案例研究:在高压CO2萃取应用中平衡挤压间隙和磨损环暴露

密封设计人员经常感到陷入了不断的斗争,以平衡密封应用的要求与物理和材料的限制。

在Ec华体会最新地址lipse中,我们的工程师的工作是理解和权衡这些限制与应用程序的目标。例如,当客户需要极低摩擦的密封件,同时又需要非常高的密封性时,总是需要妥协。

一种神奇的密封材料,具有橡胶的柔韧性和优异的密封特性,并具有低摩擦,高耐磨和聚四氟乙烯温度范围根本不存在。

另一个常见的场景是客户需要一个密封来适应宽松或较差的硬件公差,但有一个非常小的物理信封来包含密封。密封件越小,由于物理限制或外力作用造成的有效偏转范围就越小o形环或弹簧

虽然应用程序可能需要覆盖400系列弹簧或o形圈的范围,但可能只有零系列尺寸的密封空间,这就产生了一个问题。类似地,客户可能希望密封件具有很长的磨损寿命,但硬件组件可能在密封件的使用区域受到严重限制。

在Ec华体会最新地址lipse,我们已经接触了几个应用程序,这些应用程序在原始设计中从未考虑过密封空间。如果没有合适尺寸的密封件,在结构完整性和密封性受到影响之前,由于可用的密封件材料较少,磨损寿命可能会受到限制。

在需要轴承的密封应用中,另一个常见问题是在磨损环有足够的暴露和不产生太大的挤压间隙之间取得平衡,这可能导致密封的并发症。华体会最新地址一家客户在他们的高压超临界二氧化碳萃取设备中遇到了这个问题,他们找到了Eclipse。

客户的问题

随着大麻衍生产品(如CBD油)的日益流行,人们正在研究提取工艺以提高生产率和持久性。

一个客户来到Eclipse,希望重新设华体会最新地址计二氧化碳SFE提取设备中使用的活塞密封。客户希望提高密封件的磨损寿命和使用寿命,并在需要更换密封件时提高交货时间和可用性。

客户增加的产量和运行速度很快就磨损了OEM密封,他们对原始密封供应商的交货时间和服务不满意。

在定制聚四氟乙烯密封件方面,Eclipse拥有行业内最好的交货时间,如果密封件设计得到改进,Eclipse就可以交付产品。华体会最新地址

操作条件:

  • 往复活塞密封
  • 内径:Ø3.250”
  • 行程:6”
  • 循环速度:每分钟35次
  • 媒体:二氧化碳
  • 压力:800 - 5000 PSI
  • 温度:65°至175°F

客户愿意重新设计活塞密封压盖的配置,但活塞的整体长度不能改变,以保证在原有设备上的正确功能。

由于活塞有明显的侧载荷,磨损环将是必要的,既要正确引导活塞,又要防止活塞和孔之间任何潜在的金属-金属接触。

如果金属与金属之间发生接触,并且孔被划伤或擦伤,客户在等待更换部件期间将面临长时间的停机。这将使他们损失大量的生产力,更不用说更换钻孔的成本了。

为了降低这种潜在风险,客户不想消除磨损环或减小磨损环的宽度。华体会最新地址Eclipse需要找到一种解决方案,以适应这种特定的设计约束,以及活塞上用于密封的可用轴向空间。

这种空间限制是一个挑战。由于在系统中适当的磨损环暴露的重要性,挤压间隙需要相当大。由于空间有限,无法大幅延伸密封圈的后跟,也无法加入备用环,Eclipse需要利用特殊的设计技术和特点来呈现高磨损寿命的密封圈。华体会最新地址

Ecli华体会最新地址pse解决方案

平衡挤压间隙和磨损环暴露是密封行业中非常典型的问题。在操作压力相对较低的系统中,这可能不是问题。但是当压力增加时,密封的完整性很快就会受到影响。

在活塞应用中,磨损环暴露和密封挤压间隙成为同一实体。在大多数情况下,一旦对轴承和硬件尺寸进行了公差叠加,所产生的必要暴露尺寸将远远超过典型的密封件最大挤压间隙建议。

如果在活塞上没有给予足够的暴露,磨损环有可能在槽中松动,使其作为轴承无效。这将对密封件施加不适当的侧面载荷,导致过早失效和/或活塞接触孔。

在几乎所有情况下,这种金属与金属之间的接触都可能会损坏或划伤孔,从而破坏正常的密封面,甚至造成更大范围的损坏。

另一方面,如果由于需要轴承暴露而导致的挤压间隙过大,密封最终会被压力推入间隙,最终导致失效。系统的压力越高,推荐的挤压间隙就越小。

在不考虑其他因素的情况下,通常建议挤压间隙尽可能小。这一事实显然与轴承曝光的需要截然相反。

为了应对较大的挤压间隙,弹簧激励密封可以采用加长的后跟设计。这在物理上将更多的密封材料放在密封的后面,这些密封材料可以在不影响密封临界区域的情况下变形进入间隙。

另一种常见的解决方案是在密封后面加一个备用环。可以设计一个备用环,以减小密封暴露在挤压间隙中的尺寸。

这两种解决方案都需要活塞上额外的轴向空间,而Eclipse没有足够的空间来处理这些问题。华体会最新地址

我们开始使用比硬件截面通常需要的更小的弹簧系列。较小的弹簧可以有效地延长密封的后跟,有助于密封的抗挤压性能。这也意味着密封唇会比正常的厚。

华体会最新地址Eclipse利用这些额外的材料来修改密封几何形状,以进一步防止高压失效。由于挤压作用,弹簧激励密封的最终失效模式通常是当密封变形达到弹簧腔的铰点时。为了防止这种情况,Eclipse偏移了弹簧槽的华体会最新地址位置,以增厚这个脆弱的铰链点。

华体会最新地址Eclipse选择了ET040:聚酰亚胺/MoS2填充聚四氟乙烯作为弹簧激励密封套。虽然这不是Eclipse提供的最耐挤压的材料,但客户的不锈钢孔材料限制了密封材料的耐挤压性。华体会最新地址

ET040可以在不磨损孔的情况下提供良好的韧性。增加的内部润滑性减少了摩擦,聚酰亚胺的细颗粒尺寸提高了密封性,同时密封二氧化碳等气体。

华体会最新地址Eclipse选择了ET010:青铜填充聚四氟乙烯作为磨损环。这种行业标准轴承材料很好地符合该项目的设计目标。

表现如何

通过Ecl华体会最新地址ipse改进的密封和活塞设计,客户看到了密封寿命和可靠性的提高。这使他们能够在定期维护之间以更长的时间间隔运行生产流程。

停机时间的减少提高了工厂的生产力,对客户的底线产生了积极的影响,并使他们能够保持高需求产品的出货量。

客户对Eclipse相对较短的交货时间和可靠的更换密封件的交付也非常满意。华体会最新地址他们在重新设计活塞配置以使用Eclipse密封件方面的适度投资被证明是一个有利可图的选择。华体会最新地址

如果您的密封应用华体会最新地址可以从Eclipse定制设计和制造的密封件中受益,请立即联系Eclipse»

如果您正在处理高华体会最新地址压CO2萃取应用中的平衡挤压间隙和磨损环暴露,请立即联系Eclipse

联系我们


Baidu
map