多功能閥門的技術(shù)支持及發(fā)展

   　 1．問(wèn)題之由來(lái)
　　
　　發(fā)酵工業(yè)是我國(guó)最古老傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)，曾以出色釀造出茅臺(tái)、五糧液技術(shù)而聞名全世界。隨著時(shí)代的發(fā)展、科技的進(jìn)步、人民生活水平的不斷提高，發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷得到擴(kuò)展與延伸，現(xiàn)在在醫(yī)藥抗生素原料藥、生物化工、生物農(nóng)藥、酶制劑及食品發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中，又獲得了新的發(fā)展天地。隨之而來(lái)，醫(yī)藥藥品的大批量、現(xiàn)代化、自動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)，越來(lái)越多地暴露出我國(guó)生產(chǎn)設(shè)備與發(fā)酵生產(chǎn)工藝遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到發(fā)酵工藝流程要求，這些問(wèn)題如不及時(shí)解決，必將嚴(yán)重制約該行業(yè)的進(jìn)一步向前健康發(fā)展。
　　
　　閥門是每個(gè)制藥、生物企業(yè)不可缺少的主力軍，特別是發(fā)酵車間和提煉車間，它們是用來(lái)切斷或溝通蒸汽、水、培養(yǎng)基、空氣等流體，調(diào)節(jié)流體的流量，控制管道或容器內(nèi)壓力不可缺少的控制管道件。但普通閥門用于發(fā)酵生產(chǎn)中會(huì)經(jīng)常發(fā)生滲（泄）漏，產(chǎn)生閥門常見(jiàn)的跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，有的甚至還發(fā)生嚴(yán)重染菌、倒罐惡果，造成閥門應(yīng)用企業(yè)生產(chǎn)菌源污染以及物料的大量浪費(fèi)、減少產(chǎn)量、交貨延期、成本增加等等。用現(xiàn)代科技、先進(jìn)工藝研究開(kāi)發(fā)能完全適應(yīng)發(fā)酵工業(yè)要求的新產(chǎn)品，以滿足發(fā)酵工業(yè)日益壯大燃眉之急。
　　
　　2．新型抗菌素多功能閥門設(shè)計(jì)
　　
　　按照制藥行業(yè)GMP標(biāo)準(zhǔn)要求，新型抗菌素多功能閥門不僅要有良好的密封性能，而且對(duì)密封材料上也有嚴(yán)格要求。從材質(zhì)上能夠適應(yīng)較高溫度、壓力；在工作時(shí)介質(zhì)對(duì)閥門密封材料的沖蝕、腐蝕和磨損不受影響，能保證閥門在使用期內(nèi)不滲（泄）露。我們重點(diǎn)從閥門的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入手，讓每只閥門能夠有效地阻止有害細(xì)菌在閥體內(nèi)的衍生、繁殖，杜絕應(yīng)用企業(yè)發(fā)生染菌、倒罐現(xiàn)象，不斷提高應(yīng)用單位的發(fā)酵收得率和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
　　
　　3．閥門結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)（創(chuàng)新點(diǎn)）
　　
