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

João R. Henry | 30 de março de 2023

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

Escolher a combinação adequada de pistão/cilindro é importante. A não escolha das válvulas de entrada e descarga corretas pode resultar em enchimentos imprecisos, gotejamento, amarração e até mesmo danos ao produto.

Estas válvulas estão sincronizadas com o pistão. A válvula de entrada abre e a válvula de descarga fecha enquanto o pistão retira o produto do reservatório. Eles invertem à medida que o pistão é empurrado, permitindo que o produto seja descarregado nos bicos de enchimento.

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

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

2. Válvulas mecânicas (como válvulas corrediças);

3. Válvulas externas de pitada (ou peristálticas);

4. Válvulas planas rotativas; e

5. Válvulas cerâmicas.

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

Um problema potencial é que produtos viscosos podem fazer com que fechem de forma irregular. Os sólidos no produto podem impedir o fechamento estanque entre 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. Ele é acionado por uma ligação do acionamento do pistão. Válvulas mecânicas são recomendadas onde (1) é necessária maior precisão de enchimento, (2) o produto contém partículas pequenas ou grandes, ou (3) para produtos de maior viscosidade, até cremes e pastas pesadas.

3. As válvulas de mangote externas eliminam o contato com o produto e utilizam uma única peça de tubulação desde a bomba de enchimento até o bico. Isto elimina a necessidade de limpeza, ao mesmo tempo que evita vazamentos para dentro e para fora do canal de fluido. Isto torna as válvulas de mangote excelentes para produtos de alta pureza, bem como para produtos 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 fica alinhada com a entrada, bloqueando a descarga. À medida que o produto é descarregado, a superfície plana se alinha com a porta de descarga.

Uma variação desta bomba de pistão giratório gira mecanicamente a válvula independentemente do pistão para abrir e fechar as portas. O mecanismo é mais complexo, mas o sincronismo 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 vedações deslizantes, geram poucos particulados. Isso os torna especialmente bons para produtos farmacêuticos injetáveis ​​ou para cuidados com os olhos.

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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