ES2578257T3 - Válvula de muestreo aséptica - Google Patents

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ES2578257T3 ES05798671.3T ES05798671T ES2578257T3 ES 2578257 T3 ES2578257 T3 ES 2578257T3 ES 05798671 T ES05798671 T ES 05798671T ES 2578257 T3 ES2578257 T3 ES 2578257T3
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Walter L. Connolly
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Abstract

Una válvula de muestreo aséptica (11) que tiene; un cuerpo de válvula que se extiende axialmente (26); una cámara interna (29) con una pared de extremo (28) en un extremo del cuerpo de válvula (26); una abertura de entrada (32) en la pared de extremo (28); un asiento de válvula (33) rodeando la abertura de entrada (32); un par de orificios (39) que se abren a la cámara (29) en lados opuestos del cuerpo de válvula (26) y que se alejan de la cámara (29) en ángulos agudos con relación al eje del cuerpo de válvula (26); y un elemento de válvula (43) dispuesto coaxialmente dentro de la cámara (29) para movimiento axial entre posiciones abierta y cerrada con relación al asiento de válvula (33) para controlar la comunicación entre la abertura de entrada (32) y los orificios (39); caracterizada porque la cámara (29) tiene una pared lateral (31) con dos secciones cónicamente ahusadas inclinadas en sentido opuesto que aumentan de diámetro e intersecan hacia el centro de la cámara (29), abriéndose los orificios (39) a la cámara (29) en la intersección de las secciones de pared lateral donde el diámetro de la cámara (29) es mayor.

Description

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DESCRIPCION
Valvula de muestreo aseptica Antecedentes de la invencion Campo de la invencion
Esta invencion se refiere en general a valvulas asepticas y, mas en concreto, a una valvula para obtener muestras de lfquido aseptico de un recipiente de mezcla u otro envase esteril.
Tecnica relacionada
Las valvulas asepticas usadas, por ejemplo, en la transferencia de lfquidos asepticos de recipientes de mezcla a envases esteriles tienen tipicamente cuerpos que estan soldados o fijados a las paredes de los recipientes, con diafragmas deformables que controlan la comunicacion entre aberturas de entrada que comunican con los recipientes y orificios en las paredes laterales de los cuerpos de valvula. Tales valvulas se deben mantener libres de contaminantes con el fin de evitar la contaminacion de los lfquidos que pasan a su traves.
US-B-6648006 describe una valvula de muestreo aseptica con un agujero axial pasante y un primer husillo axialmente desplazable en el agujero. Una junta estanca elastica/flexible esta colocada en la superficie de extremo del primer husillo y se facilitan al menos dos bifurcaciones de conexion huecas, cada una de las cuales conecta la valvula a un acoplamiento exterior. El primer husillo, en una primera posicion, forma una primera superficie de sellado anular entre la superficie exterior de la junta estanca y la parte interior inferior del cuerpo de valvula que contiene la abertura de salida. El primer husillo esta coaxialmente dentro de un segundo husillo hueco y axialmente desplazable que esta en el agujero. La superficie de extremo del segundo husillo o partes del mismo forman una segunda superficie de sellado anular entre la superficie exterior de la junta estanca y la parte interior inferior del cuerpo de valvula en una segunda posicion radialmente con relacion a la primera superficie de sellado anular.
Objetos y resumen de la invencion
En general, un objeto de la invencion es proporcionar una valvula de muestreo aseptica nueva y mejorada.
Otro objeto de la invencion es proporcionar una valvula de muestreo aseptica del tipo anterior que supera las limitaciones y las desventajas de las valvulas de muestreo facilitadas hasta ahora.
