(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの配管接続部と、
前記配管接続部の間に、相互に同軸かつ直列に配置された、２つの環状の弁座と、
互いに独立に軸方向に閉鎖可能であり、閉鎖状態においては、前記弁座と液密的に協働することによって、前記２つの弁座の間に密封された中空室を形成する、２つの閉鎖装置と、
洗浄媒体を導入するため前記中空室に通じる、少なくとも一つの洗浄接続部と
を備える、特に無菌的な用途で用いるダブルシートバルブであって、
一部材からなり環状に形成された弾性を有するシール部材が、その内周端部および外周端部でそれぞれ前記２つの閉鎖装置に液密的に固定され、
前記シール部材には、前記内周端部および前記外周端部に隣接してそれぞれシール面が形成され、
前記シール面は、前記閉鎖装置によって前記弁座に押し付けられることが可能であること、
および前記シール部材が、前記内周端部および前記外周端部を互いに接続するロールダイアフラム部を備え、
前記ロールダイアフラム部は、前記中空室を画成する
ことを特徴とするダブルシートバルブ。
【請求項２】
請求項１に記載のダブルシートバルブにおいて、
第１の閉鎖装置はジャケット部を持ち、
前記ジャケット部の弁座側の端末が拡開して、第１のシール面を第１の弁座に押し付けるカラー部を形成しており、
第２の閉鎖装置は、第２のシール面を第２の弁座に押し付ける頭部を備え、
前記頭部は前記カラー部の中に設けられている
ことを特徴とするダブルシートバルブ。
【請求項３】
請求項２に記載のダブルシートバルブにおいて、
第１の閉鎖装置はビーカー状のカップ部を持ち、
前記カップ部は前記ジャケット部のカラー部の中に同軸に設けられていること、
および前記シール部材の外周端部が、前記ジャケット部の周縁と前記カップ部の周縁との間に液密的に食い込んでいる
ことを特徴とするダブルシートバルブ。
【請求項４】
請求項３に記載のダブルシートバルブにおいて、
前記カップ部の周縁が、前記ジャケット部の周縁に比べて軸方向に突出し、
前記シール部材の第１の環状のシール面が、前記突出した周縁の範囲内に設けられ、前記突出した周縁が前記第１の環状のシール面を第１の弁座に、軸方向に押圧可能とされたことを特徴とするダブルシートバルブ。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれか一つに記載のダブルシートバルブにおいて、
第２の閉鎖装置がキャップ部を備え、
前記キャップ部は前記頭部に対して同軸に配置されており、
前記キャップ部の半径方向の範囲は前記頭部よりも小さいこと、
および前記シール部材の内周端部は前記頭部の周縁と前記キャップ部の周縁との間に液密的に食い込んでいる
ことを特徴とするダブルシートバルブ。
【請求項６】
請求項５に記載のダブルシートバルブにおいて、
前記シール部材の第２の環状のシール面が、前記キャップ部の領域の外に設けられ、かつ前記頭部に突設された円周状の突起の領域の中にあるため、前記頭部が前記シール面を第２の弁座に、軸方向に押圧することが出来る
ことを特徴とするダブルシートバルブ。
【請求項７】
請求項６に記載のダブルシートバルブにおいて、
前記円周状の突起と前記第２の環状のシール面とがバルブ軸心に対して約４５°程度に傾いて設けられている
ことを特徴とするダブルシートバルブ。
【請求項８】
請求項２ないし７のいずれか一つに記載のダブルシートバルブにおいて、
第２の閉鎖装置の頭部がＵ字型の断面形状を持つ円周条溝を備え、この中に前記シール部材の前記ロールダイアフラム部が収容される
ことを特徴とするダブルシートバルブ。
【請求項９】
請求項８に記載のダブルシートバルブにおいて、
前記円周条溝に対面するバルブケース壁が滑らかに仕上げられおり、中空室はバルブを閉じられた場合にのみ前記バルブケース壁に接して出現する
ことを特徴とするダブルシートバルブ。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか一つに記載のダブルシートバルブにおいて、
２つの閉鎖装置の相互のズレが少なくとも一つの軸方向に設けられたピンにより阻止され、
しかも前記ピンは、一つの閉鎖装置に固定的に取り付けられ、もう一方の閉鎖装置の開口の中で軸方向に摺動し得るように設けられている
ことを特徴とするダブルシートバルブ。
【請求項１１】
請求項２ないし１０のいずれか一つに記載のダブルシートバルブにおいて、