　　新型抗菌素多功能閥門（以下簡(jiǎn)稱新型功能閥）主要由閥體、排氣閥、密封圈、錐形閥瓣、下閥瓣、密封墊、壓板、彈簧座、彈簧、上閥瓣、隔膜片、隔膜瓣、對(duì)開(kāi)環(huán)、閥瓣螺蓋、閥桿、閥蓋、閥桿螺母、手輪、四氟墊片、等等組成（見(jiàn)總圖）。但新型功能閥與一般閥門——截止閥對(duì)比大不一樣，新型功能閥它由原來(lái)三種閥門分別操動(dòng)，現(xiàn)改裝為三合一操動(dòng)，大大改變了原來(lái)的面貌，即省事又省錢，打破原來(lái)截止閥密封性能差，隔膜片耐溫達(dá)不到要求，許多藥廠靠高額進(jìn)口隔膜片來(lái)維持作業(yè)。新型功能閥由節(jié)流閥、截止閥、隔膜閥三合一來(lái)代替原來(lái)抗生閥，而且在抗生閥基礎(chǔ)上更上一層樓，它主要具備以下五大特點(diǎn)：
　　
　　（1）從圖中可以明顯地看出，閥體（序號(hào)1）其流道呈螺旋形，在流通過(guò)程中沒(méi)有拐點(diǎn)、無(wú)任何死角，上有隔膜片隔離，無(wú)物料滯留，可以安全、衛(wèi)生輸送物料，便于清洗，因此不易發(fā)生染菌，而且，在底部開(kāi)有排氣孔，完全符合制藥行業(yè)GMP標(biāo)準(zhǔn)要求。
　　
　�。�2）從總圖中可以清楚的看出閥桿（序號(hào)18）中的螺紋部位，不管閥門如何開(kāi)啟或關(guān)閉，閥桿的螺紋部位均不會(huì)與閥門內(nèi)任何工作介質(zhì)直接接觸，因此徹底避免了物料在閥桿螺紋處粘結(jié)和滯留的機(jī)會(huì)，因而閥桿與物料與世隔離。
　　
　�。�3）從密封圈與錐形面接觸后再由截面接觸起到雙重關(guān)閉作用。接觸面經(jīng)激光熔覆強(qiáng)化處理，大大地提高了其表面硬度和耐磨性，延長(zhǎng)了閥門的使用壽命。
　　
　�。�4）閥體材料按各企業(yè)不同工作介質(zhì)、工藝（溫度、壓力）要求選擇不同的耐腐蝕材料，如304、316L。
　　
　　（5）該閥門設(shè)計(jì)合理、體積小、材質(zhì)優(yōu)良、無(wú)死角、密封性能好、防腐性能強(qiáng)、運(yùn)轉(zhuǎn)均勻、操作方便、經(jīng)久耐磨、清洗方便、消毒徹底、降低能源、節(jié)省時(shí)間、裝配方便、零部件通配等十幾大優(yōu)點(diǎn)。
　　
　　4．閥體設(shè)計(jì)
　　
　　閥體是閥門中最重要的零件之一，它作為介質(zhì)的流動(dòng)通道和控制咽喉要道，要承受工作介質(zhì)的壓力、溫度、沖蝕和腐蝕。閥門設(shè)計(jì)關(guān)鍵是閥體設(shè)計(jì)。閥體的結(jié)構(gòu)雖然千變?nèi)f化、各種各樣、絢麗多彩，但兩個(gè)截面明確的功能分工始終是一樣的，閥體的縱截面確定流體的流向，閥體的橫截面確定流體流過(guò)該截面流體的面積，根據(jù)流體力學(xué)原理，結(jié)合制藥行業(yè)GMP標(biāo)準(zhǔn)要求，我們把閥門的縱截面設(shè)計(jì)成先有錐面后有截面，流量形成旋渦形，讓物料迅速離開(kāi)閥內(nèi)。整個(gè)流程線路上沒(méi)有拐點(diǎn)、無(wú)任何死角，使流動(dòng)方向和通道形狀不會(huì)發(fā)生滯留的現(xiàn)象以及達(dá)到流體無(wú)阻力之目的，閥體上密封圈接觸面設(shè)計(jì)成喇叭形，讓物料象噴泉一樣噴出（序號(hào)3），有利于工作介質(zhì)的流動(dòng)。在閥體的底部增設(shè)了排氣孔，即利于生產(chǎn)開(kāi)始時(shí)管道中的污氣排放，又利于生產(chǎn)過(guò)程中的消毒。對(duì)有些不使用該排氣孔的企業(yè)，我們還專門為上述企業(yè)設(shè)計(jì)了不開(kāi)排氣孔閥體。
　　
　　5．密封面的激光處理
　　
