RU2111402C1

RU2111402C1 - Valve for aseptic production

Info

Publication number: RU2111402C1
Application number: RU95119948A
Authority: RU
Inventors: Иосиф Леонидович Гильденфун
Original assignee: Иосиф Леонидович Гильденфун
Priority date: 1995-11-23
Filing date: 1995-11-23
Publication date: 1998-05-20

Abstract

FIELD: food-processing, pharmaceutical, biochemical and similar industries. SUBSTANCE: valve has body 1 with branch pipes 2 and 3, guide bush 5 with circular projection 8, drive stem 7 and sealing elastic diaphragm 16 which tightly embraces conjugated surfaces of circular projection 8 and stem 7 over entire length of conjugation. Conjugated surfaces of circular projection 8, stem and diaphragm are toroidal in shape in area of attachment; surfaces of diaphragm are mating relative to respective surfaces of circular projection of bush and stem. EFFECT: enhanced reliability. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к подъемным клапанам асептических производств в пищевой, фармацевтической, биохимической и аналогичных отраслях промышленности. The invention relates to valve manufacturing, and in particular to lifting valves of aseptic industries in the food, pharmaceutical, biochemical and similar industries.

Основными требованиями, предъявляемыми к данному виду арматуры, являются:
- исключение возможности заноса в транспортируемый продукт вредных примесей извне, т.е. заражения внешними примесями;
- отсутствие внутренних источников заражения транспортируемого продукта, способного в застойных зонах в осадках создавать благоприятные условия для жизнедеятельности вредных микроорганизмов;
- высокая надежность работы клапана и в первую очередь элементов, обеспечивающих асептические свойства клапана.The main requirements for this type of reinforcement are:
- elimination of the possibility of introducing harmful impurities from the outside into the transported product, i.e. infection with external impurities;
- lack of internal sources of infection of the transported product, capable of creating favorable conditions for the life of harmful microorganisms in stagnant zones in sediments;
- high reliability of the valve and, first of all, elements providing aseptic properties of the valve.

Известен клапан (патент Австрии N 138224П, кл. 64 с. 19, 1971) содержащий герметичный корпус с патрубками, седлом и направляющей втулкой, в которой подвижно расположен приводной шток с золотником, и герметизирующую плоскую мембрану, закрепленную на штоке и корпусе. A known valve (Austrian patent N 138224P, class 64, p. 19, 1971) contains a sealed housing with nozzles, a seat and a guide sleeve, in which the actuating rod with a spool is movably located, and a sealing flat membrane mounted on the rod and body.

Допускаемые малые перемещения плоской мембраны в осевом направлении является причиной недостаточной надежности клапана, в чем заключается основной недостаток данного клапана. The permissible small displacements of the flat membrane in the axial direction is the reason for the insufficient reliability of the valve, which is the main disadvantage of this valve.

Известны также клапаны фирмы "Adar" (Франция) по книге Брусиловский Л.П. и Вайнберг В.Я. Автоматизация технологических процессов в молочной промышленности. - М. : Пищевая промышленность, 1973, стр. 254, рис. 11б) и фирмы "L-Laval" (Швеция) по книге Брусиловский Л.П. и др. Системы автоматического управления технологическими процессами предприятий молочной промышленности, - М.: Агропромиздат, 1986, стр. 170, рис. 63б), содержащие герметичный корпус с патрубками, седлом и направляющей втулкой, в которой подвижно расположен приводной шток с золотником, и герметизирующую гофрированную резинотканевую мембрану, закрепленную на штоке и корпусе. Valves of the Adar company (France) are also known according to the book of Brusilovsky L.P. and Weinberg V.Ya. Automation of technological processes in the dairy industry. - M.: Food industry, 1973, p. 254, rice. 11b) and the company "L-Laval" (Sweden) according to the book Brusilovsky L.P. and other Systems of automatic control of technological processes of enterprises of the dairy industry, - M .: Agropromizdat, 1986, p. 170, Fig. 63b), containing a sealed housing with nozzles, a saddle and a guide sleeve, in which the drive rod with a spool is movably located, and a sealing corrugated rubber-fabric membrane mounted on the rod and the housing.

