabschnitte und zusätzliche Ventile zum gesteuerten Umgehen des Kondensatabieiters durch die erfindungsgemäße Prozessanlage unnötig und können entfallen. Ist der

Kondensatabieiter so weitergebildet, dass er unabhängig vom thermodynamischen Stellglied in eine Schließstellung gebracht werden kann, ist unnötig, zwischen

Rohrleitungsanordnung und Kondensatabieiter ein Absperrventil vorzusehen, das daher ebenfalls eingespart werden kann. Die Prozessanlage mit dem

erfindungsgemäßen Kondensatabieiter ist daher kostengünstig, raumsparend und besitzt eine verringerte Anzahl zu reinigender Bauteile.

Eine zusätzliche Verbesserung der Prozessanlage wird erreicht, indem gemäß Weiterbildung ein Temperatursensor im Innenraum der Prozessanlage oder mit diesem verbunden und eine mit dem Temperatursensor verbundene

Steuereinrichtung vorgesehen sind. Dabei ist die Steuereinrichtung zum Steuern der Versteilvorrichtung in Abhängigkeit vom Signal des Temperaursensors eingerichtet. Dies erlaubt vorteilhaft den Wechsel vom thermodynamischen Betrieb des

Kondensatabieiters zum Kondensatablassen auf Betrieb mit der Versteilvorrichtung nach rein thermischen Gesichtspunkten zu steuern.

Anhand eines Ausführungsbeispiels und seiner Weiterbildungen sollen die Erfindung und ihre Vorteile näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 : Teillängsschnitt durch einen Kondensatabieiter mit thermodynamischem

Stellglied in einer Stellung, in der Kondensat abgelassen werden kann; Fig. 2: Teillängsschnitt durch einen Kondensatabieiter mit thermodynamischem

Stellglied in einer Schließstellung, die durch Ausdehnung des thermodynamischen Stellgliedes bewirkt ist;

Fig. 3: Teillängsschnitt durch einen Kondensatabieiter mit thermodynamischem

Stellglied, welches mittels einer Verstellvorrichtung verstellt ist, um einen großen Austrittsquerschnitt freizugeben;

Fig. 4: Längsschnitt durch eine als Verschiebevorrichtung gestaltete

Verstellvorrichtung;

Fig. 5: Längsschnitt durch eine Weiterbildung der Verschiebevorrichtung;

Fig. 6: Längsschnitt durch eine Schließanordnung mit einem

thermodynamischen Stellglied mit Führungsanordnung;

Fig. 7: Längsschnitt durch eine Schließanordnung mit einem

thermodynamischen Stellglied in einer Weiterbildung der

Führungsanordnung;

Fig. 8: Längsschnitt durch einen Kondensatabieiter mit einem alternativ

ausgeführten thermodynamischen Stellglied;

Fig. 9: Längsschnitt durch einen Kondensatabieiter nach Fig. 9 in einer

Weiterbildung;

Fig. 10: Schematische Darstellung einer Anlage mit einem Kondensatabieiter.

Die Abbildungen Fig.1, Fig. 2 und Fig. 3 zeigen einen Kondensatabieiter 10 in einer teilweise entlang einer Längsachse geschnittenen Darstellung in drei

unterschiedlichen Schaltstellungen. In allen Fig. sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Gehäuse 12 umschließt einen Innenraum 14. Am Gehäuse 12 sind ein erster Anschluss 16 und ein zweiter Anschluss 18 angeordnet, durch die der Innenraum 14 für Prozessfluide zugänglich ist. Die Anschlüsse 16 und 18 sind mit einer

Prozessanlage verbindbar ausgeführt und beispielsweise mit Rohren der

Prozessanlage verschweißt, wenn der Kondensatabieiter 10 in dieser verbaut ist.

Innerhalb des Innenraums befindet sich eine Schließanordnung 20a, welche zum Schalten einer Fluidverbindung zwischen erstem Anschluss 16 und zweitem

Anschluss 18 eingerichtet ist. Die Schließanordnung 20a umfasst hierzu ein thermodynamisches Stellglied, welches gemäß dieser Ausführung des Beispiels einen Balg 22 aufweist.

