Jak działają zawory membranowe? Poznaj ich najważniejsze cechy

Na wstępie warto zauważyć, że samo zastosowanie zaworów membranowych jako takich jest niezwykle szerokie - używane są w najróżniejszych instalacjach od przemysłu chemicznego przez naftowy, na spożywczym i przetwórczym kończąc. Ten artykuł skupia się na obszarze zastosowania w instalacjach higienicznych i aseptycznych (czyli również między innymi w przemyśle spożywczym).

Jeśli nie jesteś do końca pewien, jaka jest różnica między zaworem spożywczym i aseptycznym, po odpowiedź odsyłamy do jednego z naszych poprzednich artykułów – Jaka jest różnica między zaworem higienicznym a aseptycznym?

A teraz do rzeczy.

Skąd wzięła się nazwa zaworów membranowych?

Zawory membranowe zawdzięczają swoją nazwę (uwaga, niespodzianka!) – membranie z elastycznego polimeru, umieszczonej wewnątrz zaworu pomiędzy trzpieniem a dnem korpusu.

Co ciekawe, membrana jest umieszczana w zaworze w taki sposób, aby medium przepływające przez zawór było całkowicie odseparowane od innych części składowych zaworu.

Zasada działania membranowego zaworu

To jak działają zawory membranowe, różni się nieco w zależności od detali konstrukcyjnych oraz rodzaju napędu. Na ogół jednak zawsze sprowadza się do ugięcia sprężystej membrany, w wyniku czego ograniczony zostaje przepływ przez zawór.

Zawory membranowe czasem określa się mianem przeponowych, ale z uwagi na pewne różnice w działaniu zawory przeponowe należy jednak traktować jako osobną grupę.

W przypadku napędu ręcznego, ruch obrotowy pokrętła regulacyjnego zostaje zamieniony na ruch liniowy trzpienia zaworu. W miarę dokręcania pokrętła, opadający trzpień naciska na specjalny wypust lub kołek umieszczony na środku membrany, powodując jej rozciągnięcie, a tym samym zmniejszenie światła przelotu zaworu.

Odmiany zaworów membranowych  

Wśród zaworów membranowych wyróżnia się dwie podstawowe odmiany:

• zawory przelotowe,
• zawory jazowe.

W zaworach przelotowych średnica przelotu nie jest niczym ograniczona, więc ciecz swobodnie przepływa przez zawór. Ten typ zaworów wymaga zastosowania membran z bardzo elastycznych materiałów - membrana musi się bardzo mocno rozciągnąć, aby w pełni zamknąć przelot. Z tego też powodu żywotność takich membran jest ograniczona, a zawory przelotowe nie nadają się do stosowania w przypadku wysokich temperatur roboczych. Świetnie natomiast nadają się do użycia w rurociągach transportujących zawiesiny, szlamy, ciecze lepkie i gęste.

W zaworach jazowych, w centralnej części korpusu umieszczony jest wypust (jaz), który ogranicza światło przelotu zaworu (przykład takiego zaworu na rysunku powyżej). Dzięki niemu, droga, jaką musi pokonać rozciągająca się membrana jest znacznie krótsza. Tym samym membrana może być mniejsza, ale grubsza i cięższa, co czyni ją bardziej odporną na wysokie ciśnienia oraz próżnię. Co więcej, z uwagi na małą odległość, jaką musi pokonać membrana w celu zamknięcia przepływu, tak naprawdę pracuje tylko jej środkowa część. Tego rodzaju zaworów membranowych najczęściej używa się właśnie w przemyśle spożywczym.

Membrany wykorzystywane w zaworach produkuje się z różnego typu polimerów. W zastosowaniach higienicznych najczęściej używa się membran z EPDM i PTFE, lecz w niektórych typach zaworów dostępne są również membrany z silikonu lub FPM/FKM.

Oprócz napędu ręcznego, zawory membranowe wyposaża się często również w siłowniki pneumatyczne, eliminujące konieczność ingerencji manualnej w celu otwarcia lub zamknięcia zaworu.

Gdzie stosuje się zawory membranowe?

Zawory membranowe są szczególnie predestynowane do pracy z płynami korozyjnymi, zawiesinami włóknistymi, zawiesinami zawierającymi cząstki stałe, cieczami lepkimi oraz z wieloma innymi mediami, które mogłyby unieruchomić lub zatkać zawory innego rodzaju.

Niewątpliwym atutem zaworów membranowych jest separacja medium od środowiska zewnętrznego, co ma szczególne znaczenie w zastosowaniach aseptycznych.

W instalacjach higienicznych najczęściej wykorzystuje się zawory o konstrukcji jazowej - także z uwagi na właściwości samooczyszczające. Stąd też z powodzeniem używają ich zakłady produkujące żywność, napoje, przeciery, soki, koncentraty i inne artykuły spożywcze.

Zawory membranowe ręczne to także świetne narzędzie do bardzo precyzyjnej regulacji małych przepływów.

Dołącz do Newslettera i bądź na bieżąco z nowościami na blogu!

Zapisz się