IT9019741A1

IT9019741A1 - CONVERGENT FLOW HOMOGENIZATION VALVE, AND PROCEDURE

Info

Publication number: IT9019741A1
Application number: IT019741A
Authority: IT
Inventors: Adriano Soavi
Original assignee: Ohg Soavi Bruno & Figli Spa
Priority date: 1990-03-21
Filing date: 1990-03-21
Publication date: 1991-09-21
Also published as: IT9019741A0; IT1239402B

Description

"VALVOLA DI OMOGENEIZZAZIONE A FLUSSO CONVERGENTE, E PROCEDIMENTO" "CONVERGENT FLOW HOMOGENIZATION VALVE, AND PROCEDURE"

RIASSUNTO SUMMARY

La valvola di omogeneizzazione (IO) comprende una parte fissa (18) che forma una camera di raccolta (15) da cui si dipartono canali inclinati (22) divergenti fra loro nel. senso del flusso; e una parte mobile (36) dotata di un unico canale in posizione sostanzialmente centrale, così che fra la parte fissa e la parte mobile il prodotto da omogeneizzare è costretto ad un percorso convergente o centripeto. The homogenization valve (10) comprises a fixed part (18) which forms a collection chamber (15) from which inclined channels (22) diverging from each other in the. sense of flow; and a movable part (36) provided with a single channel in a substantially central position, so that between the fixed part and the movable part the product to be homogenized is forced to a convergent or centripetal path.

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce al campo delle valvole di omogeneizzazione, come sono attualmente usate in vari campi, per esempio per prodotti alimentari, cosmetici, farmaceutici ecc. The present invention relates to the field of homogenization valves, as they are currently used in various fields, for example for food products, cosmetics, pharmaceuticals etc.

Sono già note e largamente in uso valvole di omogeneizzazione - di cui una è illustrata in Fig. 1 - che comprendono un parte fissa o sede, che presenta un unico canale centrale, e un otturatore mobile, pieno, regolabile in posizione, che delimita con detta parte fissa una intercapedine trasversale all'asse, in comunicazione con una camera periferica e con un'uscita della valvola. Il prodotto da omogeneizzare fluisce assialmente lungo il canale centrale, quindi fluisce secondo direzioni radialmente divergenti ovvero in senso centrifugo lungo la intercapedine fra otturatore e parte fissa e infine fluisce assialmente lungo la camera periferica. Homogenization valves are already known and widely used - one of which is illustrated in Fig. 1 - which comprise a fixed part or seat, which has a single central channel, and a movable, solid, position-adjustable obturator which delimits with said part fixes an interspace transversal to the axis, in communication with a peripheral chamber and with an outlet of the valve. The product to be homogenized flows axially along the central channel, then flows in radially diverging directions or in a centrifugal direction along the gap between the shutter and the fixed part and finally flows axially along the peripheral chamber.

Il trattamento di omogeneizzazione operato con queste valvole determina alcuni effetti contemporanei: l'aumento di pressione (che dipende dalla distanza fra le due superfici dell'intercapedine entro la quale il prodotto è forzato a passare); l’accelerazione istantanea che si determina all'ingresso della zona compresa fra le due superfici citate; la cavitazione determinata dal fatto che il prodotto, espandendosi in senso radiale, si trova a percorrere ad altissima velocità, andando dal cèntro alla periferia, spazi progressivamente più ampi; ancora cavitazione all'uscita della valvola omogeneizzante, dove si ha una repentina caduta di pressione; impatto violento del flusso uscente contro la parete di un anello d'urto. The homogenization treatment carried out with these valves determines some simultaneous effects: the increase in pressure (which depends on the distance between the two surfaces of the interspace within which the product is forced to pass); the instantaneous acceleration that occurs at the entrance to the area between the two aforementioned surfaces; the cavitation determined by the fact that the product, expanding in a radial direction, finds itself traveling at very high speed, going from the center to the periphery, progressively larger spaces; still cavitation at the outlet of the homogenizing valve, where there is a sudden pressure drop; violent impact of the outgoing flow against the wall of a shock ring.

Tutti questi effetti, nonché altri (velocità differenziale fra il centro e la periferia del flusso, taglio e macinazione, accelerazione differenziata fra la parte frontale dei corpuscoli e la loro massa restante all'ingresso della valvola, ecc.) concorrono a determinare il grado di omogeneizzazione, con la rottura delle particelle in sospensione e la loro dispersione nella massa del prodotto. All these effects, as well as others (differential velocity between the center and periphery of the flow, shear and grinding, differentiated acceleration between the front part of the corpuscles and their remaining mass at the inlet of the valve, etc.) contribute to determining the degree of homogenization, with the breaking of suspended particles and their dispersion in the mass of the product.

