При проектировании криогенная печать , первым шагом является определение диапазона рабочих температур уплотнения.

Обычно криогенные уплотнения работают при температуре ниже -65 градусов по Фаренгейту.

При проектировании уплотнений такого уровня (высокие температуры составляют около 300 градусов по Фаренгейту) необходимо понимать, какая степень контроля утечек требуется на низкотемпературном конце.

Однако может существовать допустимая скорость утечки, позволяющая снизить сопротивление. При необходимости нулевой утечки сопротивление в системе часто увеличивают, чтобы обеспечить контакт эластомера с динамической поверхностью. В случае статические уплотнения эластомеры охватывают этот диапазон, хотя может потребоваться повышенное сжатие.

JST обычно проектируется в указанном выше диапазоне.

Хотя температура -65°F (-65°F) — это очень низкая температура, она не считается криогенной. Жидкий азот при температуре -320°F (-195°C) требует особого внимания к оборудованию и уплотнительным материалам.

Во-первых, во многих проектах и приложениях смазка в динамических условиях не используется. Для улучшения герметизации требуется качество поверхности выше среднего.

Поверхностная обработка часто обеспечивает смазывающую способность. Но без неё гладкая поверхность снижает трение, увеличивает срок службы, уменьшает сопротивление и улучшает герметичность.

Статические уплотнения часто должны обеспечивать практически нулевую утечку, поэтому вопросы, связанные с оборудованием и поверхностями, могут приобретать ещё большее значение. Это может означать необходимость полировки канавок, что в некоторых случаях может быть весьма затруднительно.

Криогенные уплотнительные материалы

Эластомерные материалы теряют свою гибкость при таких экстремальных температурах, и когда мы сталкиваемся с температурами ниже -180 °F (-195 °C), можно использовать модифицированные фторполимеры, такие как PCTFE, который, как известно, работает при температурах до -460 °F.

Цель — максимально снизить количество наполнителей до минимума или полностью исключить их. (Наполнители продлевают срок службы этих полимеров). Для активации этих материалов требуется определённое усилие пружины, поскольку у них очень плохая память формы. Им также требуется активатор, чтобы прижать их к сопрягаемым поверхностям.

Типы криогенных уплотнений

Конструкции JST включают в себя различные типы пружин, такие как консольные, наклонные и винтовые. Также доступны различные материалы, такие как различные марки нержавеющей стали, хастеллой, эльгилой и инконель.

Эти материалы и типы пружин обеспечивают большую гибкость в соответствии с требованиями заказчика к оборудованию.

Материал криогенной уплотнительной оболочки

Последним фактором, который следует учитывать, является качество обработки поверхности материала уплотнительной рубашки.

Во многих из этих криогенных применений обычно не наблюдается большого количества динамических движений, поэтому приработка может быть невозможна. Суперфиниш обеспечивает наилучшую герметичность уплотнений сразу после распаковки.

Типичные области применения в криогенной технике включают в себя клапаны для жидкого кислорода или азота. При необходимости измерения расхода влияние трения становится весьма существенным фактором, поскольку у заказчиков часто ограниченное пространство и ограниченные усилия для открытия и закрытия клапанов.

Компания JST способна оценить силы трения, зная жёсткость пружин и коэффициент трения материалов, используемых в уплотнении. Наличие всех этих компонентов гарантирует надёжную работу уплотнений в экстремальных условиях.

Обычно требуется герметизация при температурах от 21°C до этих криогенных, но иногда диапазон может быть расширен до сотен градусов по Фаренгейту. Особое внимание следует уделить максимальному усилию пружины, так как слишком большое усилие может вызвать хладотекучесть полимера, что сделает уплотнение неработоспособным при возвращении к низким температурам.

Герметизация криогенных емкостей — это процесс, в котором учитывается множество факторов, таких как сила упругости пружины, качество поверхности, трение и допустимая утечка.