ES2332899T3 - Valvula calentada de linea limpia. - Google Patents
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Abstract
Una válvula para el suministro controlado de líquidos, siendo la válvula de un diseño limpiable capaz de mantener condiciones desfavorables para la actividad microbiana en el lado de aguas abajo y/o en la salida de la válvula, comprendiendo dicha válvula: un cuerpo metálico de válvula (5) con un conectador integral (1) de aguas arriba, un conectador (2) de aguas abajo y una trayectoria definida de flujo de líquido, un hueco (3) de aguas arriba y un hueco (4) de aguas abajo, con una cara de sellado (6) entre los huecos (3, 4), dispuesto el hueco de aguas arriba (3) para estar en comunicación de líquido con la trayectoria de flujo de líquido y dispuesto el hueco de aguas abajo (4) para estar en comunicación de líquido con el conectador de aguas abajo (2), una membrana (9) flexible de sellado, siendo la membrana (i) selectivamente desplazable para ponerse en contacto con dicha cara (6) de sellado de válvula para cerrar dicha válvula, (ii) selectivamente desplazable para abandonar el contacto con dicha cara (6) de sellado de válvula para abrir la válvula, y (iii) pudiéndose accionar selectivamente a una gama de posiciones para variar el caudal de fluido a través de la válvula, caracterizada por: un calentador (7) fijado en el cuerpo de válvula entre el hueco de aguas arriba (3) y un conectador de aguas abajo (2) en un emplazamiento que no esté en contacto con el líquido o interrumpa el alisado interno y la forma contorneada del cuerpo de válvula (5), siendo operativo dicho calentador para calentar el cuerpo de válvula a una temperatura predeterminada; tener el cuerpo de válvula (5) una forma interna definida que permite que el fluido drene al exterior del cuerpo de la válvula, y estando contorneado el cuerpo de la válvula por retirada de metal para definir una cavidad (12) entre el conectador de aguas arriba (1) y el calentador (7) a fin de maximizar la temperatura a través de la cara metálica de sellado (6), el hueco de aguas abajo (4) y el conectador de aguas abajo (2).
Description
Válvula calentada de línea limpia.
La invención se refiere a una válvula lisa y
calentada en su contorno capaz de:
Proporcionar un ambiente seco y biostático en la
salida de aguas abajo de la válvula.
Estrangular y aislar los fluidos manipulados en
una válvula limpiable, que posee características mejoradas a
temperaturas elevadas;
Ayudar a mantener las condiciones de
esterilización en lado de contacto del proceso de una válvula unida
a un aparato de esterilización.
Una aplicación típica para la válvula calentada
limpiable está en las industrias de proceso que requieren una
fuente de abastecimiento de agua de alta pureza dentro de los
límites prescritos de contaminación suministrada en sistemas
diseñados para requisitos particulares con materiales, acabados,
condiciones de proceso y requisitos de limpieza específicos, donde
la limpieza puede extenderse desde métodos de limpieza comunes
simples a la limpieza sanitaria y/o a la esterilización.
Con bastante frecuencia se requiere agua de
pureza elevada para operaciones específicas en cierto número de
industrias, y se requiere que sea suministrada a diversos caudales a
través de válvulas lisas fáciles de limpiar. Aunque hay técnicas
disponibles en el comercio para mantener la calidad del agua dentro
de un sistema cerrado de tuberías, mantener condiciones
desfavorables para la actividad microbiológica en el lado de aguas
debajo de la válvula y en la salida de la válvula que se expone al
ambiente, puede ser un problema, especialmente en sistemas por
debajo de 60ºC.
El ambiente húmedo, frío a templado, del lado de
descarga de la válvula la salida de la válvula, que se expone al
aire del sitio, proporciona una atmósfera ideal para la actividad
microbiológica. Dependiendo del tamaño de la salida y de la
temperatura del agua, es posible que se mantenga un tapón de agua en
la boquilla cuando no esté en uso, agravando adicionalmente el
problema.
