MONTAJE DE DISCO SANITARIO DE RUPTURA CON COMBA INVERTIDA.

[0001] Esta invención se refiere a un montaje de disco sanitario de ruptura con comba invertida adaptado especialmente para uso en aplicaciones sanitarias de conductos de recipientes presurizados en donde el disco se rompe de manera confiable bajo condiciones de exceso de presión. [0002] El equipamiento de procesamiento farmacéutico, bioquímico y alimentario requiere que se mantengan las condiciones sanitarias en todo momento, lo cual necesita la limpieza frecuente del equipamiento, usualmente con vapor u otros agentes de saneamiento. Estos procesos a menudo se operan bajo condiciones en las cuales los excesos de presión sobre el equipo o conductos conectados a este deben aliviarse a niveles tan bajos como 0,138 bar (2 psig) hasta alrededor de 3,45-4,14 bares (50-60 psig). Se acostumbra emplear discos de ruptura de comba inversa para las aplicaciones, pero se hace difícil proporcionar tolerancias de pequeña variación al rompimiento bajo presión en estos límites de variación. [0003] Para lograr una ruptura confiable del disco a presiones de bajo diferencial, ahora se ha encontrado que puede cumplirse una especificación requerida de ruptura mientras que a la vez se evitan los problemas de depósito de materiales sobre la superficie del disco sometiendo el material del disco a una fuerza la cual flexione un segmento del disco a partir del cuerpo principal de éste, y aplicando a continuación una fuerza al disco la cual restaure el segmento flexionado a su posición inicial por lo cual el metal del segmento flexionado y restaurado tiene una estructura alterada del grano en comparación con la del metal del resto de la sección central abultada. El metal del segmento flexionado y restaurado exhibe un estrés residual superior, resultante del endurecimiento forzado a través de la deformación plástica, con respecto al material del disco que circunda al segmento inicialmente flexionado. [0004] Esta invención también se refiere a un proceso mejorado para preparar un montaje de disco de ruptura liso abultado con comba invertida el cual se abrirá de manera confiable ante presiones dentro de una variación de, e. g., de alrededor de 0,135 bar (psig 2) a 3,45 bar (50 psig), y que puede montarse en empalmes estándar de acople ágil comúnmente empleados en equipamiento de procesamiento bajo condiciones sanitarias sin modificación de la estructura de acople. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN ES 2 367 960 T3 [0005] Para obtener una apertura repetible de bajo exceso de presión de montajes de disco de ruptura diseñados para aplicaciones, un enfoque comercial del requerimiento consiste en proporcionar un disco de ruptura con comba invertida en el cual se forma deliberadamente una depresión en el domo del disco de ruptura. La región del segmento deprimido en el área del domo del disco está situada estratégicamente en una posición de manera que la parte del domo del disco cederá primero en el área de la depresión. Por tanto el disco se invierte y se abre a lo que se ha descrito en la técnica anterior como un exceso de presión menor que la de un disco sin un segmento deprimido. [0006] Sin embargo, una depresión en la superficie convexa del lado de procesamiento del área abultada del disco presenta una cavidad que sirve como un punto de depósito de alimentos, elementos farmacéuticos o similares. Como resultado, la limpieza del equipamiento de procesamiento con vapor o similar es difícil y puede requerir el rompimiento de los componentes en los cuales está colocado el disco de ruptura para asegurar el retiro de los materiales que pueden haberse depositado en el segmento deprimido. [0007] Un ejemplo de un montaje de disco de ruptura de una técnica anterior que tiene una depresión en la superficie convexa del disco es Cullinane, et a., Patente de los EE. UU No. 6 494 074 en la cual una herramienta puntiaguda forzada contra la superficie apoyada convexa de la sección abultada de un disco forma una muesca en el disco en o cerca del ápex de la configuración en forma de domo. La configuración, área y profundidad de la muesca puede variarse selectivamente. En cada caso no obstante, la muesca en la superficie convexa de la sección abultada del disco presenta una cavidad en la cual puede depositarse material proveniente de la operación de procesamiento que se detecta a partir de un exceso de presión predeterminado mediante el disco montado en un empalme del conducto que lleva al recipiente presurizado de procesamiento. Aunque Cullinane et al., sugiere que la profundidad de la muesca puede alterarse, pero no eliminarse, los tenedores de la patente no percibieron que podía proporcionarse un disco de superficie lisa el cual evita los problemas de depósito de materiales en una muesca en el disco al formar una depresión en el disco el cual entonces regresa a su posición inicial de superficie lisa, mientras que a la vez cumple especificaciones de ruptura más rigurosas. [0008] Las Figuras 6-9 de Graham et al., Patente de los EE. UU. No. 6 318 576, ilustran un empalme higiénico de ruptura y reconexión rápidas utilizado convencionalmente en operaciones de procesamiento farmacéuticas, bioquímicas y alimentarias, la cual se adapta para recibir y retener un montaje de disco de ruptura con comba invertida. El empalme incluye dos acoples que tienen pestañas las cuales se sujetan en relación adyacente interconectada mediante un anillo de grapa de liberación rápida. 