PL201045B1 - Zawór do wprowadzania medium kriogenicznego do zbiornika - Google Patents

Abstract

Zawór do wprowadzania do zbiornika me- diów kriogenicznych z lo zony z po laczonego ze sciank a, a korzystnie z dnem zbiornika korpusu zaworu, zaopatrzonego w sto zkowe gniazdo i w kana l doprowadzaj acy medium oraz z trzpienia, osadzonego przesuwnie w otworze korpusu i zaopatrzonego w sto zkow a po- wierzchni e, wspó lpracuj ac a z gniazdem, który charakteryzuje si e tym, ze w po lo zeniu za- mkni etym zaworu (1) powierzchnia czo lowa (7) trzpienia (2) oraz powierzchnia czo lowa korpu- su (3) zaworu pokrywaj a si e z wewn etrzn a po- wierzchni a (8) scianki, a korzystnie dna zbiorni- ka (5), z którym po laczony jest zawór. PL PL PL PL

Description

RZECZPOSPOLITA POLSKA	(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (21) Numer zgłoszenia: 367481	(11) 201045 (13) B1
|||||	(22) Data zgłoszenia: 17.10.2002	(51) Int.Cl. F16K 1/32 (2006.01)
	(86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:	F16K 1/12 (2006.01)
αΡ	17.10.2002, PCT/EP02/11599	F16K 27/07 (2006.01)
Urząd Patentowy	(87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:
Rzeczypospolitej Polskiej	08.05.2003, WO03/038322 PCT Gazette nr 19/03

(54)

Zawór do wprowadzania medium kriogenicznego do zbiornika

(30) Pierwszeństwo: 29.10.2001,DE,10152764.0	(73) Uprawniony z patentu: LINDE AKTIENGESELLSCHAFT,Muenchen,DE
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 21.02.2005 BUP 04/05	(72) Twórca(y) wynalazku: Franz Garnreiter,Bruckmuehl,DE Rudolf Berghoff,Wedel,DE
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.03.2009 WUP 03/09	(74) Pełnomocnik: Kamiński Zbigniew, Kancelaria Patentowa

⁽⁵⁷⁾ Zawór do wprowadzania do zbiornika mediów kriogenicznych złożony z połączonego ze ścianką, a korzystnie z dnem zbiornika korpusu zaworu, zaopatrzonego w stożkowe gniazdo i w kanał doprowadzający medium oraz z trzpienia, osadzonego przesuwnie w otworze korpusu i zaopatrzonego w stożkową powierzchnię, współpracującą z gniazdem, który charakteryzuje się tym, że w położeniu zamkniętym zaworu (1) powierzchnia czołowa (7) trzpienia (2) oraz powierzchnia czołowa korpusu (3) zaworu pokrywają się z wewnętrzną powierzchnią (8) ścianki, a korzystnie dna zbiornika (5), z którym połączony jest zawór.

PL 201 045 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zawór do wprowadzania do zbiornika mediów kriogenicznych złożony z połączonego ze ścianką, a korzystnie z dnem zbiornika korpusu zaworu, zaopatrzonego w stożkowe gniazdo i w kanał doprowadzają cy medium oraz z trzpienia, osadzonego przesuwnie w otworze korpusu i zaopatrzonego w stoż kową powierzchnię , współ pracują c ą z gniazdem.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych AP nr US 4 522 222 znany jest zawór stosowany w instalacjach odpopielania węgla i służący do dodawania do pyłu węglowego w podwyższonej temperaturze rozpuszczalnik tworzący wraz z popiołem półpłynny szlam, transportowany następnie przewodem do stanowiska odparowywania rozpuszczalnika. W celu wyeliminowania niekorzystnego zjawiska osadzania się półpłynnego szlamu we wnętrzu przewodu transportowego i zatykania go, do wnętrza przewodu wtryskuje się, za pośrednictwem specjalnego zaworu, będącego przedmiotem wynalazku, dodatkową ilość rozpuszczalnika. Korpus zaworu, osadzony szczelnie w rurociągu, jest zaopatrzony w otwór do wtryskiwania rozpuszczalnika oraz w osadzony przesuwnie wzdłuż komory zaworu człon zamykający zawór, uruchamiany za pomocą siłownika pneumatycznego. Komora zaworu jest przy tym zaopatrzona w stożkowe gniazdo, zamykane stożkową częścią tego członu.

Konstrukcja opisanego zaworu, co prawda zabezpiecza go przed zatykaniem się szlamem, nie jest jednakże przystosowana do współpracy ze zbiornikami zawierającymi zwłaszcza produkty spożywcze albo farmaceutyczne, gdyż w przestrzeni między stożkową częścią członu zamykającego i ś cianką zaworu mogą gromadzić się bakterie.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych AP nr US 5 452 746 znany jest zespół zaworów, stanowiących część wyposażenia sterylizacyjnego doprowadzającego parę wodną. Zespół ten składa się z zaworu głównego i z zaworu bocznego, przy czym korpus zaworu głównego jest połączony z dnem zbiornika sterylizacyjnego i zaopatrzony w przewód odpływowy oraz w membranę umieszczoną w komorze przepływowej i zamykającą względnie otwierającą otwór w 4 dnie tego zbiornika. Do uruchamiania membrany służy pokrętło ręczne.

