عنحلقات PTFEوتاريخ PTFE المحمل بالنابض على النحو التالي:
في التطبيقات الديناميكية التي تتطلب الختم عند سرعات وضغوط منخفضة إلى متوسطة، يقوم مهندسو التصميم باستبدال المطاط الصناعي ضعيف الأداءحلقات Oمع أختام PTFE "C-ring" المحملة بنابض.
عندما لا تنجح حلقات O وغيرها من طرق الختم التقليدية، يتخذ مهندسو الأجهزة التشخيصية وتوصيل الأدوية نهجًا جديدًا أكثر فعالية من حيث التكلفة لتعزيز أداء تصميمات معداتهم الحالية: أختام زنبركية "C-Ring" من مادة PTFE.
طُوّرت أختام C في الأصل لأجهزة التشخيص باستخدام مكبس ترددي بسرعة 1.5 متر في الدقيقة يعمل في حمام مائي عند درجة حرارة تقارب 38 درجة مئوية. ظروف التشغيل معتدلة، ولكن بتفاوتات كبيرة. تطلب التصميم الأصلي حلقة مطاطية مطاطية لإغلاق المكبس، لكن الحلقة لم تحافظ على إغلاق دائم، مما تسبب في تسرب الجهاز.
بعد بناء النموذج الأولي، بدأ المهندسون البحث عن بدائل. حلقات U أو أختام الشفاه القياسية، المستخدمة عادةً في المكابس، غير مناسبة نظرًا لتفاوتاتها الشعاعية الكبيرة. كما أن تركيبها على تجاويف كاملة غير عملي. يتطلب التركيب تمددًا كبيرًا، مما يؤدي إلى تشوه وتلف مبكر للأختام.
في عام ٢٠٠٦، توصلت شركة نينغبو بودي سيلز المحدودة إلى حل تجريبي: زنبرك حلزوني مائل ملفوف بحلقة C مصنوعة من مادة PTFE. تعمل الطباعة كما هو متوقع تمامًا. بفضل خصائص الاحتكاك المنخفضة لمادة PTFE وهندسة التمهيد الانسيابية، توفر حلقات C ختمًا موثوقًا ودائمًا، وهي أكثر سلاسة وهدوءًا من حلقات O. بالإضافة إلى ذلك، تُعد حلقات C مناسبة لحلقات O كاملة المراحل، والتي لا يُنصح باستخدامها عادةً للمواد غير المرنة. وبالتالي، يمكن تركيب حلقة C دون تغيير تصميم المعدات الأصلية أو استخدام أي أدوات خاصة.
كان ختم C الأصلي عمره عامين. يُحسّن استخدام حلقات C أداء المنتج ويطيل عمر المعدات من خلال تقليل وقت التوقف عن العمل وتكاليف الصيانة.
غالبًا ما تستخدم معدات التصوير الطبي، ومضخات الأنسولين، وأجهزة التنفس الصناعي، وأجهزة توصيل الأدوية حلقات O-rings لسد الفراغات المحورية القصيرة. ولكن عند الحاجة إلى قدرة انحراف شعاعي شديدة، لا تستطيع هذه الحلقات تعويض ذلك، مما يؤدي غالبًا إلى التآكل والتشوه الدائم والتسربات. على الرغم من هذه العيوب، يواصل المهندسون استخدام هذه الحلقات لأن الحلول الأخرى (مثل أكواب U، وسدادات الشفاه) لا تلبي متطلبات الانحراف الشعاعي، وعادةً ما تتطلب مساحة محورية أكبر من الحلقات.
تتميز الحلقة C بإمكانية ملاءمتها للمساحة المحورية الأصغر المتوفرة عادةً للحلقة O، بينما لا تستطيع السدادات القياسية ذلك. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تخصيص حلقات C بالكامل لتناسب احتياجات التطبيق. يمكن تهيئتها بشفة فائقة الرقة ومرنة للتطبيقات المبردة، أو بشفة سميكة للتطبيقات الديناميكية حيث يتطلب السداد مقاومة أكبر للتآكل.
لأن حلقات C تسمح بالحركة الدورانية والترددية، فهي حل متعدد الاستخدامات لمجموعة واسعة من المنتجات التي تتطلب إحكامًا بسرعات منخفضة إلى متوسطة، بما في ذلك الروبوتات الطبية، والأجهزة الطبية المحمولة، وموصلات المجسات/الأنابيب. تتيح حلقات C تفاوتات شعاعية كبيرة بشكل غير معتاد - أكبر بخمس مرات على الأقل من التفاوتات الشعاعية القياسية لنفس المقطع العرضي. يعتمد نطاق التفاوت على الضغط المحيط، ونوع الوسط، وظروف معالجة السطح. كما تعمل حلقات C بشكل جيد في التطبيقات الثابتة حيث تحتاج المكونات إلى حماية من الملوثات البيئية.
