À proposJoints toriques en PTFEet historique du PTFE à ressort comme suit :
Dans les applications dynamiques nécessitant une étanchéité à des vitesses et pressions faibles à modérées, les ingénieurs concepteurs remplacent les élastomères peu performants.Joints toriquesavec joints à ressort en PTFE « C-ring ».
Lorsque les joints toriques et autres méthodes d'étanchéité traditionnelles ne fonctionnent pas, les ingénieurs en dispositifs de diagnostic et d'administration de médicaments adoptent une nouvelle approche, plus rentable, pour améliorer les performances de leurs équipements existants : les joints à ressort « C-Ring » en PTFE.
Les joints C ont été développés à l'origine pour les instruments de diagnostic utilisant un piston alternatif à 5 pieds par minute fonctionnant dans un bain-marie à environ 100°F.Les conditions de fonctionnement sont douces, mais avec de grandes tolérances.La conception originale prévoyait un joint torique en élastomère pour sceller le piston, mais le joint torique ne pouvait pas maintenir une étanchéité permanente, provoquant une fuite du dispositif.
Une fois le prototype construit, les ingénieurs ont commencé à chercher des alternatives.Les joints en U ou les joints à lèvres standard, couramment utilisés dans les pistons, ne conviennent pas en raison de grandes tolérances radiales.Il n'est pas non plus pratique de les installer dans des niches complètes.La pose nécessite un étirement trop important, ce qui entraîne une déformation et une rupture prématurée du joint.
En 2006, NINGBO BODI SEALS., LTD a proposé une solution expérimentale : un ressort hélicoïdal incliné enveloppé dans un anneau en C en PTFE.L'impression fonctionne exactement comme prévu.Combinant les propriétés de faible friction du PTFE avec une géométrie de soufflet simplifiée, les « C-Rings » offrent une étanchéité fiable et permanente et sont plus lisses et plus silencieux que les joints toriques.De plus, les joints en C conviennent aux joints toriques complets, qui ne sont généralement pas recommandés pour les matériaux inélastiques.Ainsi, l'anneau en C peut être installé sans modifier la conception de l'équipement d'origine ni utiliser d'outils spéciaux.
Le sceau C original avait deux ans.L'utilisation d'anneaux en C améliore les performances du produit et prolonge la durée de vie de l'équipement en réduisant les temps d'arrêt et les coûts de maintenance.
Les équipements d'imagerie médicale, les pompes à insuline, les ventilateurs et les dispositifs d'administration de médicaments utilisent souvent des joints toriques pour sceller les espaces axiaux courts.Mais lorsque des capacités de déviation radiale extrêmes sont requises, les joints toriques ne peuvent pas compenser cela, ce qui entraîne souvent une usure, une déformation permanente et des fuites.Malgré ces inconvénients, les ingénieurs continuent d'utiliser des joints toriques car d'autres solutions (par exemple les coupelles en U, les joints à lèvres) ne peuvent pas répondre aux exigences de déflexion radiale et nécessitent généralement plus d'espace axial que les joints toriques.
Le joint en C est différent en ce sens qu'il peut s'insérer dans l'espace axial plus petit normalement prévu pour un joint torique, contrairement aux joints standard.De plus, les anneaux en C peuvent être entièrement personnalisés pour répondre aux besoins de l'application.Il peut être configuré avec une lèvre ultra fine et flexible pour les applications cryogéniques ou une lèvre épaisse pour les applications dynamiques où le joint nécessite plus de résistance à l'usure.
Étant donné que les anneaux en C permettent à la fois un mouvement de rotation et un mouvement alternatif, ils constituent une solution polyvalente pour une large gamme de produits nécessitant une étanchéité à vitesse faible à moyenne, notamment la robotique médicale, les dispositifs médicaux portables et les connecteurs de sondes/tubulures.Les anneaux en C permettent des tolérances radiales inhabituellement grandes, au moins cinq fois supérieures aux joints standard de même section transversale.La plage de tolérance dépend de la pression ambiante, du type de fluide et des conditions de traitement de surface.Les anneaux en C fonctionnent également bien dans les applications statiques où les composants doivent être protégés des contaminants environnementaux.
En supprimant le matériau PTFE de la conception originale du soufflet à anneau en C, les ingénieurs ont pu augmenter son élasticité et sa flexibilité.En conséquence, les anneaux en C se sont révélés plus extensibles et flexibles que prévu initialement, ce qui les rend adaptés aux applications non circulaires.Les anneaux en C ont été utilisés dans les pompes d'administration de médicaments à pistons ovales.Étant donné que la lèvre du joint peut être fabriquée à partir de PTFE vierge ou de PTFE chargé, le joint en C est un joint extrêmement polyvalent compatible avec les pièces métalliques et plastiques.
Les anneaux en C, initialement conçus pour être utilisés avec des outils de diagnostic à base d'eau, sont constitués de ressorts hélicoïdaux gainés de PTFE.Mais les anneaux en C peuvent également être fabriqués en utilisant des ressorts à bande hélicoïdale comme activateurs.En remplaçant les ressorts hélicoïdaux inclinés par des ressorts à bande hélicoïdale, les anneaux en C peuvent fournir une pression de contact d'étanchéité très élevée, idéale pour les applications cryogéniques ou statiques.
Bal Seal Engineering appelle son anneau en C « le joint parfait pour un monde imparfait » en raison de sa capacité à offrir une durée de vie prolongée dans des environnements où les écarts, les finitions de surface et autres caractéristiques de conception varient considérablement.Bien qu’il n’existe pas d’étanchéité parfaite, la polyvalence et la personnalisation des anneaux en C en font certainement une option intéressante et potentiellement utile dans certains dispositifs médicaux et diagnostiques.Il s'agit d'un joint relativement léger, idéal pour les applications à basse pression (<500 psi) et à faible vitesse (<100 pi/min) où une faible friction est requise.Pour ces environnements, les joints en C peuvent fournir une meilleure solution d'étanchéité que les joints toriques en élastomère ou d'autres types de joints standard, offrant aux concepteurs la possibilité d'augmenter la durée de vie et de réduire les niveaux de bruit sans modifications coûteuses de l'équipement.
David Wang est responsable du marketing mondial pour les dispositifs médicaux chez Bal Seal Engineering.Ingénieur avec plus de 10 ans d'expérience en conception, il travaille avec des équipementiers et des fournisseurs de niveau 1 pour créer des solutions d'étanchéité, de liaison, de conductivité électrique et EMI qui contribuent à établir de nouvelles normes en matière de performances des équipements.
Les opinions exprimées dans ce billet de blog sont uniquement celles de l'auteur et ne reflètent pas nécessairement les opinions de MedicalDesignandOutsource.com ou de ses employés.
Chris Newmarker est le rédacteur en chef des sites d'actualités et des publications sur les sciences de la vie de WTWH Media, notamment MassDevice, Medical Design & Outcommerce et bien plus encore.Journaliste professionnel de 18 ans, vétéran d'UBM (maintenant Informa) et d'Associated Press, sa carrière s'est étendue de l'Ohio à la Virginie, au New Jersey et, plus récemment, au Minnesota.Il couvre un large éventail de sujets, mais au cours de la dernière décennie, l'accent a été mis sur les affaires et la technologie.Il est titulaire d'une licence en journalisme et en sciences politiques de l'Ohio State University.Contactez-le sur LinkedIn ou par e-mail à cnewmarke
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Heure de publication : 10 août 2023