第１の閉鎖装置のジャケット部は、第一の閉鎖装置の一端側において、前記カラー部に形成され、他端側において、縮径された首部に形成され、
前記首部はフレキシブルなダイアフラムに固定されており、
しかも前記ダイアフラムは前記首部から主として半径方向に延出し、前記閉鎖装置をバルブケースに対してシールし、又その軸方向の可動性を保障する
ことを特徴とするダブルシートバルブ。
【請求項１２】
請求項１１に記載のダブルシートバルブにおいて、
作動ロッドが第１の閉鎖装置の半径方向内側に同軸に配置され、
前記作動ロッドの一端は、第２の閉鎖装置に固定され、他端は空圧作動装置に接続されている
ことを特徴とするダブルシートバルブ。
【請求項１３】
請求項１２に記載のダブルシートバルブにおいて、
貫流領域内の圧力に対して有効なダイアフラムの面積と、貫流領域内の圧力に対して有効な第１の閉鎖装置の面積とが、ほぼ等しい
ことを特徴とするダブルシートバルブ。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載のダブルシートバルブにおいて、
前記空圧作動装置が別のピストン・シリンダユニットを備え、第２の弁座が閉じられているとき、前記ピストン・シリンダユニットが、第１の閉鎖装置のジャケット部のダイアフラムの外側に在る端末に作用し、第１の弁座と第１のシール面とが離間可能とされた
ことを特徴とするダブルシートバルブ。
【請求項１５】
請求項１２ないし１４のいずれか一つに記載のダブルシートバルブにおいて、
第２の閉鎖装置と第１の閉鎖装置との間にスプリングが設けられ、
第２の閉鎖装置が第２の弁座に押圧されるとき、前記スプリングが印加する接触圧力によって、第1の閉鎖装置が第１の弁座に押圧される
ことを特徴とするダブルシートバルブ。
【請求項１６】
請求項１５に記載のダブルシートバルブにおいて、
前記スプリングが前記第１の閉鎖装置の内部空間内に設けられている
ことを特とするダブルシートバルブ。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載のダブルシートバルブにおいて、
前記スプリングがディスクスプリングであり、
前記ディスクスプリングが第１の閉鎖装置を第１の弁座に押圧しているとき、前記作動ロッドを持ち上げることにより、第２の閉鎖装置と第２の弁座とが離間可能とされた
ことを特徴とするダブルシートバルブ。
【請求項１８】
請求項１ないし１７のいずれか一つに記載のダブルシートバルブにおいて、
前記中空室に２つの洗浄用接続端が開口し、これらが２つの洗浄用バルブにより閉じることの出来る
ことを特徴とするダブルシートバルブ。
【請求項１９】
請求項１８に記載のダブルシートバルブにおいて、
前記洗浄用バルブの弁座は、前記中空室に開口する前記洗浄用接続端の当該開口部のごく近くに設けられている
ことを特徴とするダブルシートバルブ。
【発明の詳細な説明】
本発明は、少なくとも２つの配管接続部と、前記配管接続部の間に、相互に同軸かつ直列に配置された、２つの環状の弁座と、互いに独立に軸方向に閉鎖可能であり、閉鎖状態においては、前記弁座と液密的に協働することによって、前記２つの弁座の間に密封された中空室を形成する、２つの閉鎖装置と、洗浄媒体を導入するため前記中空室に通じる、少なくとも一つの洗浄接続部とを備える、特に無菌的な用途で用いるダブルシートバルブであって、一部材からなり環状に形成された弾性を有するシール部材が、その内周端部および外周端部でそれぞれ前記２つの閉鎖装置に液密的に固定され、前記シール部材には、前記内周端部および前記外周端部に隣接してそれぞれシール面が形成され、前記シール面は、前記閉鎖装置によって前記弁座に押し付けられることが可能であること、および前記シール部材が、前記内周端部および前記外周端部を互いに接続するロールダイアフラム部を備え、前記ロールダイアフラム部は、前記中空室を画成することを特徴とするダブルシートバルブに関するものである。
ダブルシートバルブは、特に食品加工に於いて無菌製品、例えばミルク製品の製造の為に用いられる。２つの閉鎖装置の間にある漏出物用中空室は、場合によっては出現する漏出物を貯え、これを漏出物用中空室に開口する特別の配管接続部を経て排出することが出来る。バルブの無菌性を正常に維持し、又は再復する為には、必ず漏出物用中空室は効果的に洗浄され、無菌化することが出来ねばならない。