بإزالة مادة PTFE من تصميم غطاء الحلقة C الأصلي، تمكن المهندسون من زيادة مرونته ومرونته. ونتيجةً لذلك، أثبتت حلقات C أنها أكثر قابلية للتمدد والمرونة مما كان متوقعًا في الأصل، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات غير الدائرية. استُخدمت حلقات C في مضخات توصيل الأدوية ذات المكابس البيضاوية. ولأن شفة الختم يمكن تصنيعها من PTFE خام أو مملوء بـ PTFE، فإن حلقة C تُعد ختمًا متعدد الاستخدامات للغاية، متوافقًا مع الأجزاء المعدنية والبلاستيكية.
حلقات C، المصممة أصلاً للاستخدام مع أدوات التشخيص المائية، تتكون من نوابض حلزونية مغلفة بمادة PTFE. ولكن يمكن تصنيع حلقات C أيضاً باستخدام نوابض حلزونية كمنشطات. باستبدال النوابض الحلزونية المائلة بنوابض حلزونية، توفر حلقات C ضغط تلامس عالياً جداً، مثالياً للتطبيقات المبردة أو الساكنة.
تُطلق شركة بال سيل للهندسة على حلقاتها الدائرية اسم "المانع التسرب المثالي لعالم غير مثالي" نظرًا لقدرتها على توفير عمر خدمة طويل في بيئات تتفاوت فيها الفجوات والتشطيبات السطحية وخصائص التصميم الأخرى بشكل كبير. ورغم عدم وجود مانع تسرب مثالي، إلا أن تعدد استخدامات حلقات C وقابليتها للتخصيص يجعلها بلا شك خيارًا مثيرًا للاهتمام ومفيدًا في بعض الأجهزة الطبية والتشخيصية. تتميز هذه الحلقات بخفة وزنها النسبي، وهي مثالية لتطبيقات الضغط المنخفض (<500 رطل/بوصة مربعة) والسرعة المنخفضة (<100 قدم/دقيقة) التي تتطلب احتكاكًا منخفضًا. في هذه البيئات، تُوفر حلقات C حلاً أفضل للمانع التسرب من حلقات O المرنة أو أنواع المانعات التسرب القياسية الأخرى، مما يُتيح للمصممين زيادة عمر الخدمة وتقليل مستويات الضوضاء دون الحاجة إلى تعديلات مكلفة على المعدات.
ديفيد وانغ هو مدير التسويق العالمي للأجهزة الطبية في شركة بال سيل للهندسة. يتمتع بخبرة تزيد عن عشر سنوات في التصميم، ويعمل مع شركات تصنيع المعدات الأصلية والموردين من الدرجة الأولى لابتكار حلول للعزل والترابط والتوصيل الكهربائي والتداخل الكهرومغناطيسي، مما يُسهم في وضع معايير جديدة لأداء المعدات.
الآراء الواردة في هذه التدوينة هي آراء المؤلف فقط ولا تعكس بالضرورة آراء MedicalDesignandOutsource.com أو موظفيها.
كريس نيوماركر هو مدير تحرير مواقع ومنشورات أخبار علوم الحياة التابعة لشركة WTWH Media، بما في ذلك MassDevice وMedical Design & Outcommerce وغيرها. صحفي محترف يبلغ من العمر 18 عامًا، وعمل سابقًا في UBM (المعروفة الآن باسم Informa) ووكالة أسوشيتد برس، وامتدت مسيرته المهنية من أوهايو إلى فرجينيا ونيوجيرسي، ومؤخرًا مينيسوتا. تغطي مسيرته مجموعة واسعة من المواضيع، ولكن في العقد الماضي، انصب تركيزه على الأعمال والتكنولوجيا. يحمل نيوماركر درجة البكالوريوس في الصحافة والعلوم السياسية من جامعة ولاية أوهايو. تواصل معه عبر LinkedIn أو راسله عبر البريد الإلكتروني cnewmarke.
اشترك في مجلة تصميم الرعاية الصحية والاستعانة بمصادر خارجية. أضفها إلى مفضلتك، وشاركها، وتفاعل معها اليوم.
DeviceTalks هو ملتقى حواري يجمع رواد التكنولوجيا الطبية. يتضمن فعاليات، وبودكاست، وندوات إلكترونية، وتبادلًا فرديًا للأفكار والرؤى.
مجلة أعمال المعدات الطبية. MassDevice هي المجلة الإخبارية الرائدة في مجال الأجهزة الطبية، وتسلط الضوء على أحدث الأجهزة المنقذة للحياة.
لمزيد من الاستفسارات، يرجى الاتصال بنا: www.bodiseals.com
وقت النشر: ١٠ أغسطس ٢٠٢٣