Ein Ventilsitz 26 umgibt eine Öffnung, mit der der erste Anschluss 16 in den

Innenraum 14 mündet. Mit diesem Ventilsitz wirkt ein Ventilteller 28 zusammen, der an dem Balg 22 der Schließanordnung 20a angeordnet ist.

Der Balg ist mit einem Fluid gefüllt, dessen Volumen von der Temperatur und dem auf den Balg einwirkenden Umgebungsdruck abhängt. Dieses Fluid kann eine Mischung mit Alkohol und Wasser, vorzugweise Ethanol und Wasser, als Hauptbestandteile sein. Das von den thermodynamischen Verhältnissen im Innenraum 14 abhängige Volumen des Fluids im Balg 22 bestimmt dessen Ausdehnung entlang der zu den Balgfalten senkrechten Richtung. Das Mischungsverhältnis und die Positionierung der Schließanordnung 20a innerhalb des Innenraums 14 sind so bemessen, dass sich im Falle von Kondensat im Innenraum 4 der Balg 22 auf eine zusammengezogene Länge Z zusammenzieht. Durch die Ausformung des Ventiltellers 28 als eine

Stirnfläche des Balges 22 abschließendes Element ist der Balg 22 und damit das thermodynamische Stellglied nahe dem ersten Anschluss 16 angeordnet und taucht vorteilhaft bereits bei kleinen Kondensatmengen im Innenraum 14 in das Kondensat ein. Dies bewirkt ein vorteilhaftes thermodynamisches Schaltverhalten.

Zwischen dem Ventilsitz 26 und dem Ventilteller 28 ist bei der Länge Z des Balges 22 ein Spalt S ausgebildet, siehe Fig. 1. Die Spaltweite ist vorzugsweise so bemessen, dass flüssiges Kondensat aus dem Innenraum 14 abfließt ohne dass ein kritischer Gasstrom durch den ersten Auslass 16 geschaffen wird. Ein Gasstrom ist dann kritisch, wenn durch zusammen mit dem Kondensat austretendes Gas der Druck im Innenraum 14 und in der Folge im Rohrleitungssystem der Prozessanlage unter die zur Aufrechterhaltung der SIP-Bedingungen notwendigen Werte abfällt. Sobald das Kondensat durch den ersten Anschluss 16 aus dem Innenraum 14 abgelaufen ist, sind die thermodynamischen Gegebenheiten im Innenraum 14 derart, dass sich das Fluid im Balg 22 ausdehnt. Insbesondere erwärmen sich Balg 22 und darin enthaltenes Fluid, wenn sich die Schließanordnung 20a nicht mehr im Kontakt mit Kondensat befindet.

In Fig. 2 ist dargestellt, dass sich der Balg 22 durch Erwärmung nach Ablauf des Kondensats auf eine ausgedehnte Länge A ausgedehnt hat. Durch diese

Ausdehnung gelangen Ventilsitz 26 und Ventilteller 28 in berührenden Kontakt, womit die Fluidverbindung von Innenraum 14 und erstem Anschluss 16 unterbrochen wird. Kondensat und Gas können dann nicht mehr durch den ersten Anschluss 16 aus dem Kondensatabieiter 10 austreten. Der Kontakt zwischen Ventilsitz 26 und Ventilteller 28 ist vorteilhaft metallisch ausgeführt. Hierdurch werden Reinigbarkeit und

Temperaturbelastbarkeit des Kondensatabieiters 10 deutlich erhöht.

Insbesondere durch die beschriebene Gestaltung des Balges 22, Wahl des Fluides im Balg 22 und der Positionierung der Schließanordnung 20a im Innenraum 14 des Kondensatabieiters 10 ist die Schließanordnung 20a zum thermodynamisch gesteuerten Schalten der Fluidverbindung zwischen erstem Anschluss 16 und zweitem Anschluss 18 eingerichtet.

Der Kondensatabieiter 10 weist eine mit dem Gehäuse 12 verbundene

Versteilvorrichtung 24 auf. Diese ist mittels einer durch das Gehäuse 12 abgedichtet hindurchgeführte Schaltstange 30 mit der Schließanordnung 20a verbunden. Die

Verstellvorrichtung 24 bewirkt eine Verschiebung der Schaltstange 30 und damit der Schließanordnung 20a entlang einer Bewegungsrichtung B.

