馮士活

【摘 要】帶有酸堿清洗液的儲(chǔ)液罐與加熱菌罐之間只用一只蝶閥隔開(kāi)，由于帶酸堿液的儲(chǔ)液罐壓力往往比加熱菌罐內(nèi)的壓力要高，一旦蝶閥泄漏，都會(huì)污染流體食品，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的危害是致命的。差壓雙密封防泄漏裝置是專門用于需要時(shí)清洗反應(yīng)釜管道的一種隔離智能閥，裝置采用差壓雙密封防泄漏結(jié)構(gòu)，無(wú)論在何種情況下，可以100%防止儲(chǔ)液罐中的酸堿清洗液泄漏到殺菌反應(yīng)釜中的流體食品內(nèi);采用連動(dòng)式自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉結(jié)構(gòu)，使差壓雙密封防泄漏裝置在清洗時(shí)能夠自動(dòng)關(guān)閉排氣口，使酸堿清洗液能夠順利地通過(guò)差壓雙密封防泄漏裝置到達(dá)加熱菌罐。

【關(guān)鍵詞】差壓;雙密封;防泄漏

0 前言

天然牛奶富含蛋白質(zhì)和微量元素，對(duì)幼兒的身體成長(zhǎng)、青少年體骼發(fā)育以及老年人的免疫力提升都起到非常重要的作用，因此，牛奶及其衍生產(chǎn)品如乳飲料、酸奶、布丁、奶粉、奶酪和黃油等被人們所喜愛(ài)，消費(fèi)量大增。無(wú)論是天然牛奶，或者是牛奶的衍生產(chǎn)品都需要經(jīng)過(guò)高溫處理，以達(dá)到二次加工或者延長(zhǎng)保質(zhì)期和安全性的目的。在天然牛奶或奶制品高溫處理過(guò)程中，由于加熱溫度比較高，牛奶及其衍生產(chǎn)品在流經(jīng)反應(yīng)釜或換熱管道的內(nèi)壁時(shí)，其粘稠成份常常會(huì)粘附在不銹鋼罐體或管道的內(nèi)壁上，若不及時(shí)清洗，會(huì)造成嚴(yán)重的細(xì)菌滋生等情況，破壞產(chǎn)品質(zhì)量，所以在實(shí)際生產(chǎn)中反應(yīng)釜或換熱管道內(nèi)壁每隔2-3小時(shí)必須進(jìn)行一次徹底清洗。而反應(yīng)釜或換熱管道內(nèi)壁是全封閉，整個(gè)過(guò)程又是連續(xù)的、自動(dòng)化生產(chǎn)，如何對(duì)其進(jìn)行清潔是眾多食品機(jī)械研發(fā)人員研究的重點(diǎn)之一。目前所用的清潔方法是利用含5%的酸堿清洗液在一定的高壓下沖刷反應(yīng)釜或管道內(nèi)壁，然后用清水沖洗，最后用無(wú)菌水沖洗才算清洗干凈，如圖1所示。傳統(tǒng)的清洗系統(tǒng)在帶有酸堿清洗液的儲(chǔ)液罐與殺菌反應(yīng)釜之間用一只蝶閥隔開(kāi)，清洗時(shí)，打開(kāi)蝶閥，酸堿清洗液從酸堿清洗液的儲(chǔ)液罐1通過(guò)蝶閥2輸送到加熱罐體3進(jìn)行清洗;清洗任務(wù)完成后，再把酸堿清洗液輸送回酸堿清洗液的儲(chǔ)液罐1，然后關(guān)閉蝶閥2。由于帶酸堿液的儲(chǔ)液罐2內(nèi)的液體壓力往往比加熱罐體3內(nèi)的液體壓力要高，一旦蝶閥2發(fā)生泄漏，哪怕是一點(diǎn)點(diǎn)泄漏，都會(huì)污染牛奶，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的危害是致命的，該問(wèn)題長(zhǎng)期沒(méi)有得到很好的解決，一直困擾著牛奶及其制品行業(yè)。

圖1 清洗過(guò)程位置示意圖

1.酸堿清洗液的儲(chǔ)液罐;2.蝶閥;3.加熱罐體

1 差壓雙密封防泄漏裝置結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 差壓雙密封防泄漏裝置的結(jié)構(gòu)

