Vraag:
O-ring vs platte ring voor luchtafdichting
carveone
2017-07-08 16:29:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ik ben geïnteresseerd in de vraag of een platte rubberen ring of gelijkwaardig goed genoeg is om een ​​o-ring te vervangen in een lagedruktoepassing (bewerken: ik bedoelde lage druk differentieel . Mijn slechte.). De reden is dat platte ringen gemakkelijker te ontwerpen zijn als u een dynamische afdichtingstoepassing heeft waarbij de ene buis moet "luchtvergrendelen" tegen een andere buis.

De toepassing is om een ​​luchtbemonsteringsbuis in een dergelijke een manier waarop ik automatisch lucht kan bemonsteren en later de buis automatisch kan verwarmen tot 200 ° C en de dampen kan trekken.

De buis is slechts een dunwandige (0,25 mm) stalen buis met een diameter van ongeveer 6 mm en 40 mm of zo lang). Hier is hoe ik me het systeem aanvankelijk voorstelde:

enter image description here

Dus een soort automatische luchtsluisverbindingsbuis zou naar buiten kunnen bewegen, afdichten tegen de o-ring en stop dan bij de groene ring. De groene ringen kunnen zoiets zijn als mica of teflon, iets dat in staat is om de 200C op te nemen terwijl de houder wordt geïsoleerd - ik wil alleen de buis verwarmen, niet alles dat erop is aangesloten! Hier is een dwarsdoorsnede:

enter image description here

Ik heb hier enkele problemen mee - ten eerste ben ik er niet van overtuigd dat een metaal-op-metaal afdichting (buis tegen de houder) zal goed luchtdicht afsluiten, zelfs als de automatische connector erop drukt. Misschien is een andere o-ring nodig?

Ten tweede zijn mica-ringen niet flexibel (denk ik) en is het misschien niet mogelijk om een ​​ring in een groef te krijgen zoals ik heb laten zien. Als ik de ring vervang door een of andere platte afdichting die zichzelf tegen een lip vastzet, misschien dit soort vorm:

enter image description here

Zoals ik zou de connector moeten maken door machinale bewerking of een ander proces, misschien zou dit het ontwerp gemakkelijker maken. Maar is zo'n v-type afdichting effectief bij luchtafdichting? Het verschil is dat in de O-ring alleen positionering nodig is, maar met een type platte ring heb je ook kracht nodig (gerelateerde link: Wat zijn de meest voorkomende faalpunten van waterdichte koffers?)

EDIT: verduidelijkingen:

  • Ik geloof dat ik probeerde te veel informatie tegelijk te presenteren en de belangrijke punten miste!
  • Het drukverschil mag niet erg hoog zijn. Ik denk aan een stroom, vanuit de buitenlucht, van een paar liter per minuut door een sorptiemiddel. Als het drukverschil meer dan 1/2 atm was, zou ik verrast zijn.
  • De groene ringen zijn bedoeld om warmte-isolatie te bieden, niet luchtafdichting. Als de sorberende buis 200C is, wilde ik niet dat het hele systeem zou proberen om ook 200C te zijn!
Waarom kunt u niet gewoon een klep met schroefdraad en een teflonafdichting gebruiken die is ontworpen voor hoge temperaturen? Vervolgens kunt u de klep naar believen openen en sluiten om een ​​monster te nemen.
@WilliamHird: Yes, that would the easiest but unfortunately I have 6 of these tubes on a rotating disc. I'm supposed to move a tube to an air sampling position, then afterwards move it to an analysis position. All very roboticsy :-)Now that you say it though, I could have a set of 6 way valves (!) that would do this without moving the tubes around the place. Except I need to load and unload the tubes later. It's like reinventing the CD changer.
Deze applicatie lijkt op het hulpstuk dat wordt gebruikt op de Cornelius-vaatjes die worden gebruikt voor frisdrankfonteindispensers. Ze gebruiken een bajonetsluiting IIRC, maar werken ook bij hogere drukken.
Drie antwoorden:
phyllis diller
2017-07-10 02:50:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dit hangt er echt van af wat voor soort vacuüm / einddruk je zoekt. Voor iets in het millitorr-bereik zal dit waarschijnlijk niet werken. Als je een grote pomp en een klein intern volume hebt, zou je misschien 50-100 torr kunnen halen. Uw metaal-metaalafdichting hier zou in orde moeten zijn, ervan uitgaande dat uw O-ringgroef de juiste maat heeft (en voor de juiste drukrichting). Misschien wilt u uw O-ringgroef aan het diepe uiteinde van het tolerantiebereik maken voor een goede afdichting, zodat deze niet bekneld raakt wanneer uw buitenste buis op zijn plaats beweegt. De gelaatsafdichting tussen de buitenste buis en je ring zal een probleem zijn, denk ik.

