ДВУХПОЗИЦИОННЫЙ КЛАПАН, СОВМЕСТИМЫЙ С НАПОЛНЯЮЩИМИ СИСТЕМАМИ ВРЕМЯ-ДАВЛЕНИЕ И СИСТЕМОЙ CIP/SIP
TWO-POSITION VALVE, COMPATIBLE WITH TIME-PRESSURE FILLING SYSTEMS AND CIP / SIP SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к двухпозиционному клапану, широко используемому в линии розлива для жидких сред, а именно к двухпозиционному клапану, который можно использовать для наполняющих систем с принципом дозирования время-давление («Time Pressure») и с очисткой и стерилизацией на месте CIP/SIP (Cleaning-In-Place and Sterilization-In-Place).
Уровень техники
Двухпозиционные клапаны широко применяются в фармацевтической, пищевой, химической и прочих промышленностях из-за важности их функции. Однако существующие двухпозиционные клапаны обычно имеют низкую точность изготовления, и подходят для открывания и закрывания подачи лишь общей среды, и не могут применяться в системе очистки на месте (CIP) и стерилизации на месте (SIP). Таким образом, крайне важна разработка двухпозиционного клапана, удовлетворяющего высокотехнологичным требованиям фармацевтической, пищевой и химической промышленностей, а также совместимого с технологией CIP/SIP. В частности, большую важность имеет создание двухпозиционного клапана, совместимого с системой дозирования время-давление. На Фиг. 8 изображена структурная схема обычного двухпозиционного клапана: сердечник клапана расположен в корпусе 17, сбоку корпус 17 соединен с входом 5 для жидкости, а нижняя сторона корпуса 17 имеет выход 4 для жидкости. Такой двухпозиционный клапан не может быть очищен с помощью CIP/SIP и имеет низкую точность переключения.
Раскрытие изобретения
Данное изобретение нацелено на решение проблем, связанных с низкой точностью изготовления существующих двухпозиционных клапанов и с возможностью работы лишь с общим наполнителем, а также проблем, связанных с несовместимостью этих клапанов с технологией CIP/SIP. В частности, существует необходимость в двухпозиционном клапане, совместимом с технологиями CIP/SIP и системой дозирования время-давление, и обладающем хорошей герметичностью, характеризующемся удобством демонтажа, простотой конструкции и удобством эксплуатации.
Для достижения этих целей в настоящем изобретении предложен двухпозиционный клапан, совместимый с технологиями CIP/SIP и системой дозирования время-давление, который имеет сердечник клапана, расположенный в корпусе клапана, причем между сердечником и корпусом клапана расположено уплотнительное кольцо, а сердечник клапана подогнан к корпусу клапана.
Предпочтительно нижняя часть сердечника клапана имеет утолщение, которое соединено с одним концом второй ступени, другой конец второй ступени соединен с одним концом первой ступени, а на первой ступени расположен паз, соответствующий по форме уплотнительному кольцу. При этом наружный диаметр утолщения больше наружного диаметра второй ступени, а наружный диаметр второй ступени больше наружного диаметра первой ступени.
Предпочтительно в нижней части корпуса клапана предусмотрен выход для жидкости, а сбоку корпуса клапана предусмотрен вход для жидкости и стыковка с системой CIP/SIP, при этом вход и выход для жидкости, а также стыковка с системой CIP/SIP сообщаются с отверстием в центре корпуса клапана.
Предпочтительно отверстие в центре корпуса клапана выполнено широким на обоих концах и более узким в середине с постепенным расширением от середины к концам.
Предпочтительно центральное отверстие корпуса клапана имеет первый вырез, нижний конец которого соединен с верхним концом второго выреза, а сбоку второй вырез сообщается со стыковкой системы CIP/SIP. При этом ниже второго выреза расположен третий вырез, который сбоку соединен с входом для жидкости. Нижний конец третьего выреза соединен с верхним концом четвертого выреза, нижний конец которого сообщается с выходом для жидкости.
Предпочтительно внутренний диаметр четвертого выреза совпадает с диаметром утолщения сердечника, внутренний диаметр второго выреза совпадает с диаметром второй ступени сердечника, причем длина второй ступени больше расстояния между четвертым и вторым вырезами, а сумма длин первого и второго вырезов больше, чем расстояние между пазом и второй ступенью сердечника.
Предпочтительно вход для жидкости и стыковка с системой CIP/SIP являются соединителями, напоминающими по форме пагоду (сужается к одному концу).
Предпочтительно на другом конце первой ступени предусмотрено соединительное отверстие.
