Новости

May 26, 2023

Это новое уплотнение из ПТФЭ может улучшить инсулиновые помпы и другие медицинские устройства.

26 апреля 2018 г. Автор: Крис Ньюмаркер В динамических приложениях, требующих уплотнения при низких и средних скоростях и давлениях, инженеры-конструкторы заменяют неэффективные эластомерные уплотнительные кольца на

26 апреля 2018 г. Автор: Крис Ньюмаркер

В динамических приложениях, требующих уплотнения при низких и средних скоростях и давлениях, инженеры-конструкторы заменяют неэффективные эластомерные уплотнительные кольца подпружиненными уплотнениями из ПТФЭ «С-образными кольцами».

Дэвид Ванг, Bal Seal Engineering

Когда уплотнительные кольца и другие традиционные методы уплотнения терпят неудачу, инженеры диагностического оборудования и оборудования для доставки лекарств используют новый и более экономичный способ улучшить производительность существующих конструкций оборудования: подпружиненное уплотнение из ПТФЭ «С-образное кольцо».

С-образное уплотнение было впервые разработано для диагностического инструмента, в котором используется поршень, работающий в водяной бане с температурой около 100°F и совершающий возвратно-поступательное движение со скоростью 5 футов в минуту. Условия эксплуатации были мягкими, но допуски были большими. Первоначальная конструкция предусматривала использование эластомерного уплотнительного кольца для уплотнения поршня, но уплотнительное кольцо не могло обеспечить постоянную герметичность, и оборудование давало утечку.

Когда прототипы уже были построены, инженеры начали искать альтернативу. U-образные манжеты или стандартные манжетные уплотнения, которые обычно использовались в поршнях, не были подходящим вариантом из-за больших радиальных допусков. Кроме того, установка их на полноступенчатую канавку была непрактичной. При установке потребуется слишком сильное растяжение, что приведет к деформации уплотнения и преждевременному выходу из строя.

В 2016 году компания Bal Seal Engineering, разработчик уплотнений из Футхилл-Ранч, Калифорния, предложила экспериментальное решение: скошенную винтовую пружину, обернутую С-образным кольцом из ПТФЭ. Печать сработала именно так, как предполагалось. Сочетая свойства низкого трения ПТФЭ с обтекаемой геометрией оболочки, «С-образное кольцо» обеспечило надежное и стабильное уплотнение, а также более плавную и тихую работу, чем уплотнительное кольцо. Кроме того, С-образное кольцо можно установить в сальник с полноступенчатым уплотнительным кольцом, что обычно не рекомендуется для неэластомерных материалов. В результате С-образное кольцо было установлено без каких-либо изменений исходной конструкции оборудования и без использования каких-либо специализированных инструментов.

Оригинальное уплотнительное кольцо C-образной формы используется уже два года. Использование C-образного кольца привело к улучшению характеристик продукта и увеличению срока службы оборудования, а также сокращению простоев и затрат на техническое обслуживание.

В устройствах медицинской визуализации, инсулиновых помпах, вентиляторах и устройствах для доставки лекарств обычно используются уплотнительные кольца для уплотнения в пределах коротких осевых промежутков. Но когда требуется экстремальное радиальное отклонение, уплотнительные кольца не могут компенсировать это, что часто приводит к износу, остаточной деформации и утечкам. Несмотря на эти недостатки, инженеры продолжают использовать уплотнительные кольца, поскольку другие решения (например, U-образные манжеты, манжетные уплотнения) не способны удовлетворить требования радиального отклонения и обычно требуют большего осевого пространства, чем уплотнительное кольцо.

С-образное кольцо отличается тем, что оно может поместиться в небольшое осевое пространство, обычно предусмотренное для уплотнительных колец, тогда как стандартные конфигурации уплотнений не могут этого сделать. Кроме того, C-образное кольцо полностью настраивается в зависимости от потребностей применения. Его можно сконфигурировать с ультратонкими и гибкими кромками для криогенных применений или с одной толстой кромкой для динамического применения, где уплотнение требует большей износостойкости.

Поскольку C-образное кольцо допускает вращательные и возвратно-поступательные движения, это универсальное решение, потенциально полезное для различных продуктов, требующих герметизации с низкой или средней скоростью, включая медицинских роботов, портативное медицинское оборудование и соединители зондов/шлангов. С-образное кольцо может выдерживать необычно большую степень радиального допуска – как минимум в пять раз больше, чем стандартная конфигурация уплотнения аналогичного поперечного сечения. Диапазоны допусков зависят от давления окружающей среды, типа среды и состояния поверхности. С-образное кольцо также хорошо работает в статических приложениях, где компоненты требуют защиты от загрязнений окружающей среды.

Удалив материал ПТФЭ из первоначальной конструкции оболочки С-образного кольца, инженеры смогли повысить его эластичность и податливость. В результате С-образное кольцо оказалось более растяжимым и гибким, чем первоначально ожидалось, что делает его полезным для некруглых изделий. С-образное кольцо уже используется в насосе для доставки лекарств с овальным поршнем. А поскольку оболочка уплотнения может быть изготовлена ​​из чистого или наполненного ПТФЭ, С-образное кольцо представляет собой чрезвычайно универсальное уплотнение, совместимое с оборудованием, изготовленным из обычно используемых металлов и пластмасс.