Estos y otros objetos se logran segun la invencion proporcionando una valvula de muestreo aseptica que tiene: un cuerpo de valvula que se extiende axialmente; una camara interna con una pared de extremo en un extremo del cuerpo de valvula; una abertura de entrada en la pared de extremo; un asiento de valvula rodeando la abertura de entrada; un par de orificios que se abren a la camara en lados opuestos del cuerpo de valvula y que se alejan de la camara en angulos agudos con relacion al eje del cuerpo de valvula; y un elemento de valvula dispuesto coaxialmente dentro de la camara para movimiento axial entre posiciones abierta y cerrada con relacion al asiento de valvula para controlar la comunicacion entre la abertura de entrada y los orificios; caracterizada porque la camara (29) tiene una pared lateral (31) con dos secciones conicamente ahusadas inclinadas en sentido opuesto que aumentan de diametro e intersecan hacia el centro de la camara (29), abriendose los orificios (39) a la camara (29) en la interseccion de las secciones de pared lateral donde el diametro de la camara (29) es mayor.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 es una vista en seccion vertical de una realizacion de una valvula de muestreo aseptica que incorpora la invencion.
La figura 2 es una vista en seccion vertical de otra realizacion de una valvula de muestreo aseptica que incorpora la invencion.
La figura 3 es una vista similar a la figura 1 de otra realizacion de una valvula de muestreo aseptica que incorpora la invencion.
La figura 4 es una vista en seccion vertical de otra realizacion de una valvula de muestreo aseptica que incorpora la invencion.
La figura 5 es una vista en seccion vertical de otra realizacion de una valvula de muestreo aseptica que incorpora la invencion.
Descripcion detallada
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En la figura 1, la valvula de muestreo 11 se ilustra en conexion con un recipiente de mezcla 12 que tiene una pared lateral cilmdrica recta 13 que se hace tipicamente de acero inoxidable y tiene un grosor del orden de 6,35 mm a 12,7 mm (1/4 a 1/ 2 pulgada). La valvula esta montada en la pared lateral del recipiente por medio de un dispositivo de acoplamiento convencional 14 que tiene un cuerpo cilmdrico corto 16 que esta soldado a una abertura circular 17 en la pared lateral, con la porcion de extremo interior del cuerpo de acoplamiento rectificada a nivel con la superficie interior de la pared lateral. El cuerpo tiene una abertura central o agujero 18, con un cono de entrada 19 que va a dicha abertura en el lado interior del cuerpo.
En el lado exterior del cuerpo de acoplamiento, un asiento anular 21 rodea la abertura para recibir una pestana de montaje en el dispositivo acoplado, con un aro dividido 22 para fijar la pestana al asiento. En la realizacion ilustrada, los dos segmentos del aro dividido estan fijados al cuerpo por tuercas 23 en esparragos 24 que estan enroscados en el cuerpo. El dispositivo de acoplamiento se fabrica a partir de un material tal como acero inoxidable que se pueda limpiar y esterilizar bien.
La valvula tiene un cuerpo 26 con una pared lateral generalmente cilmdrica 27 y una pared de extremo o chapa trasera relativamente fina, generalmente plana 28 en el extremo interior o de deposito del cuerpo. Estas paredes definen una camara de valvula 29 que se abre hacia el extremo exterior del cuerpo de valvula. En la realizacion ilustrada, la superficie interior 31 de la pared lateral tiene un ahusamiento conico doble tal que ella y la camara de valvula aumenten de diametro desde los extremos de la camara hacia el medio, y la superficie de pared tiene un perfil en forma de V en la vista en seccion.
Se ha formado una abertura de entrada 32 en la pared de extremo del cuerpo de valvula y esta rodeada por un asiento de valvula ahusado conicamente 33. Una pestana de montaje 34 se extiende radialmente desde la pared lateral en el extremo interior del cuerpo y esta fijada al asiento de dispositivo de acoplamiento 14, con una junta estanca 36 que realiza un cierre hermetico entre los dos. La pared lateral se extiende mas alla de la camara y tiene una pestana anular 37 en su extremo exterior.