Para jest doprowadzana do wnętrza komory zaworu przez przewód skierowany prostopadle względem osi komory przepływowej.

Zawór boczny jest wyposażony w człon zamykający wykonany z gumy i mający również postać wydłużonej membrany, uruchamianej za pomocą innego pokrętła. Membrana ta jest połączona z trzpieniem zaopatrzonym na koń cu w grzybek, współpracują cy z gniazdem znajdują cym się w komorze zaworu.

Opisany zawór jest przeznaczony do regulacji przepływu gorącego czynnika, zwłaszcza pary wodnej, lecz nie nadaje się do mediów kriogenicznych ze względu na zmiany właściwości membran w niskich temperaturach.

W stanie techniki znane są również inne konstrukcje zaworów przeznaczonych do wprowadzania mediów do zbiornika, zwłaszcza zbiornika wypełnionego produktami spożywczymi, które wystarczająco spełniają wymagania antyseptyczne. Jednakże wspólną cechą tych wszystkich znanych zaworów jest wnikanie zawartości zbiornika, zwłaszcza zaś mielonego mięsa lub innych produktów spożywczych w szczeliny i zagłębienia utworzone między poruszającymi się względem siebie częściami zaworów.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji zaworu do wprowadzania mediów kriogenicznych do wnętrza zbiorników, w którym wyeliminowanie zostanie wymieniona wyżej niedogodność, zaś wypływ medium spowoduje dodatkowe czyszczenie ściany zbiornika otaczającej zawór.

Cel ten zrealizowano w zaworze do wprowadzania mediów kriogenicznych do zbiornika według wynalazku, który charakteryzuje się tym, że w położeniu zamkniętym zaworu powierzchnia czołowa trzpienia oraz powierzchnia czołowa korpusu zaworu pokrywają się z wewnętrzną powierzchnią ścianki, a korzystnie dna zbiornika, z którym połączony jest zawór.

Gniazdo zaworu znajduje się korzystnie w pobliżu płaszczyzny przechodzącej przez zewnętrzną powierzchnię zbiornika.

W położeniu otwartym zaworu jego trzpień jest korzystnie swobodnie osadzony w korpusie zaworu.

Znajdujący się w korpusie kanał doprowadzający medium do wnętrza zaworu ma oś nachyloną pod kątem od 30° do 90°, korzystnie 75° do osi podłużnej trzpienia.

Korpus zaworu jest zaopatrzony w podkładkę, stykającą się z zewnętrzną powierzchnią ścianki, a korzystnie dna zbiornika, przy czym grubość tej podkładki jest tak dobrana, aby czołowa powierzchnia korpusu pokrywała się z wewnętrzną powierzchnią zbiornika.

PL 201 045 B1

Zawór do wprowadzania mediów kriogenicznych do zbiornika jest uwidoczniony w przykładowym rozwiązaniu konstrukcyjnym na rysunku, na którym: fig. 1 - przedstawia schematycznie zawór według wynalazku w położeniu otwartym, w przekroju osiowym; fig. 2 - zawór w położeniu zamkniętym, w przekroju osiowym, a fig. 3 - przykład zastosowania zaworu według wynalazku do wprowadzania medium do zbiornika mieszarki produktów spożywczych.

Zawór 1 do wprowadzania mediów kriogenicznych do wnętrza zbiornika 5 stanowi zawór typu grzybkowego i składa się z korpusu 3 zaworu, zaopatrzonego w stożkowe gniazdo 4 i w boczny kanał 6 do wprowadzania medium kriogenicznego oraz z trzpienia 2, zaopatrzonego w część stożkową, współpracującą z gniazdem 4 zaworu, oraz w znajdującą się nad nią część walcową, osadzoną przesuwnie w górnym otworze korpusu 3. Kanał 6 jest połączony za pomocą przewodu 10 z nieuwidocznionym na rysunku zbiornikiem medium kriogenicznego, stanowiącym na przykład ciekły azot lub ciekły dwutlenek węgla, służący do ochładzania produktu znajdującego się w zbiorniku 5. Oś kanału 6 jest nachylona w stosunku do osi podłużnej zaworu 1 pod kątem od 30° do 90°, korzystnie pod kątem 75°.

