RU2796103C1 - Pipeline manifold - Google Patents
Pipeline manifold Download PDFInfo
- Publication number
- RU2796103C1 RU2796103C1 RU2022116504A RU2022116504A RU2796103C1 RU 2796103 C1 RU2796103 C1 RU 2796103C1 RU 2022116504 A RU2022116504 A RU 2022116504A RU 2022116504 A RU2022116504 A RU 2022116504A RU 2796103 C1 RU2796103 C1 RU 2796103C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- manifolds
- diaphragm
- valve
- inlet
- manifold
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к трубопроводным коллекторам автоматического режима работы, которые непрерывно подают несколько потоков жидкости одного количества в одну ёмкость или распределяют один поток на несколько в другие ёмкости. Предлагаемое изобретение, в том числе, может быть использовано на многоассортиментных химических заводах, производящих активные фармацевтические субстанции, интермедиаты и другие продукты тонкого органического синтеза.The invention relates to pipeline collectors of automatic operation, which continuously supply several streams of liquid of the same amount into one container or distribute one stream into several other containers. The proposed invention, among other things, can be used at multi-range chemical plants producing active pharmaceutical ingredients, intermediates and other products of fine organic synthesis.
В настоящее время наиболее распространенным способом соединения химических ёмкостей с использованием трубопроводов, является обычная система трубопроводов с запорноклапанными механизмами с соединением всего оборудования. Данный тип соединения оборудования на производстве достаточно трудоемкий и содержит риск человеческой ошибки, что на некоторых производствах может оказаться критическим (патент ЕР № 0654438 А1, МПК В67D 7/78, 1995 г.).Currently, the most common way to connect chemical tanks using pipelines is the conventional piping system with shut-off valves with the connection of all equipment. This type of equipment connection in production is quite laborious and contains the risk of human error, which in some industries can be critical (EP patent No. 0654438 A1, IPC B67D 7/78, 1995).
Для производства в периодическом режиме интермедиатов (продуктов тонкой химии) или готовых лекарственных фармацевтических субстанций (далее АФС) на участках производства общепринятой практикой является изготовление реакторов, фильтров, резервуаров, колонн кристаллизаторов, а также фиксированных труб для них для каждого выпускаемого продукта в отдельности. В такой периодической производственной системе перенос жидких сред, таких как сырье, полупродукт, продукт осуществляется главным образом с помощью выборочно работающих клапанов на стационарных трубах. Однако увеличение количества единиц оборудования (которые в дальнейшем вместе могут называться «технологическими установками»), таких как реакционные сосуды, приводит к необходимости увеличения количества клапанов, что неизбежно приводит к более сложной системе управления всего производства.For the batch production of intermediates (fine chemicals) or finished pharmaceutical substances (hereinafter referred to as API) at production sites, it is common practice to manufacture reactors, filters, tanks, crystallizer columns, as well as fixed pipes for them for each manufactured product separately. In such a batch production system, the transfer of liquid media such as raw materials, semi-finished products, products is carried out mainly with the help of selectively operated valves on stationary pipes. However, the increase in the number of pieces of equipment (which hereinafter may be collectively referred to as "process units"), such as reaction vessels, leads to the need for an increase in the number of valves, which inevitably leads to a more complex control system for the entire production.
В случае изменения выпускаемой продукции на производстве также возникает задача, связанная не только с необходимостью модифицировать существующую производственную схему, включая установку дополнительных трубопроводов, но и с перепроектированием системы управления, с учётом предотвращения смешивания жидкостей.In the event of a change in manufactured products in production, a task also arises that is associated not only with the need to modify the existing production scheme, including the installation of additional pipelines, but also with the redesign of the control system, taking into account the prevention of mixing of liquids.
Данная схема имеет следующие недостатки и проблемы:This scheme has the following disadvantages and problems:
(1) Высокий риск неправильной установки соединений из-за ручной работы.(1) High risk of incorrect connections due to manual work.
(2) Сравнительно высокие временные затраты на реорганизацию производственной схемы.(2) Relatively high time costs for the reorganization of the production scheme.
(3) Необходимость полной проработки систем управления для оптимизации технологического процесса, сопровождающейся добавлением, удалением или заменой технологических установок.(3) The need for complete development of control systems for process optimization, accompanied by the addition, removal or replacement of process units.
(4) Использование клапанов для регулирования подачи жидких сред может привести к загрязнению конечного продукта из-за ненадежности клапанов. Вероятность возникновения загрязнения пропорционально возрастает с увеличением количества труб и клапанов.(4) The use of valves to control the supply of liquid media may lead to contamination of the final product due to the unreliability of the valves. The likelihood of contamination increases proportionally with the increase in the number of pipes and valves.