差壓雙密封防泄漏裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示，由酸堿清洗液的儲(chǔ)液罐接口1、密封圈2、閥蓋3、驅(qū)動(dòng)器4、連桿5、放氣活塞6、放氣活塞座7、過(guò)濾器8、閥芯9、排放渣滓開(kāi)關(guān)10、加熱罐體接口11、閥體12等組成。閥體12的左右兩邊各安裝了一個(gè)閥芯9，蓋上閥蓋3即組成一個(gè)完整的閥;在兩個(gè)閥芯9的上部安裝了驅(qū)動(dòng)器4，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器4通過(guò)連桿5串聯(lián)在一起;在閥體的內(nèi)部安裝了過(guò)濾器8，過(guò)濾器8的另一端連接排放渣滓開(kāi)關(guān)10，隨時(shí)可以把渣滓排泄出去;在閥體12的中間部位開(kāi)設(shè)了放氣活塞6和放氣活塞座7。

1.2 差壓雙密封防泄漏裝置的工作原理

在清洗時(shí)，給驅(qū)動(dòng)器4輸送打開(kāi)動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)器4旋轉(zhuǎn)，通過(guò)閥桿帶動(dòng)左邊的閥芯9，打開(kāi)左邊的閥;同時(shí)驅(qū)動(dòng)器4通過(guò)連桿5帶動(dòng)右邊的閥芯9，打開(kāi)右左邊的閥，于是酸堿清洗液從酸堿清洗液的儲(chǔ)液罐通過(guò)差壓雙密封防泄漏裝置的酸堿清洗液的儲(chǔ)液罐接口1、兩個(gè)閥、加熱罐體接口11到達(dá)加熱罐體。當(dāng)清洗完成后，再給驅(qū)動(dòng)器4輸送關(guān)閉動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)器4反向旋轉(zhuǎn)，通過(guò)閥桿帶動(dòng)左邊的閥芯9，關(guān)閉左邊的閥;同時(shí)驅(qū)動(dòng)器4通過(guò)連桿5帶動(dòng)右邊的閥芯9，關(guān)閉右邊的閥，于是切斷酸堿清洗液的儲(chǔ)液罐與加熱罐體之間的液體流通通道。

差壓雙密封防泄漏裝置關(guān)閉后，裝置的左邊連接酸堿清洗液的儲(chǔ)液罐，酸堿清洗液的儲(chǔ)液罐內(nèi)的酸堿清洗液通過(guò)酸堿清洗液的儲(chǔ)液罐接口1給左邊的閥芯施加了一個(gè)液體壓力;裝置的右邊連接加熱罐體，加熱罐體內(nèi)的牛奶通過(guò)加熱罐體接口11給右邊的閥芯施加了一個(gè)牛奶液體的壓力;在閥體12的中間部位開(kāi)設(shè)了放氣活塞6和放氣活塞座7。一旦裝置左邊的閥芯發(fā)生泄流，酸堿清洗液就會(huì)流到閥體12中間的空腔內(nèi)，隨著滲漏的液體增多，閥體12空腔內(nèi)的壓力增大，頂開(kāi)放氣活塞6，酸堿清洗液就會(huì)從放氣活塞座7的孔中流出，加上閥體12空腔內(nèi)的壓力始終小于左邊牛奶液體的壓力，酸堿清洗液只會(huì)從放氣活塞座7的孔中流出，而不會(huì)流向加熱罐體，不會(huì)對(duì)加熱罐體內(nèi)的牛奶產(chǎn)生污染;同理，裝置右邊的閥芯部位產(chǎn)生泄流，牛奶也只會(huì)從放氣活塞座7的孔中流出，而不會(huì)流到酸堿清洗液的儲(chǔ)液罐。由于采用了雙重差壓保護(hù)裝置，解決了傳統(tǒng)蝶閥由于泄漏污染牛奶的難題。

圖2 差壓雙密封防泄漏結(jié)構(gòu)圖

1.酸堿清洗液的儲(chǔ)液罐接口;2.密封圈;3.閥蓋;4.驅(qū)動(dòng)器;5.連桿;6.放氣活塞;