Medium kriogeniczne, doprowadzane poprzez zawór do wnętrza zbiornika 5, ma najczęściej postać wrzącej cieczy pod znacznym ciśnieniem, stanowiącej mieszaninę kropelek cieczy oraz otaczającego ją gazu. Trzpień 2 jest w położeniu otwartym (fig. 1) swobodnie ułożyskowany wewnątrz komory zaworu 1, w związku z czym padający nań strumień medium kriogenicznego wprawia go w drgania, które wpływają korzystnie na mieszanie cząstek cieczy i gazu, wprowadzając do wnętrza zbiornika 5 medium w postaci pary nienasyconej, która dobrze miesza się z produktem spożywczym zawartym w zbiorniku 5. W przypadku, gdy produktem tym jest na przykład masa mięsna służąca do wyrobu kiełbas, środek chłodzący wnika w głąb materiału, dobrze się z nim mieszając o zapewniając dobrą wymianę ciepła w całej masie produktu. W przypadku, gdy zawór 1 jest połączony z dnem zbiornika 5, strumień wypływającego z niego medium kriogenicznego pod wysokim ciśnieniem obmywa wewnętrzną powierzchnię 8 zbiornika, powodując jej oczyszczenie w okolicach zaworu 1.

Fig. 2 przedstawia zawór 1 w położeniu zamkniętym, w którym stożkowa część środkowa trzpienia 2 dociska do stożkowego gniazda 4 zaworu, zamykając przepływ medium kriogenicznego. W położeniu tym powierzchnia czołowa 7 trzpienia 2 pokrywa się z otaczającą ją powierzchnią stożkową korpusu 3 zaworu oraz z otaczającą tę ostatnią powierzchnią wewnętrzną 8 zbiornika 5, tworząc jedną ciągła powierzchnię, pozbawioną szczelin i zagłębień. Dzięki temu zapobiega się osadzaniu resztek produktu spożywczego znajdującego się wewnątrz zbiornika 5 wokół zaworu 1 W celu dopasowania położenia powierzchni czołowej korpusu 3 zaworu do powierzchni wewnętrznej 8 zbiornika 5 stosuje się podkładkę o odpowiedniej grubości, osadzoną w szczelinie między korpusem 3 zaworu i zewnętrzną powierzchnią zbiornika 5.

Fig. 3 przedstawia przykład zastosowania zaworu 1 do wprowadzania czynnika kriogenicznego, na przykład ciekłego azotu, do wnętrza zbiornika 5, stanowiącego mieszarkę i zaopatrzonego w mieszadło 9 napędzane za pomocą silnika elektrycznego M. Zawór 1, osadzony w dnie zbiornika 5, jest połączony przewodem 10 ze zbiornikiem ciekłego medium kriogenicznego, natomiast sam zbiornik jest zaopatrzony w swej górnej części w przewód 11 do odprowadzania gazu powstającego w wyniku ogrzania ciekłego medium przez zawarty w zbiorniku produkt spożywczy.

Zawór według wynalazku może być również stosowany do chłodzenia i zamrażania ciekłych, pastowatych lub stałych produktów, zwłaszcza produktów spożywczych i farmaceutycznych.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zawór do wprowadzania do zbiornika mediów kriogenicznych złożony z połączonego ze ścianką, a korzystnie z dnem zbiornika korpusu zaworu, zaopatrzonego w stożkowe gniazdo i w kanał doprowadzający medium oraz z trzpienia, osadzonego przesuwnie w otworze korpusu i zaopatrzonego w stożkową powierzchnię, współpracującą z gniazdem, znamienny tym, że w położeniu zamkniętym zaworu (1) powierzchnia czołowa (7) trzpienia (2) oraz w powierzchnia czołowa korpusu (3) zaworu pokrywają się z wewnętrzną powierzchnią (8) ścianki, a korzystnie dna zbiornika (5), z którym połączony jest zawór.
2. 2. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że gniazdo (4) zaworu znajduje się w pobliżu płaszczyzny przechodzącej przez zewnętrzną powierzchnię zbiornika (5).
3. 3. Zawór według zastrz. 1 albo, znamienny tym, że w położeniu otwartym zaworu (1) jego trzpień (2) jest swobodnie osadzony w korpusie (3) zaworu.

   PL 201 045 B1
4. 4. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że znajdujący się w korpusie (3) kanał (6) doprowadzający medium do wnętrza zaworu ma oś nachyloną pod kątem od 30° do 90°, korzystnie 75° do osi podłużnej trzpienia (2).
5. 5. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że jego korpus (3) jest zaopatrzony w podkładkę, stykającą się z zewnętrzną powierzchnią ścianki, a korzystnie dna zbiornika (5), przy czym grubość tej podkładki jest tak dobrana, aby czołowa powierzchnia korpusu (3) pokrywała się z wewnętrzną powierzchnią (8) zbiornika (5).

   Wykaz oznaczeń

   1 zawór do wprowadzania mediów kriogenicznych do zbiornika 5

   2 trzpień zaworu

   3 korpus zaworu

   4 stożkowe gniazdo zaworu

   5 zbiornik

   6 kanał doprowadzający medium do wnętra zaworu

   7 czołowa powierzchnia trzpienia 2

   8 wewnętrzna powierzchnia zbiornika 5

   9 mieszadło w zbiorniku 5

   10 przewód doprowadzający medium do zriobnika 5 poprzez zawór 1

   11 przewód odprowadzający ogrzany gaz z wnętrza zbiornika 5