ОУплотнительные кольца из ПТФЭи история пружинного ПТФЭ выглядит следующим образом:
В динамических приложениях, требующих герметизации при низких и умеренных скоростях и давлениях, инженеры-конструкторы заменяют плохо работающие эластомерныеУплотнительные кольцас подпружиненными фторопластовыми уплотнениями типа «C-ring».
Когда уплотнительные кольца и другие традиционные методы герметизации не работают, инженеры, занимающиеся разработкой диагностических устройств и устройств для доставки лекарственных препаратов, прибегают к новому, более экономичному подходу к повышению производительности существующих конструкций оборудования: пружинным уплотнениям типа «C-Ring» из ПТФЭ.
Уплотнения типа C изначально были разработаны для диагностических приборов, использующих поршень, совершающий возвратно-поступательное движение со скоростью 1,5 метра в минуту, работающий в водяной бане при температуре около 38 °C. Условия эксплуатации мягкие, но с большими допусками. Первоначальная конструкция предполагала использование эластомерного уплотнительного кольца для герметизации поршня, но оно не обеспечивало постоянного уплотнения, что приводило к протечкам.
После создания прототипа инженеры начали искать альтернативы. U-образные кольца или стандартные манжетные уплотнения, обычно используемые в поршнях, не подходят из-за больших радиальных допусков. Кроме того, их непрактично устанавливать в полноступенчатые выточки. Установка требует слишком сильного натяжения, что приводит к деформации и преждевременному выходу уплотнения из строя.
В 2006 году компания NINGBO BODI SEALS.,LTD предложила экспериментальное решение: скошенную винтовую пружину, обернутую в С-образное кольцо из ПТФЭ. Печать работает точно так, как и ожидалось. Сочетая в себе низкие трение ПТФЭ с обтекаемой геометрией чехла, С-образные кольца обеспечивают надежное, постоянное уплотнение, а также работают плавнее и тише, чем кольца круглого сечения. Кроме того, С-образные кольца подходят для полноразмерных уплотнительных колец, которые, как правило, не рекомендуются для неэластичных материалов. Таким образом, С-образное кольцо можно установить без изменения оригинальной конструкции оборудования или использования специальных инструментов.
Оригинальному уплотнению C-seal было два года. Использование C-образных колец улучшает эксплуатационные характеристики изделия и продлевает срок службы оборудования, сокращая время простоя и затраты на техническое обслуживание.
В медицинском диагностическом оборудовании, инсулиновых помпах, аппаратах искусственной вентиляции лёгких и устройствах для введения лекарств часто используются уплотнительные кольца для герметизации коротких осевых зазоров. Однако, когда требуется высокая степень радиального прогиба, уплотнительные кольца не могут компенсировать это, что часто приводит к износу, необратимой деформации и протечкам. Несмотря на эти недостатки, инженеры продолжают использовать уплотнительные кольца, поскольку другие решения (например, U-образные манжеты, манжетные уплотнения) не могут обеспечить требуемую радиальную прогиб и, как правило, требуют большего осевого пространства, чем уплотнительные кольца.
С-образное кольцо отличается тем, что оно помещается в меньшее осевое пространство, обычно предусмотренное для уплотнительного кольца, в отличие от стандартных уплотнений. Кроме того, С-образные кольца могут быть полностью адаптированы к требованиям конкретного применения. Они могут быть оснащены сверхтонкой и гибкой кромкой для криогенных применений или толстой кромкой для динамических применений, где требуется повышенная износостойкость уплотнения.
Поскольку C-образные кольца допускают как вращательное, так и возвратно-поступательное движение, они представляют собой универсальное решение для широкого спектра изделий, требующих герметизации на низких и средних скоростях, включая медицинскую робототехнику, портативные медицинские устройства и соединители зондов/трубок. C-образные кольца допускают необычайно большие радиальные допуски — как минимум в пять раз больше, чем стандартные уплотнения того же поперечного сечения. Диапазон допусков зависит от давления окружающей среды, типа среды и условий обработки поверхности. C-образные кольца также хорошо подходят для статических применений, где компоненты должны быть защищены от воздействия окружающей среды.
