Исполнительные органы

11.4.2.3.1. Классический пробко­вый кран и современный шаровой кран

• В открытом положении они полностью открывают сечение трубы, и поэтому их предпочитали использовать еще тогда, когда трубопроводы на пивоваренных за-

водах причищали механическим способом путем проталкивания губок.

• Конусные и шаровые поверхности корпу­
са и исполнительного органа смачивают­
ся продуктом, однако в открытом положе­
нии они находятся вне потока транспор­
тируемой среды и таким образом их «не
захватывает» система мойки CIP.

• В связи с этим такие краны не подходят
для систем трубопроводов, предназначен­
ных для транспортировки напитков.

11.4.2.3.2. Клапаны с тарельчатым затвором и поршневым приводом с перпендику­лярным или наклонным расположением штока

• По сравнению с кранами они имеют не та­
кие идеальные качественные характеристи­
ки потока (турбулентность, худшие значе­
ния K_v) (под величиной K_v понимают про­
пускную способность Q в м³/ч по воде при
температуре 5 ° С-30 ° С и потере давления в
клапане Δр = p₁ - р₂ = 1 бар — прим. ред.).

• Не сбалансированы по действующим на
них силам (высокие усилия для переме­
щения, возможность поднятия штока под
воздействием давления, гидравлические
удары при закрывании в направлении по­
тока жидкости).

• Такие клапаны даже при очень тщатель­
ном исполнении становятся источником
загрязнения в результате нанесения про­
дукта на сальник штока («эффект лифта»)
из-за возвратно-поступательного движе­
ния штока клапана.

Однако несмотря на эти конструктивные недостатки, невозможно представить трубо­проводные системы без клапанов с поршне­вым приводом, и это объясняется тем, что

• в специальном исполнении, например, в
качестве переключающих или двухседель-
ных клапанов, они обладают функциями,
которые нельзя реализовать в других ти­
пах исполнительных органов и

• люди научились обходить эти недостатки,
используя определенные варианты допол­
нительной оснастки и типы подключения.
Так, например, «эффект лифта» можно

уменьшить

• за счет установки мембранного уплотне­
ния между корпусом и штоком;

861 ©

• благодаря включению исполнительного органа таким образом, что его шток во вре­мя цикла мойки CIP входит до упора в кор­пус клапана или может даже совершать возвратно-поступательные движения, что­бы моющее средство проникло к возмож­ным остаткам продукта на штоке и в зоне уплотнения штока.

11.4.2.3.3. Поворотные заслонки (типа «бабочка»)

Так как подобные запорные приспособления дешевле описанных выше и, на первый взгляд, лишены присущих им недостатков, с начала 1960-х годов поворотные заслонки стали ши­роко применяться в машиностроении для пи­воваренной и безалкогольной промышленно­сти. В особенности это относится к оборудо­ванию с ручным управлением, так как даже при больших сечениях трубопроводов диск по­воротной заслонки можно легко и быстро пе­реключить с помощью непосредственно со­единенной с диском рукоятки.

Правда, оператору лучше действовать не слишком решительно, так как при резком пе­реключении он включает в трубопроводе, по которому протекает среда, своего рода «ава­рийный тормоз», действие которого вызывает сильные перепады давления (гидравлические удары) в трубопроводной системе, в результа­том чего могут возникнуть механические по­вреждения и, как будет показано ниже, неко­торые микробиологические проблемы.

Даже при осторожном переключении из­бежать таких гидравлических ударов отнюдь не просто, так как тонкий диск уже за несколь­ко угловых градусов до положения полного закрытия вызывает резкое увеличение гидрав­лического сопротивления.

Поэтому оптимально быстрый и тем не менее щадящий режим закрывания предусмат­ривает, чтобы основной ход (примерно 90% угла поворота) происходил с большой скоро­стью, например, в течение 10% времени пере­ключения, а остальные 10% угла поворота за­нимали все оставшееся время (например, 90%). Опытный и дисциплинированный опе­ратор может добиться этого минимума вруч­ную; при пневматическом переключении, как правило, дополнительно используют настра­иваемые дроссельные вентили, расположен­ные в закрывающем пневмопроводе управле­ния, которые, правда, действуют по всему ходу угла поворота, что вызывает существенное замедление процесса закрывания.

Юстировка этих дроссельных вентилей является составной частью точной настрой­ки автоматической установки, с которой дол­жна быть согласована установка времени срабатывания системы управления, напри­мер, задержка пуска насосов, обеспечивающая «мягкий» режим работы. Поэтому не рекомен­дуется самовольно вмешиваться в юстировку дросселя (например, для ускорения операций переключения). Лучше всего, если такие по­пытки будут заблокированы изготовителем арматуры путем применения дроссельных элементов, не поддающихся внешней юсти­ровке или настраиваемых только с использо­ванием специального инструмента.

Этот, казалось бы, малозначимый пункт рассматривается так подробно в связи с тем, что он решающим образом влияет и на микро­биологическую безопасность оборудования исходя из рассмотренных ниже конструктив­ных особенностей поворотных заслонок.

На первый взгляд адаптация поворотных заслонок к системе CIP представляется опти­мальной, так как «эффект лифта», которого можно опасаться в поршневых клапанах, ис­ключается за счет вращательного движения запорного органа. Само собой разумеется, что диск и кольцевое уплотнение только тогда сво­бодно располагаются в потоке среды и безуп­речно моются, когда каждая заслонка маршру­та моющих растворов открыта, однако проек­тировщик автоматических установок должен предусмотреть эту возможность в соответству­ющих схемах. Кроме того, за счет обучения и мер постоянного производственного контроля оператор систем с ручным управлением дол­жен быть в состоянии обеспечить надежную практическую реализацию плановых заданий.

При гидравлических ударах, воздействую­щих на закрытые заслонки, что особенно ха­рактерно для широко распространенных «ге­ниальных» дешевых конструкций, в которых отсутствует точное позиционирование оси диска и эта «второстепенная» функция пере­поручена кольцевому уплотнению, может произойти сильное боковое смещение диска, приводящее к протечке продукта через образо­вавшийся зазор в области подшипника оси и по периметру кольцевого уплотнения, а при экстремальных нагрузках это может стать причиной временной или постоянной разгер­метизации клапана.

Постоянные протечки могут вызвать суще­ственные потери продукта, а разбрызгивание горячих или агрессивных сред даже может

© 862___________________________________

спровоцировать опасные ситуации. Напротив, обратимые капельные протечки — не самый веский повод для недовольства, однако из-за того, что образуются не видимые снаружи заг­рязнения в зазоре уплотнения, недоступном для моющего раствора, они представляют со­бой места постоянного скрытого очага микро­биологического загрязнения, с наличием кото­рого на пивоваренном предприятии, ориенти­рованном на применение технологии CIP, вряд ли можно смириться (независимо от избран­ной степени автоматизации).

Этим мы отнюдь не собираемся категорич­но выступать против использования поворот­ных заслонок. Мы стремимся лишь указать на слабые места, на которые в целях предотвра­щения механических и микробиологических проблем следует обращать особое внимание при проектировании и эксплуатации установ­ки. Для создания соответствующих гарантий для проектировщика установки следовало бы, по аналогии с традиционным указанием номи­нального давления, до которого производитель гарантирует надежность эксплуатации, также дать точное определение «санитарного пре­дельного давления», которое запрещается пре­вышать при работе с продуктом, для того, что­бы в процессе мойки CIP можно было обеспе­чить идеальное удаление возможных остатков продукта с поверхностей и из зазоров.

Дата добавления: 2015-07-10