Come funzionano le valvole di controllo del flusso del riempitore a pistone?

John R. Henry | 30 marzo 2023

Le riempitrici a pistone sono le più comuni e versatili tra le architetture di riempimento volumetrico.

La scelta della corretta combinazione pistone/cilindro è importante. La mancata scelta delle valvole di ingresso e di scarico corrette può provocare riempimenti imprecisi, gocciolamenti, formazione di filamenti e persino danni al prodotto.

Queste valvole sono sincronizzate con il pistone. La valvola di ingresso si apre e la valvola di scarico si chiude mentre il pistone aspira il prodotto dal serbatoio. Si invertono quando il pistone viene spinto verso l'interno, consentendo al prodotto di scaricarsi verso gli ugelli di riempimento.

Questo articolo fornisce le descrizioni di cinque tipi di modelli di riempimento a pistone e i migliori utilizzi:

1. Valvole di ritegno (valvole a molla, ad esempio);

2. Valvole meccaniche (come le valvole a cassetto);

3. Valvole a pinza esterne (o peristaltiche);

4. Valvole piatte rotanti; E

5. Valvole in ceramica.

1. Le valvole di ritegno sono semplici e comuni. Queste valvole a molla consentono solo il flusso unidirezionale. Il flusso del prodotto li apre; la molla li chiude (vedi immagine a inizio pagina).

Un potenziale problema è che i prodotti viscosi possono causarne la chiusura irregolare. I solidi nel prodotto possono impedire la chiusura ermetica tra gli scarichi. Le valvole di ritegno funzionano meglio con soluzioni a bassa viscosità senza particolato.

2. Le valvole meccaniche si chiudono in modo più positivo. Questa valvola a cassetto controlla il flusso proveniente da quattro pompe a pistoni. È azionato da un collegamento dall'azionamento del pistone. Le valvole meccaniche sono consigliate dove (1) è richiesta una maggiore precisione di riempimento, (2) il prodotto contiene particelle piccole o grandi, o (3) per prodotti a viscosità più elevata, fino a creme e paste pesanti.

3. Le valvole a pinza esterne eliminano il contatto con il prodotto e utilizzano un unico pezzo di tubo dalla pompa di riempimento all'ugello. Ciò elimina la necessità di pulizia prevenendo perdite all'interno e all'esterno del canale del fluido. Ciò rende le valvole a manicotto eccellenti per prodotti ad elevata purezza e pericolosi.

4. Anche se tecnicamente non si tratta di una "valvola", l'esempio seguente mostra un'altra opzione: un pistone rotante. Quando il pistone viene ritirato, la zona piatta è allineata con l'ingresso, bloccando lo scarico. Quando il prodotto viene scaricato, la parte piatta si allinea con l'apertura di scarico.

Una variante di questa pompa a pistone rotante fa ruotare meccanicamente la valvola indipendentemente dal pistone per aprire e chiudere le porte. Il meccanismo è più complesso ma la fasatura della valvola è indipendente dal pistone.

Il materiale ceramico è estremamente duro e particolarmente adatto ai liquidi abrasivi come le soluzioni per lenti a contatto.

Entrambi i tipi, non avendo guarnizioni scorrevoli, generano poche particelle. Ciò li rende particolarmente adatti per prodotti farmaceutici iniettabili o per la cura degli occhi.

5. Per loro natura, le valvole limitano il flusso. Questo può essere un problema con i prodotti viscosi. La valvola rotante sottostante effettua un quarto di giro tra la carica e la scarica. Ciò consente il flusso completo senza restrizioni sia per la carica che per lo scarico. È particolarmente adatto per creme ad alta viscosità e altri prodotti.

È facile quando lo sai.

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