Como funcionam as válvulas de controle de fluxo de enchimento de pistão?

John R. Henry | 30 de março de 2023

Os enchimentos de pistão são os mais comuns e versáteis das arquiteturas de enchimento volumétrico.

Escolher a combinação adequada de pistão/cilindro é importante. Deixar de escolher as válvulas de entrada e descarga corretas pode resultar em enchimentos imprecisos, gotejamento, fios e até mesmo danos ao produto.

Estas válvulas são sincronizadas com o pistão. A válvula de entrada abre e a válvula de descarga fecha conforme o pistão extrai o produto do reservatório. Eles se invertem conforme o pistão é empurrado, permitindo que o produto seja descarregado para os bocais de enchimento.

Este artigo fornece descrições de cinco tipos de designs de enchimento de pistão e seus melhores usos:

1. Válvulas de retenção (válvulas de mola, por exemplo);

2. Válvulas mecânicas (como válvulas corrediças);

3. Válvulas de aperto externo (ou peristálticas);

4. Válvulas planas rotativas; e

5. Válvulas de cerâmica.

1. As válvulas de retenção são simples e comuns. Essas válvulas acionadas por mola permitem apenas o fluxo unidirecional. O fluxo do produto os abre; a mola os fecha (veja a imagem no topo da página).

Um problema potencial é que produtos viscosos podem fazer com que fechem de forma irregular. Sólidos no produto podem impedir o fechamento hermético entre as descargas. As válvulas de retenção funcionam melhor com soluções de baixa viscosidade sem partículas.

2. As válvulas mecânicas fecham de forma mais positiva. Esta válvula deslizante controla o fluxo de quatro bombas de pistão. É acionado por uma articulação do acionamento do pistão. Válvulas mecânicas são recomendadas onde (1) maior precisão de enchimento é necessária, (2) o produto contém partículas pequenas ou grandes, ou (3) para produtos de maior viscosidade, até cremes e pastas pesados.

3. As válvulas de manga flexível eliminam o contato com o produto e usam uma única peça de tubulação da bomba de enchimento ao bocal. Isso elimina a necessidade de limpeza, evitando vazamentos para dentro e para fora do canal de fluido. Isso torna as válvulas de manga flexível excelentes para produtos de alta pureza e perigosos.

4. Embora não seja tecnicamente uma "válvula", o exemplo abaixo mostra outra opção: um pistão giratório. À medida que o pistão é retirado, a área plana é alinhada com a entrada, bloqueando a descarga. À medida que o produto é descarregado, o flat se alinha com a porta de descarga.

Uma variação dessa bomba de pistão rotativo gira mecanicamente a válvula independentemente do pistão para abrir e fechar as portas. O mecanismo é mais complexo, mas o tempo da válvula é independente do pistão.

O material cerâmico é extremamente duro e particularmente bom com líquidos abrasivos, como soluções para lentes de contato.

Ambos os tipos, por não possuírem vedação deslizante, geram poucos particulados. Isso os torna especialmente bons para produtos farmacêuticos injetáveis ​​ou oftalmológicos.

5. Pela sua natureza, as válvulas restringem o fluxo. Isso pode ser um problema com produtos viscosos. A válvula rotativa abaixo dá um quarto de volta entre a carga e a descarga. Isso permite fluxo total sem restrições para carga e descarga. É especialmente adequado para cremes de alta viscosidade e outros produtos.

É fácil quando você sabe.

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