Es posible esterilizar al vapor el lado de aguas
abajo de la válvula y la salida antes de usarlas pero esto
requiere más válvulas, una fuente de vapor puro y los elementos
mecánicos asociados. Tampoco es práctico esterilizar al vapor una
salida de válvula en los casos en que se requiere agua con
frecuencia. El vapor puede ser también un riego para la seguridad y
por las razones anteriormente mencionadas el vapor no es una buena
solución general al problema. Es también posible hacer una limpieza
sanitaria de la salida por cierto número de métodos que incluyen el
agua caliente, los productos químicos y los agentes oxidantes. Al
igual que el vapor, estos métodos introducen complicaciones y sólo
pueden ser eficaces durante el ciclo la esterilización/limpieza
sanitaria, una vez retirados o cuando se vuelva a usar la salida la
contaminación puede comenzar a ocurrir de nuevo.
Otra aplicación típica para la válvula calentada
limpiable se presenta en industrias de proceso en las que exista
necesidad suministrar, aislar o regular el flujo de fluidos que
presenten características mejoradas a temperaturas elevadas, en
válvulas lisas que se pueden limpiar.
Un ejemplo típico podía ser la transferencia de
productos alimenticios que se procesen en sistemas de materiales,
acabados y requisitos de facilidad de limpieza específicos. Otro
ejemplo podría ser la transferencia de un producto que es un fluido
por encima de una temperatura específica pero que solidifica por
debajo de esa temperatura específica o de líquidos que tienden a
crear dificultades de limpieza a ciertas temperaturas y requieren
sistemas que se puedan limpiar incluyendo válvulas.
Otra aplicación típica para la válvula calentada
limpiable es como válvula de aislamiento en el límite de sistemas o
de aparatos de tratamiento térmico que contengan elementos,
productos, medios, residuos o similares que estén sometidos a un
tratamiento térmico, o sean esterilizados o descontaminados. Es
generalmente necesario demostrar que se alcanza la temperatura de
tratamiento requerida en todas las regiones internas expuestas de
dicho sistema o aparato de tratamiento térmico. Con bastante
frecuencia estos dichos sistemas o aparatos de tratamiento térmico
contienen válvulas que sirven para una multiplicidad de propósitos.
Dichas válvulas pueden proporcionar a menudo "puntos fríos" en
tales aplicaciones debido a la masa del metal expuesta al ambiente
externo más frío lo cual hace difícil alcanzar las temperaturas
requeridas de tratamiento.
En las aplicaciones anteriormente mencionadas es
típico envolver externamente la tubería y/o las válvulas y
similares con serpentines de cable calentados eléctricamente o con
tuberías de vapor de pequeño diámetro, conocidas como trazado
térmico, o usar camisas de vapor. Aunque estas técnicas son
acertadas en las tuberías de interconexión es difícil que
proporcionen bastante energía desde las superficies expuestas
externas para calentar la gran masa de metal que se encuentra en
las válvulas lisas del tipo limpiable para alcanzar las
temperaturas requeridas en las superficies interiores de la válvula.
El trazado térmico y las cubiertas de protección asociadas cuando
se aplican a los cuerpos de válvula pueden ser voluminosos,
difíciles de aplicar eficientemente y difíciles de volver a
aplicar después de ser retiradas para su mantenimiento y pueden
crear problemas de limpieza externa en industrias higiénicas.
Hay patentes existentes para válvulas calentadas
en la industria de fundición de metales fundidos, véase las
Patentes US Nos. 5 752 562, 5 531 245.