ダブルシートバルブにおいて前記の洗浄は、二つの閉鎖装置の両方が閉じられた状態では、シャットオフバルブを有する供給配管および排出配管を漏出物用中空室に連通させ、漏出物用中空室の中に洗剤もしくは高温蒸気を通過させるか、もしくは二つの閉鎖装置のうち一つを開放した状態では、供給配管から流入する洗浄媒体を通過させることによって該当する弁座が洗浄及び殺菌されるか、いずれかにより行われる。
請求項１の説明の部分に記載のダブルシートバルブは、例えばＤＥ４２  ４３１１１  Ａ１から公知である。公知のダブルシートバルブは、閉鎖装置として２つのバルブディスクを持ち、このディスクは、２つのテレスコピック状に伸縮動作を行うことの出来るシャフトにより軸方向に摺動が可能であり、２つの弁座に加圧することが出来る。バルブディスクは、互いに比較的大きな間隔を隔てている為に２つのバルブディスクは閉じられた状態に於いて、その間に比較的大きな漏出物用中空室を包含する。
内面の表面積が大きい為に一面では、この様に大きい漏出物用中空室を無菌状態に保持することは困難である。高温蒸気を用いる場合には、他面ではバルブディスク、又はバルブケース全体が高温になる為に隣接の中空室中のバルブディスクの後ろに在る物質、例えばミルク製品の化学変化を招くことが考えられる。この加工される物質の性状に対するこの有害な影響はあらゆる場合に回避されねばならない。
更に公知のダブルシートバルブは、下側のバルブディスクが開放状態でも常に漏出物用中空室の中に存在する短所を持つ。加工されるべき物質は、漏出物用中空室を横切る時にはラビリンス状の構造の為にその流れの方向を何回も変えねばならない。物質が、例えば上から下のチューブノズルに到達せねばならない時には、物質は先ず上側のバルブディスクとそれに対応する弁座との間で半径方向に内方に方向を変え、次に軸方向に下方に向かって流れることにより下側のバルブディスクを再び半径方向に外側に避けねばならない。その後の短い距離を軸方向に下方に移動した後、物質は下側のバルブディスクとそれに対応する弁座との間で改めて半径方向に内方に押し付けられることにより、物質は最後に漏出物用中空室から軸方向に下方に出て行くことが出来る。この条件は、流体力学上の理由から最適ではないことは明白である。
上記とは別にバルブディスクと漏出物用中空室の壁、又は弁座との間の小さい間隔は、場合によって加工されるべき物質の中に含まれる粒子の最大の大きさを限定する。例えば果実全体を用いたフルーツヨーグルトの加工は、この場合にその限界を上回ることになる。
発明の課題は、加工すべき物質がその中に大きな粒子が含まれていても流体として有利に通過することの出来るよう改善された中空室を有する構造のダブルシートバルブを提供することに在る。
この課題は、発明によれば一部材からなり環状に形成された弾性を有するシール部材が、その内周端部および外周端部でそれぞれ前記２つの閉鎖装置に液密的に固定され、前記シール部材には、前記内周端部および前記外周端部に隣接してそれぞれシール面が形成され、前記シール面は、前記閉鎖装置によって前記弁座に押し付けられることが可能であること、および前記シール部材が、前記内周端部および前記外周端部を互いに接続するロールダイアフラム部を備えることにより解決される。
発明によるダブルシートバルブは、先ず唯一つのシール部材が３つの機能を果たすことの長所を持つ。一方ではシール部材は、２つの閉鎖装置を２つの弁座に対してシールし、又他方でシール部材は、中空室がそれにより画成され閉鎖装置の内容により切り離される２つの閉鎖装置の間に液密的でフレキシブルな連結の機能を受け持つ。
最後に述べた機能は、公知のダブルシートバルブでは一つの金属製のベローズにより受け持たれ、しかもこのベローズは、軸方向の全長が長くなるにもかかわらず、２つのバルブディスクの必要な軸方向の相対運動を保障することが出来るに過ぎない。２つのバルブディスクのこれにより生じる大きな軸方向の距離は、漏洩物用中空室の短所的な大きさに対する原因である。
発明による構造は、体積の大きいベローズを不要にすることが出来る。これにより２つの弁座は、軸方向に互いに接近することが出来る為にその間にある中空室は著しく小さくなる。高温蒸気による殺菌の場合には、蒸気に接触する面が著しく小さくなる為に蒸気の作用が長く続く場合でもバルブの他の部分は異常に昇温することはない。２つの閉鎖装置の相対運動は、シール部材のロールダイアフラム部により保障される。