Основными недостатками указанных клапанов являются:
наличие возможности соединения в складах между гофрами твердых осадков транспортируемого продукта, склонного к налипанию, что может привести при некачественной промывке к созданию источников внутреннего заражения;
невысокая надежность герметизирующей мембраны, испытывающей сложные нагружения при работе клапана, приводящие к ее разрыву.The main disadvantages of these valves are:
the possibility of connecting in warehouses between the corrugations of solid sediments of the transported product, prone to sticking, which can lead to the creation of sources of internal infection during poor washing;
low reliability of the sealing membrane, experiencing complex stresses during operation of the valve, leading to its rupture.

Также известны клапаны (патент Франции N 2159006, кл. F 16 K 41/00, 1972) и заявка ФРГ N 3215799, кл. F 16 K 1/04, 1983), содержащие герметичный корпус с патрубком, седлом и направляющей втулкой, в которой подвижно расположен приводной шток с золотником и герметизирующим разделительным сильфоном, закрепленным на штоке и корпусе. Valves are also known (French patent N 2159006, class F 16 K 41/00, 1972) and the application of Germany N 3215799, class. F 16 K 1/04, 1983), comprising a sealed housing with a nozzle, a seat and a guide sleeve, in which the drive rod with a slide valve and a sealing separation bellows mounted on the rod and the housing are movably located.

Данные клапаны обладают следующими основными недостатками:
- наличие в гофрах разделительного сильфона труднопромываемых застойных зон, где могут скапливаться осадки транспортируемого продукта, являющиеся источником его внутреннего заражения;
- сравнительно невысокая надежность работы сильфона при одностороннем нагружении избыточным давлении.These valves have the following main disadvantages:
- the presence in the corrugations of a separation bellows of hard-to-wash stagnant zones where sediments of the transported product can accumulate, which are the source of its internal infection;
- the relatively low reliability of the bellows during unilateral loading of overpressure.

Известен также клапан (патент СССР N 1595132, кл. F 16 K 41/10 1988), содержащий корпус с крышкой, запорный орган с седлом, шток привода с направляющей втулкой и герметизирующей эластичной мембраной, помещенной на штоке между торцом крышки и корпусом, причем на внутренней поверхности крышки выполнен концентрично штоку кольцевой корпус с наружной поверхностью, выполненной по форме открытого тора, касательного к торцу внутренней поверхности крышки, и с радиусом тора, равным половине диаметра штока, а мембрана имеет форму, повторяющую формы крышки с кольцевым выступом. A valve is also known (USSR patent N 1595132, class F 16 K 41/10 1988), comprising a housing with a cover, a locking member with a seat, a actuator stem with a guide sleeve and a sealing elastic membrane placed on the stem between the end face of the cover and the housing, on the inner surface of the lid, an annular housing concentric with the rod is made with the outer surface made in the shape of an open torus tangent to the end face of the inner surface of the lid and with a torus radius equal to half the diameter of the rod, and the membrane has a shape that repeats the shape of the lid with protrusion protrusion.

Основными недостатками указанного клапана являются:
- неравномерность нагружения отдельных участков мембраны растягивающими усилиями при работе клапана, что снижает надежность герметизирующей мембраны и всего клапана вцелом;
- сужение области применения данного клапана, ввиду невозможности работы мембраны при отсутствии внутри корпуса избыточного давления.The main disadvantages of this valve are:
- uneven loading of individual sections of the membrane by tensile forces during operation of the valve, which reduces the reliability of the sealing membrane and the entire valve as a whole;
- narrowing the scope of this valve, due to the impossibility of the membrane in the absence of excess pressure inside the housing.

Задачей настоящего изобретения являются:
- повышение надежности герметизирующей мембраны;
- расширение технологических возможностей клапана, т.е. обеспечение возможности работы клапана как при избыточном давлении внутри герметичного корпуса, так и при отсутствии его и даже при разрежении.The objective of the present invention are:
- improving the reliability of the sealing membrane;
- expansion of technological capabilities of the valve, i.e. enabling the valve to work both with excess pressure inside the sealed housing, and in the absence of it, and even with vacuum.