El cuerpo de valvula 26 tambien tiene un par de salientes externos diametralmente opuestos 38 que sobresalen de la pared lateral 27 y en los que se han formado orificios 39. Los orificios se abren a traves de la pared lateral y comunican directamente con la camara de valvula 29. Los orificios se extienden en un angulo agudo con relacion al eje del cuerpo de valvula y la camara, extendiendose los ejes de los orificios hacia fuera y lejos del extremo interior del cuerpo. En la realizacion ilustrada, los orificios se extienden en un angulo de aproximadamente 45° con relacion al eje del cuerpo de valvula y la camara, y se abren a traves de la pared lateral hacia el medio de la camara donde el diametro es mayor.
Adaptadores tubulares o tubos 41 se extienden coaxialmente desde orificios 39, con pestanas 42 en sus extremos exteriores para conexion a dispositivos externos (no representados) como una fuente de vapor, una lmea de drenaje, y botellas de recogida.
En la realizacion preferida, el cuerpo de valvula 26 se fabrica como una estructura unitaria a partir de material de barra de acero inoxidable. Se gira en un torno para formar las porciones con simetna circular como la pared lateral 27, la pared de extremo 28, la abertura de entrada 32 y las pestanas 34, 37, luego se maquina para formar salientes 38, y se perfora para formar orificios 39. Los tubos 41 se sueldan a los salientes y se rectifican por dentro para proporcionar una transicion suave entre las paredes interiores de los orificios y los tubos.
Un elemento de valvula 43 esta montado en la camara 29 para movimiento axial entre posiciones abierta y cerrada con relacion al asiento de valvula 33 para controlar la comunicacion entre la abertura de entrada 32 y los orificios 39. En la realizacion ilustrada, el elemento de valvula tiene forma de un diafragma deformable 44 fabricado de un material elastico, como caucho de silicona, con una pared lateral cilmdrica 46 y una pared de extremo 47 que esta contorneada para adaptacion al asiento de valvula 33. La pared lateral aumenta de diametro hacia el extremo exterior del cuerpo de valvula y termina en una pestana anular 48 que acopla con la pestana 37 en el cuerpo.
Un vastago de valvula ngido o inserto 49 se extiende coaxialmente dentro del diafragma 44. El diametro del inserto es ligeramente menor que el diametro interior de la pared lateral 46 de modo que el inserto evite que la pared lateral se aplaste permitiendo al mismo tiempo que se acorte cuando el elemento de valvula se desplaza de la posicion cerrada con la pared de extremo 47 en enganche hermetico con el asiento de valvula 33 a una posicion abierta en la que la pared de extremo 47 esta distanciada del asiento de valvula.
Un accionador 51 esta montado en el extremo exterior del cuerpo de valvula 26 para mover el elemento de valvula entre sus posiciones abierta y cerrada. En la realizacion de la figura 1, el accionador es operado manualmente e incluye un boton operativo 52 que esta montado rotativamente en un elemento cilmdrico o manguito 53. Hacia su extremo interior, el manguito tiene una pestana de montaje 54 que esta fijada a la pestana de montaje 37 en el cuerpo de valvula por una abrazadera anular 56, proporcionando la pestana de diafragma 48 una junta estanca a los fluidos y la alineacion axial entre las dos pestanas de montaje.
El accionador tiene un eje que se extiende axialmente 57, que esta conectado a rosca al extremo exterior del inserto
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El boton operativo 52 esta fijado por un tornillo de fijacion 68 a una tuerca 69 que esta enganchada a rosca con el eje 57. La tuerca esta montada rotativamente dentro del manguito 53 y se retiene en el manguito con un anillo de resorte 71, con arandelas de empuje 72 entre un cubo ampliado o pestana 73 en la tuerca, la cara exterior del casquillo 59, y el anillo de resorte. La porcion de extremo exterior del eje se extiende a traves de una abertura 74 en el boton para indicar la posicion de la valvula, y un aro de lavado 76 y una junta torica 77 soportados por el boton enganchan el manguito y el eje y proporcionan una resistencia suave a la rotacion del boton.