2 [0009] Los discos de ruptura con comba invertida se prefieren en caso de aplicaciones diferenciales debido a que un disco con comba invertida se abrirá a una presión cercana a la presión de ruptura del disco sin producir fatiga y fallo lo cual ocurre a menudo con un disco de desplazamiento delantero cuando el disco se opera a una presión cercana a la de su ruptura durante largos períodos de tiempo. Una teoría de la secuencia de operación de un disco de ruptura con comba invertida sin cuchilla se explica en Mozley, Patente de los EE. UU. No 4 512 171 que expone todas las características del preámbulo de la reivindicación 1. [0010] Un disco sanitario de ruptura con comba invertida comercialmente aceptable debería cumplir idealmente los estándares ASME BPE (Equipamiento de Bioprocesamiento) y 3-A (leche y lácteo), los cuales exigen que el equipamiento esté libre de imperfecciones superficiales tales como grietas, ranuras u hoyos obvios, etc. SUMARIO DE LA INVENCIÓN ES 2 367 960 T3 [0011] En particular, el montaje de disco sanitario con comba invertida incorpora un disco de ruptura de metal que tiene una sección central abultada que incluye una superficie convexa y una superficie cóncava opuesta con una pestaña que rodea la sección central abultada. La superficie convexa de la sección abultada es lisa y de configuración ininterrumpida. Un segmento de metal de la sección abultada tiene una estructura alterada del grano en comparación con el metal restante de la sección abultada del disco y define un segmento en una realización preferida que tiene un límite externo generalmente circular situado más cerca de la parte superior de la sección abultada con respecto a la pestaña del disco. El segmento ha sido desplazado físicamente del cuerpo principal de la sección abultada, y luego restaurado a su posición original. La estructura alterada del grano del segmento es resultado del endurecimiento forzado del metal a través de la deformación plástica creando mayor estrés residual en el segmento que en el resto de la sección abultada. [0012] La región del disco la cual se ha flexionado y restaurado a su disposición original está sujeta a estrés en dos direcciones que en su conjunto es mayor que el estrés impuesto sobre el cuerpo principal de la sección abultada del disco durante el abultamiento final. El resultado es un disco que tiene una sección abultada sin una muesca o depresión en la cual pudieran depositarse materiales provenientes del aparato de procesamiento y por tanto puede mantenerse y limpiarse con mayor agilidad. Aún más, la flexión y subsiguiente restauración de un segmento de la sección abultada del disco produce un disco que tiene las características necesarias de tolerancia a la ruptura lo que permite el uso del disco en aplicaciones de procesamiento farmacéuticas, bioquímicas y alimentarias en donde la especificación requiere un producto en forma de disco de tolerancia cerrada a la ruptura a baja presión. [0013] En un proceso para producir un disco sanitario de ruptura que tenga una región en la sección abultada del disco de mayor resistencia a la tensión con respecto al cuerpo principal de la sección abultada, se coloca una plantilla plana del disco en un aditamento que tiene un pilar de flexión de manera que el pilar esté en acople con una superficie del disco en una posición algo desplazada de aquello que se convertirá en el centro de la sección abultada. El pilar de flexión preferiblemente... [Seguir leyendo]

1. Un disco sanitario de ruptura con comba inversa (10) que comprende: un disco de ruptura de metal unitario de una pieza (12) que tiene una sección central abultada (16) incluyendo una superficie convexa (16a) y una superficie cóncava opuesta, una pestaña (18) que rodea la sección central abultada (16), y una zona de transición (20) que une la pestaña (18) a la sección central abultada (16), incluyendo la sección abultada (16) un segmento (68) que define una región discreta (22) en la cual el metal del segmento tiene una estructura alterada del grano que exhibe mayor estrés residual con respecto al metal del resto de la sección central abultada (16); caracterizado porque: ES 2 367 960 T3 las superficies opuestas convexa y cóncava de la sección abultada son lisas y de configuración ininterrumpida a lo largo de la totalidad del área de ésta incluyendo el segmento (68) que define dicha región discreta (22) de la sección central abultada (16). 2. Un disco sanitario de ruptura con comba invertida tal como se describe en la reivindicación 1, en donde dicha sección central abultada tiene un eje central y dicho segmento de la sección central abultada está situado más cerca de dicho eje central de la sección abultada que de dicha zona de transición. 3. Un disco sanitario de ruptura con comba invertida tal como se describe en la reivindicación 1, en donde la resistencia a la tensión del metal de dicho segmento de la sección abultada es mayor que la resistencia a la tensión del metal de dicho resto de la sección central abultada. 4. Un disco sanitario de ruptura con comba invertida tal como se describe en la reivindicación 1, en donde la resistencia a la compresión del metal de dicho segmento de la sección abultada es mayor que la resistencia a la compresión del metal de dicho resto de la sección abultada. 