(5) Высокая стоимость классического трубопроводного соединения единиц оборудования. Например, в случае, когда используется 100 различных химических сред путем переключения 30 трубопроводных систем в зависимости от видов производимой продукции, необходимо предусмотреть 3000 автоматических и электромагнитных клапанов для эксплуатации такой системы.(5) High cost of classical piping connection of pieces of equipment. For example, in the case where 100 different chemical media are used by switching 30 piping systems depending on the types of products produced, it is necessary to provide 3000 automatic and solenoid valves to operate such a system.
(6) Поскольку трубы между подающими и принимающими единицами оборудования протянуты на значительную длину, объем, заполняющий трубы будет велик (так называемый, «мертвый объем»). Это означает, что замена жидкости в оборудовании или замена трубопроводной связи оборудования неизбежно сопровождается большими потерями объема жидкости.(6) Since the pipes between the supplying and receiving equipment are extended for a considerable length, the volume filling the pipes will be large (so-called "dead volume"). This means that the replacement of fluid in the equipment or the replacement of the piping connection of the equipment is inevitably accompanied by large losses of fluid volume.
Известно устройство подачи жидких продуктов из множества источников во множество мест назначения. Принцип работы устройства основан на механике – движении вала, связанного подшипником к фланцу, являющегося распределительным устройством. Благодаря вращению вокруг собственной оси и одновременном перемещении вдоль оси (вперед и назад) вал способен отсоединяться и присоединяться к другим фланцам, тем самым направляя поток по другим трубопроводам (WO № 1998012140 A1, МПК B65D 7/74, 2010 г.).A device for supplying liquid products from a plurality of sources to a plurality of destinations is known. The principle of operation of the device is based on mechanics - the movement of a shaft connected by a bearing to a flange, which is a switchgear. Due to rotation around its own axis and simultaneous movement along the axis (forward and backward), the shaft is able to detach and join other flanges, thereby directing the flow through other pipelines (WO No. 1998012140 A1, IPC B65D 7/74, 2010).
Основным недостаткам описанного устройства является быстрый износ комплектующих, таких как подшипники, коронные шестерни, прокладки, различные диски и прочие комплектующие. В качестве альтернативы авторы предлагают пневматическую или гидравлическую систему с поршнем, механическую систему, использующую рабочий двигатель различного типа: электрический, пневматический или механический.The main disadvantage of the described device is the rapid wear of components such as bearings, crown gears, gaskets, various disks and other components. As an alternative, the authors propose a pneumatic or hydraulic system with a piston, a mechanical system using a working motor of various types: electric, pneumatic or mechanical.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является устройство автоматического переключения трубопроводов (патент US № 5505496, МПК B67D 5/60, 1996 г.), которое содержит:Closest to the proposed invention in technical essence is a device for automatic switching pipelines (US patent No. 5505496, IPC B67D 5/60, 1996), which contains:
множество труб для приема жидкости, соединенных соответственно с множеством исходных емкостей;a plurality of pipes for receiving liquid connected respectively to a plurality of source containers;
множество труб подачи жидкости, соединенных, соответственно, с множеством приемных емкостей;a plurality of liquid supply pipes connected, respectively, with a plurality of receiving containers;
множество креплений и держателей, соединительных стыков, жестких труб и шлангов.many fasteners and holders, connecting joints, rigid pipes and hoses.
Основным недостатком описанного устройства является необходимость сбора технологической линии под один фиксированный продукт. При оптимизации технологического процесса, в ходе которого изменится количество технологических установок, устройство потеряет свою эффективность, или вовсе не сможет функционировать необходимым образом.The main disadvantage of the described device is the need to assemble a production line for one fixed product. When optimizing the technological process, during which the number of technological installations changes, the device will lose its efficiency, or will not be able to function at all as required.
Технической результатом предлагаемого изобретения является более легкая адаптация коллекторного устройства под необходимое количество входов и выходов.The technical result of the invention is an easier adaptation of the collector device to the required number of inputs and outputs.