Удалив ПТФЭ из оригинальной конструкции чехла С-образного кольца, инженеры смогли повысить его эластичность и гибкость. В результате С-образные кольца оказались более эластичными и гибкими, чем предполагалось изначально, что сделало их пригодными для применения в некруглых конструкциях. С-образные кольца использовались в насосах для подачи лекарственных препаратов с овальными поршнями. Поскольку кромка уплотнения может быть изготовлена из чистого ПТФЭ или наполненного ПТФЭ, С-образное кольцо является чрезвычайно универсальным уплотнением, совместимым с металлическими и пластиковыми деталями.
С-образные кольца, изначально разработанные для использования с диагностическими инструментами на водной основе, состоят из спиральных пружин в оболочке из ПТФЭ. Однако С-образные кольца также могут быть изготовлены с использованием ленточных пружин в качестве активаторов. Заменив скошенные спиральные пружины ленточными, С-образные кольца могут обеспечить очень высокое давление уплотнения, идеально подходящее для криогенных и статических применений.
Компания Bal Seal Engineering называет свои C-образные кольца «идеальным уплотнителем для несовершенного мира» благодаря их способности обеспечивать длительный срок службы в условиях, где зазоры, качество обработки поверхности и другие конструктивные характеристики сильно различаются. Хотя идеального уплотнения не существует, универсальность и возможность настройки C-образных колец, безусловно, делают их интересным и потенциально полезным вариантом для некоторых медицинских и диагностических устройств. Это относительно лёгкое уплотнение, идеально подходящее для применений с низким давлением (<500 фунтов на кв. дюйм) и низкой скоростью (<100 футов/мин), где требуется низкое трение. В таких условиях C-образные кольца могут обеспечить лучшее уплотнение, чем эластомерные кольца круглого сечения или другие стандартные типы уплотнений, предоставляя разработчикам возможность увеличить срок службы и снизить уровень шума без дорогостоящей модификации оборудования.
Дэвид Ванг — менеджер по глобальному маркетингу медицинского оборудования в компании Bal Seal Engineering. Этот инженер с более чем 10-летним опытом проектирования сотрудничает с OEM-производителями и поставщиками первого уровня, создавая решения в области герметизации, склеивания, электропроводности и электромагнитных помех, которые помогают устанавливать новые стандарты производительности оборудования.
Мнения, высказанные в этой записи блога, принадлежат исключительно автору и не обязательно отражают точку зрения MedicalDesignandOutsource.com или ее сотрудников.
Крис Ньюмаркер — управляющий редактор новостных сайтов и изданий WTWH Media, посвящённых наукам о жизни, включая MassDevice, Medical Design & Outcommerce и другие. 18-летний профессиональный журналист, ветеран UBM (ныне Informa) и Associated Press, он работал в Огайо, Вирджинии, Нью-Джерси и, в последнее время, в Миннесоте. Издание охватывает широкий спектр тем, но в последнее десятилетие фокусируется на бизнесе и технологиях. Он получил степень бакалавра журналистики и политологии в Университете штата Огайо. Свяжитесь с ним через LinkedIn или по электронной почте cnewmarke.
Подпишитесь на журнал «Healthcare Design & Outsourcing». Добавьте в закладки, поделитесь и взаимодействуйте с ведущим журналом о медицинском дизайне уже сегодня.
DeviceTalks — это площадка для общения лидеров в области медицинских технологий. Она включает в себя мероприятия, подкасты, вебинары и индивидуальный обмен идеями и опытом.
Журнал о медицинском оборудовании. MassDevice — ведущий журнал новостей о медицинских устройствах, посвященный устройствам, спасающим жизни.
Если у вас есть дополнительные вопросы, свяжитесь с нами: www.bodiseals.com
Время публикации: 10 августа 2023 г.