IT202100009728A1

IT202100009728A1 - Valvola a farfalla, sdoppiabile e ad elevato contenimento

Info

Publication number: IT202100009728A1
Application number: IT102021000009728A
Authority: IT
Inventors: Raffaello Bevilacqua
Original assignee: Sterivalves S R L
Priority date: 2021-04-16
Filing date: 2021-04-16
Publication date: 2022-10-16
Also published as: WO2022219660A1

Description

DESCRIZIONE

Titolo

VALVOLA A FARFALLA, SDOPPIABILE E AD ELEVATO CONTENIMENTO.

Campo tecnico

La presente invenzione appartiene al campo tecnico delle valvole ed in particolare, ma non esclusivamente, al campo tecnico delle valvole utilizzate per regolare e intercettare il flusso di prodotti pulverulenti lungo dei condotti di trasferimento.

Pi? esattamente il trovato in oggetto appartiene al campo tecnico delle valvole, il cui rotore ? conformato a farfalla, del tipo sdoppiabile in due semivalvole, in questo campo solitamente una semivalvola comprende i mezzi di azionamento ed ? chiamata semivalvola attiva, mentre la seconda semivalvola ? detta semivalvola passiva perch? azionata dalla prima semivalvola.

Queste valvole sono solitamente montate fra le estremit? di due tubazioni ed entrambe le semivalvole sono conformate in modo che, quando la valvola ? scomposta, esse sono in grado di mantenere chiusa e sigillata l?estremit? della rispettiva tubazione.

In particolare il presente trovato ? una valvola a farfalla scomponibile ad elevato contenimento; con il termine contenimento si intende una serie di misure adottate allo scopo di limitare la diffusione di una particolare sostanza ad esempio per proteggere l?ambiente di processo, operatori compresi.

Stato della tecnica

La ricerca per fornire cure efficaci a gravi patologie ha portato negli anni gli scienziati a sviluppare farmaci con principi attivi sempre pi? potenti, i cosiddetti HPAPI (Highly Potent Active Pharmaceutical Ingredients), questi farmaci sono molto attivi e per essere gestiti richiedono impianti ad alto contenimento, allo scopo di salvaguardare prima di tutto la salute degli operatori impiegati nella fase di produzione, ma anche per prevenire la contaminazione crociata e quindi preservare la qualit? del prodotto.

In alcuni settori di attivit?, come ad esempio nel settore farmaceutico o in quello delle biotecnologie, ? necessario che le valvole siano rese sterili prima dell?uso e mantenute tali durante il funzionamento e il trasferimento del prodotto.

Scomponendo la valvola il mantenimento della sterilit? diventa problematico perch? in questo modo si espongono all?esterno delle porzioni della valvola che verrebbero poi a contatto con il prodotto se questa venisse ricomposta, compromettendo sia la sterilit? del prodotto che quella dell?intero condotto nel quale la valvola ? installata.

Occorre anche sottolineare che la scomposizione della valvola porterebbe una parte del prodotto all?esterno del condotto di trasferimento, con ovvi rischi dato il tipo di prodotto.

Inoltre, al termine di ciascun processo di trasferimento del prodotto, ? necessario che l?intero condotto di trasferimento venga pulito a fondo, per ridurre il pi? possibile il rischio di contaminazioni fra prodotti diversi.

Il brevetto EP1996840 mostra una valvola a farfalla scomponibile comprendente due semivalvole, fra loro complementari e conformate in modo che la prima semivalvola si impegna ermeticamente e coopera con la seconda semivalvola. Ciascuna semivalvola comprende un semicorpo, in cui ? ricavata una sede per un semirotore, conformato come una semifarfalla con un elemento discoidale, mobile da una prima posizione di apertura in cui il disco del semirotore non ? impegnato con la sede e una seconda posizione di chiusura in cui il disco del semirotore ? impegnato a tenuta con la sede.

La valvola accoppiata pu? assumere due diverse configurazioni operative. Nella prima configurazione i due semicorpi sono reciprocamente impegnati a tenuta ermetica e entrambi i dischi dei due semirotori sono impegnati a tenuta nelle rispettive sedi, ma non sono impegnati reciprocamente perch? sono distaccati in modo che con i due semicorpi uniti formano una camera sigillata verso l?esterno. Nel corpo valvola, formato dai due semicorpi, sono definiti un ingresso e un?uscita, che servono per flussare la camera stessa con un fluido sterilizzante.

Nella seconda configurazione i dischi dei due semirotori sono impegnati reciprocamente e si muovono assieme, passando dalla prima posizione di apertura alla seconda posizione di chiusura e viceversa.