По сравнению с известным уровнем техники, описанный двухпозиционный клапан имеет соединение с системой CIP/SIP, а сердечник и корпус клапана могут быть изготовлены с большей точностью и могут быть хорошо подогнаны для обеспечения высокой точности переключения режимов клапана.
Преимуществами настоящего изобретения является следующее.
1. Корпус и сердечник клапана изготавливают из цельной заготовки, что позволяет исключить общую сварочную деформацию, улучшает точность обработки деталей, исключает проблемы санитарного характера, а также соответствует требованиям надлежащей производственной практики (GMP).
2. Сердечник клапана подвергается особому поверхностному упрочнению, может быть достигнута хорошая герметичность, а также усложнено формирование частиц при скольжении сердечника клапана и корпуса клапана друг относительно друга.
3. Все стыки на корпусе клапана имеют хорошую герметичность и посадку под давлением, а также их можно легко демонтировать, чистить и стерилизовать.
4. Корпус и сердечник клапана имеют особую и оригинальную конструкцию, и функции закрывания, всасывания, включения и CIP/SIP могут быть реализованы путем установки корпуса и сердечника клапана в различные противоположные положения.
Данное изобретение характеризуется простотой конструкции, удобством эксплуатации и совместимостью с технологией CIP/SIP.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 представлена структурная схема двухпозиционного клапана, совместимого с технологиями дозирования время-давление и CIP/SIP.
На Фиг. 2 представлен вид в разрезе клапана с Фиг. 1.
На Фиг. 3 изображена структурная схема сердечника клапана.
На Фиг. 4 изображена схема корпуса клапана.
На Фиг. 5 представлена схема клапана согласно настоящему изобретению в выключенном положении и в положении всасывания.
На Фиг. 6 представлена схема клапана согласно настоящему изобретению во включенном положении.
На Фиг. 7 представлена схема клапана согласно настоящему изобретению в режиме CIP/SIP.
На Фиг. 8 изображена структурная схема известного из уровня техники двухпозиционного клапана.
Осуществление изобретения
Условные обозначения на чертежах:
1 сердечник клапана, 2 уплотнительное кольцо, 3 корпус клапана, 4 выход для жидкости, 5 вход для жидкости, 6 стыковка с системой CIP/SIP, 7 соединительное отверстие, 8 паз, 9 утолщение, 10 первая ступень, 11 вторая ступень, 12 первый вырез, 13 второй вырез, 14 третий вырез, 15 четвертый вырез, 16 сердечник обычного клапана, 17 корпус обычного клапана.
Для ясности понимания данное изобретение описано более подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи и предпочтительные варианты осуществления.
Данное изобретение представляет двухпозиционный клапан, совместимый с технологиями дозирования время-давление и CIP/SIP, и относится к наполнительному оборудованию для пищевой, медицинской, косметической и химической промышленности. На Фиг. 1 представлена структурная схема двухпозиционного клапана, совместимого с технологиями дозирования время-давление и CIP/SIP. Сердечник 1 с поверхностным упрочнением расположен в корпусе 3, причем на одном конце сердечника 1 предусмотрено соединительное отверстие 7 и сердечник 1 может быть соединен с приводным механизмом.
Как показано на Фиг. 2, сердечник 1 и корпус 3 клапана герметизированы с помощью уплотнительного кольца 2, которое расположено в пазу 8 сердечника 1, при этом уплотнительное кольцо 2 совпадает по форме с пазом 8 на сердечнике 1 для уплотнения зазора между сердечником 1 и корпусом 3 клапана. Сердечник 1 подогнан к корпусу 3 клапана, а максимальный зазор между сердечником 1 и корпусом составляет 8 мкм. Функции закрывания, всасывания, включения и режима CIP/SIP клапана могут быть реализованы, когда сердечник 1 расположен в разных положениях относительно корпуса 3 клапана. Сбоку корпуса 3 клапана предусмотрены соединения, в частности вход 5 для жидкости и стыковки 6 с системой CIP/SIP, которые напоминают по форме пагоду. При этом отверстие входа 5 для жидкости и отверстие стыковки 6 CIP/SIP имеют герметичную резьбу и могут быть напрямую соединены с различными трубами, а также могут быть герметизированы после фиксации герметизирующими гайками. Нижняя часть корпуса 3 клапана является выходом 4 для жидкости, который является торцевым сопряжением и соединяется с помощью гигиенического зажима, причем выход 4 для жидкости может быть уплотнен с помощью санитарной прокладки.