Технический результат достигается тем, что коллектор включает ёмкости (манифольды) с одним или двумя входом /выходом, выполненными с возможностью соединения ёмкостей (манифольдов) друг с другом, и входом/выходом, выполненным с возможностью соединения с источником подачи потока среды (жидкости) или её приёмником, которые снабжены запорно-регулирующим механизмом в виде мембраны, включающей корпус, внешний блок управления и запорный механизм мембраны (мембранного клапана), и расположенной с возможностью блокирования и пропуска потока среды, идущего от источника его подачи или в приемник.The technical result is achieved by the fact that the collector includes tanks (manifolds) with one or two inlet / outlet, made with the possibility of connecting the tanks (manifolds) to each other, and the inlet / outlet, made with the possibility of connecting to a source of medium (liquid) flow supply or its receiver, which are equipped with a locking and regulating mechanism in the form of a membrane, including a housing, an external control unit and a locking mechanism of the membrane (membrane valve), and located with the possibility of blocking and passing the flow of the medium coming from the source of its supply or to the receiver.
На фиг. 1 представлен общий вид коллектора, где 1 – корпус манифольда, 2 – выход/вход для соединения ёмкостей-манифольдов, 3 – выход/вход для соединения с источником подачи среды или её приёмником, 4 – узел соединения манифольдов, 5 – запорно-регулирующий механизм (мембрана), состоящий из корпуса, внешнего блока управления и запорного механизма мембраны (мембранного клапана).In FIG. 1 shows a general view of the manifold, where 1 is the manifold body, 2 is the outlet/inlet for connecting manifold tanks, 3 is the outlet/inlet for connecting to a medium supply source or its receiver, 4 is a manifold connection unit, 5 is a shut-off and control mechanism (diaphragm), consisting of a body, an external control unit and a membrane locking mechanism (diaphragm valve).
Манифольды 1 могут быть соединены между собой с помощью гайки 4.1 и штуцера 4.2, в свою очередь, соединённых между собой, например, за счёт стягивания их по резьбовому соединению, и закреплённых на выполненном в виде патрубка входе/выходе соответствующего манифольда, с помощью накладных полуколец 4.3 через прокладку 4.4 (фиг. 2). Размещаемая между манифольдами в месте стыка патрубков с гайкой и штуцером прокладка 4.4 обеспечивает герметичное прилегание патрубков друг другу.Manifolds 1 can be interconnected using nut 4.1 and fitting 4.2, which in turn are connected to each other, for example, by tightening them along a threaded connection, and fixed to the inlet/outlet of the corresponding manifold made in the form of a branch pipe, using overhead half rings 4.3 through gasket 4.4 (Fig. 2). Gasket 4.4, placed between the manifolds at the junction of the branch pipes with the nut and the fitting, ensures a tight fit of the branch pipes to each other.
На фиг. 3 представлено объёмное изображение коллектора, где 5.1 – корпус мембраны.In FIG. 3 shows a three-dimensional image of the collector, where 5.1 is the membrane body.
Выполнение запорно-регулирующего механизма, который отвечает за количество подаваемой среды/жидкости в каждую линию (манифольд), в виде мембраны обеспечивает полную герметичность, соответственно, и отсутствие контаминации сред, а также возможность автоматического управления устройством, исключая быстрый износ.The implementation of the shut-off and control mechanism, which is responsible for the amount of medium / liquid supplied to each line (manifold), in the form of a membrane ensures complete tightness, respectively, and the absence of media contamination, as well as the possibility of automatic control of the device, eliminating rapid wear.
Мембрана может быть выполнена, как описано в заявке WO2014133887, содержащей корпус клапана 5.1, имеющий вход 5.2 и выход 5.3, разделенные запорным механизмом, а именно седлом клапана 5.4 и диафрагмой 5.5, имеющей центральный шток 5.6, первый конец которого соединен с поршнем 5.7 для приведения в действие клапана и тарелкой 5.8 для взаимодействия с седлом клапана для закрытия клапана (фиг. 4). Тарелка образует двухточечное уплотнение с седлом клапана, имеющим, по меньшей мере, две точки контакта между кольцевой поверхностью тарелки и седлом клапана. Кольцевая поверхность тарелки может быть либо вогнутой, либо выпуклой, что обеспечивает двухточечное уплотнение. Клапан имеет фиксатор, примыкающий к диафрагме, а диафрагма имеет гибкую перемычку, которая проходит радиально наружу от центрального штока.The membrane can be made as described in the application WO2014133887, containing a valve body 5.1, having an inlet 5.2 and an outlet 5.3, separated by a locking mechanism, namely a valve seat 5.4 and a diaphragm 5.5, having a central stem 5.6, the first end of which is connected to the piston 5.7 to drive actuating the valve and poppet 5.8 to interact with the valve seat to close the valve (Fig. 4). The poppet forms a two-point seal with a valve seat having at least two points of contact between the annular surface of the poppet and the valve seat. The annular surface of the disc can be either concave or convex to provide a two-point seal. The valve has a detent adjacent to the diaphragm, and the diaphragm has a flexible web that extends radially outward from the center stem.