Zoiets als PTFE is meestal niet flexibel om een ​​correcte afdichting te krijgen in de meeste vacuümafdichtingstoepassingen. Mica zal dat zeker niet zijn. Ik zou hier voor kiezen om een ​​tweede O-ring te plaatsen waar je ring zit; Ik weet niet zeker of de ring, zelfs als deze van rubber was, noodzakelijkerwijs de juiste buiging en vorm zou hebben om de opening af te dichten. Er zijn vacuüm-O-ringen op hoge temperatuur zoals Kalrez (en andere die niet zo prijzig zijn) die zonder problemen 200C zouden moeten kunnen verwerken.

Het gemakkelijkste is misschien om de O-ring gewoon in de plaat te plaatsen waar je zou je wasmachine laten lokaliseren. Ik heb de neiging om te kiezen voor de conservatieve methode van een goede O-ring, omdat ze met een minimum aan ontwerp uitstekend werk leveren met een zeer voorspelbare en consistente afdichting. Het zal veel moeilijker zijn om dat te garanderen met een wasmachine, en het is altijd vervelend en duur om iets terug te sturen naar de machinewerkplaats.

Je kunt ook de O-ring verder op de plaat verplaatsen zodat deze verzegeld tegen wanneer je buitenste buis op zijn plaats beweegt (waarschijnlijk de beste keuze, nu ik erover nadenk ...), of plaats de O-ring in een groef op het uiteinde van de buitenste metalen buis. Het uitladen van de buizen met een O-ring in de plaat lijkt niet zo erg te zijn.

Vreselijke tekening:

enter image description here

Good answer although I would put the groove in the tube head instead of the plate.
Bedankt Eric. Meestal leg ik het op de bodem om te voorkomen dat het eruit valt als gevolg van de zwaartekracht als de buis wordt losgeschroefd (wat zo klinkt). Misschien is het gemakkelijker om het buisdeel aan te passen dan wat deze plaat ook is.
I think I tried to present too much information as an entire design and missed some important points (that I didn't know were important at the time) so I've added some edits. The pressure isn't very high and the plate doesn't need to be air sealed - only insulated against the tube when it gets hot. That's what the green washers are for.
Oh, ik begrijp wat ik deed - ik typte "lage druk" -toepassing terwijl ik "lage drukverschil" bedoelde. Het spijt me, dat is een heel andere koek.
Ik denk dat je gelijk hebt dat O-ringen meer voorspelbaar zijn dan platte ringen voor afdichtingstoepassingen, zelfs als het drukverschil niet hoog is. Het was knijpen of trekken aan de o-ring waar ik niet zeker van was. Als ik een ring in een groef heb zoals ik heb geïllustreerd, zou er misschien veel kracht nodig zijn om de buis erop te krijgen. Daarom geef ik de voorkeur aan wat je zegt - verzegel de face-to-face interface met een o-ring. Maar als het niet op zijn plaats wordt gehouden, kan de o-ring er zeker uit vallen of aan het hoofd blijven plakken als het hoofd zich terugtrekt !? Ik kijk naar elke luchtafdichting die ik kan vinden en denk "hoe blijft dat daar binnen" !!
Het is mogelijk dat de O-ring aan het hoofd blijft plakken, maar ik merk dat de O-ringen van mijn gelaatsafdichting grotendeels in de groef vast komen te zitten en dat ik een tandenstoker moet gebruiken om ze te verwijderen. Ik gebruik relatief kleine, maar waarschijnlijk ongeveer dezelfde maat die je nodig hebt - AS568 0,07 inch doorsnede, #s 7-30 (binnendiameters variërend van 5 / 32in tot 1,5 inch, ongeveer). Het helpt als u de binnendiameter van uw groef op het kleine bereik van de aanbevolen maat maakt. Dit is meestal ook belangrijk als u een lagere interne druk heeft.
DLS3141
2017-07-10 19:07:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Een goed ontworpen O-ringafdichting is de beste optie, maar voor een bedrijfstemperatuur van 200 ° C heb je O-ringen nodig die zijn gemaakt van een materiaal dat is ontworpen om bij die temperatuur te functioneren, zoals siliconen of fluorkoolstof (FKM) rubbers. . O-ringen zijn populair omdat ze goed werken in zoveel toepassingen en ze over het algemeen goedkoper zijn dan alles dat ook werkt.