Una terza configurazione ? quella della valvola sdoppiata, con i due semicorpi completamente disimpegnati fra loro. La prima configurazione consente di pulire la valvola dal prodotto e di sterilizzarla prima di scomporla e, dopo il riassemblaggio delle due semivalvole, consente di sterilizzarne le porzioni venute a contatto con l?ambiente esterno prima che quest?ultime vengano a contatto con il prodotto. Nel dispositivo descritto in EP1996840 un primo semicorpo maschio, la cui superficie esterna ? conformata come un cilindro, si impegna scorrevolmente all?interno di un corrispondente cilindro definito nel secondo semicorpo femmina; nella prima configurazione operativa la tenuta verso l?esterno ? ottenuta per mezzo di una guarnizione ad anello interposta circonferenzialmente fra le due superfici cilindriche rispettivamente definite nei due semicorpi.

Questa configurazione rende possibile il centraggio dei due semicorpi, ma definisce dei recessi tubolari che sono difficilissimi da pulire con il flussaggio, cos? rendendo possibile la diffusione del prodotto nell?ambiente e compromettendo il contenimento della valvola.

Scopi e sommario dell?invenzione

Scopo della presente invenzione ? quello di fornire una valvola a farfalla scomponibile che sia facilmente accoppiabile e sdoppiabile e che al contempo riduca l?ampiezza delle superfici soggette a sporcarsi che devono essere pulite, garantendo altres? che il flusso sterilizzante possa pulirle facilmente ed in modo pi? efficace rispetto a quanto accade nell?arte nota.

Questo risultato ? ottenuto con una valvola a farfalla scomponibile che comprende due corpi, in ciascuno dei quali ? alloggiato un semirotore discoidale dal quale sporge obliquamente un semialbero che si impegna rotazionalmente nel semicorpo corrispondente, quest?ultimo comprende una flangia di accoppiamento con una flangia corrispondente dell?altro semicorpo.

Nello spessore della flangia di accoppiamento ? definita una sede di tenuta che alloggia una guarnizione toroidale leggermente sporgente dal piano definito dalla flangia; quando i due semicorpi sono a contatto le rispettive guarnizioni si toccano e garantiscono la tenuta ermetica fra i due semicorpi, inoltre ciascuna di dette guarnizioni garantisce la tenuta ermetica fra l?interno del semicorpo e il disco del rispettivo semirotore.

Entrambe le flange dei semicorpi valvola sono abbracciate da un innovativo collare di serraggio i cui mezzi di chiusura, combinati con dei mezzi elastici di contrasto interposti fra le due semivalvole, consentono l?apertura intermedia della valvola a farfalla.

Rispetto all?arte nota il presente trovato comprende un innovativo sistema di guarnizioni che permette lo sdoppiamento della valvola, minimizzando il rischio di contaminazione dell?ambiente.

Il fatto che i dischi dei semirotori siano incernierati ai semicorpi tramite semialberi con assi di rotazione obliqui consente di non avere interruzioni di tenuta lungo la circonferenza delle flange, e consente inoltre di non avere una divisione anche sull? albero, ma solo tra i dischi dei semirotori; questo porta notevoli vantaggi per quanto riguarda la tenuta della valvola perch? nel presente trovato i semialberi dei semirotori fuoriescono dalla porzione interna dei rispettivi corpi valvola senza che vi siano accoppiamenti fra loro, rendendo assai pi? semplice contenere le polveri all?interno della valvola

Breve descrizione dei disegni

La Fig. 1 mostra una vista dall?alto della valvola assemblata.

La Fig. 2. mostra una vista laterale della valvola assemblata.

La Fig. 3 mostra una sezione longitudinale della valvola assemblata, priva dei mezzi di attuazione (18), secondo il piano A-A indicato nella Fig. 1.

La Fig. 4 mostra una vista prospettica della valvola sdoppiata, non sono indicati i mezzi elastici di contrasto (4). La Fig. 5 mostra una sezione della sola semivalvola attiva (1) secondo il piano B-B indicato nella Fig. 3.

La Fig. 5 mostra una sezione della sola semivalvola passiva (2) secondo il piano C-C indicato nella Fig. 3.

Descrizione dettagliata di una forma di attuazione dell?invenzione

Nella forma realizzativa rappresentata nelle figure il presente trovato comprende una valvola a farfalla del tipo scomponibile in due semivalvole, la prima semivalvola (1) ? comunemente definita attiva perch? ? connessa a mezzi di azionamento che comandano l?apertura e la chiusura della valvola; la seconda semivalvola (2) ? definita passiva perch? riceve il moto dalla prima semivalvola.

Ciascuna semivalvola comprende un semicorpo valvola (11, 21) che accoglie un rispettivo semirotore discoidale (12, 22) connesso rotazionalmente al proprio semicorpo per mezzo di un unico semialbero (15, 25) che sporge obliquamente dal disco della rispettiva semivalvola e si impegna in un corrisponde alloggiamento definito obliquamente nel semicorpo corrispondente.