Для блокирования потока подаётся сигнал во внешний блок управления, в результате чего происходит опускание центрального штока 5.6 и других элементов запорного механизма, и мембрана частично или полностью перекрывает пространство, соединяющее вход 5.1 и выход 5.2 мембранного клапана 5.To block the flow, a signal is sent to the external control unit, as a result of which the central rod 5.6 and other elements of the locking mechanism are lowered, and the membrane partially or completely blocks the space connecting the inlet 5.1 and outlet 5.2 of the membrane valve 5.
Корпус манифольда предпочтительно изготавливается из цельной детали, получаемой путем токарных и фрезерных операций. Застойные зоны в данной конструкции предпочтительно уменьшены до минимальных размеров.The manifold body is preferably made from a single piece obtained by turning and milling operations. Dead zones in this design are preferably reduced to a minimum size.
Таким образом, соединенные между собой манифольды, позволяют получить конструкцию коллектора, обеспечивающую при необходимости достаточно простое включение в коллектор заданного количества входящих/выходящих потоков за счёт использования мембран (к тому же более устойчивых к износу, чем различные механические решения) для открытия и закрытия необходимых отводов.Thus, interconnected manifolds make it possible to obtain a manifold design that provides, if necessary, a fairly simple inclusion of a given number of incoming / outgoing flows into the manifold due to the use of membranes (moreover, more resistant to wear than various mechanical solutions) to open and close the necessary taps.
Claims (5)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2796103C1 true RU2796103C1 (en) | 2023-05-17 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5505496A (en) * | 1993-10-29 | 1996-04-09 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Automatic pipeline switching device |
JP2007056975A (en) * | 2005-08-24 | 2007-03-08 | Toflo Corporation Kk | Collective piping unit containing flow rate sensor therein |
WO2014133887A1 (en) * | 2013-02-26 | 2014-09-04 | Parker-Hannifin Corporation | Diaphragm valve with dual point seal and floating diaphragm web |
CN203927194U (en) * | 2014-06-27 | 2014-11-05 | 菲索测量控制技术(苏州)有限公司 | Modular plastic water collecting and diversifying device |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5505496A (en) * | 1993-10-29 | 1996-04-09 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Automatic pipeline switching device |
JP2007056975A (en) * | 2005-08-24 | 2007-03-08 | Toflo Corporation Kk | Collective piping unit containing flow rate sensor therein |
WO2014133887A1 (en) * | 2013-02-26 | 2014-09-04 | Parker-Hannifin Corporation | Diaphragm valve with dual point seal and floating diaphragm web |
CN203927194U (en) * | 2014-06-27 | 2014-11-05 | 菲索测量控制技术(苏州)有限公司 | Modular plastic water collecting and diversifying device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5275201A (en) | Manifold valve assembly with removable valve seat | |
US3640310A (en) | Multiport valve | |
US20090314353A1 (en) | Apparatus and a method for regulation of the energy potential in a fluid column located within a pipeline | |
CN1415058A (en) | Fluid-directing multiport rotary valve | |
EP3022471B1 (en) | Axial fluid valves | |
ZA200507105B (en) | Apparatus and process for the purification of air | |
RU2796103C1 (en) | Pipeline manifold | |
MXPA03003254A (en) | Four way valve. | |
US3817264A (en) | Valve | |
NO20131706A1 (en) | PUMP COMPOSITION CONTAINING A MULTIPLE JET PUMPS | |
JP2020203282A (en) | Device for filtering and separating liquid mixture under pressure using thin film | |
EP0231568B1 (en) | Multiport axial valve with balanced rotor | |
US3636980A (en) | Diverter valve | |
CN101173717B (en) | Valve and method for using the same | |
KR102400331B1 (en) | Clamp-coupled sanitary flow control globe valve for improved separation convenience | |
RU2789956C1 (en) | Switching device of safety valve block | |
RU2291340C1 (en) | Safety valves switching apparatus | |
RU2643276C2 (en) | Hydraulic valve of the axial type having a linear driving mechanism (options) | |
US3217883A (en) | Fluid blending systems and control means therefor | |
KR102117156B1 (en) | Flow Control Glove Valve for Sanitation | |
KR20200010152A (en) | Flow Control Glove Valve for Sanitation | |
CN214617941U (en) | Automatic change integrative many valves | |
TW200949115A (en) | Omnibus quasi-hydrosystem | |
RU2362935C2 (en) | "valenta" valve | |
RU2217637C2 (en) | Valve-distributor |