　　閥門密封面長(zhǎng)期在較高的溫度和壓力下承受工作介質(zhì)的各種腐蝕和沖蝕，有的還承受密封面之間的檫傷磨損。采用高科技激光機(jī)（HGL-90型5KW）聚焦后的激光術(shù)來(lái)對(duì)閥體與閥瓣（序號(hào)3）密封層面進(jìn)行單道激光掃描（工藝參數(shù)為：激光功率W=3kw，掃描速度U=8-20mm/s，光斑尺寸=φ5-φ10mm），控制好能量密度與掃描速度，可使熔層與基體不但牢固結(jié)合，互熔區(qū)小，而且對(duì)閥體熱應(yīng)力影響小。激光一次熔覆Co基或Ni基合金層厚度可達(dá)3mm，涂層表面光滑平整，可提高硬度20%-40%。測(cè)試與生產(chǎn)應(yīng)用表明，經(jīng)激光熔覆處理的閥門密封面在惡劣工況下具有良好的耐磨損、抗沖蝕氣蝕、抗腐蝕疲勞和抗高溫沖擊疲勞等性能優(yōu)點(diǎn)，提高了閥門使用的可靠性、安全性和延長(zhǎng)使用壽命。
　　
　　6．密封材料的選擇
　　
　　密封材料及其性能同閥門的質(zhì)量密切相關(guān)，有些密封材料不適應(yīng)這個(gè)流體工況，不利于密封，有些密封材料適應(yīng)這個(gè)流體工況，有利于密封。我公司出廠的閥門產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不一，品種規(guī)格不同，密封件因企業(yè)的工況要求而選用不同的材料。我們配有耐熱性、耐磨耗性、耐堿性、耐酸性，常用的四種工況條件，列成下表，按表配選。
　　
　　7．展望未來(lái)
　　
　　新型抗菌素多功能閥門在發(fā)酵工業(yè)獲得了開(kāi)發(fā)前期預(yù)想的結(jié)果，是一件很值得欣慰之事，今后制藥企業(yè)使用該閥門后效果一定會(huì)很好，該閥門完全可取代國(guó)內(nèi)現(xiàn)有抗生素閥及隔膜閥，因?yàn)樗歇?dú)特一招，花同樣價(jià)格買三樣?xùn)|西何樂(lè)而不為？該閥門設(shè)計(jì)及質(zhì)量完全符合制藥行業(yè)GMP標(biāo)準(zhǔn)（Q/WJF01-2002）規(guī)定的要求，此項(xiàng)研究已申報(bào)國(guó)家新型實(shí)用****、外觀****和發(fā)明****，所以這項(xiàng)研究只是萬(wàn)里長(zhǎng)征跨上第一步。發(fā)酵行業(yè)要做的事情還很多，在歷年的全國(guó)醫(yī)藥會(huì)議上總結(jié)工業(yè)發(fā)酵經(jīng)驗(yàn)時(shí)曾指出：“在大多數(shù)工業(yè)發(fā)酵中，微生物污染是令人關(guān)切的主要難題，如能把許多生物工程技術(shù)用于培養(yǎng)基和設(shè)備滅菌，則發(fā)酵染菌的機(jī)率可以降低于10%-20%。民族工業(yè)的振興、閥門行業(yè)的發(fā)展、就是要依靠技術(shù)創(chuàng)新。我公司決心加大資金投入、加強(qiáng)信息溝通、加強(qiáng)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)力度，用高科技、先進(jìn)工藝再開(kāi)發(fā)出抗菌素多功能閥門第二代、第三代。我公司堅(jiān)持以信息化帶動(dòng)工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化，走出一條科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少、人力資源優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮的新型工業(yè)化路子。閥門行業(yè)是充滿希望的行業(yè)，發(fā)酵工業(yè)是我們奮斗的主戰(zhàn)場(chǎng)，我們一定要全力以赴，繼續(xù)為醫(yī)藥、生物發(fā)酵工業(yè)的日益壯大和繁榮昌盛而努力奮斗。