本発明の好ましい実施形態の中では第１の閉鎖装置はジャケット部を持ち、前記ジャケット部の弁座側の端末が拡開して、第１のシール面を第１の弁座に押し付けるカラー部を形成しており、又第２の閉鎖装置は第２のシール面を第２の弁座に押し付ける頭部を備え、前記頭部は前記カラー部の中に設けられていることが考えられる。
この対策により２つの閉鎖装置は、特にコンパクトなユニットを形成し、しかもこのユニットは、２つの弁座を極端に接近させ、又中空室を更に小さくすることを可能にする。
第１の閉鎖装置はビーカー状のカップ部を持ち、前記カップ部は前記ジャケット部のカラー部の中に同軸に設けられていること、および前記シール部材の外周端部が、前記ジャケット部の周縁と前記カップ部の周縁との間に液密的に食い込んでいる対策はシール部材の簡単で液密的な固定を保障する。
第１の閉鎖装置のシール機能の簡単で有利なデザインの為に前記カップ部の周縁が、前記ジャケット部の周縁に比べて軸方向に突出し、前記シール部材の第１の環状のシール面が、前記突出した周縁の範囲内に設けられ、前記突出した周縁が前記第１の環状のシール面を第１の弁座に、軸方向に押圧可能とされる。この場合、シール面はその半径方向内側に配置されることにより出来る限り別の閉鎖装置に近づけられる為に中空室は更に小さくすることの出来る有利さがある。
それに沿って流れる物質が蒙る抵抗の少ない表面の“緩やか”なコンターを持つ第２の閉鎖装置のコンパクトで有利な形は、第２の閉鎖装置がキャップ部を備え、前記キャップ部は前記頭部に対して同軸に配置されており、前記キャップ部の半径方向の範囲は前記頭部よりも小さいこと、および前記シール部材の内周端部は前記頭部の周縁と前記キャップ部の周縁との間に液密的に食い込んでいることの特徴の組み合わせにより実現する。
第２の弁座の有利なデザインによって、前記シール部材の第２の環状のシール面が、前記キャップ部の領域の外に設けられ、かつ前記頭部に突設された円周状の突起の領域の中にあるため、前記頭部が前記シール面を第２の弁座に、軸方向に押圧することが出来るようになる。この対策により第２のシール面は出来る限り第１の閉鎖装置に近づけられる。
前記円周状の突起と前記第２の環状のシール面とがバルブ軸心に対して約４５°程度に傾いて設けられていることを内容とする対策により、加工されるべき物質が、その周囲に沿って流れる第２の閉鎖装置の外部コンターは更に“緩やか”にデザインされることが出来る。
発明の別のデザインに於いては、第２の閉鎖装置の頭部はＵ字型の断面形状を持つ円周条溝を備え、この中にはシール部材のロールダイアフラム部が収容されるようなダブルシートバルブをもたらす。この対策は、一面ではロールダイアフラム部を最適の形で保障し、他面では中空室を更に小さくすることを可能にする。
前記条溝に対面するバルブケース壁は、これで流れの条件を有利にする為に滑らかに仕上げることが出来る。発明に係る中空室は、最早公知の中空室のようにバルブケースを外側に湾曲させる方法では形成されない。中空室は、第２の閉鎖装置の中に移され、一方の側では平滑なバルブケース壁により、又他の側ではシール部材のロールダイアフラム部により画成される環状の中空室のみから成る。バルブが開いた時には、２つの閉鎖装置から成るユニットは上方に持ち上げられバルブケース壁から離間し、中空室のようなものはバルブケース壁には残っていない。通過の可能な最大の粒子の大きさをも限定する、自由に通過できる開口の最大幅は、２つの閉鎖装置から成るユニットの軸方向のストロークの大きさによってのみ決まる。
バルブの使用中のシール部材の損傷を回避する為に、２つの閉鎖装置の相互の旋回方向のズレが少なくとも一つの軸方向に設けられたピンにより阻止され、しかも前記ピンは、一つの閉鎖装置に固定的に取り付けられ、もう一方の閉鎖装置の開口の中で軸方向に摺動し得るように設ける対策が考えられる。
ダブルシートバルブの別のデザインでは、第１の閉鎖装置のジャケット部は、第一の閉鎖装置の一端側において、前記カラー部に形成され、他端側において、縮径された首部に形成され、前記首部はフレキシブルなダイアフラムに固定されており、しかも前記ダイアフラムは前記首部から主として半径方向に延出し、前記閉鎖装置をバルブケースに対してシールし、又その軸方向の可動性を保障するよう構成されている。この構造によりバルブを完全に開く為に必要な２つの閉鎖装置から成るユニットの軸方向の可動性が保障され、公知のダブルシートバルブに用いられていたベローズの短所、すなわち軸方向に全長が長くかつ表面積が大きいため洗浄が困難となることは回避される。発明に係るダブルシートバルブでは、軸方向の全高に関する要求が少ない為に、バルブケースについて背を低く抑えかつ体積を小さくすることが出来、これによってコンパクトとなり、安価となりかつ洗浄が容易となる。