Un paso 78 para detectar el escape a traves del diafragma se extiende a traves de la porcion de extremo interior del manguito accionador 53. Dicho paso comunica con una cavidad 79 en el extremo exterior de la camara de valvula 29, y en caso de una rotura u otro escape del diafragma, el lfquido escapara a esta cavidad y saldra del paso donde se ve facilmente.
La operacion y el uso de la valvula de muestreo son los siguientes. La valvula se monta en la pared lateral del recipiente de mezcla, con el eje de la valvula extendiendose en una direccion horizontal y los orificios 39 colocados en los lados superior e inferior de la valvula. La valvula se cierra girando el boton 52 en una direccion hacia la derecha para mover el eje 57 en una direccion hacia dentro y por ello extender la pared lateral cilmdrica 46 del diafragma y empujar la pared de extremo 47 a enganche hermetico con el asiento de valvula 33. Una vez realizado esto, la pared de extremo se deforma llenando la abertura de entrada 32 y presenta una superficie sustancialmente lisa en el lado de chapa trasera 28 que mira al deposito. La valvula se abre girando el boton 52 en una direccion hacia la izquierda para sacar el elemento de valvula del asiento.
Para limpiar la valvula, se conecta una lmea de vapor (no representada) al tubo 41 en el lado superior del cuerpo de valvula, y se conecta una lmea de drenaje al tubo inferior. A causa del angulo en el que se inclinan los tubos, el vapor que fluye a traves del tubo superior es dirigido directamente hacia la abertura de valvula y choca sobre el elemento de valvula y la chapa trasera en un angulo oblicuo, produciendo una turbulencia que es muy efectiva para limpiar dichas partes cnticas de la valvula. El condensado y los contaminantes desalojados por el vapor bajan por la pared inferior inclinada de la camara y salen a traves del orificio inferior y la lmea conectada al tubo inferior.
En una secuencia operativa tfpica, la valvula se cierra y lava con vapor, despues de lo que la valvula se abre para llenar un recipiente conectado al tubo en el lado inferior de la valvula con producto del deposito. Entonces se cierra la valvula, y se quita el recipiente. La valvula se lava entonces de nuevo con vapor, y se llena el recipiente siguiente.
La realizacion de la figura 2 es similar en general a la realizacion de la figura 1, a excepcion de que tiene un accionador operado neumaticamente 81 mas bien que uno manual, y numeros de referencia analogos designan elementos correspondientes en las dos realizaciones.
El accionador 81 tiene un alojamiento generalmente cilmdrico 82 con una pestana de montaje 83 hacia el extremo interior del alojamiento que esta fijado a la pestana de montaje 37 en el extremo exterior del cuerpo de valvula. Un eje que se extiende axialmente 84 esta conectado a rosca al inserto de valvula 49. La porcion de extremo interior del eje es soportada por un casquillo de grna 86, con juntas toricas 87, 88 que proporcionan cierres hermeticos con el eje y la pared interior del manguito para evitar que escape lfquido al accionador del cuerpo de valvula. El casquillo es retenido en el alojamiento por una arandela 89 y un anillo de resorte 91.
Un piston 92 esta fijado al eje y esta montado de forma deslizante en un agujero 93 dentro del alojamiento, con un anillo de cuatro labios 94 que proporciona un cierre hermetico entre el piston y la pared del agujero. El elemento de valvula es empujado hacia el asiento de valvula 33 por un muelle 96 que es retenido entre la cara exterior del piston y un tapon 97 en el extremo exterior del alojamiento. La porcion de extremo exterior del eje se extiende a traves de una abertura 98 en la pared de extremo del tapon y es soportada por un casquillo de grna 99 en el tapon. El casquillo de grna es retenido en el tapon por una arandela 101 y un anillo de resorte 102, y una junta torica 103 proporciona un cierre hermetico entre el tapon y el alojamiento para evitar el escape a lo largo del eje.