Bij elke O-ringafdichting, statisch of dynamisch, is de belangrijkste parameter "O-ring Squeeze", wat wordt gedefinieerd als het percentage verkleining van het dwarsdoorsnedegebied wanneer gecomprimeerd vanuit de vrije toestand. Omdat de o-ring als een veer werkt, is deze samendrukking direct gerelateerd aan de afdichtkracht. Hoe groter de samendrukking, hoe groter de afdichtingskracht en hoe groter de weerstand tegen lekkage ... althans in het algemeen.

Zoals met de meeste dingen, is meer niet altijd beter, te veel samendrukking kan resulteren in een slechte verbinding, omdat het overmatige spanning in de bijpassende delen kan veroorzaken, overmatige wrijving (in het geval van een dynamische afdichting), en schade aan de O-ring, aangezien er een groter risico is dat de O-ring bekneld raakt tussen de twee pasvlakken.

Bij het ontwerpen van O-ringafdichtingen in roestvrij staal met een goede oppervlakteafwerking, zou ik proberen vast te houden aan < 15% squeeze voor dynamische afdichtingen en 15% -30% voor statische afdichtingen met een standaard NBR O-ring van Parker, maar het hangt echt af van het type O-ring, de gebruikte materialen en alle andere specifieke kenmerken van de toepassing. In dit geval wil je kijken naar de eigenschappen van welk materiaal je ook kiest en zoals bij elke quasi-dynamische verbinding zoals degene die je beschrijft, zijn gladde pasvlakken en smering essentieel. (Ik raad Krytox-vet aan, prijzig, maar een beetje gaat een heel eind. Je hebt gewoon genoeg vet nodig om de O-ring er nat uit te laten zien.)

Er gaat veel in het ontwerp van een goede O -ring gewricht. De beste bron die ik heb gevonden, is het Parker O-ring-handboek

Bron: ik heb mechanische afdichtingen ontworpen en getest voor 5 jaar

Nice link - lots of reading! I would have attempted to squeeze more on the basis that more is better - evidently this is not the case. I can see that FKM is the US name for FPM which Dupont calls "Viton" and I can source that from ebay in various forms. Krytox has some nice properties, thanks for the name. Also some nice warnings associated with any fumes!
The Parker hand book is really the Bible for o ring sealing design
Ik had de indruk dat massieve o-ringen niet samendrukken, maar vervormen. Kunt u dat verduidelijken?
@geekly waarom zou je dat denken? Typische O-ringen zijn gemaakt van rubber en ontworpen om samen te drukken
Omdat het dwarsdoorsnedegebied van een massieve o-ring niet verandert wanneer deze wordt samengedrukt. Het verandert van vorm, maar niet van volume. Dus ik heb bezwaar tegen de stelling dat het dwarsdoorsnedegebied van de o-ring afneemt.
@geekly je zei comprimeren, niets over het veranderen van de dwarsdoorsnede. In ieder geval zijn de meeste O-ringafdichtingen ontworpen met groeven die breder zijn dan de doorsnedediameter. Naarmate de delta p toeneemt over de o-ring, wordt deze naar buiten of naar binnen geduwd, waardoor de lengte verandert, wat in feite het dwarsdoorsnedegebied verandert.
In uw antwoord definieert u de "squeeze" als de verandering in dwarsdoorsnedegebied.
@geekly Ik heb het niet gedefinieerd. Dat is de definitie van o-ring squeeze.
RainerJ
2017-07-10 16:09:27 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Mijn opdrukconnector met platte ringrubber is goed voor 2 bar diff-pers. Eigenlijk is de o-ringafdichting in de busverbinding misschien gemakkelijker voor montage &-demontage. Moeilijk te fabriceren, ja.

"Difficult to fabricate" is what I'm trying to avoid but perhaps I'm being too theoretical and I should go and make some experiments! The trouble is figuring out how a seal can be made and then unmade without all the bits falling out. When I look at examples - eg: the oil filler cap on my car is a plastic cap with a rubber seal onto a metal engine top - you can see how precisely fitting everything is with very specific materials (eg: it's not just any plastic to withstand engine temperatures).
The seal only needs to be compressed between mating flanges. Rubber cement /gasket glue can be used to stick seal to one flange.
Bedankt voor de hulp. Dat is nog een verschil: platte afdichtingen moeten worden samengedrukt, o-ringafdichtingen niet (na de eerste druk). Ik heb een pakkingafdichting voor hoge temperaturen gevonden (blauwe siliconen) die 200 ° C kan, dus ik zou nu moeten beginnen met het lezen van instructies voor het werken met een draaibank! :-)


Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...