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生化专用截止阀的开发

1 生化专用截止阀设计
按照制药行业GMP标准要求,生化专用截止阀不仅要有良好的密封性能,使密封材料从材质上能适应较高温度、压力;工作介质对阀门密封材料的冲蚀、腐蚀和磨损,保证阀门在使用期内不渗泄漏,不从阀门的结构设计入手,能有效地阻止有害细菌在阀门内的衍生、繁殖,杜绝应用企业发生染菌、倒罐现象,不断提高应用单位的发酵收得率和企业的经济效益。

2 阀门结构主要特点(创新点)
生化专用截止阀(以下简称新型阀门)主要由阀体、密封垫、阀瓣、阀瓣螺盖、垫片、填料、阀盖、填料阀盖、阀杆、手轮组成。但新型阀门与一般阀门-----截止阀,在阀体(序号1)的结构、阀体的底部、阀杆(序号9)、密封性能等均不一样。新型阀门主要有以下四个特点。
a. 从中可以明显地看出,阀体(序号1)其流道(纵截面)呈流线型,在流通过程中没有拐点、无死角,可以安全、卫生输送物料,便于清洗,因此不易发生染菌,而且在底部开有排气孔,完全符合制药行业GMP标准要求。
b. 从中可以清晰地看出阀杆(序号9)中的螺纹部位,不管阀门如何开启或关闭,阀杆的螺纹部位均不会与阀门内任何工作介质直接接触,因此彻底避免了物料在阀杆螺纹处黏结或滞留的机会。
c. 在阀体与阀瓣(序号3)的接触面,经激光熔覆强化处理,大大地提高了其表面硬度和耐磨性,延长了阀门的使用寿命。
d. 密封垫(序号3)、垫片(序号5)、填料(序号6)按各企业不同工作介质、工艺(温度、压力)要求选择不同的密封材料,如聚芳酰胺、聚四氟乙烯等。

3 阀体设计阀体是阀门中最重要的零件之一,它作为工作介质的流动通道和控制咽喉要道,要承受工作介质的压力、温度、冲蚀和腐蚀。阀门设计关键是阀体设计。阀体的结构虽然千变万化、各种各样、绚丽多彩,但二个截面明确的功能分工始终是一样的,阀体的纵截面确定流体的流向,阀体的横截面确定流体流过该截面流体的面积,根据流体力学原理,结合制药行业GMP标准要求,我们把阀门的纵截面设计成流线型,整个流通过程线路上没有拐点和死角,流动方向和通道形状不发生急剧的变化,以达到流体阻力小之目的,阀门体的横截面设计成心脏形,由三个光滑圆弧组成,截面周边上圆弧和圆弧的结合处与右图一样光滑,左边心脏形截面积经计算约为2567m㎡。右边圆形的面积约为1964m㎡,即左边心脏形面积是右边圆形面积的1.3倍,有利于工作介质的流动,在阀体的底部增设了安装螺孔,既利于生产开始时管道中的放气,又利于生产过程中的消毒。对有些不使用该螺孔的企业,为了避免又产生死角发生菌染,我们还专门为上述企业设计了螺塞。

4 密封面的激光处理
阀门密封面长期在较高的温度和压力下承受工作介质的各种腐蚀和冲蚀,有的还承受密封面之间的擦伤磨损。采用高科技激光机(HGL-90型5KW)聚焦后的激光束来对阀体与阀瓣(序号3)密封层面进行单道激光扫描(工艺参数为:激光功率W=3-4KW,扫描速度U=8-20mm/s,光斑尺寸=Φ5-Φ10mm),控制好能量密度与扫描速度,可使熔层与基体不但牢固结合,互熔区小,而且对阀体热应力影响小.激光一次熔覆Co基或Ni基合金层厚度可达3mm,图层表面光滑平整,可提高硬度20%-40%.测试与生产应用表明,经激光熔覆处理的阀门密封面在恶劣工况下具有良好的耐磨损、抗冲蚀气蚀、抗腐蚀疲劳和抗高温冲击疲劳等性能特点,提高了阀门使用的可靠性、安全性和使用寿命。

5 密封材料的选择
密封材料及其性能同阀门的质量密切相关,有些密封材料适应这个流体工况,在这个流体工况下是优点,有利于密封有的则是缺点,不利于密封,我公司出厂的阀门产品结构是一样的,但密封件因企业的工况要求不同,我们按耐热性、耐磨损性、耐碱性、耐酸性,常用的四种工况条件列成下表,按表配选。

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