Un accesorio de entrada de aire 104 comunica con el agujero en el lado trasero del piston, y un accesorio de respiradero 106 comunica con el agujero en el lado delantero o de muelle.
La operacion y el uso de la realizacion de la figura 2 son similares a los descritos anteriormente, a excepcion de la operacion del accionador. Con el accionador neumatico, el elemento de valvula es empujado hacia su posicion cerrada por el muelle 96 y es movido hacia la posicion abierta por la aplicacion de aire presurizado al agujero 93 en el lado trasero del piston 92 mediante el accesorio de entrada 104.
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Las realizaciones representadas en las figuras 3 y 4 son similares a las realizaciones de las figuras 1 y 2, a excepcion de la manera en la que las valvulas se montan en el recipiente de mezcla, y numeros de referencia analogos indican de nuevo elementos correspondientes en las diferentes realizaciones.
En las realizaciones de las figuras 3 y 4, el cuerpo de valvula 27 no tiene pestana de montaje, pero, en cambio, esta soldada directamente a la pared lateral 13 del deposito. La porcion de extremo interior del cuerpo de valvula se extiende a una abertura circular 108 en la pared lateral, y la cara exterior de la chapa trasera 28 se ha rectificado para adaptacion a la curvatura de la pared interior del deposito. Estas realizaciones tienen la ventaja anadida de que no hay cono de entrada como en el dispositivo de acoplamiento, y el vapor u otro lfquido usado para limpiar el deposito fluira directamente a traves de la cara expuesta de la valvula, en vez de saltar por encima de ella como podna hacer con el cono de entrada.
La inclinacion de los tubos 41 alejandose de la pared del deposito tambien facilita la soldadura del cuerpo de valvula a la pared del deposito. Con valvulas convencionales que tienen adaptadores cerca de la pared, es muy diffcil que el soldador forme un buen cordon en la porcion de la soldadura cerca de los adaptadores. Sin embargo, con los adaptadores alejandose de la pared, eso ya no es un problema porque el soldador tiene sustancialmente mas espacio para trabajar entre los adaptadores y la pared.
Si se desea, la cara interior del cuerpo de valvula se puede formar con un borde achaflanado o biselado 109, como se representa en la figura 4, para mejorar la penetracion de la soldadura en el lado interior de la pared de deposito.
La realizacion de la figura 5 es especialmente adecuada para uso con depositos aislados de pared doble, y se representa en conexion con un deposito que tiene una pared interior 111 y una pared exterior 112. Esta realizacion es similar a la realizacion de la figura 3, y numeros de referencia analogos indican elementos correspondientes en las dos realizaciones.
En esta realizacion de la figura 5, la pared lateral 27 del cuerpo de valvula 26 se alarga o extiende para acomodar el grosor adicional de pared del deposito, y salientes de orificio 38 estan situados fuera de la pared exterior del deposito. A causa de la inclinacion de los orificios y la direccion en la que entra el vapor, el vapor todavfa llegara a la chapa trasera y la abertura de entrada para realizar una buena limpieza de la chapa trasera y el elemento de valvula incluso aunque los orificios esten ahora situados a una distancia sustancial de la chapa trasera. Eso no sena posible con orificios que se extendiesen en angulos rectos con relacion al cuerpo de valvula.
Es evidente por lo anterior que se facilita una valvula de muestreo aseptica nueva y mejorada. Aunque solamente se han descrito en detalle algunas realizaciones actualmente preferidas, como sera evidente a las personas familiarizadas con la tecnica, se puede hacer algunos cambios y modificaciones sin apartarse del alcance de la invencion definida por las reivindicaciones siguientes.