Технический результат достигается тем, что в клапане преимущественно асептических производств, содержащем корпус с патрубками, имеющую на внутреннем торце кольцевой выступ направляющую втулку, в которой с возможностью осевого перемещения расположен приводной шток, и герметичную эластичную мембрану, закрепленную на кольцевом выступе направляющей втулки и штоке, плотно охватывающую сопрягаемые поверхности кольцевого выступа и штока по всей длине сопряжения, согласно изобретению сопрягаемые поверхности кольцевого выступа, штока и мембраны в местах закрепления выполнены тороидальными, причем поверхности мембраны являются обратными соответствующим поверхностям кольцевого выступа втулки и штока. The technical result is achieved in that in a valve of predominantly aseptic production, comprising a housing with nozzles, having a guide sleeve on the inner end of the annular protrusion, in which the drive rod is axially movable, and a sealed elastic membrane mounted on the annular protrusion of the guide sleeve and the stem, tightly covering the mating surfaces of the annular protrusion and the rod along the entire length of the mating, according to the invention, the mating surfaces of the annular protrusion, the rod and meme branes in the attachment points are made toroidal, and the membrane surfaces are inverse to the corresponding surfaces of the annular protrusion of the sleeve and the rod.

Кроме того, шток в месте закрепления мембраны имеют буртик. А наружная поверхность кольцевого выступа направляющей втулки выполнена касательной к наружной поверхности штока. In addition, the stem in the place of attachment of the membrane have a shoulder. And the outer surface of the annular protrusion of the guide sleeve is made tangent to the outer surface of the rod.

Изобретение поясняется чертежами, на которых показан: на фиг. 1 - клапан в разрезе; на фиг. 2 - узел А клапана по фиг. 1; на фиг. 3 - узел Б клапана по фиг. 1. The invention is illustrated by drawings, in which: FIG. 1 - sectional valve; in FIG. 2 - valve assembly A of FIG. one; in FIG. 3 - valve assembly B of FIG. one.

Клапан содержит герметичный корпус 1 с патрубками 2 и 3, седлом 4 и направляющей втулкой 5, закрепленной на корпусе 1 центрирующей прижимной крышкой 6. Во втулке 5 с возможностью осевого перемещения установлен приводной шток 7. Втулка 5 со стороны внутренней полости клапана имеет на торце кольцевой, охватывающий шток 7, выступ 8, наружная поверхность 9 которого, выполненная тороидальной, касательна к цилиндрической поверхности 10 штока 7. Шток 7 выполнен трубчатой конструкции и у торца, размещенного внутри корпуса, имеет буртик 11 с тороидальной поверхностью 12. На штоке 7 с помощью стяжки 13 и натяжной гайки 14 закреплен золотник 15. Герметизирующая эластичная мембрана 16, охватывающая поверхность 9 втулки 5 и поверхности 10 и 12 штока 7, закреплена на втулке 7 и корпусе 1 с помощью крышки 6, а на штоке 7 - золотником 15. The valve comprises a sealed housing 1 with nozzles 2 and 3, a seat 4 and a guide sleeve 5, mounted on the housing 1 by a centering pressure cap 6. In the sleeve 5, the actuating rod 7 is mounted with the possibility of axial movement. The sleeve 5 has an annular ring at the end of the valve embracing the rod 7, the protrusion 8, the outer surface 9 of which is made toroidal, tangent to the cylindrical surface 10 of the rod 7. The rod 7 is made of a tubular structure and at the end placed inside the housing has a shoulder 11 with a toroidal surface 12. A spool 15 is fixed on the stem 7 using a tie 13 and a tension nut 14. An elastic sealing membrane 16 covering the surface 9 of the sleeve 5 and the surfaces 10 and 12 of the rod 7 is fixed to the sleeve 7 and the housing 1 using the cover 6, and on stock 7 - spool 15.