In Fig. 3 ist dargestellt, dass die Schließanordnung 20a unter Wirkung der

Verstellvorrichtung 24 tief entlang der Bewegungsrichtung B in den Innenraum 14 zurückgezogen ist, um eine Offenstellung zu schaffen. Ventilsitz 26 und Ventilteller 28 sind in dieser Position so weit voneinander beabstandet, dass der vollständige freie Durchmesser D des Ventilsitzes 26 zum Herstellen einer Fluidverbindung zwischen erstem Anschluss 16 und zweitem Anschluss 18 durch den Innenraum 14 hindurch genutzt wird. Die zusammengezogene Länge Z und die ausgedehnte Länge A des Balges sowie der durch die Verstellvorrichtung bewirkte Hub sind so bemessen, dass Ventilsitz 26 und Ventilteller 28 in der Schaltstellung des Kondensatabieiters 10 gemäß Fig. 3 einen so großen Abstand aufweisen, dass der vollständige freie Durchmesser D für die Fluidverbindung genutzt wird. Auf diese Weise ist die Schließanordnung 20a zum Schalten der Fluidverbindung unter Wirkung der Versteilvorrichtung 24 eingerichtet.

Vorteilhaft ist es, die Schaltstange 30 mit einer in den Fig. 1 bis Fig. 3 dargestellte Einschnürung 32 zu versehen. Diese Einschnürung 32 verringert die

Wärmeankopplung von Schließanordnung 20a an Schaltstange 30 und

Verstellvorrichtung 24. Durch Verringerung des Einflusses von Schaltstange 30 und Verstellvorrichtung 24 ist das thermodynamische Schaltverhalten des Balges 22 sehr präzise einstellbar und wird von den thermodynamischen Gegebenheiten im

Innenraum 14 bestimmt.

Ein Schnitt durch eine Ausführung der Verstellvorrichtung in Form einer

Verschiebevorrichtung ist in Fig. 4 gezeigt. Die Fig. 5 stellt eine Weiterbildung dieser Verschiebevorrichtung vor. Die Verschiebevorrichtung 50a der Fig. 4 umfasst einen druckdichten Behälter 52. Dieser wird von einer Antriebsstange 54 durchsetzt, die an den Durchtrittsstellen mit einer oberen Dichtung 56 und einer unteren Dichtung 58 abgedichtet ist. Die

Antriebsstange 54 ist entlang der Bewegungsrichtung B bewegbar und geht am unteren Ende der Fig. 4 und Fig. 5 in die Schaltstange 30 der Fig. 1 bis Fig. 3 über oder ist mit dieser verbunden.

Ein Kolben 60 ist fest mit der Antriebsstange 54 verbunden, beispielsweise mittels einer form-, kraft- oder stoffschlüssigen Verbindung. Eine Feder 62 stützt sich am Behälter 52 einerseits und am Kolben 60 andererseits ab. Ein erster

Druckmittelanschluss 64 ist derart angeordnet, dass Druckmittel in den Behälter 52 eingelassen werden kann, welches den Kolben 60 gegen die Kraft der Feder 62 in Öffnungsrichtung F bewegt. Diese Bewegung wird begrenzt, wenn ein mit der Antriebsstange 54 verbundener oder an dieser oder Kolben 60 ausgeformter Stopper 66 mit einem behälterseitigen ersten Anschlag 68 in Kontakt gelangt. Durch diese Bewegung wird die Schließanordnung 20a in die Offenstellung gemäß Fig. 3

gebracht. Wird die Verschiebevorrichtung 50a nicht mit Druckmittel beaufschlagt, drückt die Kraft der Feder 62 den Kolben 60 entgegen der Öffnungsrichtung F gegen einen zweiten Anschlag 70a. Dieser ist so bemessen, dass sich die Schließanordnung 20a in der Stellung gemäß Fig. 1 und Fig. 2 befindet, in der durch die Wirkung des Balges 22 die Fluidverbindung zwischen erstem Anschluss 16 und zweitem Anschluss 18 thermodynamisch geschaltet wird.

Die Verschiebevorrichtung 50a kann gemäß Fig. 5 weitergebildet werden, in der sie als Weiterbildung mit 50b bezeichnet wird. Die mit gleichen Bezugszeichen

versehenen Teile der Verschiebevorrichtung 50b entsprechen in ihrer Wirkung den anhand Fig. 4 erläuterten Teile.

