Клапаны с тарельчатым затвором и поршневым приводом с перпендикулярным или наклонным расположением штока

· По сравнению с кранами они имеют не такие идеальные качественные характеристики потока (турбулентность, худшие значения K_v) (под величиной K_v понимают пропускную способность Q в м³/ч по воде при температуре 5°С-30°С и потере давления в клапане Δр = р₁ – р₂ = 1 бар - прим.ред.).

· Не сбалансированы по действующим на них силам (высокие усилия для перемещения, возможность поднятия штока под воздействием давления, гидравлические удары при закрывании в направлении потока жидкости).

· Такие клапаны даже при очень тщательном исполнении становятся источником загрязнения в результате нанесения продукта на сальник штока («эффект лифта») из-за возвратно-поступательного движения штока клапана.

Однако несмотря на эти конструктивные недостатки, невозможно представить трубопроводные системы без клапанов с поршневым приводом, и это объясняется тем, что

· в специальном исполнении, например, в качестве переключающих или двухседель-ных клапанов, они обладают функциями, которые нельзя реализовать в других типах исполнительных органов и

· люди научились обходить эти недостатки, используя определенные варианты дополнительной оснастки и типы подключения.

Так, например, «эффект лифта» можно уменьшить

· за счет установки мембранного уплотнения между корпусом и штоком;

· благодаря включению исполнительного органа таким образом, что его шток во время цикла мойки CIP входит до упора в корпус клапана или может даже совершать возвратно-поступательные движения, чтобы моющее средство проникло к возможным остаткам продукта на штоке и в зоне уплотнения штока.

11.4.2.3.3. Поворотные заслонки (типа»бабочка»)

Так как подобные запорные приспособления дешевле описанных выше и, на первый взгляд, лишены присущих им недостатков, с начала 1960-х годов поворотные заслонки стали широко применяться в машиностроении для пивоваренной и безалкогольной промышленности. В особенности это относится к оборудованию с ручным управлением, так как даже при больших сечениях трубопроводов диск поворотной заслонки можно легко и быстро переключить с помощью непосредственно соединенной с диском рукоятки.

Правда, оператору лучше действовать не слишком решительно, так как при резком переключении он включает в трубопроводе, по которому протекает среда, своего рода «аварийный тормоз», действие которого вызывает сильные перепады давления (гидравлические удары) в трубопроводной системе, в результатом чего могут возникнуть механические повреждения и, как будет показано ниже, некоторые микробиологические проблемы.

Даже при осторожном переключении избежать таких гидравлических ударов отнюдь не просто, так как тонкий диск уже за несколько угловых градусов до положения полного закрытия вызывает резкое увеличение гидравлического сопротивления.

Поэтому оптимально быстрый и тем не менее щадящий режим закрывания предусматривает, чтобы основной ход (примерно 90% угла поворота) происходил с большой скоростью, например, в течение 10% времени переключения, а остальные 10% угла поворота занимали все оставшееся время (например, 90%). Опытный и дисциплинированный оператор может добиться этого минимума вручную, при пневматическом переключении, как правило, дополнительно используют настраиваемые дроссельные вентили, расположенные в закрывающем пневмопроводе управления, которые, правда, действуют по всему ходу угла поворота, что вызывает существенное замедление процесса закрывания.

Юстировка этих дроссельных вентилей является составной частью точной настройки автоматической установки, с которой должна быть согласована установка времени срабатывания системы управления, например, задержка пуска насосов, обеспечивающая «мягкий» режим работы. Поэтому не рекомендуется самовольно вмешиваться в юстировку дросселя (например, для ускорения операций переключения). Лучше всего, если такие попытки будут заблокированы изготовителем арматуры путем применения дроссельных элементов, не поддающихся внешней юстировке или настраиваемых только с использованием специального инструмента.

Этот, казалось бы, малозначимый пункт рассматривается так подробно в связи с тем, что он решающим образом влияет и на микробиологическую безопасность оборудования исходя из рассмотренных ниже конструктивных особенностей поворотных заслонок.

На первый взгляд адаптация поворотных заслонок к системе CIP представляется оптимальной, так как «эффект лифта», которого можно опасаться в поршневых клапанах, исключается за счет вращательного движения запорного органа. Само собой разумеется, что диск и кольцевое уплотнение только тогда свободно располагаются в потоке среды и безупречно моются, когда каждая заслонка маршрута моющих растворов открыта, однако проектировщик автоматических установок должен предусмотреть эту возможность в соответствующих схемах. Кроме того, за счет обучения и мер постоянного производственного контроля оператор систем с ручным управлением должен быть в состоянии обеспечить надежную практическую реализацию плановых заданий.

При гидравлических ударах, воздействующих на закрытые заслонки, что особенно характерно для широко распространенных «гениальных» дешевых конструкций, в которых отсутствует точное позиционирование оси диска и эта «второстепенная» функция перепоручена кольцевому уплотнению, может произойти сильное боковое смещение диска, приводящее к протечке продукта через образовавшийся зазор в области подшипника оси и по периметру кольцевого уплотнения, а при экстремальных нагрузках это может стать причиной временной или постоянной разгерметизации клапана.

Постоянные протечки могут вызвать существенные потери продукта, а разбрызгивание горячих или агрессивных сред даже может спровоцировать опасные ситуации. Напротив, обратимые капельные протечки - не самый веский повод для недовольства, однако из-за того, что образуются не видимые снаружи загрязнения в зазоре уплотнения, недоступном для моющего раствора, они представляют собой места постоянного скрытого очага микробиологического загрязнения, с наличием которого на пивоваренном предприятии, ориентированном на применение технологии CIP, вряд ли можно смириться (независимо от избранной степени автоматизации).

Этим мы отнюдь не собираемся категорично выступать против использования поворотных заслонок. Мы стремимся лишь указать на слабые места, на которые в целях предотвращения механических и микробиологических проблем следует обращать особое внимание при проектировании и эксплуатации установки. Для создания соответствующих гарантий для проектировщика установки следовало бы, по аналогии с традиционным указанием номинального давления, до которого производитель гарантирует надежность эксплуатации, также дать точное определение «санитарного предельного давления», которое запрещается превышать при работе с продуктом, для того, чтобы в процессе мойки CIP можно было обеспечить идеальное удаление возможных остатков продукта с поверхностей и из зазоров.