Ciascun semicorpo comprende una flangia di accoppiamento (13, 23) che presenta un bordo perimetrale sporgente; nello spessore della flangia ? definita la sede di tenuta del disco del semirotore e la tenuta fra il semicorpo e il disco del corrispondente semirotore ? ottenuta grazie ad una guarnizione toroidale (14, 24), che sporge leggermente dal piano definito dalla flangia di accoppiamento.

In pratica le guarnizioni toroidali (14, 24) assicurano la tenuta ermetica fra ciascun semicorpo e il disco del rispettivo semirotore, ma cooperano anche fra di loro per assicurare la tenuta fra i due semicorpi quando questi ultimi sono spinti l?uno contro l?altro dall?azione di un collare di serraggio (3) che abbraccia i bordi periferici di entrambe le flange di accoppiamento; il collare di serraggio comprende mezzi di chiusura (31) a tre posizioni, alle quali corrispondono altrettante configurazioni della valvola a farfalla.

La prima ? una configurazione di lavaggio, nella quale i due semicorpi (11, 21) sono reciprocamente impegnati e le guarnizioni (14, 24) si contrastano reciprocamente, assicurando la tenuta ermetica della valvola; in questa prima configurazione i dischi (12, 22) dei due semirotori sono impegnati nelle rispettive sedi e chiudono il passaggio del prodotto, ma non sono impegnati reciprocamente perch? sono mantenuti distaccati dall?azione esercitata da opportuni mezzi elastici di contrasto (4), cos? che i dischi dei due semirotori in posizione di chiusura e i due semicorpi uniti formano una camera sigillata verso l?esterno in cui pu? scorrere il fluido di lavaggio che entra ed esce attraverso di fori di ingresso/uscita definiti nei semicorpi.

La seconda ? la configurazione di lavoro, nella quale i due semicorpi (11, 21) sono reciprocamente impegnati, le guarnizioni (14, 24) si contrastano reciprocamente a tenuta ermetica e i dischi (12, 22) dei due semirotori sono contrapposti in reciproco contatto; questi ultimi ruotano assieme, passando dalla prima posizione di apertura alla seconda posizione di chiusura e viceversa.

La terza ? una configurazione sdoppiata, nella quale i due semicorpi sono disimpegnati fra loro e le guarnizioni (14, 24) non sono in contatto reciproco.

Secondo una forma realizzativa particolarmente completa ciascuna semivalvola comprende mezzi di reciproco centraggio per facilitare l?accoppiamento con l?altra semivalvola; nelle figure sono mostrati due spinotti (17) che sporgono ortogonalmente dal piano definito dalla flangia di accoppiamento del semicorpo (11) della semivalvola attiva (1) e si impegnano in due fori corrispondenti (27), definiti nella flangia di accoppiamento del semicorpo (21) della semivalvola passiva (2).

In una preferita forma realizzativa ciascuna semivalvola (1, 2) comprende mezzi di bloccaggio (16, 26) della rotazione del rispettivo semirotore quando il disco di quest?ultimo non ? reciprocamente a contatto con il disco dell?altro semirotore.

Nella soluzione costruttiva mostrata nelle figure le superfici laterali di entrambi i semialberi (15, 25) comprendono una porzione intermedia lungo la quale sono definite delle spianature laterali che giacciono su piani ortogonali al piano del disco del semirotore, in modo che quando quest?ultimo ? in posizione di chiusura, con il disco impegnato nella sede di tenuta, queste spianature sono parallele all?asse longitudinale della valvola; sul fianco di ciascuna spianatura ? alloggiato un rispettivo pistoncino a sezione variabile, con una porzione distale pi? sottile della porzione prossimale.

Nella configurazione di lavaggio e nella configurazione sdoppiata, quando i semicorpi sono fra loro in reciproco contatto, l?estremit? distale di ciascun pistoncino fuoriesce dal piano della flangia di accoppiamento del semicorpo grazie all?azione di una molla elicoidale che preme sull?estremit? prossimale, in questa posizione le porzione prossimali, meno sottili, di entrambi i pistoncini si trovano a contatto di una delle spianature laterali del semialbero e impediscono la rotazione di quest?ultimo e dell?intero semirotore.

Quando le flange dei semicorpi sono invece in reciproco contatto, ossia quando la valvola ? nella configurazione di lavoro, la flangia di ciascun semicorpo comprime le molle dei pistoncini dell?altro semicorpo e li fa scorrere fino a che le spianature dei semialberi sono affiancate dalle porzioni sottili dei pistoncini, che non impediscono pi? la rotazione dei semialberi dei semirotori.?