Die Verschiebevorrichtung 50b weist zusätzlich einen Gegenkolben 72 auf, durch den sich eine weitere Funktionalität der Verstellvorrichtung ergibt. Eine Gegenfeder 74 stützt sich am Behälter 52 und am Gegenkolben 72 ab. Sie bewirkt eine Kraft, die den Gegenkolben 72 gegen einen behälterseitig ausgebildeten Gegenkolbenanschlag 76 drückt. Am Gegenkolben 72 ist der zweite Anschlag 70b angeordnet, gegen den der Kolben 60 unter Kraftwirkung der Feder 62 gedrückt wird, um die Schließanordnung 20a in der Stellung gemäß Fig. 1 und Fig. 2 zu positionieren. Ein zweiter Druckmittelanschluss 78 erlaubt zum Ausnutzen der weiteren

Funktionalität die Zufuhr von Druckmittel in den Behälter derart, dass die Kraft der Feder 62 unterstützt wird und der Kolben 60 gegen den Gegenkolben 72 und die Kraft der Gegenfeder 76 gedrückt wird, so dass sich Kolben 60 und Gegenkolben 72 in Schließrichtung C bewegen. Die Kräfte der Feder 62 und der Gegenfeder 74 sind dabei so bemessen, dass auf die Schließanordnung 20a bei

Druckmittelbeaufschlagung durch den zweiten Druckmittelanschluss 78 eine Kraft einwirkt, die Ventilsitz 26 und Ventilteller 28 unabhängig von der Wirkung des thermodynamischen Stellgliedes, des Balges 22, in dichtendem Kontakt miteinander hält. Der Kondensatabieiter 10 befindet sich so unabhängig von den

thermodynamischen Verhältnissen in seinem Innenraum 14 und der Prozessanlage in einer Dauerschließstellung.

In Fig. 6 ist ein Längsschnitt durch die Schließanordnung 20a gezeigt. Die Stirnseiten des Balges 22 sind dicht mit einem Deckel 80 und dem Ventilteller 28 verbunden. Der Deckel wiederum ist mit der Schaltstange 30 verbunden. Die gezeigte Ausführung bietet eine leichte Herstellbarkeit, da die jeweils an den Deckel 80 und den Ventilteller 28 angebrachte Balgfalte radial nach außen gekrümmt in Deckel 80 beziehungsweise Ventilteller 28 übergeht. Balg 22, Deckel 80 und Ventilteller 28 umschließen einen Balginnenraum 82. Im Balginnenraum 82, vorzugweise nahe der Symmetrieachse M des weitgehend rotationssymmetrischen Balges 22, ist ein Führungsmittel 84a angeordnet. Dieses umfasst eine Stange 86, die mit dem Ventilteller 28 verbunden ist. Die Stange 86 befindet sich in einer Hohlstange 88. Beide Stangen 86 und 88 sind so gestaltet, dass die Stange 86 teleskopartig in der Hohlstange 88 gleiten kann. Hierdurch wird eine radiale Auslenkung des Ventiltellers gegenüber dem Deckel 80 unterbunden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Hohlstange wenigstens einen

Längsschlitz 90 auf, in welchem eine auf der Stange 86 vorgesehene Erhebung 92 gleitet. Der Längsschlitz 90 besitzt eine begrenzte Ausdehnung in Richtung der Symmetrieachse M, so dass die Erhebung 92 nur über diese Ausdehnung des Längsschlitzes 90 verschiebbar ist. Hierdurch werden die Dehnung des Balges 22 in Richtung der Symmetrieachse M und so der minimale und maximale Abstand von Deckel 80 und Ventilteller 28 zueinander begrenzt. Überdehnung oder zu starke Stauchung des Balges 22 werden auf diese Weise vermieden. Der Längsschlitz 90 ist so bemessen, dass der Balg 22 die für die Funktion des Kondensatabieiters 10 notwendige zusammengezogene Länge Z und ausgedehnte Länge A erreicht. Das zentral angeordnete Führungsmittel 84a erlaubt einen dünnwandigen Balg 22, so dass ein guter und dadurch schneller Wärmeübergang vom Innenraum 14 des Kondensatabieiters 10 auf das Fluid im Balginnenraum 82 stattfindet. Der Ventilteller 28 kann eine Einlassbohrung 94 aufweisen, durch die der

Balginnenraum 82 mit Fluid befüllbar ist. Die Einlassbohrung 94 wird nach Befüllen des Balginnenraumes 82 mit einem Stopfen 96 fluiddicht verschlossen. Vorteilhaft ist die Stange 86 ebenfalls hohl ausgeführt und bildet einen Fluidkanal mit der

Einlassbohrung 94.