作動装置のデザインに際しては、作動ロッドが第１の閉鎖装置の半径方向内側に同軸に配置され、前記作動ロッドの一端は、第２の閉鎖装置に固定され、他端は空圧作動装置に接続されている。第２の閉鎖装置の作動の為のこの対策により機械要素がバルブケースの無菌の内部スペースの中に露出すること、およびこれに関連するシール上の問題は回避される。
貫流領域内の圧力に対して有効なダイアフラムの面積と、貫流領域内の圧力に対して有効な第１の閉鎖装置の面積とが、ほぼ等しい時には、バルブは水圧的にほぼバランスする状態にある為に、例えば貫流領域内に圧力の変動が生じても第１の弁座に“間隙の生じる”ことはない。従ってバルブ装置は、加工工場に出現する圧力変動に左右されることはない。
前記空圧作動装置が別のピストン・シリンダユニットを備え、第２の弁座が閉じられているとき、前記ピストン・シリンダユニットが、第１の閉鎖装置のジャケット部のダイアフラムの外側に在る端末に作用し、第１の弁座と第１のシール面とが離間可能とされたことを内容とする対策により、洗浄および殺菌の目的で中空室と貫流領域との間を連通することが可能となる。
本発明のデザインに際して機能上の観点から第２閉鎖装置と第１閉鎖装置との間にスプリングが設けられ、第２の閉鎖装置が第２の弁座に押圧されるとき、前記スプリングが印加する接触圧力によって、第1の閉鎖装置が第１の弁座に押圧される。これにより一つの閉鎖装置、即ち第２の閉鎖装置のみが押されるだけで２つの弁座の確実な閉鎖が実現する。２つの弁座を閉じるには、閉鎖装置の為の作動装置が一つあればよい。通常ならば第１閉鎖装置の作動に必要となる別の作動ロッドは省略することが出来る点で有利である。
前記スプリングが第１の閉鎖装置の内部空間内に設けられることは、バルブの貫流領域内で無菌物質にスプリングが接触することのないコンパクトなシリンダの構造が可能となる利点を持つ。何故ならば閉鎖装置の内部空間は、閉鎖装置の内に設けられたシール部材によって貫流領域に対してシールされているからである。
前記スプリングがディスクスプリングであり、前記ディスクスプリングが第１の閉鎖装置を第１の弁座に押圧しているとき、前記作動ロッドを持ち上げることにより、第２の閉鎖装置と第２の弁座とが離間可能となる。
前記中空室に、洗浄用バルブにより閉鎖可能に構成された２つの洗浄用接続端が開口する場合、中空室には弁座が完全に閉じられている時にも洗浄媒体が貫流することが出来る。
前記洗浄用バルブの弁座は、中空室に開口する洗浄用接続端の当該開口部のごく近くに設けられることを内容とする対策により、中空室の容積は極めて小さくなり、バルブケース壁の輪郭は更に平滑化する。
本発明の上記以外の長所と詳細は、図面に基づく一つの実施例の下記の記述により明らかとなる。図に於いて、
図１は完全に閉じられた状態における本発明のダブルシートバルブの断面図を示し、
図２は完全に開いた状態での図１のバルブを示し、
図３は第２の閉鎖装置が部分的に開いた状態での図１のバルブを示し、
図４は別の実施形態による発明のバルブの閉じた状態での断面図を示す。
図１から３に示されているダブルシートバルブはバルブケース１を備え、その中央には物質が貫流する領域でありかつ閉鎖不可能な、貫流領域２を有し、貫流領域２は２つの対向して配置された配管接続部３、４に移行する。貫流領域の下には、円錐型の膨らみ部分５が続き、これが大きな中央の開口６を介して分岐配管７に開口する。
貫流領域２の中には２つの閉鎖装置８、９から成る、軸方向に閉じることの出来る閉鎖ユニットが設けられ、バルブが閉じられた場合、閉鎖ユニットが膨らみ部分５の中に突き出し、開口６を閉じるため、分岐配管７は貫流領域２からは切り離される。閉鎖装置８、９は、バルブケース１の上に設けられた空圧作動装置１０により、或る度合い迄互いに無関係に軸方向に昇降運動を行うことが出来る。
貫流領域２の平坦な底部には、環状の第１の弁座１１が形成され、しかも弁座１１は膨らみ部分５の上部外縁を密に取り巻いている。円錐状の膨らみ部分５の中には、第２の弁座１２が形成され、しかもこれは開口６の外縁を取り巻いている。貫流領域２から分岐配管７の流れの方向、又はその逆の方向を基準として２つの同軸の弁座１１、１２が交互に直列的に設けられている。第１の弁座１１により第１の閉鎖装置８は、第２の閉鎖装置９の第２の弁座１２と共に液密的に作用する。