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Valvola a farfalla scomponibile, comprendente una prima semivalvola (1), attiva perch? connessa a mezzi di azionamento (18) e una seconda semivalvola (2), passiva perch? azionata da detta prima semivalvola, fra loro complementari e conformate in modo che detta prima semivalvola si impegna ermeticamente e coopera con detta seconda semivalvola; ciascuna di dette semivalvole comprende un semicorpo (11, 21) in ognuno dei quali sono definiti:

- una flangia di accoppiamento (13, 23), dalla quale sporge un bordo perimetrale e in cui ? definita una sede di tenuta per un disco (12, 22) di un rispettivo semirotore, quest?ultimo comprendente un semialbero (15, 25) attorno al cui asse (A) detto disco ruota passando da una prima posizione di apertura, in cui quest?ultimo non ? impegnato con detta sede, ad una seconda posizione di chiusura, in cui detto disco (12, 22) ? impegnato a tenuta con detta sede;

- una guarnizione (14, 24) toroidale che si interpone fra detta sede di tenuta e detto disco (12, 22) di detto semirotore quando quest?ultimo ? in posizione di chiusura e che sporge dal piano definito da detta flangia di accoppiamento (13, 23);

- almeno un foro di ingresso/uscita per un fluido di lavaggio;

- un alloggiamento cilindrico, il cui asse (A) ? obliquo rispetto all?asse di simmetria della valvola a farfalla, nel quale si impegna rotazionalmente detto semialbero (15, 25) di detto semirotore, che sporge obliquamente dal bordo perimetrale del rispettivo disco (12, 22) parallelamente a detto asse (A), nella semivalvola attiva (1) detto semialbero (15) ? solidalmente connesso a detti mezzi di azionamento (13) e tutti gli assi obliqui (A) coincidono; caratterizzata dal fatto che fra dette due semivalvole (1, 2) sono frapposti mezzi elastici di contrasto (4) la cui spinta di allontanamento viene vinta da un collare di serraggio (3) che abbraccia i bordi perimetrali di entrambe dette flange e che comprende mezzi di chiusura (31) a tre posizioni, alle quali corrispondono altrettante configurazioni di detta valvola a farfalla:

- una configurazione di lavaggio in cui detti due semicorpi (11, 21) sono reciprocamente impegnati, dette guarnizioni toroidali (14, 24) si contrastano reciprocamente a tenuta ermetica e detti due dischi (12, 22) sono impegnati nelle rispettive sedi di tenuta, ma non sono impegnati reciprocamente perch? sono mantenuti distaccati dall?azione esercitata da detti mezzi elastici di contrasto (4), cos? che entrambi detti dischi (12, 22) con i due semicorpi uniti formano una camera sigillata verso l?esterno in cui pu? scorrere il fluido di lavaggio che entra ed esce attraverso detti fori di ingresso/uscita;

- una configurazione di lavoro in cui detti due semicorpi (11, 21) sono reciprocamente impegnati, dette guarnizioni (14, 24) si contrastano reciprocamente a tenuta ermetica e detti due dischi (12, 22) sono contrapposti in reciproco contatto e ruotano assieme, passando dalla prima posizione di apertura alla seconda posizione di chiusura e viceversa; - una configurazione sdoppiata in cui detti due semicorpi (11, 21) sono disimpegnati fra loro e dette guarnizioni (14, 24) non sono in contatto reciproco.

2. Valvola a farfalla scomponibile come da rivendicazione 1 che precede caratterizzata dal fatto che ciascuna semivalvola (1, 2) comprende mezzi di bloccaggio della rotazione del rispettivo semirotore quando il disco di quest?ultimo non ? contrapposto in reciproco contatto con il disco dell?altro semirotore in detta configurazione di lavoro.

3. Valvola a farfalla scomponibile come da una delle rivendicazioni che precedono caratterizzata dal fatto che ognuna di dette semivalvole (1, 2) comprende mezzi scorrevoli di centraggio con l?altra semivalvola.

4. Valvola a farfalla scomponibile come da rivendicazione 3 che precede caratterizzata dal fatto che detti mezzi scorrevoli di centraggio comprendono uno o pi? spinotti (17) che sporgono ortogonalmente dal piano definito dalla flangia di accoppiamento del semicorpo (11) della semivalvola attiva (1) e sono atti ad impegnarsi in dei corrispondenti fori (27), definiti nella flangia di accoppiamento del semicorpo (21) della semivalvola passiva (2).

5. Valvola a farfalla scomponibile come da rivendicazione 5 che precede caratterizzata dal fatto che detti mezzi reversibili di bloccaggio comprendono uno o pi? pistoncini a sezione variabile (16, 26) che scorrono secondo assi paralleli a delle rispettive spianature definite sulle porzioni intermedie delle superfici laterali di detti semialberi (15, 25) con le quali sono atte ad impegnarsi reversibilmente.

6. Valvola a farfalla scomponibile come da una delle rivendicazioni che precedono caratterizzata dal fatto che detto collare di serraggio (3) ? deformabile elasticamente.