Las válvulas cubiertas por las patentes
anteriormente mencionadas comprenden juntas internas, grietas,
surcos deslizantes y accesorios. Los huecos y grietas resultantes
proporcionan áreas para que se aloje el producto, dando abrigo a la
contaminación microbiológica y creando dificultades para la
limpieza. Esto hace que dichas válvulas sean inadecuadas para las
industrias higiénicas o aquéllas en las que la limpieza o la
esterilización sean un aspecto importante. El diseño de dichas
válvulas para la industria de los metales fundidos podría también
contener "puntos fríos" debido al cambio de material y al
contacto limitado con el cuerpo metálico del elemento de
calefacción. También, dado que el elemento de calefacción está en
contacto con los fluidos de proceso, hay aspectos potenciales con
puntos calientes localizados que pueden desnaturalizar las proteínas
y ciertos productos alimenticios, huecos en los que el producto y
los residuos se pueden alojar entre el calentador y el cuerpo de la
válvula. También sería difícil que dichas válvulas cumplan los
requisitos de compatibilidad de material, acabado superficial,
certificación y rastreabilidad de las industrias alimentarias e
higiénicas.
El documento
US-A-5522001 describe una válvula
con una membrana y un calentador. La válvula incluye una cámara de
vaporización para evaporar líquido. El documento 4977929 describe
una válvula según el preámbulo de la reivindicación 1.
La presente invención resuelve las deficiencias
tratadas de los procesos actuales y de las invenciones anteriores.
Es un objeto de la presente invención proporcionar una válvula
calentada limpiable capaz de lograr condiciones en el lado de aguas
abajo y de la salida de la válvula que sean desfavorables para la
actividad microbiológica contribuyendo al proceso de secado del
lado de aguas abajo del cuerpo y de la salida de la válvula y
mantener dichas áreas de la válvula se secan y a una temperatura
elevada después de su uso.
Es otro objeto de la presente invención
proporcionar una válvula calentada que se pueda limpiar que sea
compacta, elegante, simple de utilizar y que esté disponible para
su uso como sea necesario.
Es otro objeto de la presente invención
proporcionar una válvula calentada limpiable para regular o
proporcionar un medio que presente características mejoradas a
temperaturas elevadas proporcionando unas condiciones de
temperatura suficientes dentro de la válvula según los requisitos
del medio para su flujo y una temperatura suficiente a través de la
cara metálica de sellado que entra en contacto con la membrana de
sellado flexible.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar una válvula calentada que se pueda limpiar con una capa
polimérica de color en áreas selectivas para reducir al mínimo la
temperatura superficial para seguridad personal, maximizar el calor
en el cuerpo de la válvula y en el conectador de aguas abajo y para
permitir la codificación por colores de las válvulas.
Otro objeto de la presente invención es
proporcione una válvula calentada limpiable para manipular un medio
que presente características mejoradas a temperaturas elevadas que
tienda a pegarse en las superficies o en las discontinuidades de la
válvula cuando esté caliente, o como resultado del enfriamiento, o
que requiera una limpieza rigurosa. Otro objeto de la presente
invención es proporcionar una válvula calentada limpiable y que sea
lisa, susceptible de ser construida a partir de materiales
rastreables adecuados para manipular un medio para industrias
reguladas tales como la alimentaria, biotécnicas, farmacéuticas,
productos para la salud y similares.
Es otro objeto de la presente invención
proporcionar una válvula calentada que se pueda limpiar para
sistemas o aparatos de tratamiento térmico que contengan elementos,
productos, medios, residuos o similares que se sometan a un
tratamiento térmico, sean esterilizados o descontaminados, para
permitir dicha válvula que se alcance la temperatura requerida
incluyendo el cuerpo de dicha válvula expuesto a la envolvente
interna sometida a un tratamiento térmico interno.
La presente invención se define en la
reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se precisan
diversas características preferidas.
La superficie interna del cuerpo de válvula
tiene una forma definida que permite que el medio drene dicho cuerpo
de válvula si se requiere.
Hay un calentador alargado fijado en dicho
cuerpo de válvula en un emplazamiento tal que no esté en contacto
con el fluido o interrumpa la suavidad interna y el cuerpo
contorneado, funcionando dicho calentador para calentar el cuerpo
de la válvula a la temperatura impuesta por el proceso.
\newpage
Cuando se vaya a utilizar la válvula calentada
limpiable con una salida simple, el conectador de aguas abajo puede
ser contorneado y alisado para promover el drenaje libre incluyendo
una pequeña discontinuidad para romper la tensión superficial, a
fin de contribuir adicionalmente al drenaje.