In alcuni prodotti particolari, gli effetti citati sono tutti utili ai fini di una buona omogeneizzazione, ad eccezione della cavitazione, che può provocare discontinuità indesiderabili nella struttura. In some particular products, the cited effects are all useful for a good homogenization, with the exception of cavitation, which can cause undesirable discontinuities in the structure.

Scopo di questa invenzione è evitare le condizioni di cavitazione in una valvola omogeneizzatrice. The purpose of this invention is to avoid cavitation conditions in a homogenizing valve.

Tale scopo è stato ottenuto con una valvola secondo la rivendicazione 1, vale a dire una valvola di omogeneizzazione comprendente una parte fissa e una parte mobile, regolabile in posizione rispetto alla parte fissa per variare .l'altezza dell'intercapedine fra la parte mobile e la fissa, caratterizzata dal fatto che in detta intercapedine sboccano canali per l'afflusso di fluido dall'organo fisso e almeno un condotto di efflusso del fluido nell'organo mobile, detti canali o condotti di afflusso essendo disposti ad una distanza dall'asse della valvola maggiore del diametro del condotto di efflusso, così che in detta intercapedine il fluido ha un movimento centripeto. This object has been achieved with a valve according to claim 1, that is to say a homogenization valve comprising a fixed part and a movable part, adjustable in position with respect to the fixed part to vary the height of the interspace between the movable part and the fixed one, characterized by the fact that in said interspace there are channels for the inflow of fluid from the fixed member and at least one duct for the outflow of the fluid into the mobile member, said inflow ducts or ducts being arranged at a distance from the axis of the valve greater than the diameter of the outflow duct, so that the fluid in said interspace has a centripetal movement.

Ulteriori caratteristiche della valvola sono dette nelle rivendicazioni successive. Further characteristics of the valve are stated in the subsequent claims.

Nella nuova valvola, il flusso di prodotto fra le superfici ravvicinate della parte inferiore e della parte superiore della valvola converge dalla periferia verso il centro, cioè avviene esattamente il contrario di quanto avviene nelle valvole normali. In questa fase il prodotto subisce un'accelerazione anziché una decelerazione, e viene perciò mantenuto in pressione senza subire cavitazioni. In the new valve, the flow of product between the close surfaces of the lower and upper parts of the valve converges from the periphery towards the center, which is exactly the opposite of what happens in normal valves. In this phase the product undergoes an acceleration rather than a deceleration, and is therefore kept under pressure without undergoing cavitation.

All’uscita dalla valvola, la velocità decresce in modo regolare, mantenendo inalterata la compattezza e la struttura del prodotto. Upon exiting the valve, the speed decreases regularly, while maintaining the compactness and structure of the product.

Un esempio di realizzazione del trovato sarà descritto in seguito con riferimento alle figure allegate in cui: An example of embodiment of the invention will be described below with reference to the attached figures in which:

Fig. 1 illustra in vista prospettica sezionata una valvola secondo la tecnica precedente nota ed è stata sommariamente descritta in precedenza; Fig. 1 is a sectional perspective view of a valve according to the prior known art and has been briefly described above;

Fig. 2 è una sezione verticale assiale della valvola di questa invenzione. Fig. 2 is an axial vertical section of the valve of this invention.

La nuova valvola è indicata complessivamente con il numero di riferimento 10. Essa comprende un corpo 12, con apertura di entrata 14; entro un alloggiamento 16 del corpo 12 è accolta una parte fissa 18 che si compone di due organi 19 e 26, e fa tenuta inferiormente mediante guarnizione 20. L'organo inferiore fisso 19 presenta, in comunicazione con una camera inferiore 15, una serie di canali o aperture passanti 22, disposte equidistanziate attorno all'asse a della valvola e divergenti rispetto a detto asse e fra di loro nel senso del flusso del prodotto, indicato con le frecce F, e cioè divergenti dal basso verso l'alto nella Fig. 2. The new valve is indicated as a whole with the reference number 10. It comprises a body 12, with inlet opening 14; a fixed part 18 is accommodated within a housing 16 of the body 12 which consists of two members 19 and 26, and is sealed at the bottom by means of a gasket 20. The fixed lower member 19 has, in communication with a lower chamber 15, a series of through channels or openings 22, arranged equidistant around the axis a of the valve and diverging with respect to said axis and from each other in the direction of the flow of the product, indicated by the arrows F, i.e. diverging from the bottom upwards in Fig. 2.

