Dispositivo de dosificación de un medio criógeno.

Dispositivo de dosificación de un medio criógeno que comprende al menos una válvula (1) integrada en la pared (3) de un recipiente (2),

apta para unirse con una tubería de alimentación para el medio criógeno y destinada a introducir el medio criógeno en el recipiente (2), en donde la válvula (1) está equipada con medios (6, 7, 11, 12) que, por encima de una presión diferencial prefijada entre la presión del medio criógeno en la tubería de alimentación y la presión en el recipiente (2), hacen posible la introducción del medio criógeno, mientras que, al sobrepasarse la presión diferencial prefijada, bloquean la válvula (1), caracterizado porque

la válvula (1) está equipada con un miembro de bloqueo (11) recibido en una carcasa de válvula y equipado por el lado del contenedor con un tramo delantero (13) de forma de plato, cuyo miembro, en el estado de cierre de la válvula (1), descansa sobre una superficie de sellado (15) de la válvula (1), estando dispuesta la superficie de sellado (15) de la carcasa de la válvula en la pared (3) del recipiente (2) con un retranqueo tal que el miembro de bloqueo (11) esté sustancialmente a haces mediante su tramo delantero (13) de forma de plato, en un estado de

apertura de la válvula (1), con una superficie interior (9) del recipiente (2),

estando recibido el miembro de bloqueo (11) en la carcasa de la válvula en forma limitadamente móvil en dirección axial y sobresaliendo la superficie frontal (24) del tramo delantero (13) de forma de plato hacia el interior del contenedor (2), bajo una avance máximo del miembro de bloqueo (11), no más que hasta que dicha superficie está dispuesta sustancialmente a haces con una superficie interior (9) del recipiente (2) .

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Dispositivo de dosificación de un medio criógeno.

La invención concierne a un dispositivo de dosificación de un medio criógeno que comprende al menos una válvula integrada en la pared de un recipiente, apta para unirse con una tubería de alimentación para el medio criógeno y

destinada a introducir el medio criógeno en el recipiente, estando la válvula equipada con medios que hacen posible la introducción del medio criógeno en el recipiente por encima de una presión diferencial prefijada entre la presión del medio criógeno en la tubería de alimentación y la presión en el recipiente, mientras que, al sobrepasarse la diferencia de presión prefijada, bloquean la válvula.

En muchas aplicaciones industriales se utilizan medios criógenos, especialmente líquidos o gases ultrafríos para

enfriar o congelar productos líquidos, pastosos o sólidos. La transmisión de calor se efectúa entonces indirectamente, es decir, sin contacto de material entre el producto a enfriar y el medio criógeno, a través de superficies de intercambiador de calor, o bien mediante un contactado directo del producto con el medio criógeno.

En el enfriamiento directo se conduce usualmente el producto por una tubería o bien se le acumula en un contenedor y se introduce el medio criógeno en la tubería o en el contenedor a través de toberas o válvulas

adecuadas. En lo que sigue los términos "tubería" y "contenedor" quedan subsumidos bajo el término "recipiente".

Si el producto a enfriar se encuentra en un contenedor, por ejemplo en un mezclador, existen entonces diferentes posibilidades para alimentar el medio criógeno: En el caso de la introducción en el espacio de cabeza del contenedor los sitios de entrada para el medio criógeno no tienen ningún contacto o tienen solamente un pequeño contacto con el producto a enfriar. Dado que entre el producto y los sitios de entrada existe cierta distancia, es pequeño el riesgo

de congelación de los sitios de entrada. Por tanto, se pueden emplear válvulas o toberas de construcción sencilla, por ejemplo toberas rociadoras o toberas capilares que estén siempre abiertas con respecto al interior del contenedor. Sin embargo, en estos sistemas es desventajoso el hecho de que solamente una parte del medio criógeno entra siempre en contacto con el producto y puede extraer calor de éste. Por consiguiente, una gran parte del medio criógeno se pierde sin ser utilizada.

Para poder transmitir mejor la energía calorífica al medio criógeno se introduce, como alternativa, el medio criógeno directamente en el producto. A este fin, los sitios de entrada para el medio criógeno no se encuentran en el espacio de cabeza, sino en una parte inferior del contenedor, es decir, en la zona que durante el tratamiento está llena del producto a enfriar. Sin embargo, en este modo de proceder, denominado también "inyección por el fondo" en el argot técnico, hay que prestar atención a que se pueda cerrar la válvula para impedir una congelación de los sitios de

entrada o una penetración de producto en el interior de la tobera o de la válvula en aquellas fases durante el tratamiento en las que no se introducen ningún medio criógeno.

