¿Cómo funcionan las válvulas de control de flujo de llenado de pistón?

Juan R. Henry | 30 de marzo de 2023

Los llenadores de pistón son las arquitecturas de llenado volumétrico más comunes y versátiles.

Es importante elegir la combinación adecuada de pistón y cilindro. No elegir las válvulas de entrada y descarga adecuadas puede provocar llenados imprecisos, goteo, formación de hilos e incluso daños al producto.

Estas válvulas están sincronizadas con el pistón. La válvula de entrada se abre y la válvula de descarga se cierra cuando el pistón extrae producto del depósito. Se invierten cuando se empuja el pistón, lo que permite que el producto se descargue a las boquillas de llenado.

Este artículo proporciona descripciones de cinco tipos de diseños de llenadoras de pistón y sus mejores usos:

1. Válvulas de retención (válvulas accionadas por resorte, por ejemplo);

2. Válvulas mecánicas (como válvulas de corredera);

3. Válvulas de pellizco externas (o peristálticas);

4. Válvulas planas giratorias; y

5. Válvulas cerámicas.

1. Las válvulas de retención son simples y comunes. Estas válvulas accionadas por resorte solo permiten un flujo unidireccional. El flujo de productos los abre; el resorte los cierra (ver imagen en la parte superior de la página).

Un problema potencial es que los productos viscosos pueden hacer que se cierren de forma errática. Los sólidos en el producto pueden impedir el cierre hermético entre descargas. Las válvulas de retención funcionan mejor con soluciones de baja viscosidad y sin partículas.

2. Las válvulas mecánicas cierran más positivamente. Esta válvula deslizante controla el flujo de cuatro bombas de pistón. Es accionado por un varillaje del accionamiento del pistón. Se recomiendan válvulas mecánicas cuando (1) se requiere una mayor precisión de llenado, (2) el producto contiene partículas pequeñas o grandes, o (3) para productos de mayor viscosidad, hasta cremas y pastas espesas.

3. Las válvulas de pellizco externas eliminan el contacto con el producto y utilizan una sola pieza de tubo desde la bomba de llenado hasta la boquilla. Esto elimina la necesidad de limpieza y al mismo tiempo evita fugas dentro y fuera del canal de fluido. Esto hace que las válvulas de manguito sean excelentes para productos de alta pureza y peligrosos.

4. Aunque técnicamente no es una “válvula”, el siguiente ejemplo muestra otra opción: un pistón giratorio. A medida que se retira el pistón, el área plana se alinea con la entrada, bloqueando la descarga. A medida que se descarga el producto, la parte plana se alinea con el puerto de descarga.

Una variación de esta bomba de pistón giratorio hace girar mecánicamente la válvula independientemente del pistón para abrir y cerrar los puertos. El mecanismo es más complejo pero la sincronización de la válvula es independiente del pistón.

El material cerámico es extremadamente duro y particularmente bueno con líquidos abrasivos como soluciones para lentes de contacto.

Ambos tipos, debido a que no tienen sellos deslizantes, generan pocas partículas. Esto los hace especialmente buenos para productos farmacéuticos inyectables o para el cuidado de los ojos.

5. Por su naturaleza, las válvulas restringen el flujo. Eso puede ser un problema con productos viscosos. La válvula giratoria de abajo da un cuarto de vuelta entre carga y descarga. Esto permite un flujo total sin restricciones tanto para la carga como para la descarga. Es especialmente adecuado para cremas de alta viscosidad y otros productos.

Es fácil cuando lo sabes.

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