La faccia superiore dell'organo fisso preferibilmente, non necessariamente, presenta un incavo centrale 24. The upper face of the fixed member preferably, not necessarily, has a central recess 24.

L'ulteriore organo fisso 26 è montato entro l'alloggiamento 16 e fa tenuta contro, l'organo 18 tramite guarnizione 28, l'organo 26 presenta una superficie interna inclinata 30 e presenta una sede di scorrimento 32, con guarnizione 34, per accogliere a tenuta in modo scorrevole un otturatore 36. Si noti che la parte fissa potrebbe avere forma diversa da come illustrata, ad esempio potrebbe essere composta da un unico organo anziché due. The further fixed member 26 is mounted inside the housing 16 and seals against the member 18 by means of a gasket 28, the member 26 has an inclined internal surface 30 and has a sliding seat 32, with gasket 34, to accommodate slidingly sealing a shutter 36. It should be noted that the fixed part could have a different shape from as illustrated, for example it could be composed of a single member instead of two.

L'otturatore 36 presenta un canale assiale 38 aperto ad una estremità inferiore e sboccante all'estremità superiore in un canale trasversale 40 passante: questo a sua volta sbocca con entrambe le estremità in una camera superiore 42. La posizione dell'otturatore 36 può essere regolata verticalmente nell'esempio in figura, con mezzi noti, non illustrati, meccanici, idraulici, pneumatici o misti, così da variare l'altezza h dell'intercapedine 44 fra le facce affacciate della sede o organo fisso e 18 dell'otturatore 36. La diversa apertura di questa intercapedine 44 determina la pressione di trattamento e il grado di omogeneizzazione del prodotto stesso. The obturator 36 has an axial channel 38 open at a lower end and opening at the upper end into a transverse channel 40 passing through: this in turn opens with both ends into an upper chamber 42. The position of the obturator 36 can be vertically adjusted in the example in the figure, with known mechanical, hydraulic, pneumatic or mixed means, not shown, so as to vary the height h of the interspace 44 between the facing faces of the seat or fixed member and 18 of the shutter 36. The different opening of this interspace 44 determines the treatment pressure and the degree of homogenization of the product itself.

Si noti che i canali 22 si aprono nell'intercapedine 44 con bocche disposte secondo una circonferenza di diametro maggiore del diametro della bocca di ingresso del canale 38. It should be noted that the channels 22 open into the interspace 44 with openings arranged according to a circumference with a diameter greater than the diameter of the inlet of the channel 38.

Il percorso del fluido da omogeneizzare lungo la valvola ha luogo, come detto, secondo le frecce F e comprende pertanto un percorso inclinato leggermente divergente lungo i canali 22, un percorso centripeto lungo la camera 44, con aumento della velocità, un cambio di direzione e un tratto di percorso assiale lungo il canale 38 e infine un'uscita del prodotto omogeneizzato attraverso il canale 40 e la camera 42. The path of the fluid to be homogenized along the valve takes place, as mentioned, according to the arrows F and therefore comprises a slightly diverging inclined path along the channels 22, a centripetal path along the chamber 44, with an increase in speed, a change of direction and a section of axial path along the channel 38 and finally an outlet of the homogenized product through the channel 40 and the chamber 42.

In nessuna parte di tale percorso si creano le condizioni che possono dar luogo a cavitazione nel prodotto. In no part of this path are the conditions created that can give rise to cavitation in the product.

Claims

CLAIMS 1. Homogenization valve comprising a fixed part (18) and a movable part or shutter (36), adjustable in position with respect to the fixed part to vary the height of an interspace (44) between the movable and the fixed part) characterized in that said shutter makes a seal against said fixed part on its external surface, channels (22) of the fixed part (18) open into said gap (18) for the flow of fluid and a channel (38) for outflow of the fluid in the mobile part ( 36), the mouths of said channels of the fixed part being arranged at a greater distance from the valve axis than the diameter of the outflow channel, so that in said interspace the fluid has a centripetal movement.

2. Valve according to claim 1, characterized in that said fixed member (18) has said through channels (22) arranged diverging from each other in the direction of flow and said mobile member (36) has said channel (38) substantially in an axial position .

3. Valve according to claim 2, characterized in that said axial channel (38), at the end of it opposite the interspace, opens into a through transverse channel (40) which leads to an outlet chamber.

4. Process of homogenizing a fluid in a homogenizing valve which defines a gap between a fixed part and a shutter, characterized by the fact that the fluid is passed in a centripetal direction in said gap.