SobreAnéis de vedação de PTFEe histórico de PTFE com mola como segue:
Em aplicações dinâmicas que exigem vedação em velocidades e pressões baixas a moderadas, os engenheiros de projeto substituem elastoméricos de baixo desempenhoAnéis de vedaçãocom vedações de PTFE “C-ring” com mola.
Quando anéis de vedação e outros métodos de vedação tradicionais não funcionam, os engenheiros de dispositivos de diagnóstico e administração de medicamentos estão adotando uma abordagem nova e mais econômica para aumentar o desempenho de seus projetos de equipamentos existentes: vedações de mola PTFE “C-Ring”.
As vedações C foram originalmente desenvolvidas para instrumentos de diagnóstico, utilizando um pistão que oscilava a 1,5 m por minuto, operando em banho-maria a aproximadamente 38 °C. As condições de operação são amenas, mas com tolerâncias amplas. O projeto original exigia um anel de vedação elastomérico para vedar o pistão, mas o anel de vedação não conseguia manter uma vedação permanente, causando vazamento no dispositivo.
Após a construção do protótipo, os engenheiros começaram a procurar alternativas. Anéis em U ou retentores de lábio padrão, comumente usados em pistões, não são adequados devido às grandes tolerâncias radiais. Também é impraticável instalá-los em rebaixos de estágio completo. A instalação requer muito alongamento, o que leva à deformação e falha prematura do retentor.
Em 2006, a NINGBO BODI SEALS.,LTD apresentou uma solução experimental: uma mola helicoidal inclinada envolta em um anel C de PTFE. A impressão funciona exatamente como esperado. Combinando as propriedades de baixo atrito do PTFE com uma geometria de capa aerodinâmica, os "anéis C" proporcionam uma vedação confiável e permanente, sendo mais suaves e silenciosos do que os anéis O. Além disso, os anéis C são adequados para anéis O de estágio completo, que geralmente não são recomendados para materiais inelásticos. Assim, o anel C pode ser instalado sem alterar o projeto original do equipamento ou o uso de ferramentas especiais.
O selo C original tinha dois anos. O uso de anéis C melhora o desempenho do produto e prolonga a vida útil do equipamento, reduzindo o tempo de inatividade e os custos de manutenção.
Equipamentos de imagem médica, bombas de insulina, ventiladores e dispositivos de administração de medicamentos frequentemente utilizam anéis de vedação para vedar espaços axiais curtos. No entanto, quando são necessárias capacidades extremas de deflexão radial, os anéis de vedação não conseguem compensar isso, resultando frequentemente em desgaste, deformação permanente e vazamentos. Apesar dessas deficiências, os engenheiros continuam a utilizar anéis de vedação porque outras soluções (por exemplo, copos em U, vedações labiais) não atendem aos requisitos de deflexão radial e normalmente exigem mais espaço axial do que os anéis de vedação.
O anel C se diferencia por poder se encaixar no menor espaço axial normalmente fornecido para um anel O, enquanto as vedações padrão não conseguem. Além disso, os anéis C podem ser totalmente personalizados para atender às necessidades da aplicação. Podem ser configurados com um lábio ultrafino e flexível para aplicações criogênicas ou um lábio espesso para aplicações dinâmicas, onde a vedação exige maior resistência ao desgaste.
Como os anéis em C permitem movimentos rotacionais e reciprocantes, eles são uma solução versátil para uma ampla gama de produtos que exigem vedação de baixa a média velocidade, incluindo robótica médica, dispositivos médicos portáteis e conectores de sonda/tubulação. Os anéis em C permitem tolerâncias radiais excepcionalmente grandes — pelo menos cinco vezes maiores do que as vedações padrão da mesma seção transversal. A faixa de tolerância depende da pressão ambiente, do tipo de meio e das condições de tratamento da superfície. Os anéis em C também funcionam bem em aplicações estáticas, onde os componentes precisam ser protegidos de contaminantes ambientais.
Ao remover o material PTFE do projeto original da capa protetora do anel C, os engenheiros conseguiram aumentar sua elasticidade e flexibilidade. Como resultado, os anéis C demonstraram ser mais extensíveis e flexíveis do que o esperado originalmente, tornando-os adequados para aplicações não circulares. Os anéis C têm sido utilizados em bombas de administração de medicamentos com pistões ovais. Como o lábio de vedação pode ser feito de PTFE virgem ou PTFE reforçado, o anel C é uma vedação extremamente versátil, compatível com peças de metal e plástico.
Os anéis C, originalmente projetados para uso com ferramentas de diagnóstico à base de água, consistem em molas helicoidais revestidas de PTFE. No entanto, os anéis C também podem ser fabricados utilizando molas de banda helicoidal como ativadores. Ao substituir molas helicoidais inclinadas por molas de banda helicoidal, os anéis C podem fornecer uma pressão de contato de vedação muito alta, ideal para aplicações criogênicas ou estáticas.
A Bal Seal Engineering chama seu anel C de "a vedação perfeita para um mundo imperfeito" devido à sua capacidade de proporcionar vida útil prolongada em ambientes onde folgas, acabamentos de superfície e outras características de projeto variam amplamente. Embora não exista uma vedação perfeita, a versatilidade e a personalização dos anéis C certamente os tornam uma opção interessante e potencialmente útil em alguns dispositivos médicos e de diagnóstico. Trata-se de uma vedação relativamente leve, ideal para aplicações de baixa pressão (<500 psi) e baixa velocidade (<100 ft/min), onde é necessário baixo atrito. Para esses ambientes, os anéis C podem fornecer uma solução de vedação melhor do que os anéis O elastoméricos ou outros tipos de vedação padrão, oferecendo aos projetistas a capacidade de aumentar a vida útil e reduzir os níveis de ruído sem modificações dispendiosas no equipamento.
David Wang é Gerente Global de Marketing de Dispositivos Médicos na Bal Seal Engineering. Engenheiro com mais de 10 anos de experiência em design, ele trabalha com OEMs e fornecedores de Nível 1 para criar soluções de vedação, colagem, condutividade elétrica e EMI que ajudam a estabelecer novos padrões de desempenho de equipamentos.
As opiniões expressas nesta postagem do blog são exclusivamente do autor e não refletem necessariamente as opiniões do MedicalDesignandOutsource.com ou de seus funcionários.
Chris Newmarker é o editor-chefe dos sites e publicações de notícias sobre ciências biológicas da WTWH Media, incluindo MassDevice, Medical Design & Outcommerce, entre outros. Jornalista profissional de 18 anos, veterano da UBM (agora Informa) e da Associated Press, sua carreira abrangeu Ohio, Virgínia, Nova Jersey e, mais recentemente, Minnesota. A revista abrange uma ampla gama de tópicos, mas na última década seu foco tem sido negócios e tecnologia. Ele é bacharel em jornalismo e ciência política pela Ohio State University. Entre em contato com ele pelo LinkedIn ou pelo e-mail cnewmarke.
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Data de publicação: 10 de agosto de 2023