OmPTFE o-ringerog fjærbelastet PTFE-historie som følger:
I dynamiske applikasjoner som krever tetting ved lave til moderate hastigheter og trykk, erstatter designingeniører elastomerer med dårlig ytelseO-ringermed fjærbelastede PTFE «C-ring»-tetninger.
Når O-ringer og andre tradisjonelle tetningsmetoder ikke fungerer, tar ingeniører innen diagnostiske enheter og medikamentleveringsenheter en ny, mer kostnadseffektiv tilnærming for å forbedre ytelsen til eksisterende utstyrsdesign: PTFE «C-ring»-fjærtetninger.
C-tetninger ble opprinnelig utviklet for diagnostiske instrumenter ved bruk av et stempel som beveger seg frem og tilbake med en hastighet på 1,5 meter per minutt i et vannbad ved omtrent 38 °C. Driftsforholdene er milde, men med store toleranser. Den opprinnelige designen krevde en elastomerisk o-ring for å tette stempelet, men o-ringen kunne ikke opprettholde en permanent tetning, noe som førte til at enheten lekkasje.
Etter at prototypen var bygget, begynte ingeniørene å lete etter alternativer. U-ringer eller standard leppetetninger, som ofte brukes i stempler, er ikke egnet på grunn av store radielle toleranser. Det er også upraktisk å installere dem på fulltrinnsutsparinger. Installasjonen krever for mye strekking, noe som fører til deformasjon og for tidlig svikt i tetningen.
I 2006 kom NINGBO BODI SEALS.,LTD opp med en eksperimentell løsning: en skråstilt spiralfjær pakket inn i en PTFE C-ring. Trykkingen fungerer akkurat som forventet. Ved å kombinere lavfriksjonsegenskapene til PTFE med en strømlinjeformet gummimansjettgeometri, gir «C-ringer» en pålitelig, permanent tetning og er jevnere og mer stillegående enn O-ringer. I tillegg er C-ringer egnet for full-trinns O-ringer, som vanligvis ikke anbefales for uelastiske materialer. Dermed kan C-ringen installeres uten å endre det originale utstyrsdesignet eller bruke spesialverktøy.
Den originale C-forseglingen var to år gammel. Bruken av C-ringer forbedrer produktets ytelse og forlenger utstyrets levetid ved å redusere nedetid og vedlikeholdskostnader.
Medisinsk bildebehandlingsutstyr, insulinpumper, ventilatorer og legemiddelleveringsenheter bruker ofte O-ringer for å tette korte aksiale mellomrom. Men når ekstreme radielle avbøyningsegenskaper er nødvendige, kan ikke O-ringer kompensere for dette, noe som ofte resulterer i slitasje, permanent deformasjon og lekkasjer. Til tross for disse manglene fortsetter ingeniører å bruke O-ringer fordi andre løsninger (f.eks. U-kopper, leppetetninger) ikke kan oppfylle kravene til radiell avbøyning og vanligvis krever mer aksial plass enn O-ringer.
C-ringen er annerledes ved at den kan passe inn i det mindre aksiale rommet som vanligvis er tilgjengelig for en O-ring, mens standardpakninger ikke kan det. I tillegg kan C-ringer tilpasses fullt ut for å passe til applikasjonens behov. Den kan konfigureres med en ultratynn og fleksibel leppe for kryogene applikasjoner eller en tykk leppe for dynamiske applikasjoner der tetningen krever mer slitestyrke.
Fordi C-ringer tillater både roterende og frem- og tilbakegående bevegelse, er de en allsidig løsning for et bredt spekter av produkter som krever tetting med lav til middels hastighet, inkludert medisinsk robotikk, bærbart medisinsk utstyr og probe-/slangekoblinger. C-ringer tillater uvanlig store radielle toleranser – minst fem ganger større enn standardtetninger med samme tverrsnitt. Toleranseområdet avhenger av omgivelsestrykket, medietypen og overflatebehandlingsforholdene. C-ringer fungerer også godt i statiske applikasjoner der komponenter må beskyttes mot miljøforurensninger.