5. Un disco sanitario de ruptura con comba invertida tal como se describe en la reivindicación 1, en donde el área de dicho segmento de la sección abultada es sustancialmente menor que la totalidad del área de la sección abultada. 6. Un disco sanitario de ruptura con comba invertida tal como se describe en la reivindicación 1, en donde dicho segmento de la región abultada está situado en relación proximal, espaciada a partir de dicho eje central de la sección abultada del disco. 7. Un disco sanitario de ruptura con comba invertida tal como se describe en la reivindicación 1, en donde dicho segmento de la región abultada está alterado y sometido a endurecimiento forzado mediante deformación plástica del metal. 8. Un disco sanitario de ruptura con comba invertida tal como se describe en la reivindicación 1, en donde el área de dicho segmento de la sección abultada es una fracción pequeña de la totalidad del área de la sección abultada. 9. Un disco sanitario de ruptura con comba invertida tal como se describe en la reivindicación 1, en donde dicho segmento de la sección abultada es de configuración generalmente circular. 10. Un disco sanitario de ruptura con comba invertida tal como se describe en la reivindicación 1, en donde dicho segmento de la sección abultada se ha formado mediante desplazamiento físico de éste con respecto al cuerpo principal de la sección abultada y entonces restaurado físicamente a su posición inicial. 11. Un disco sanitario de ruptura con comba invertida tal como se describe en la reivindicación 1, en donde dicha sección abultada está provista de una línea perforada. 12. Un disco sanitario de ruptura con comba invertida tal como se describe en la reivindicación 11, en donde dicha línea perforada está en la pestaña del disco. 13. Un disco sanitario de ruptura con comba invertida tal como se describe en la reivindicación 11, en donde dicha línea perforada está en la sección abultada en proximidad a la zona de transición del disco. 14. Un disco sanitario de ruptura con comba invertida tal como se describe en la reivindicación 11, en donde dicha línea perforada es una perforación cruzada en la porción abultada fuera del segmento de la sección abultada. 15. Un disco sanitario de ruptura con comba invertida tal como se describe en la reivindicación 11, en donde dicha línea perforada es de configuración generalmente semicircular. 16. Un disco sanitario de ruptura con comba invertida tal como se describe en la reivindicación 16, en donde la línea perforada se extiende alrededor de solo una parte de la extensión circunferencial de la zona de transición entre la sección abultada del disco y la pestaña de éste. 7 ES 2 367 960 T3 17. Un disco sanitario de ruptura con comba invertida tal como se describe en la reivindicación 1, en donde la proporción del área de dicho segmento de la sección abultada con respecto a la totalidad del área de la sección abultada está dentro del marco de alrededor desde 1 a alrededor de 15 hasta 1 a alrededor de 6 500. 18. Un disco sanitario de ruptura con comba invertida tal como se describe en la reivindicación 1, en donde la proporción del área de dicho segmento con respecto al área de la sección abultada en forma de domo es de alrededor de 1 a alrededor de 175. 19. Un disco sanitario de ruptura con comba invertida que comprende: un disco sanitario de ruptura con comba invertida según la reivindicación 1, y un miembro anular montado en relación de apoyo a la cara de la pestaña adyacente a la superficie cóncava del disco de ruptura, teniendo dicho miembro anular un borde interno, estando provisto dicho borde interno de proyecciones circunferencialmente espaciadas que se extienden hacia dentro, las cuales están colocadas por debajo de la zona de transición del disco de ruptura y una parte de la superficie cóncava de la sección abultada del disco. 20. Un disco sanitario de ruptura con comba invertida tal como se describe en la reivindicación 19 en donde dicho disco está provisto de una línea perforada generalmente en forma de C adyacente a la zona de transición, teniendo dicha línea perforada extremos opuestos, espaciados que presentan una bisagra para la sección abultada, estando provisto dicho borde interno del miembro anular de un componente de apoyo de bisagra en alineación general con la bisagra de la sección abultada. 21. Un disco sanitario de ruptura con comba invertida tal como se describe en la reivindicación 19, en donde dicho componente de apoyo tiene un margen de configuración generalmente semicircular que se extiende hacia dentro. 22. Un disco sanitario de ruptura con comba invertida tal como se describe en la reivindicación 20, en donde dicho componente de apoyo tiene un margen de configuración generalmente rectilínea que se extiende generalmente hacia dentro. 23. Un disco sanitario de ruptura con comba invertida tal como se describe en la reivindicación 20, en donde dicha sección abultada está provista de una línea perforada que se extiende sustancialmente alrededor de todo el perímetro de la sección abultada adyacente a la zona de transición, estando colocadas dichas proyecciones del miembro anular en relación generalmente superpuesta a la línea perforada. 24. Un disco sanitario de ruptura con comba invertida tal como se describe en la reivindicación 19, en donde dicho miembro anular está provisto de un brazo que se extiende a partir de éste facilitando la alineación del montaje del disco de ruptura con un receptáculo de éste. 8 ES 2 367 960 T3 9 ES 2 367 960 T3 ES 2 367 960 T3 11