Beim Entwerfen einer kryogene Dichtung , Der erste Schritt besteht darin, den Betriebstemperaturbereich der Dichtung zu bestimmen.

Normalerweise arbeiten kryogene Dichtungen bei Temperaturen unter -65 Grad Fahrenheit.

Beim Entwurf von Dichtungen dieser Stufe (die Höchsttemperaturen liegen bei etwa 300 Grad Fahrenheit) muss man wissen, welcher Grad an Leckagekontrolle am Niedertemperaturende erforderlich ist.

Es kann jedoch eine zulässige Leckrate geben, die einen geringeren Widerstand ermöglicht. Wenn ein Nullleck erforderlich ist, wird der Widerstand im System oft erhöht, um einen gewissen elastomeren Kontakt mit einer dynamischen Oberfläche zu ermöglichen. Im Fall von statische Dichtungen , Elastomere decken diesen Bereich ab, obwohl ein erhöhter Druck erforderlich sein kann.

JST Typische Designs liegen im oben genannten Bereich.

Obwohl -65 °F extrem kalt ist, gilt dies nicht als kryogen. Flüssiger Stickstoff bei -320 °F (-195 °C) erfordert spezielle Hardware und Dichtungsmaterialien.

Erstens wird bei vielen Projekten und Anwendungen in dynamischen Anwendungen kein Schmiermittel verwendet. Um die Dichtfähigkeit zu verbessern, ist eine überdurchschnittliche Oberflächenbeschaffenheit erforderlich.

Die Oberflächenbeschaffenheit ist oft schmierfähig. Ohne diese Eigenschaft verringert eine glatte Oberfläche jedoch die Reibung, verlängert die Lebensdauer, verringert den Luftwiderstand und verbessert die Dichtfähigkeit.

Statische Dichtungen müssen oft eine nahezu leckagefreie Dichtheit aufweisen. Dies bedeutet, dass Hardware und Oberflächen noch wichtiger sein können. Dies kann das Polieren von Nuten bedeuten, was bei manchen Anwendungen eine große Herausforderung darstellen kann.

Kryogene Dichtungsmaterialien

Elastomere Materialien verlieren bei diesen extremen Temperaturen ihre Flexibilität. Bei Temperaturen unter -195 °C (-180 °F) können modifizierte Fluorpolymere wie PCTFE verwendet werden, das nachweislich bei Temperaturen von bis zu -460 °F funktioniert.

Ziel ist es, möglichst wenig oder gar keine Füllstoffe zu verwenden. (Füllstoffe verlängern die Lebensdauer dieser Polymere.) Diese Materialien benötigen eine Art Federkraft, um sie zu aktivieren, da sie ein sehr schlechtes Formgedächtnis haben. Außerdem benötigen sie einen Energiespender, um sie in Kontakt mit den Kontaktflächen zu bringen.

Kryogene Dichtungstypen

JST bietet verschiedene Federtypen an, beispielsweise Auslegerfedern, Schrägfedern und Schraubenfedern. Außerdem stehen verschiedene Materialien zur Verfügung, beispielsweise verschiedene Edelstahlsorten, Hastelloy, Elgiloy und Inconel.

Diese Materialien und Federtypen ermöglichen ein hohes Maß an Flexibilität bei der Anpassung an die Hardwareanforderungen des Kunden.

Material für kryogene Dichtungsmäntel

Ein letzter Aspekt ist die bearbeitete Oberflächenbeschaffenheit des Dichtungsmantelmaterials.

Bei vielen dieser kryogenen Anwendungen kommt es typischerweise nicht zu hohen dynamischen Bewegungen, sodass ein Einlaufen möglicherweise nicht möglich ist. Dank der Super-Oberfläche sind die Dichtungen sofort nach dem Auspacken optimal dicht.

Typische Anwendungen in der Kryotechnik sind Ventile für Flüssigsauerstoff oder Stickstoff. Wenn ein Durchflussmesser benötigt wird, sind Reibungseffekte ein sehr relevanter Faktor, da Kunden oft nur begrenzten Platz und begrenzte Kraft zum Öffnen und Schließen der Ventile haben.

JST ist in der Lage, Reibungskräfte abzuschätzen, da es die Federraten und den Reibungskoeffizienten der Dichtungsmaterialien kennt. Die Kombination all dieser Faktoren gewährleistet eine optimale Dichtungsleistung auch unter extremen Bedingungen.

Normalerweise muss eine Abdichtung von 21 °C bis zu diesen kryogenen Temperaturen gewährleistet sein, manchmal muss diese jedoch auf Bereiche von mehreren hundert Grad Celsius ausgedehnt werden. Dabei muss besonders darauf geachtet werden, wie viel Federkraft aufgebracht werden kann, da eine zu hohe Federkraft zu einem Kaltfluss des Polymers führen kann, wodurch die Dichtung bei der Rückkehr zu kalten Temperaturen unbrauchbar wird.

Das Abdichten von Kryotechnik ist ein Balanceakt, bei dem viele Faktoren eine Rolle spielen, wie etwa Federkraft, Oberflächenbeschaffenheit, Reibung und zulässige Leckage.