La válvula calentada limpiable tiene una forma
termodinámica del cuerpo externo para maximizar la temperatura que
se puede alcanzar en la cara de sellado metálico que entra en
contacto con la membrana flexible de sellado y el lado de aguas
abajo así como el conectador de aguas abajo de dicha válvula.
Las realizaciones de la presente invención se
describen, solamente a título de ejemplo, haciendo referencia a los
dibujos anexos. Debería observarse que la siguiente descripción no
pretende ser una limitación de los aspectos más amplios de la
presente invención.
Figura
1
La Figura 1 es una vista tridimensional de un
cuerpo de válvula calentada limpiable de acuerdo con la presente
invención.
El conectador (1) de aguas arriba, mostrado
unido al cuerpo de válvula calentada limpiable (5), se representa
como una línea de flujo perpendicular acoplada estrechamente al
vacío contorneado (3) de aguas arriba.
Debería apreciarse, sin embargo, que el
conectador de aguas arriba es un accesorio para suministrar el medio
al cuerpo de válvula calentada limpiable y por tanto puede tener
cierto número de otras formas con excepción de la presentada,
incluyendo los indicados a continuación pero sin limitarse a ellos;
otra válvula conectada, tubo o tubería de boca de entrada simple,
accesorios de tubo tuberías asociados, pared de recipiente o tanque,
pared de aparato de esterilización o similares.
El conectador de aguas abajo (2) mostrado unido
al cuerpo de válvula calentada limpiable (5), se representa como
una boquilla de tipo de salida simple. Debería apreciarse, sin
embargo, que el conectador de aguas abajo es un accesorio para
descargar el medio del cuerpo de válvula calentada de la línea
limpia y por tanto puede tomar cierto número de otras formas
distintas de la presentada, incluyendo pero sin limitarse a ellas:
otra válvula conectada, línea de flujo perpendicular acoplada
estrechamente al hueco contorneado de aguas abajo (4), tubo o
tubería de boca de entrada simple, accesorios de tubo tuberías
asociados, pared de recipiente o tanque, pared de aparato de
esterilización o similares.
La trayectoria de flujo aguas arriba está
definida por un hueco contorneado (3) de aguas arriba a través del
cual pasará el medio del conectador de aguas arriba sobre la cara de
sellado (6) y a través del cuerpo de válvula calentada limpiable
(5) cuando la membrana de sellado (9) es levantada accionando el
mando (10) de activación de flujo. La trayectoria del flujo aguas
abajo es definida por un hueco contorneado (4) de aguas abajo a
través del cual el medio atravesará el cuerpo de válvula calentada
limpiable (5) desde el hueco contorneado (3) de aguas arriba sobre
la cara de sellado (6) al interior del conectador (2) de aguas abajo
cuando la membrana de sellado (9) es levantada accionando el mando
(10) de activación de flujo mostrado como estando adaptado para su
activación manual, pero puede ser también automático, por ejemplo
neumático o electrónico, etc.
El cuerpo de válvula calentada limpiable define
la trayectoria de flujo del medio y contiene unos orificios de
fijación (8) para permitir que la membrana de sellado y el mando de
activación de flujo se unan con seguridad al cuerpo de válvula.
Figura
2
La Figura 2 es una vista en corte transversal
del cuerpo de válvula calentada limpiable.
Para elevar la temperatura de la válvula
limpiable a fin de alcanzar las condiciones deseadas existe un
elemento de calefacción cilíndrico (7) fijado fuertemente en el
cuerpo de válvula calentada accionado por cables eléctricos. El
elemento de calefacción se coloca para no penetrar la superficie
interna limpiable lisa de la válvula ni entrar en contacto con el
medio interior o pasar a través de la válvula. En los casos en los
que la válvula calentada limpiable se vaya a utilizar como una
salida para proporcionar un medio libre de contaminación
microbiológica, la boquilla (2) del tipo de salida simple del
conectador de aguas abajo se puede contornear opcionalmente en la
porción superior de dicha boquilla, como se muestra (11) para ayudar
a abrir cualquier medio retenido en la boquilla cuando se cierra la
válvula a fin de promover el drenaje libre rápido de la
boquilla.