Claims (11)

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    REIVINDICACIONES
    1. Una valvula de muestreo aseptica (11) que tiene; un cuerpo de valvula que se extiende axialmente (26);
    una camara interna (29) con una pared de extremo (28) en un extremo del cuerpo de valvula (26); una abertura de entrada (32) en la pared de extremo (28); un asiento de valvula (33) rodeando la abertura de entrada (32);
    un par de orificios (39) que se abren a la camara (29) en lados opuestos del cuerpo de valvula (26) y que se alejan de la camara (29) en angulos agudos con relacion al eje del cuerpo de valvula (26); y
    un elemento de valvula (43) dispuesto coaxialmente dentro de la camara (29) para movimiento axial entre posiciones abierta y cerrada con relacion al asiento de valvula (33) para controlar la comunicacion entre la abertura de entrada (32) y los orificios (39);
    caracterizada porque la camara (29) tiene una pared lateral (31) con dos secciones conicamente ahusadas inclinadas en sentido opuesto que aumentan de diametro e intersecan hacia el centro de la camara (29), abriendose los orificios (39) a la camara (29) en la interseccion de las secciones de pared lateral donde el diametro de la camara (29) es mayor.
  2. 2. La valvula de muestreo (11) de la reivindicacion 1 donde cada uno de los orificios (39) se extiende en un angulo del orden de 45° con relacion al eje del cuerpo de valvula (26).
  3. 3. La valvula de muestreo (11) de la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, incluyendo un tubo (41) que se extiende coaxialmente desde cada uno de los orificios (39).
  4. 4. La valvula de muestreo (11) segun alguna de las reivindicaciones precedentes, donde el cuerpo de valvula (26) esta adaptado para soldarse a una abertura (17) en la pared lateral (13) de un recipiente generalmente cilmdrico (14), extendiendose el eje del cuerpo de valvula (26) en una direccion generalmente horizontal.
  5. 5. La valvula de muestreo (11) segun alguna de las reivindicaciones precedentes, incluyendo una pestana de montaje que se extiende radialmente (34) en el extremo del cuerpo de valvula (26) adyacente a la pared de extremo (28).
  6. 6. La valvula de muestreo (11) segun alguna de las reivindicaciones precedentes, incluyendo un accionador operable manualmente (51) para mover el elemento de valvula (43) entre las posiciones abierta y cerrada.
  7. 7. La valvula de muestreo (11) segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, incluyendo un accionador neumatico (81) para mover el elemento de valvula (43) entre las posiciones abierta y cerrada.
  8. 8. La valvula de muestreo (11) segun alguna de las reivindicaciones precedentes, donde el elemento de valvula (43) incluye un diafragma (44) que tiene una pared lateral generalmente cilmdrica (46) que se extiende y contrae axialmente cuando el elemento de valvula (43) es movido entre las posiciones cerrada y abierta.
  9. 9. La valvula de muestreo (11) segun alguna de las reivindicaciones precedentes, donde el cuerpo de valvula (26) esta montado en la pared lateral (13) de un recipiente generalmente cilmdrico (12).
  10. 10. La valvula de muestreo (11) segun alguna de las reivindicaciones precedentes, donde la camara (29) tiene una pared lateral ahusada conicamente (31).
  11. 11. La valvula de muestreo (11) segun alguna de las reivindicaciones precedentes, donde la camara (29) se extiende en una direccion horizontal y los orificios (39) se abren a la camara (29) en los lados superior e inferior del cuerpo de valvula (26).
ES05798671.3T 2004-09-21 2005-09-20 Válvula de muestreo aséptica Active ES2578257T3 (es)

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US10/947,396 US7192003B2 (en) 2004-09-21 2004-09-21 Aseptic sampling valve
US947396 2004-09-21
PCT/US2005/033599 WO2006034248A2 (en) 2004-09-21 2005-09-20 Aseptic sampling valve

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ES05798671.3T Active ES2578257T3 (es) 2004-09-21 2005-09-20 Válvula de muestreo aséptica

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US (1) US7192003B2 (es)
EP (1) EP1800034B1 (es)
CA (1) CA2581984C (es)
DK (1) DK1800034T3 (es)
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