第１の閉鎖装置８は、ビーカー状に拡開したカラー部１４と縮径された首部１５とが滑らかにつながって成るジャケット部１３を備える。首部１５は、その上端でフレキシブルなダイアフラム１６に接続しており、しかもダイアフラム１６は、首部１５から始まり半径方向に外方に延び、その外側の周縁１７に於いてバルブケース１に固定されている。それが比較的幅広く半径方向に延びていることから、ダイアフラム１６は第１の閉鎖装置８に対し大きな軸方向のストロークを保障する。
更に第１の閉鎖装置８には、カップ部１８が備わり、しかもこの部分はジャケット部１３の軸方向に、拡開したカラー部１４にネジ込まれている。図に於いて下方を向いているカップ部１８の周縁１９は、隣接するカラー部１４の周縁２０に向かって、放射方向に外方に曲がり、なおかつカラー部１４の周縁２０に比べ軸方向に突出している為に周縁１９、２０の間に間隙が生じる。この間隙にはシール部材２１の外周端部２２が食い込む。
一部材からなるシール部材２１は、環状に形成されたゴムから成り、図示のような断面形状を持つ。外周端部２２に加えてシール部材２１は、更に内周端部２３および２つの周端部２２、２３を結合するロールダイアフラム部２４を持つ。内周端部２２に接して、半径方向に外方に曲がった周縁１９の範囲に第１のシール面２５が形成され、しかも第１のシール面２５は、第１の閉鎖装置８が操作される時には周縁１９により第１の弁座１１に押し付けることが出来る。
第２の閉鎖装置９は、第１の閉鎖装置８のカップ部１８の半径方向内側に於いてこれに相対的に軸方向に摺動し得る形で設けられている頭部２７を備えている。更に第２の閉鎖装置９は、頭部２７に同軸的に結合されているキャップ部２８を備える。キャップ部２８の半径方向の範囲は頭部２７よりも小さく、軸方向（図に於いて下方）にほぼ球形状の部分を以て頭部２７の上に突き出ている。この部分において頭部２７の周縁３０とキャップ部２７の周縁２９との間に間隔が形成され、この間隙の中にシール部材２１の内周端部２３が食い込んでいる。
上記の間隙に隣接し、キャップ部２８の半径方向に外側に円周状の突起３１が頭部２７に形成され、しかもこの突起は約４５度だけバルブ軸心３２に対して傾いている。この突起の領域内では、シール部材２１には環状の第２のシール面２６が形成され、しかもこのシール面は、第２の閉鎖装置９の操作時には突起３１により第２の弁座１２に押しつけられる。
第２の閉鎖装置９の頭部２７は、Ｕ字型の断面形状を持つ円周条溝を備え、この中にシール部材２１のロールダイアフラム部２４が収容されている。
ダブルシートバルブの完全に閉じた状態では、シール部材２１の２つのシール面２５、２６が２つの閉鎖装置８、９により２つの弁座１１、１２に確実に押し付けられる（図１）。この場合２つの弁座１１、１２の間で中空室３４が（一つの側では貫流領域２から、又他の側では分岐配管７から）切り離される。中空室３４は、下側の領域では膨らみ部分５の円錐壁が境界となり、又上側の領域ではシール部材２１のロールダイアフラム部２４が境界となる。その容積およびその内面はこれにより最小の値に抑えられる。
中空室３４には、２つの洗浄用バルブ３７、３８により閉じることの出来る２つの洗浄用接続端３５、３６が開口する。洗浄用バルブ３７、３８は、中空室に開口する洗浄用接続端の当該開口部の極く近傍に設けられている弁座３９、４０を持つ。洗浄用バルブ３７、３８が閉じている時（図２）には、バルブ閉鎖装置４１は弁座３９、４０に押し付けられる為にバルブ閉鎖装置４１と中空室３４の円錐壁との間には無視し得る程小さい中空室のみが残るに過ぎず、しかもこの中空室は、中空室３４の全容積および全内面には殆ど寄与するほどの値を示すものではない。
２つの閉鎖装置８、９が相対的に旋回することを防止する為に第２の閉鎖装置９の頭部２７には、２つのピン４２が固定され、しかもこれは第１の閉鎖装置８のカップ部１８の２つの開口４３に軸方向に摺動することにより陥入する。これにより閉鎖装置８、９の軸方向の相対的な摺動性は損なわれることはない。
空圧作動装置１０は、図には示されていない複動式の空圧ピストン・シリンダユニットを含み、しかもこれは第１の閉鎖装置８の半径方向内側に同軸に設けられた作動ロッド４４に作用し、ロッドを上又は下の両軸心方向に摺動させることが出来る。作動ロッド４４は、第２の閉鎖装置９と固定的に結合し、ディスクスプリング組立部品（以下では単にディスクスプリング４５と呼ぶ）により弾性的にも第１の閉鎖装置８に作用する。