Eine Alternative Ausführung der Schließanordnung zeigt Fig. 7 mit Hilfe eines Längsschnittes durch die Schließanordnung 20b. Die Schließanordnung 20b besitzt ebenfalls einen zwischen Deckel 80 und Ventilteller 28 angeordneten Balg 22, die zusammen den Balginnenraum 82 begrenzen. Als Führungsmittel dient ein im

Balginnenraum angeordneter Käfig 100. Dieser besitzt einen Außendurchmesser K, der so dicht am Innendurchmesser I des Balges 22 liegt, dass die möglichen

Verschiebungen des Balges 22 in radialer Richtung und damit die Auslenkung des Ventiltellers 28 gegenüber dem Deckel 80 so gering sind, dass die Funktion des Kondensatabieiters 10 gewährleistet ist. Die axiale Ausdehnung des Käfigs 100 begrenzt die Stauchung des Balges 22. Diese Ausführung des Führungsmittels ist durch den Verzicht auf ineinander gleitenden Teilen vorteilhaft einfach aufgebaut.

Die Befüllung des Balginnenraumes 82 erfolgt in der Schließanordnung 20b durch einen Einlasskanal 102, der die Einschnürung 32 der Schaltstange 30 in axialer Richtung durchsetzt und in eine Querbohrung 104 mündet. Die Querbohrung ist mit einer entsprechenden Anzahl Stopfen 96 abgedichtet.

In Fig. 8 ist ein Kondensatabieiter 10 mit einer weiteren Ausführungsform einer Schließanordnung 20c im Schnitt dargestellt.

Das thermodynamische Stellglied ist in dieser Ausführungsform als druckdicht geschlossene Kapsel 110 ausgeführt. Die Kapsel 110 ist aus zwei profilierten

Blechscheiben geformt, die an ihren Außenrändern dicht miteinander verbunden sind, beispielsweise verschweißt. Im Kapselinnenraum 112 befindet sich ein Fluid, dessen Volumen von den thermodynamischen Bedingungen im Innenraum 14 des Gehäuses 12 des Kondensatabieiters 10 abhängt. Die Profilierung der Blechscheiben ist so gewählt, dass eine Volumenzunahme die Ausdehnung der Kapsel 110 in Richtung der Bewegungsrichtung B der Schließanordnung 20c bewirkt.

Die Kapsel ist mit einer Tragstruktur 114a verbunden, die ihrerseits an der

Schaltstange 30 befestigt ist, welche eine Einschnürung 32 aufweisen kann. Die Tragstruktur 1 14a ist mit einem Träger 116a versehen, welcher wenigstens eine seitliche Öffnung 118 aufweist, durch welche Prozessfluid vom Innenraum 14 zur Kapsel 110 gelangt. Die Tragstruktur 114a weist obere Öffnungen 120 auf, die ebenfalls die Kapseloberfläche für Prozessfluid aus dem Innenraum 14 zugänglich machen.

Der Träger 116a umgibt die Kapsel 110 und ist mit einem Schließelement 122 verbunden, welches mit dem Ventilsitz 26 zusammenwirkt und eine Schließdichtung 124 umfassen kann. Das Schließelement besitzt einen Durchlass 126, der so angeordnet ist, dass ein an der Kapsel 110 angeordneter Schließer 128 bei ausgedehnter Kapsel 110 den Durchlass 126 verschließt. In Fig. 8 ist zur besseren Übersichtlichkeit die Kapsel 110 in zusammengezogenen Zustand gezeigt, gleichzeitig ist das Schließelement 122 vom Ventilsitz 26

abgehoben. Während des Betriebes des Kondensatabieiters 10 in einer

Prozessanlage werden insbesondere die folgend beschriebenen Funktionen ausgenutzt.