7.放氣活塞座;8.過(guò)濾器;9.閥芯;10.排放渣滓開(kāi)關(guān);11.加熱罐體接口

2 差壓雙密封防泄漏裝置性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)

為了保證差壓雙密封防泄漏裝置在正常運(yùn)行中能夠滿足使用要求，對(duì)其各項(xiàng)性能進(jìn)行測(cè)試，包括密封壓力測(cè)試、排氣性能測(cè)試、過(guò)濾性能測(cè)試等幾個(gè)方面。

2.1 密封性能測(cè)試

首先是密封性能測(cè)試，按照蝶閥的性能要求進(jìn)行測(cè)試，采用逐步加大壓力的方法，測(cè)試數(shù)據(jù)如下表1所示，差壓雙密封防泄漏裝置能夠承受的環(huán)境溫度0℃-180℃之間，能夠承受的壓力3MPa，而平時(shí)使用環(huán)境都在0.3MPa以下，密封性能完全可滿足使用要求。

表1 密封性能測(cè)試數(shù)據(jù)

2.2 排氣性能測(cè)試

排氣性能測(cè)試是模擬實(shí)際環(huán)境下進(jìn)行試驗(yàn)，首先完全關(guān)閉左右兩側(cè)的蝶閥，然后給酸堿清洗液的儲(chǔ)液罐接口1施加0.3MPa的液壓，在此情況下，給左邊的閥打開(kāi)一點(diǎn)縫隙，產(chǎn)生部分泄漏，左邊的液體通過(guò)縫隙進(jìn)入閥體12的空腔，當(dāng)空腔內(nèi)的液體占整個(gè)空腔1/4左右，壓力達(dá)到0.14MPa時(shí)，放氣活塞6被頂開(kāi);當(dāng)閥體12的空腔被液體充滿后，液體就從放氣活塞座7的孔流出，整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程，加熱罐體接口11沒(méi)有液體流出，說(shuō)明差壓雙密封防泄漏裝置排氣性能良好，這對(duì)差壓雙密封防泄漏裝置非常重要，保證了差壓雙密封防泄漏裝置在關(guān)閉狀態(tài)下酸堿清洗液不能進(jìn)入加熱罐體，保證了牛奶及其制品的安全性。

2.3 過(guò)濾性能測(cè)試

由于整個(gè)系統(tǒng)是全封閉的，而加熱罐體內(nèi)壁不可避免產(chǎn)生一些渣滓，這些渣滓不及時(shí)排泄出來(lái)，對(duì)整個(gè)封閉循環(huán)系統(tǒng)造成污染，差壓雙密封防泄漏裝置具備自動(dòng)過(guò)濾功能和排泄功能，對(duì)其進(jìn)行過(guò)濾性能測(cè)試也非常必要，過(guò)濾性能測(cè)試數(shù)據(jù)如表2所示，排泄顆粒大小處理與壓力有關(guān)。

表2 過(guò)濾性能測(cè)試數(shù)據(jù)

3 結(jié)論

差壓雙密封防泄漏裝置是專門用于需要時(shí)清洗反應(yīng)釜管道的一種隔離智能閥，裝置采用差壓雙密封防泄漏結(jié)構(gòu)，無(wú)論在何種情況下，可以100%防止儲(chǔ)液罐中的酸堿清洗液泄漏到殺菌反應(yīng)釜中的流體食品內(nèi);采用連動(dòng)式自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉結(jié)構(gòu)，使差壓雙密封防泄漏裝置在清洗時(shí)能夠自動(dòng)關(guān)閉排氣口，使酸堿清洗液能夠順利地通過(guò)差壓雙密封防泄漏裝置到達(dá)加熱菌罐，同時(shí)在清洗結(jié)束后能夠自動(dòng)打開(kāi)排氣口，使泄露的酸堿清洗液自動(dòng)排放到外界，避免了污染;采用自動(dòng)濾渣、快捷排渣結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⑶逑春蟮脑|(zhì)在封閉的環(huán)境下自動(dòng)地過(guò)濾掉，而且快捷地排泄出來(lái)。

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[責(zé)任編輯：湯靜]