Comment fonctionnent les vannes de régulation de débit de remplissage de piston ?

John R. Henry | 30 mars 2023

Les remplisseuses à piston sont les architectures de remplissage volumétrique les plus courantes et les plus polyvalentes.

Le choix de la bonne combinaison piston/cylindre est important. Le fait de ne pas choisir les bonnes vannes d'entrée et de décharge peut entraîner des remplissages imprécis, des gouttes, des ficelles et même des dommages au produit.

Ces soupapes sont synchronisées avec le piston. La soupape d'admission s'ouvre et la soupape de décharge se ferme lorsque le piston aspire le produit du réservoir. Ils s'inversent lorsque le piston est enfoncé, permettant au produit de se décharger vers les buses de remplissage.

Cet article fournit des descriptions de cinq types de conceptions de remplissage de piston et de leurs meilleures utilisations :

1. Clapets anti-retour (vannes à ressort, par exemple) ;

2. Vannes mécaniques (comme les vannes à tiroir);

3. Vannes à pincement (ou péristaltiques) externes ;

4. Soupapes plates rotatives ; et

5. Soupapes en céramique.

1. Les clapets anti-retour sont simples et courants. Ces vannes à ressort ne permettent qu'un écoulement unidirectionnel. Le flux de produits les ouvre ; le ressort les ferme (voir image en haut de page).

Un problème potentiel est que les produits visqueux peuvent provoquer leur fermeture erratique. Les solides dans le produit peuvent empêcher une fermeture étanche entre les décharges. Les clapets anti-retour fonctionnent mieux avec des solutions à faible viscosité sans particules.

2. Les vannes mécaniques se ferment plus positivement. Cette vanne à tiroir contrôle le débit de quatre pompes à piston. Il est actionné par une tringlerie à partir de l'entraînement du piston. Les vannes mécaniques sont recommandées lorsque (1) une plus grande précision de remplissage est requise, (2) le produit contient des particules petites ou grosses, ou (3) pour les produits à viscosité plus élevée, jusqu'aux crèmes et pâtes épaisses.

3. Les vannes à pincement externes éliminent le contact avec le produit et utilisent un seul tube de la pompe de remplissage à la buse. Cela élimine le besoin de nettoyage tout en empêchant les fuites dans et hors du canal de fluide. Cela rend les vannes à manchon excellentes pour les produits de haute pureté, ainsi que pour les produits dangereux.

4. Bien qu'il ne s'agisse pas techniquement d'une "vanne", l'exemple ci-dessous montre une autre option : un piston rotatif. Lorsque le piston est retiré, la zone plate est alignée avec l'entrée, bloquant la décharge. Lorsque le produit est déchargé, le plat s'aligne avec l'orifice de décharge.

Une variante de cette pompe à piston rotatif fait tourner mécaniquement la vanne indépendamment du piston pour ouvrir et fermer les orifices. Le mécanisme est plus complexe mais le calage de la soupape est indépendant du piston.

Le matériau céramique est extrêmement dur et particulièrement adapté aux liquides abrasifs comme les solutions pour lentilles de contact.

Les deux types, parce qu'ils n'ont pas de joints coulissants, génèrent peu de particules. Cela les rend particulièrement adaptés aux produits pharmaceutiques injectables ou de soins oculaires.

5. De par leur nature, les vannes limitent le débit. Cela peut être un problème avec les produits visqueux. La vanne rotative ci-dessous effectue un quart de tour entre la charge et la décharge. Cela permet un débit complet sans restriction pour la charge et la décharge. Il est particulièrement bien adapté aux crèmes à haute viscosité et autres produits.

C'est facile quand on sait.

En savoir plus sur le fonctionnement des remplisseuses à piston. Tout est dans le chapitre 4 de mon manuel sur les machines d'emballage. D'autres chapitres couvrent l'inspection, l'emballage souple, le codage et toutes les machines d'emballage couramment utilisées. La table des matières complète et des exemples de chapitres sont disponibles sur www.packmachbook.com/handbooksample.pdf.

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