Die Kapsel 110 der Schließanordnung 20c zieht sich unter den gewünschten thermodynamischen Bedingungen im Innenraum 14, beispielsweise wenn dort flüssiges Kondensat vorliegt, zusammen. Hierdurch wird der Schließer 128

angehoben und gibt den Durchläse 126 frei. Gleichzeitig steht in der

Kondensatablassfunktion das Schließelement 122 in dichtendem Kontakt mit dem Ventilsitz 26. Auf diese Weise wird Kondensat lediglich durch den im Verhältnis zur freien Öffnung D des Ventilsitzes 26 kleinen Durchlassquerschnitt Q aus dem

Innenraum 14 in den ersten Anschluss 16 entfernt. Der Durchlassquerschnitt ist dabei so bemessen, dass im Innenraum 14 höchstens ein Druckabfall entsteht, der die vom Prozess gegebenen Grenzen von Temperatur und Druck im Innenraum 14 und der Prozessanlage nicht unterschreitet. Nach dem gewünschten Ablassen des

Kondensats dehnt sich die Kapsel 110 aus und der Schließer 128 gelangt in dichtenden Kontakt mit der Öffnung des Durchlasses 126, so dass dieser dicht verschlossen ist. Durch diese Funktionalität ist die Schließanordnung 20c zum thermodynamisch gesteuerten Schalten der Fluidverbindung zwischen erstem

Anschluss 16 und zweitem Anschluss 18 eingerichtet. Mittels der Schaltstange 30 ist die Schließanordnung 20c entlang der

Bewegungsrichtung B bewegbar. Insbesondere kann die Schließanordnung 20c angehoben werden, so dass der dichtende Kontakt von Schließelement 122 und der Schließdichtung 124 mit dem Ventilsitz 26 getrennt wird. Durch eine mit der

Schaltstange 30 verbundene Verstellvorrichtung 24 wird dieses Anheben bewirkt. Im angehobenen Zustand der Schließanordnung 20c wird eine Fluidverbindung zwischen erstem Anschluss 16 und zweitem Anschluss 18 freigegeben, wobei die volle freie Öffnung D des Ventilsitzes zum Fluidtransport zur Verfügung steht. Hiermit sind im Zuge des Schaltens unter Wirkung der Verstellvorrichtung 24 hohe Fluiddurchsätze durch den Kondensatabieiter 10 möglich, was beispielsweise in der ClP-Phase von Vorteil ist. Die Kapsel 110 ist beispielhaft mit der Tragstruktur 114a verbunden. Alternativ ist sie unmittelbar oder mittelbar, beispielsweise mit einem Haltebügel, an der Tragstruktur 114a, am Träger 116b oder am Schließelement 122 befestigt. Dabei ist ein Abstand zwischen Kapsel 110, insbesondere dem Schließer 128, und dem Schließelement 122 vorzusehen, der bei Ausdehnung der Kapsel 110 das Abdichten des Durchlasses 126 mittels Schließer 128 erlaubt.

Die Ausführung gemäß Fig. 8 bietet den Vorteil, dass die den Fluiddurchsatz in den beiden Grundfunktionen des Kondensatabieiters 10, dem thermodynamischen gesteuerten Schalten und dem mittels Verstellvorrichtung 24 bewirkten Schalten, bestimmenden Maße Durchlassquerschnitt Q und freie Öffnung D in weitgehend unabhängig voneinander gewählt werden können.

In Fig. 9 ist eine Weiterbildung des Kondensatabieiters mit Kapsel 110 dargestellt. Die Schließanordnung 20d ist in dieser Weiterbildung so gestaltet, dass die Wirkung der Kapsel 110 als thermodynamisches Stellglied durch die Verschiebevorrichtung 50b ausgleichbar ist. Anders ausgedrückt ist die Schließanordnung 20d so eingerichtet, dass der Schließer 128 den Durchläse 26 und das Schließelement 122 durch dichtenden Kontakt mit dem Ventilsitz 26 den ersten Anschluss 16 dauerhaft unter Wirkung der Verschiebevorrichtung 50b verschließen können. Dies geschieht unabhängig von der thermodynamisch bedingten Verformung der Kapsel 110. Diese Eigenschaft der Schließanordnung 20d wird durch die nachfolgend beschriebenen, von Fig. 8 abweichenden Merkmale erreicht. Die Tragstruktur 114b und der Träger 116b sind im Gegensatz zur Ausführung nach Fig. 8 in der Weiterbildung nach Fig. 9 nicht fest miteinander verbunden. Tragstruktur 114b und Träger 116b sind entlang der Bewegungsrichtung B gegeneinander verschiebbar ausgeführt. Hierdurch ist der Abstand zwischen Tragstruktur 114b und Schließelement 122 veränderbar, insbesondere kann er verringert werden. Zwischen Tragstruktur 114b und Schließelement 122 ist ein elastisches Element, beispielsweise eine Schließanordnungsfeder 130 angeordnet, welche so gestaltet ist, dass

