Federbelastete PTFE-Dichtungen arbeiten zuverlässig in einer Vielzahl von Anwendungen, bei denen herkömmliche Elastomerdichtungen aufgrund chemischer Angriffe, extremer Hitze oder Kälte, Reibung, Extrusion oder Druckverformungsrest versagen.
PTFE-Dichtungen haben drei grundlegende Konstruktionselemente:
- Eine druckbetätigte U-förmige Jacke
- Eine Metallfederbelastungsvorrichtung
- Hochleistungs-Polymerdichtungsmaterialien
Was ist also eine federbelastete PTFE-Dichtung? Es ist ein federbelasteter U-Cup, der eine Vielzahl von Mantelprofilen, Federtypen und Materialien in Stab- und Kolben-, Stirn- und Drehdichtungskonfigurationen verwendet. Sie werden eingesetzt, wenn Elastomerdichtungen die Anforderungen an Temperaturbereich, chemische Beständigkeit oder Reibung nicht erfüllen.
Mantelprofile werden aus PTFE und anderen Hochleistungspolymeren hergestellt. Federtypen sind in korrosionsbeständigen Legierungen erhältlich, einschließlich Edelstahl, Elgiloy und Hastelloy.
Da die Jacken maschinell bearbeitet und nicht spritzgegossen werden, kann die Dichtungskonfiguration bei Bedarf leicht angepasst werden, um die Dichtungsleistung zu verbessern. Die Dichtung wird auf CNC-Drehmaschinen mit sehr engen Toleranzen bearbeitet, wobei nur hochwertige Materialien verwendet werden. Jedes Design ist in Standard- und Sonderdurchmessern und Querschnitten in Zollbruch-, AS4716- und metrischen Größen erhältlich. Die gesamte Größenpalette umfasst Durchmesser von 1/32 bis 150 Zoll mit radialen Querschnitten von 1/32 bis zu mehreren Zoll Durchmesser.
Federbelastete Dichtungslippen und Federbelastungsmittel werden zusammengedrückt, wenn sie in die Dichtungsverschraubung eingebaut werden. Die elastische Feder spricht mit konstanter Kraft an, drückt die Dichtlippen heraus und bildet eine gasdichte Abdichtung gegen die Dichtflächen. Die Dichtung dehnt sich aus, wenn Druck eingeleitet wird – was die Dichtkraft über die von der Feder und dem Mantelmaterial bereitgestellte hinaus erhöht.
Federkraft
Eine Edelstahlfeder versorgt die Dichtung mit Energie und liefert die gesamte zum Abdichten erforderliche Last, wenn der Mediendruck zu niedrig ist, um die Lippen vollständig zu betätigen.
Die Feder gleicht auch Abweichungen der Stopfbuchsentoleranz und des normalen Dichtungsverschleißes aus. Als Dichtungsbelastungsvorrichtung ist eine Metallfeder genauer als Vorrichtungen wie O-Ringe zur Steuerung der Reibung. Es gibt drei verschiedene Federtypen mit jeweils ein bis drei verschiedenen Tragzahlen (leicht, mittel und schwer), um die genauen Anforderungen an lineare Reibung oder Drehmoment zu erfüllen.
Bei dynamischen Anwendungen dehnt sich die Feder aus, um den Dichtungsverschleiß auszugleichen und gleichzeitig die Last bereitzustellen. Unter Bedingungen, die thermische Zyklen beinhalten, fährt das Federsystem fort, die Dichtungslippen mit Energie zu versorgen, ohne einen Druckverformungsrest zu nehmen oder zu weich oder hart zu werden, wie es ein Elastomer kann.
Die flexible Feder ermöglicht einen umfangreichen Toleranzbereich, der bei der Überwindung von Hardware-Fehlausrichtungen und Exzentrizitäten helfen kann, ohne zusätzliche Reibung oder Dichtungsunfähigkeit zu verursachen. Es stehen drei verschiedene federbelastete PTFE-Dichtungsdesigns zur Verfügung, die für jede Anwendung individuelle Eigenschaften bieten.
Hohe Leistung
Das einzigartige Design und die Materialeigenschaften dieser Dichtungen bieten Konstrukteuren ein neues Sortiment an Lösungen für schwierige Anwendungen.
Zu den bemerkenswerteren Funktionen des Siegels gehören:
- Sehr geringe Reibung
- Universelle chemische Kompatibilität
- Hochgeschwindigkeitsservice
- Kryogener Service bis -425 Grad Fahrenheit
- Hochtemperaturservice bis 575 Grad Fahrenheit
- Hochdruckwerte (über 30 Kpsi)
- Dauerhafte Elastizität mit Immunität gegen Alterungsversprödung und Druckverformungsrest.
Viele dieser Eigenschaften sind das Ergebnis der Materialien, die zur Herstellung der Dichtung verwendet werden. Dichtungsmäntel aus reibungsarmem PTFE und verschiedenen Mischungen sind chemisch inert, extrusionsbeständig und in der Lage, über einen weiten Temperaturbereich zu arbeiten. Die mangelnde Elastizität des Polymers wird durch eine Federlast aus einem von mehreren korrosionsbeständigen Metallen überwunden.
Die Kombination aus Material und Design der federbelasteten Dichtung beseitigt viele der Probleme, die mit O-Ringen oder anderen Elastomerdichtungen verbunden sind. Bei der Auswahl einer Elastomerdichtung für die Handhabung einer Vielzahl von Lösungsmitteln ist es beispielsweise erforderlich, die Kompatibilität des Elastomers in jedem der Lösungsmittel zu überprüfen. In vielen Fällen ist keines der üblicherweise verwendeten Elastomere für den vorgesehenen Flüssigkeitsbereich zufriedenstellend.
Das Problem wird weiter verschärft, wenn die Betriebstemperatur einige hundert Grad Fahrenheit überschreitet. Wenn wir die oben genannten Faktoren in einer rotierenden oder hin- und hergehenden Anwendung berücksichtigen, haben wir jetzt ein sehr schwieriges Problem für den Ausrüster, der versucht, ein elastomeres Material auszuwählen.
Bei federbelasteten PTFE-Dichtungen besteht jedoch kein Grund zur Sorge um die Verträglichkeit, da die PTFE-Blends auch bei erhöhten Temperaturen und Drücken gegenüber im Wesentlichen allen Industriechemikalien und Lösungsmitteln inert sind. Im dynamischen Betrieb müssen Sie sich keine Gedanken über Slip-Stick- oder Elastomerhaftung machen. Die folgende Tabelle vergleicht federbelastete Dichtungen mit Elastomerdichtungen im Allgemeinen. In der folgenden Tabelle finden Sie einen Vergleich der allgemeinen Dichtungseigenschaften.
Das Ziel besteht nicht darin, die Leistungsfähigkeit eines Elastomers abzuwerten, da es für eine Vielzahl von Dichtungsanwendungen geeignet ist. Unser Ziel ist es vielmehr, Konstrukteure über den signifikanten Unterschied von federbelasteten PTFE-Dichtungen aufzuklären.
Weitere Informationen zu diesen Dichtungen finden Sie in unserem neuen Leitfaden für federbelastete Dichtungen.