ディスクスプリング４５は、第１の閉鎖装置８の内部空間の中に設けられている。これにより一方ではコンパクトなシリンダー構造が可能となり、他方ではディスクスプリング４５が貫流領域２の中で無菌物質と接触することのない利点が得られる、何故ならば第１の閉鎖装置８の内部空間は、２つの閉鎖装置８、９の間に設けられたシール部材２１により貫流領域に対してシールされているからである。分割されたデザインのディスクスプリング４５の洗浄および殺菌に関する問題は従って全く浮上することはない。
図１に示されるように２つの弁座１１、１２が完全に閉じられた場合には、作動ロッド４４は軸方向に下方に加圧する。ロッドは、この場合直接第２の閉鎖装置９に作用するので、この閉鎖装置も同様に下方に押し付ける為にシール部材２１の第２のシール面２６は第２の弁座１２を加圧する。作動ロッド４４は、又軸方向に上からディスクスプリング４５を押し付ける為にスプリングはこの位置で圧縮応力を与えられ、従って軸方向力をその下端に於いて第１の閉鎖装置８のカップ部１８に作用させる。従ってカップ部１８自体は、シール部材２１の第１のシール面２５を第１の弁座１１に押し付ける。以上の結果、第２の閉鎖装置９が作動するだけであるが、２つの弁座１１、１２が確実に閉じられることになる。２つの弁座１１、１２を閉じる為に唯一つの作動ロッド４４を持つ単独の作動装置が必要とされるに過ぎない。
中空室３４は、このバルブ位置に於いて洗浄媒体を隣接の貫流領域２、又は分岐配管７に送ることなく洗浄又は殺菌されることが出来る。隣接の領域は、洗浄作業中も加工されるべき無菌の物質は洗浄媒体と接触することなく満たされたままに保持される。
洗浄には、２つの洗浄用バルブ３７、３８が次に開かれ、中空室３４が、例えば一つの洗浄用接続端３５から入り、他の洗浄用接続端３６から出て行く高温蒸気により洗浄される。中空室３４の内面は極めて小さい為、蒸気の作業時間が長くてもバルブケース１が過熱する恐れはない。
第２の弁座１２を図３に示されるように僅かに開く（通液する）には、作動ロッド４４が空圧作動装置１０により軸方向に上方に引き出される。空圧作動装置１０は、又直接第２の閉鎖装置９に作用してこれを上方に引き上げる。この場合にディスクスプリング４５は、まだカップ部１８を下方に押し付けているため、カップ部１８は、最初は軸方向の上方への移動は行わない。従って第２の閉鎖装置９は、静止する第１の閉鎖装置８に対して相対的に、軸方向に上方に、頭部２７の上面がカップ部１８に突き当たるまで摺動する。作動ロッド４４がこの位置にとどまり、それ以上進まぬ時には、第２の弁座１２のみが僅かに開く。第１の弁座１１は閉じたままである。シール部材２１の第１のシール面２５は、ディスクスプリング４５に残る力により更に第１の弁座１１に押し付けられる。
このバルブ位置では、洗浄用バルブ３７、３８の片方又は両者が開かれ、中空室３４とともに第２の弁座１２並びに第２のシール面２６も洗浄され、殺菌される。この場合洗浄媒体は、第１の弁座１１により仕切られた貫流領域２に達することはなく、貫流領域２は更に加工すべき物質により満たされた状態を維持することが出来る。
両者の弁座１１、１２を図２に示されたように完全に開く為には、作動ロッド４４は先ず上述のように持ち上げられ、次に図３に示された位置を超えて軸方向に更に移動する。第１の閉鎖装置８のカップ部１８と、第２の閉鎖装置９の頭部２７とが接触する為に第１の閉鎖装置８は、作動ロッド４４が更に軸方向に移動する時には同様に上方に引き上げられ、従って第１の弁座１１も又開く。
２つの閉鎖装置８、９から成るユニットの軸方向の移動量の上限は、ダイアフラム１６の弾性領域によってのみ決定される。膨らみ部分５とその中に入れられる第２の閉鎖装置９の軸方向のサイズが小さいことから、上記のユニットの軸方向のストロークが比較的に小さい時でも加工すべき物質の通路は比較的広く開かれる為に、その中に含まれる粒子が大きくても問題を起こすことはない。
更に膨らみ部分５および閉鎖ユニットの下側のほぼ流線状の輪郭は、流れを阻害せずにスムースに流れることを可能にする。加工すべき物質は、この場合に漏出物用中空室を横切る必要のないことは有利である、何故ならば漏出物用中空室は、本発明によればバルブが全開した状態では貫流領域から自動的に遠ざかり、従って流れる物質にとっては“存在しないのも同然”の存在であるからである。