Tragstruktur 114b und Schließelement 122 entlang der Bewegungsrichtung B auseinander gedrückt werden. Die Bewegung voneinander weg wird begrenzt durch einen am Träger 116b vorgesehenen Flansch 132, welcher in radialer Richtung einwärts über die Tragstruktur 114b greift. Ist es nun durch den in der Prozessanlage betriebenen Prozess wünschenswert, den Kondensatabieiter dauerhaft zu schließen, wird mittels der Schaltstange 30 und der Tragstruktur 114b eine Kraft ausgeübt, die einen dichtenden Kontakt von

Schließelement 122 und Ventilsitz 26 bewirkt und darüber hinaus die

Schließanordnungsfeder 130 zusammendrückt. Tragstruktur 114b und die daran befestigte Kapsel 110 werden soweit in Richtung des Schließelements 122 bewegt, dass der Schließer 128 den Durchlass 126 dichtend verschließt. Auf diese Weise sind beide Öffnungen des Kondensatabieiters dicht verschlossen und es kann kein

Fluidfluss zwischen erstem Anschluss 16 und zweitem Anschluss 18 stattfinden.

In Fig. 9 ist die Kapsel 110 mit der Tragstruktur 114b verbunden dargestellt. Die Kapsel 110 kann in alternativen Ausführungen angeordnet sein, wobei die Kapsel 110 jeweils so in der Schließanordnung 20d angebracht ist, dass der Schließer 128 im zusammengezogenen Zustand der Kapsel 110 den Durchlass 126 freigibt und ihn bei Ausdehnung der Kapsel 110 verschließt. Hierzu ist die Kapsel 1 0 unmittelbar oder mittelbar, beispielsweise mit einem Haltebügel, an einem anderen Teil der

Schließanordnung 20d befestigt, beispielsweise an der Tragstruktur 114 oder am Schließelement 122. Bei Befestigung am Schließelement 122 ist zu beachten, dass die Befestigung flexibel gestaltet ist. Die Flexibilität muss so bemessen sein, dass durch Einleiten einer Kraft mittels der Schaltstange 30 die Kapsel 110 soweit auf das Schließelement 122 hin bewegbar ist, dass der Schließer 128 den Durchlass 126 verschließt.

Innerhalb der Kapsel 110 kann in beiden Ausführungen nach Fig. 8 und Fig. 9 in einer Weiterbildung ein Führungsmittel wie anhand der Beispiele nach Fig. 6 und Fig. 7 angeordnet sein, insbesondere, um eine zu starke Stauchung der Kapsel zu verhindern. Die Überdehnung kann bereits durch eine entsprechend gewählte axiale Länge des Trägers 116 verhindert werden. Die Fig. 10 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Prozessanlage. In dieser ist ein Kondensatabieiter 10 mit den bisher erläuterten Gestaltungsmerkmalen

eingebaut.

Die Prozessanlage besitzt eine Rohrleitungsanordnung 200, von der eine

Kondensatleitung 202 abzweigt. In dieser ist der Kondensatabieiter 10 angeordnet, beispielsweise indem der zweite Anschluss 18 mit der Kondensatleitung 202 verbunden ist. Der erste Anschluss 16 des Kondensatabieiters 10 ist mit einer Ablassleitung 204 verbunden. Diese Ablassleitung 204 stellt eine Fluidverbindung vom Kondensatabieiter 10 zu einer Entsorgungseinrichtung 206 her, die zur

Entsorgung von verunreinigten Fluiden und Reinigungsmitteln aus dem CIP/SIP- Prozess eingerichtet ist.