En los documentos US 3.693.644 A y EP 0 688 983 A1 se describen válvulas de presión diferencial que se utilizan al llenar contenedores de presión y que permiten la alimentación de un fluido sometido a presión al contenedor únicamente al presentarse una sobrepresión determinada. No obstante, en caso de una repentina caída de presión

en la tubería de alimentación existe en estos objetos el riesgo de contaminación del interior de las válvulas o de la tubería de alimentación por penetración de medio proveniente del contenedor que se debe llenar.

Se conocen por los documentos EP 0 932 013 A2 y WO 90/11233 unos sistemas de llenado para contenedores de gas a presión reutilizables. Sin embargo, tales sistemas de llenado no son adecuados para resolver un problema en el que se trata de la incorporación de un medio criógeno en un producto que se encuentra en un contenedor, tal

como, por ejemplo, un mezclador.

En el documento DE 101 52 764 A1 se describe una válvula adecuada para este uso de incorporación de un medio criógeno. La válvula comprende una carcasa de válvula que está integrada en la pared de un contenedor, por ejemplo un mezclador. En la carcasa de la válvula está dispuesto una abertura de válvula con pequeña sección transversal de dicha abertura, la cual se puede cerrar por medio de una aguja de válvula de tal manera que, estando 45 cerrada la válvula, la superficie frontal de la aguja de la válvula esté sustancialmente a haces con la carcasa de la válvula o con la superficie interior del contenedor. Cuando se utiliza la válvula, se retrae la aguja de la misma y el refrigerante, por ejemplo nitrógeno líquido, circula por la abertura de la válvula penetrando en el interior del contenedor y forma un chorro de refrigerante que penetra profundamente en el producto a enfriar. Cuando se cierra la válvula, se mueve la aguja de la misma en dirección al contenedor, con lo que se desaloja el producto que 50 eventualmente haya penetrado en la válvula. Esta disposición es desventajosa en razón de que el aguja de la válvula tiene que ser maniobrada con independencia de la incorporación de gas y, por tanto, existe el riesgo de que, al producirse una rápida disminución de la presión en la tubería de alimentación de gas, puedan penetrar restos del producto en el interior de la válvula. Particularmente en caso de uso para la refrigeración de alimentos o productos farmacéuticos existe así el riesgo de formación de gérmenes que tiene que afrontarse mediante una intensa limpieza 55 regular de la válvula. Además, el fino chorro de refrigerante dirigido hacia dentro del producto conduce, especialmente en el caso de productos viscosos, a que puedan tener lugar en el producto unos sobreenfriamientos

locales que pueden dar lugar a aterronamientos del producto y, por tanto, a una merma de la calidad.

Por tanto, el problema de la presente invención consiste en crear un dispositivo de dosificación de un medio criógeno, en el que se impida fiablemente la penetración del producto en el interior de la válvula de incorporación.

Este problema se resuelve en un dispositivo de la clase y finalidad citadas al principio por el hecho de que la válvula está equipada con un miembro de bloqueo recibido en una carcasa de la válvula y equipado por el lado del contenedor con un tramo delantero de forma de plato, cuyo miembro, en el estado de cierre de la válvula, descansa sobre una superficie de sellado de la válvula, estando dispuesta la superficie de sellado de la carcasa de la válvula en la pared del recipiente en una posición tan retranqueada que el miembro de bloqueo discurra con su tramo delantero de forma de plato, en un estado de apertura de la válvula, sustancialmente a haces con una superficie exterior del recipiente, estando recibido el miembro de bloqueo en la carcasa de la válvula con movilidad axial limitada y, al producirse un avance máximo del miembro de bloqueo, sobresaliendo la superficie frontal del tramo delantero de forma de plato hacia el interior del contenedor no más que hasta que dicha superficie esté sustancialmente a haces con una superficie interior del recipiente.