第２の弁座１２の閉じている時に第１弁座１１のみが開くことは、図に示された実施例では考えられない。しかし、当該発明によるダブルシートバルブは、この作動方式の派生型を備えることが出来る。例えば図示された構造に簡単な変更を加え空圧作動装置１０に別の空圧ピストン・シリンダユニットを追加し、これをダイアフラム１６の外に在る第１の閉鎖装置８のジャケット部１３の端に作用させることが可能であろう。更にディスクスプリング４５の配置を僅かに変更して図１に示された位置から更に圧縮出来ることになれば第１の閉鎖装置８は、別の空圧ピストン・シリンダユニットにより第１の弁座１１から離間することが可能となり、しかもこの場合には、作動ロッド４４は同時に第２の閉鎖装置９を第２の弁座１２に押し付けられた状態を維持することになる。
第１の閉鎖装置８が第１の弁座１１から離間することは、ダイアフラム１６の内側に在る貫流領域２とダイフラム１６の外側に在る空圧作動装置１０の中の空間との間に圧力差を作り出すことにより果たすことが出来る。これにより第１の閉鎖装置８も又第２の閉鎖装置９とは無関係にストローク運動を行うことが出来る。第１の閉鎖装置８自身に、追加的な機械的手段はこの為には必要ではない。空圧作動装置１０のみが上記の圧力差を作り出すことの出来るように改装されるだけで良い。この目的には特にダイアフラム１６の外側に在る空間の圧力降下が問題となる。
貫流領域２の中の圧力に関して有効なダイアフラム１６の面積は、第１の弁座１１により決まる第１の閉鎖装置８の水圧的に有効な面積とは大きくは相違しない。従ってバルブ装置は、加工システムで発生する圧力衝撃の影響を受けることは比較的少ない。例えば貫流領域２に強い圧力変化が発生した場合には、一方では水圧力が直接第１の閉鎖装置８に作用する為に閉鎖装置は下向きにその弁座１１に押し付けられることになる。他方、水圧力はダイアフラム１６に作用する為にダイアフラムは押し上げられた後にそれに固定されている第１の閉鎖装置８を上方に引き上げる。上記の有効面が互いに余り相違しない場合には、上および下の方向に向かう力はほぼ解消し、従って第１の閉鎖装置８の第１の弁座１１から持ち上がることを恐れる必要はなくなる。
図４による発明によるバルブの構造は、図１から３に記載された形とは第１の閉鎖装置８も又第１の弁座１１の洗浄の為の部分ストロークを行うことの出来る点で大幅に異なる。この目的のためディスクスプリング４５（図１から３）は省略され、第２の作動ロッド４６が設けられ、外側の空圧作動装置１０の中まで延伸している。作動ロッド４４は、カップ部１８と固定的に結合され、第２の作動ロッド４６の中を入れ子式に貫通する。必要時にはディスクスプリング４５は、空圧作動装置１０の中に、例えばＤＥ−Ｃ−１９５４８８６０に記載のように設けられる。従って二つの作動ロッド４４および４５は、シール面を洗浄するため、それぞれ独立に部分ストロークが可能である。
ダイアフラム１６は、ナット４７によりプレート４８と首部１５の上側の端面との間に張られている。この目的のため第２の作動ロッド４６は雄ネジを持つ部分を備えている。
頭部２７はナット４９によりキャップ部２８に締め付けられる。この為にキャップ部２８には適切な雄ネジを有する部分が設けられている。ナット４９を締め付ける為の適切な締め付け工具を使用する為にナットには穴５０が設けられている。
記号リスト
１  バルブケース
２  貫流領域
３  配管接続部
４  配管接続部
５  膨らみ部分
６  開口
７  分岐配管
８  第１の閉鎖装置
９  第２の閉鎖装置
１０  空圧作動装置
１１  第１の弁座
１２  第２の弁座
１３  ジャケット部
１４  カラー部
１５  首部
１６  ダイアフラム
１７  周縁
１８  カップ部
１９  周縁
２０  周縁
２１  シール部材
２２  外周端部
２３  内周端部
２４  ロールダイアフラム部
２５  第１のシール面
２６  第２のシール面
２７  頭部
２８  キャップ部
２９  周縁
３０  周縁
３１  突起
３２  バルブ軸心
３３  条溝
３４  中空室
３５  洗浄用接続端
３６  洗浄用接続端
３７  洗浄用バルブ
３８  洗浄用バルブ
３９  弁座
４０  弁座
４１  バルブ閉鎖装置
４２  ピン
４３  開口
４４  作動ロッド
４５  ディスクスプリング
４６  第２の作動ロッド
４７  ナット
４８  プレート
４９  ナット
５０  穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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