Während des Betriebes des Kondensatabieiters 10 als thermodynamisch gesteuertem Schalter befindet sich die Schließanordnung 20a, 20b, 20c, 20d des

Kondensatabieiters 10 in der Stellung gemäß Fig. 1., so dass der Kondensatabieiter bei Auftreten von Kondensat in seinem Innenraum 14 soweit öffnet, dass Kondensat der Entsorgungseinrichtung 206 zugeführt wird. Dies entspricht der SIP-Phase, der Sterilisationsphase mit Wasserdampf.

In der ClP-Phase, in der mit Laugen und/oder Säuren die Rohrleitungsanordnung 200 der Prozessanlage und die damit verbundenen Prozesskomponenten gereinigt werden, wird die Schließanordnung 20a, 20b, 20c, 20d des Kondensatabieiters 10 mittels der Verstellvorrichtung 24 in die dauerhafte Offenstellung gebracht, siehe beispielsweise Fig. 3. Die verbrauchten Fluide des ClP-Prozesses werden der Entsorgungseinrichtung 206 zugeführt. Die SIP-Phase kann erst nach Überschreiten einer unteren Grenztemperatur innerhalb der Prozessanlage durchgeführt werden. Daher kann in einer Weiterbildung ein Temperatursensor 208 mit der Prozessverrohrung, beispielsweise der

Kondensatleitung 202, verbunden sein, um die Temperatur innerhalb der

Prozessanlage zu überwachen. Die Überwachung geschieht automatisiert in einer Steuereinrichtung 210. Bei Überschreiten der Grenztemperatur bewirkt die

Steuereinrichtung 210 ein Schalten der Versteilvorrichtung 24 und bringt die

Schließanordnung 20a, 20b, 20c, 20d des Kondensatabieiters 10 in diejenige

Stellung, in der sie als thermodynamisch gesteuerte Schalteinheit wirkt. Vorteilhaft entfällt bei der in Fig. 10 gezeigten Prozessanlage der Bedarf einer

Überbrückungsleitung mit entsprechenden Ventilen, mit der im Stand der Technik der Kondensatabieiter 10 überbrückt werden muss. Außerdem ist es unnötig, zwischen Rohrleitungsanordnung 200 und Kondensatabieiter 10 ein Ventil zum Trennen des Kondensatabieiters 10 von der Rohrleitungsanordnung 200 vorzusehen. Bezugszeichenliste

10 Kondensatabieiter

12 Gehäuse

14 Innenraum

16 erster Anschluss

18 zweiter Anschluss

20a, 20b, 20c, 20d Schließanordnung

22 Balg

24 Verstellvorrichtung

26 Ventilsitz

28 Ventilteller

30 Schaltstange

32 Einschnürung

50a Verschiebevorrichtung

50b Verschiebevorrichtung

52 Behälter

54 Antriebsstange

56 obere Dichtung

58 untere Dichtung

60 Kolben

62 Feder

64 erster Druckmittelanschluss

66 Stopper

68 erster Anschlag (Offenstellung)

70a zweiter Anschlag (Schwebestellung)

70b zweiter Anschlag (Schwebestellung)

72 Gegenkolben

74 Gegenfeder

76 Gegenkolbenanschlag

78 zweiter Druckmittelanschluss

80 Deckel

82 Balginnenraum

84 Führungsmittel

86 Stange 88 Hohlstange

90 Längsschlitz

92 Erhebung

94 Einlassbohrung

96 Stopfen

100 Käfig

102 Einlasskanal

104 Querbohrung

110 Kapsel

112 Kapselinnenraum

114a, 114b Tragstruktur

116a, 1 16b Träger

118 seitliche Öffnung

120 obere Öffnung

122 Schließelement

124 Schließdichtung

126 Durchlass

128 Schließer

130 Schließanordnungsfeder

132 Flansch

200 Rohrleitungsanordnung

202 Kondensatleitung

204 Ablassleitung

206 Entsorgungseinrichtung

208 Temperatursensor

210 Steuereinrichtung

B Bewegungsrichtung

Z zusammengezogene Länge

A ausgedehnte Länge

S Spaltweite

D freie Öffnung des Ventilsitzes

F Öffnungsrichtung

C Schließrichtung

M Symmetrieachse

I Innendurchmesser

K Außendurchmesser Käfig

Q Durchlassquerschnitt