Por tanto, en el dispositivo según la invención se libera la válvula al presentarse una sobrepresión determinada en la tubería de alimentación con respecto a la presión interior en el recipiente, es decir, en el contenedor o en la tubería. Se asegura así que no pueda penetrar producto alguno del recipiente en la zona interior de la válvula. Por tanto, se puede prescindir de la limpieza regular de la válvula. Como válvulas se utilizan aquí, por ejemplo, válvulas de presión diferencial usuales en el mercado, las cuales liberan una vía de flujo únicamente por encima de una diferencia de presión prefijada entre dos puntos situados delante y detrás de la válvula. Como medio criógeno se utiliza, por ejemplo, nitrógeno u oxígeno en estado líquido o gaseoso frío. El nitrógeno es inerte y posee buenas propiedades de enfriamiento. La utilización de oxígeno frío en el enfriamiento de carne o masa de carne no sólo conduce a una buena acción de enfriamiento, sino que contribuye al mismo tiempo a la conservación del color rojo de la carne. Un medio criógeno igualmente ventajoso es el dióxido de carbono,... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de dosificación de un medio criógeno que comprende al menos una válvula (1) integrada en la pared

(3) de un recipiente (2) , apta para unirse con una tubería de alimentación para el medio criógeno y destinada a introducir el medio criógeno en el recipiente (2) ,

en donde la válvula (1) está equipada con medios (6, 7, 11, 12) que, por encima de una presión diferencial prefijada entre la presión del medio criógeno en la tubería de alimentación y la presión en el recipiente (2) , hacen posible la introducción del medio criógeno, mientras que, al sobrepasarse la presión diferencial prefijada, bloquean la válvula (1) ,

caracterizado porque

la válvula (1) está equipada con un miembro de bloqueo (11) recibido en una carcasa de válvula y equipado por el lado del contenedor con un tramo delantero (13) de forma de plato, cuyo miembro, en el estado de cierre de la válvula (1) , descansa sobre una superficie de sellado (15) de la válvula (1) , estando dispuesta la superficie de sellado (15) de la carcasa de la válvula en la pared (3) del recipiente (2) con un retranqueo tal que el miembro de bloqueo (11) esté sustancialmente a haces mediante su tramo delantero (13) de forma de plato, en un estado de

apertura de la válvula (1) , con una superficie interior (9) del recipiente (2) ,

estando recibido el miembro de bloqueo (11) en la carcasa de la válvula en forma limitadamente móvil en dirección axial y sobresaliendo la superficie frontal (24) del tramo delantero (13) de forma de plato hacia el interior del contenedor (2) , bajo una avance máximo del miembro de bloqueo (11) , no más que hasta que dicha superficie está dispuesta sustancialmente a haces con una superficie interior (9) del recipiente (2) .

20 2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la válvula (1) está equipada con medios que desvían el medio criógeno, al introducirlo en el recipiente (2) , en una dirección radial con respecto a la dirección del flujo de entrada.

3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque el tramo delantero (13) , en el estado de apertura de la válvula (1) , desvía el medio criógeno en una dirección radial con respecto a la dirección del flujo de entrada.

25 4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque la superficie de sellado (15) de la carcasa de la válvula es de conformación cónica, ensanchándose hacia el interior del recipiente (2) .

5. Dispositivo según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque el miembro de bloqueo (11) está construido en forma móvil en la dirección de apertura hacia el interior del recipiente (2) en contra de la acción de un elemento de muelle (22) .

30 6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque está previsto como elemento de muelle un muelle de cierre (22) que en la posición de cierre de la válvula está bajo un pretensado tal que la válvula se abre únicamente al sobrepasarse una presión diferencial determinada establecida por la fuerza elástica del muelle de cierre (22) .

7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizado porque el miembro de bloqueo (11) está equipado con un tramo de retención (17) en su lado frontal (18) alejado del recipiente (2) y el elemento de muelle

(22) configurado como un muelle espiral se extiende entre el tramo de retención (17) y un asiento de muelle (20) de la carcasa de la válvula.

8. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la válvula (1) está unida de manera soltable con la pared (3) del recipiente (2) .

9. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la válvula (1) está

dispuesta en una zona del contenedor (2) humedecido durante el uso de dicho contenedor (2) por un producto que se debe enfriar.

10. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la válvula (1) está dispuesta en una tubería para un producto líquido o gaseoso.

11. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el recipiente (2) está 45 integrado en un equipo mezclador para un producto, especialmente para un alimento.

12. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se utiliza nitrógeno líquido en calidad de medio criógeno y la presión diferencial está entre 0, 5 y 2, 5 bares, siendo preferiblemente de 2 a 2, 5 bares.

13. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se utiliza dióxido de 50 carbono en calidad de medio criógeno y la presión diferencial está en un valor superior al punto triple del dióxido de

carbono, preferiblemente de 7 a 9 bares.

14. Equipo para enfriar o congelar un producto, caracterizado por un dispositivo de dosificación de un medio criógeno según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

15. Equipo según la reivindicación 15, caracterizado porque el dispositivo de dosificación está integrado en un contenedor en el que está dispuesto un mecanismo agitador o una corredera.

Medio criógeno