Elastyczna przegroda zamiast metalowego gniazda. Ta prosta zasada sprawia, że zawór membranowy trafia tam, gdzie liczy się czystość medium: do zakładów spożywczych i stacji uzdatniania wody.
Jak zbudowany jest zawór membranowy
Konstrukcja jest prostsza, niż sugeruje jej rola w instalacjach higienicznych. Składa się z kilku elementów:
- korpus – kanał przepływowy wykonany zwykle ze stali nierdzewnej lub mosiądzu, odporny na korozję,
- membrana – elastyczna przegroda z polimeru, czasem z silikonu, która zamyka przelot i jednocześnie oddziela medium od reszty mechanizmu,
- trzpień – przenosi siłę na membranę i powoduje jej ugięcie,
- napęd – pokrętło w wersji ręcznej, siłownik pneumatyczny albo cewka elektromagnetyczna w wersji automatycznej.
Gdy trzpień dociska membranę, przekrój przelotu maleje aż do pełnego zamknięcia. Ciecz styka się tylko z wnętrzem korpusu i z membraną. Trzpień, sprężyna i napęd pozostają po drugiej stronie przegrody, więc nie zbierają resztek produktu ani osadów.
Warto rozróżnić dwa znaczenia tej nazwy. W armaturze procesowej zaworem membranowym nazywa się zawór, w którym membrana bezpośrednio zamyka kanał. W automatyce spotyka się też elektrozawory membranowe ze wspomaganiem: cewka otwiera niewielki kanał pilotowy, a membranę główną przestawia samo ciśnienie medium. Taki zawór potrzebuje pewnej minimalnej różnicy ciśnień, podanej w karcie katalogowej, ale za to niewielką cewką steruje stosunkowo dużym przepływem.
Przemysł spożywczy – higiena na pierwszym miejscu
W zakładzie produkującym soki, nabiał czy sosy każde zagłębienie w armaturze to potencjalne miejsce rozwoju bakterii. Zawór membranowy ma mało martwych stref, bo medium nie wnika w mechanizm. Gładki kanał łatwiej też umyć w obiegu mycia na miejscu (CIP), bez demontażu instalacji.
Ważny jest dobór materiału membrany. Elementy stykające się z żywnością muszą spełniać wymogi rozporządzenia (WE) nr 1935/2004 w sprawie materiałów przeznaczonych do kontaktu z żywnością. Membrana powinna znosić temperaturę mycia i środki chemiczne używane w CIP, a nie tylko sam produkt. Druga zaleta tej konstrukcji to praca z mediami trudnymi: syropami, koncentratami, zawiesinami z cząstkami owoców. Tam, gdzie kula czy dysk mogłyby się zablokować, elastyczna membrana zamyka się szczelnie mimo obecności drobnych zanieczyszczeń.
Uzdatnianie wody – dozowanie, płukanie, odcinanie
Stacje uzdatniania wody, zarówno komunalne, jak i zakładowe, to wiele obwodów pracujących w cyklach. Filtry wymagają płukania wstecznego, zmiękczacze regeneracji, a układy dozowania chemii precyzyjnego otwierania i zamykania. Automatyczne zawory membranowe dobrze odnajdują się w takich zadaniach z kilku powodów:
- Membrana chroni mechanizm przed kontaktem z wodą twardą, która zostawia kamień.
- Konstrukcja znosi obecność zawiesin, piasku czy osadu żelazistego po filtrach.
- Sterowanie elektryczne łatwo połączyć ze sterownikiem stacji i harmonogramem płukań.
- Dobór materiału membrany pozwala pracować z roztworami środków dezynfekujących i korygujących pH.
Przy projektowaniu należy pamiętać o uderzeniu hydraulicznym. Szybko zamykany zawór na długim rurociągu może wywołać gwałtowny skok ciśnienia. Wpływ na to mają czas zamykania, prędkość przepływu i długość odcinka, dlatego w dużych instalacjach dobiera się zawory o odpowiedniej charakterystyce zamykania.
Dobór i eksploatacja w praktyce
Przy wyborze zaworu membranowego analizuje się kolejno:
- skład chemiczny, lepkość i obecność cząstek stałych w medium,
- zakres temperatur, także podczas mycia i dezynfekcji,
- ciśnienie robocze i minimalną różnicę ciśnień, jeśli zawór ma wspomaganie,
- średnicę nominalną dopasowaną do wymaganego przepływu,
- sposób sterowania i sygnał z systemu nadrzędnego.
Membrana to element eksploatacyjny. Jej żywotność zależy od liczby cykli, temperatury i agresywności medium. Przy montażu należy zachować kierunek przepływu wskazany strzałką na korpusie i nie obracać zaworu, trzymając za cewkę. Filtr przed zaworem znacząco wydłuża jego pracę, a regularna kontrola membrany i uszczelek pozwala wymienić je, zanim pojawi się nieszczelność. W razie uszkodzeń rozsądniej jest sięgnąć po oryginalne zestawy naprawcze niż po zamienniki o nieznanym składzie materiałowym.
Kto szuka gotowych elementów do takich układów, znajdzie je między innymi w ofercie EA Kraków, dystrybutora automatyki, pneumatyki i napędów. Firma udostępnia zawory membranowe marki OLAB w postaci elektrozaworów ze wspomaganiem, sterowanych cewką elektromagnetyczną. Według informacji producenta nadają się do wody, lekkich olejów i gazów, z wyłączeniem płynów niebezpiecznych grupy 1. Na stronie można też wysłać zapytanie bezpośrednio o konkretny produkt.
Artykuł sponsorowany