Поверхности мембраны 16, сопрягаемые с поверхностями 9, 10 и 12, выполнены обратными им и с диаметральными размерами, в свободном состоянии меньшими, чем соответствующие им диаметральные размеры втулки 5 и штока 7. Вследствие этого после сборки клапана, мембрана 16 находится в предварительно напряженном (радиально растянутом) состоянии и плотно охватывает поверхности 9, 10 и 12. The surfaces of the membrane 16, mating with the surfaces 9, 10 and 12, are made opposite to them and with a diametric size, in the free state, smaller than the corresponding diametrical dimensions of the sleeve 5 and the rod 7. As a result, after assembling the valve, the membrane 16 is pre-stressed ( radially stretched) state and tightly covers surfaces 9, 10 and 12.

Клапан работает следующим образом. The valve operates as follows.

При избыточном делении транспортируемого продукта создается дополнительный прижим эластичной мембраны 16 к твердым поверхностям 9 кольцевого выступа 8 втулки 5, цилиндрической 10 штока 7 и тороидальной 12 буртика 11. Мембрана 16 испытывает при этом кроме предварительного напряжения натяжения и напряжение сжатия от избыточного давления, направленного перпендикулярно твердым поверхностям 9, 10 и 12. При перемещении штока 7 золотник 15 прижимается к седлу 4, перекрывая поток транспортируемого продукта на участке патрубок 2 - патрубок 3. Клапан закрыт. Шток 7 растягивает при этом мембрану 16, в которой возникают напряжения, направленные вдоль ее образующей. Вследствие отсутствия изломов и разрывов при контакте мембраны 16 с твердыми поверхностями 9, 10 и 12, сложной деформации, приводящей к разрыву, эластичная мембрана не испытывает. With excessive division of the transported product, an additional clamp of the elastic membrane 16 is created against the solid surfaces 9 of the annular protrusion 8 of the sleeve 5, of the cylindrical 10 of the rod 7 and of the toroidal 12 of the flange 11. In addition to the prestressing stress, the membrane 16 also experiences compression stress from an excess pressure directed perpendicular to the solid surfaces 9, 10 and 12. When moving the rod 7, the spool 15 is pressed against the seat 4, blocking the flow of the transported product in the area of the pipe 2 - pipe 3. The valve is closed. In this case, the rod 7 stretches the membrane 16, in which stresses occur along its generatrix. Due to the absence of kinks and tears upon contact of the membrane 16 with the hard surfaces 9, 10 and 12, the complex deformation leading to rupture, the elastic membrane does not experience.

Открытие клапана происходит в обратном порядке. The valve opens in the reverse order.

При разряжении во внутренней полости клапана предварительное напряжение мембраны 7 препятствует ее отрыву от твердых поверхностей 9, 10 и 12. When discharged in the internal cavity of the valve, the prestressing of the membrane 7 prevents it from tearing off from solid surfaces 9, 10 and 12.

Применение мембраны такой формы позволяет более равномерно нагружать ее простыми растягивающими и сжимающими усилиями и сводит к минимуму вероятность ее разрыва. The use of a membrane of this shape allows you to more evenly load it with simple tensile and compressive forces and minimizes the probability of its rupture.

Claims

1. Valve of predominantly aseptic production, comprising a body with nozzles, having a guide sleeve on the inner end of the annular protrusion, in which the actuating rod is located with the possibility of axial movement, and a sealed elastic membrane mounted on the annular protrusion of the guide sleeve and the rod, tightly covering the mating surfaces of the annular the protrusion and the rod along the entire length of the mating, characterized in that the mating surfaces of the annular protrusion, the rod and the membrane at the attachment points are made toroid lnymi, wherein the membrane surface are reverse to corresponding surfaces of the annular projection of the sleeve and the rod.

2. The valve according to claim 1, characterized in that the rod in the place of fixing the membrane has a shoulder.

3. The valve according to claim 1, characterized in that the outer surface of the annular protrusion of the guide sleeve is made tangent to the outer surface of the stem.