Ved å fjerne PTFE-materialet fra den originale C-ring-mansjetten, kunne ingeniørene øke elastisiteten og fleksibiliteten. Som et resultat har C-ringer vist seg å være mer strekkbare og fleksible enn opprinnelig forventet, noe som gjør dem egnet for ikke-sirkulære applikasjoner. C-ringer har blitt brukt i legemiddelleveringspumper med ovale stempler. Fordi tetningsleppen kan være laget av jomfruelig PTFE eller fylt PTFE, er C-ringen en ekstremt allsidig tetning som er kompatibel med metall- og plastdeler.
C-ringer, opprinnelig designet for bruk med vannbaserte diagnostiske verktøy, består av PTFE-kappede spiralfjærer. Men C-ringer kan også lages med spiralbåndfjærer som aktivatorer. Ved å erstatte skråstilte spiralfjærer med spiralbåndfjærer, kan C-ringer gi svært høyt tetningskontakttrykk, ideelt for kryogene eller statiske applikasjoner.
Bal Seal Engineering kaller C-ringen sin «den perfekte tetningen for en uperfekt verden» på grunn av dens evne til å gi forlenget levetid i miljøer der hull, overflatebehandlinger og andre designegenskaper varierer mye. Selv om det ikke finnes noen perfekt tetning, gjør allsidigheten og tilpasningsmulighetene til C-ringer dem absolutt til et interessant og potensielt nyttig alternativ i noen medisinske og diagnostiske apparater. Dette er en relativt lett tetning som er ideell for lavtrykks- (<500 psi) og lavhastighets- (<100 ft/min) applikasjoner der lav friksjon er nødvendig. For disse miljøene kan C-ringer gi en bedre tetningsløsning enn elastomere O-ringer eller andre standard tetningstyper, noe som gir designere muligheten til å øke levetiden og redusere støynivået uten kostbare modifikasjoner av utstyr.
David Wang er global markedssjef for medisinsk utstyr hos Bal Seal Engineering. Han er ingeniør med over 10 års designerfaring, og jobber med OEM-er og Tier 1-leverandører for å lage løsninger for tetting, binding, elektrisk ledningsevne og EMI som bidrar til å sette nye standarder for utstyrsytelse.
Meningene som uttrykkes i dette blogginnlegget er utelukkende forfatterens egne og gjenspeiler ikke nødvendigvis synspunktene til MedicalDesignandOutsource.com eller dets ansatte.
Chris Newmarker er administrerende redaktør for WTWH Medias nyhetsnettsteder og publikasjoner innen biovitenskap, inkludert MassDevice, Medical Design & Outcommerce og mer. Han er en 18 år gammel profesjonell journalist, en veteran fra UBM (nå Informa) og Associated Press, og karrieren hans strakte seg fra Ohio til Virginia, New Jersey og, sist, Minnesota. Den dekker et bredt spekter av emner, men det siste tiåret har fokuset vært på næringsliv og teknologi. Han har en bachelorgrad i journalistikk og statsvitenskap fra Ohio State University. Ta kontakt med ham på LinkedIn eller send en e-post til cnewmarke.
Abonner på Healthcare Design & Outsourcing. Bokmerk, del og samhandle med det ledende magasinet om medisinsk design i dag.
DeviceTalks er en samtale mellom ledere innen medisinsk teknologi. Den inkluderer arrangementer, podkaster, webinarer og en-til-en-utveksling av ideer og innsikt.
Forretningsmagasin for medisinsk utstyr. MassDevice er det ledende nyhetsmagasinet om medisinsk utstyr med fokus på livreddende apparater.
For mer informasjon, vennligst kontakt oss: www.bodiseals.com
Publisert: 10. august 2023