La porción inferior del cuerpo de válvula
calentada limpiable, entre el conectador de aguas arriba y el
elemento de calefacción cilíndrico, se puede contornear para
retirar metal para las aplicaciones en las que circula un medio
frío por el conectador de aguas arriba a fin de maximizar la
temperatura a través de la cara metálica de sellado, el hueco
contorneado de aguas abajo y el conectador de descarga.
Claims (8)
1. Una válvula para el suministro controlado de
líquidos, siendo la válvula de un diseño limpiable capaz de
mantener condiciones desfavorables para la actividad microbiana en
el lado de aguas abajo y/o en la salida de la válvula,
comprendiendo dicha válvula:
- un cuerpo metálico de válvula (5) con un conectador integral (1) de aguas arriba, un conectador (2) de aguas abajo y una trayectoria definida de flujo de líquido, un hueco (3) de aguas arriba y un hueco (4) de aguas abajo, con una cara de sellado (6) entre los huecos (3, 4), dispuesto el hueco de aguas arriba (3) para estar en comunicación de líquido con la trayectoria de flujo de líquido y dispuesto el hueco de aguas abajo (4) para estar en comunicación de líquido con el conectador de aguas abajo (2), una membrana (9) flexible de sellado, siendo la membrana (i) selectivamente desplazable para ponerse en contacto con dicha cara (6) de sellado de válvula para cerrar dicha válvula, (ii) selectivamente desplazable para abandonar el contacto con dicha cara (6) de sellado de válvula para abrir la válvula, y (iii) pudiéndose accionar selectivamente a una gama de posiciones para variar el caudal de fluido a través de la válvula, caracterizada por:
- un calentador (7) fijado en el cuerpo de válvula entre el hueco de aguas arriba (3) y un conectador de aguas abajo (2) en un emplazamiento que no esté en contacto con el líquido o interrumpa el alisado interno y la forma contorneada del cuerpo de válvula (5), siendo operativo dicho calentador para calentar el cuerpo de válvula a una temperatura predeterminada;
- tener el cuerpo de válvula (5) una forma interna definida que permite que el fluido drene al exterior del cuerpo de la válvula, y estando contorneado el cuerpo de la válvula por retirada de metal para definir una cavidad (12) entre el conectador de aguas arriba (1) y el calentador (7) a fin de maximizar la temperatura a través de la cara metálica de sellado (6), el hueco de aguas abajo (4) y el conectador de aguas abajo (2).
2. Una válvula como la definida en la
reivindicación 1, capaz de elevar la temperatura en el lado de aguas
abajo de dicha válvula por encima de 60ºC.
3. Una válvula como la definida en la
reivindicación 1 ó en la reivindicación 2, en la cual el conectador
aguas abajo (2) es contorneado y alisado para promover el drenaje
libre incluyendo una pequeña discontinuidad para romper la tensión
superficial.
4. Una válvula como la definida en la
reivindicación 3, capaz de elevar la temperatura de dicho cuerpo de
válvula (5) alrededor del lado de aguas debajo de la cara metálica
de sellado (6) que se pone en contacto con la membrana flexible de
sellado (9) por encima de 100ºC.
5. Una válvula como la definida en la
reivindicación 3, capaz de elevar la temperatura de la cara metálica
de sellado (6) que se pone en contacto con la membrana de sellado
por encima de una temperatura de esterilización de al menos
121ºC.
6. Una válvula como la definida en cualquier
reivindicación precedente, con una capa aislante polimérica, que
puede ser codificada en color, que recubre el cuerpo de la válvula
(15) y el conectador de aguas abajo (2).
7. Una válvula como la de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, que incluye un mando de control de
flujo (10) para levantar la membrana (9 apartándola de la cara de
sellado (6).
8. Una válvula como la de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes en la cual el calentador (7) es
alargado.
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