На Фиг. 3 изображена структурная схема сердечника 1 клапана. Нижняя часть сердечника 1 является утолщением 9, которое соединено с одним концом второй ступени 11, а другой конец второй ступени 11 соединен с одним концом первой ступени 10. На другом конце первой ступени 10 выполнено соединительное отверстие 7. Паз 8, соответствующий по форме уплотнительному кольцу 2, расположен между второй ступенью 11 и соединительным отверстием 7 на первой ступени 10. Наружный диаметр утолщения 9 больше, чем наружный диаметр второй ступени 11, а наружный диаметр второй ступени 11 больше, чем наружный диаметр первой ступени 10.
На Фиг. 4 изображена структурная схема корпуса 3 клапана. Отверстие в центре корпуса 3 является широким на концах и более узким в середине, причем постепенно расширяется от середины к обоим концам. Отверстие в центре корпуса 3 состоит из первого выреза 12, второго выреза 13, третьего выреза 14 и четвертого выреза 15. Нижний конец первого выреза 12 соединен с верхним концом второго выреза 13, а второй вырез 13 сбоку сообщается со стыковкой с системой CIP/SIP на одной стороне корпуса 3 клапана. Третий вырез 14 расположен ниже второго выреза 13 и соединен сбоку с входом 5 для жидкости на той же стороне корпуса, где расположена стыковка с системой 6 CIP/SIP. Нижний конец третьего выреза 14 соединен с верхним концом четвертого выреза 15, а нижний конец четвертого выреза 15 сообщается с выходом 4 для жидкости на нижней части корпуса 3 клапана.
Внутренний диаметр четвертого выреза 15 соответствует диаметру утолщения 9, а внутренний диаметр второго выреза 13 соответствует диаметру второй ступени 11. Длина второй ступени 11 больше расстояния между четвертым вырезом 15 и вторым вырезом 13, а сумма длины первого выреза 12 и второго выреза 13 больше расстояния между пазом 8 и второй ступенью 11.
На Фиг. 5 представлена схема клапана согласно настоящему изобретению в нерабочем положении всасывания. Сердечник 1 находится в нерабочем положении в режиме всасывания; вход 5 для жидкости, выход 4 для жидкости и стыковка с системой 6 CIP/SIP взаимно заблокированы за счет того, что утолщение 9 на нижней стороне сердечника 1 находится рядом с внутренней стенкой четвертого выреза 15 и в самом верхнем положении, внутренняя стенка второго выреза 13 находится рядом с наружной стенкой второй ступени 11, и жидкость не может проходить через клапан.
На Фиг. 6 представлена схема клапана согласно настоящему изобретению в рабочем положении пропускания. Сердечник 1 перемещается вниз из нерабочего положения всасывания в рабочее положение. Поскольку диаметр утолщения 9 меньше внутреннего диаметра выхода 4 для жидкости, то вход 5 и выход 4 для жидкости открыты; а поскольку внутренняя стенка второго выреза 13 прилегает к наружной стенке второй ступени 11, стыковка 6 с системой CIP/SIP перекрыта, а вход 5 и выход 4 для жидкости открыты, и жидкость может протекать через клапан.
На Фиг. 7 представлена схема клапана согласно настоящему изобретению в положении очистки и стерилизации. Сердечник 1 клапана перемещается вниз из рабочего положения в положение очистки и стерилизации. Поскольку вторая ступень 11 полностью вышла из второго выреза 13, а наружный диаметр первой ступени 10 меньше, чем диаметр второго выреза 13, который является минимальным внутренним диаметром в центре корпуса 3 клапана, вход 5 и выход 4 для жидкости, а также стыковка 6 с системой CIP-SIP полностью открыты, причем сердечник 1 и корпус 3 клапана уплотнены с помощью уплотнительного кольца 2 в первом вырезе 12. Клапан может работать в режиме очистки и стерилизации, когда в стыковку 6 с системой CIP/SIP подается соответствующая среда.
Когда выполняется очистка и стерилизация на месте, сердечник 1 клапана расположен в положении, представленном на Фиг. 7; стыковку 6 с системой CIP/SIP и вход 5 для жидкости очищают нагнетаемой водой, затем продувают и сушат стерильным сжатым воздухом, стерилизуют чистым и насыщенным паром, и затем охлаждают и сушат чистым сжатым воздухом.
При выполнении дозирования по принципу время-давление жидкость с постоянным давлением подается на вход 5, и сердечник 1 клапана переключается из положения, представленного на Фиг. 5, в положение, представленное на Фиг. 6, в течение заданного времени, необходимого для завершения розлива жидкости в тару.