高速、低圧のPTFEシールのプロフィールを高圧用に変更するには、第一の解決策は金属バンドでシールを補強することで、剛性を高め、150psiまでの定格圧力を可能にします。また、性能を向上させるための材料変更（鉱油や二硫化モリブデンなど）や、わずかなシャフトの振れに対応するためのelf toeリップや小さなスプリングなどの設計調整も検討される。しかし、高圧PTFEシールは一般的に低速（毎分約1,000面フィート）で作動するため、これらの改良は速度と引き換えになる可能性があります。重要なのは、圧力耐性と速度や柔軟性の要求のバランスをとることです。
キーポイントの説明
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金属バンドによる補強
- PTFEシールに金属バンドを追加することで、構造的な剛性が増し、より高い圧力（150psiまで）に耐えることができます。
- この改良は、低圧用シールを中圧用に移行する際に有効で、ある程度の高速性能を保持することができます。
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性能向上のための材料改良
- PTFEは、鉱物油や二硫化モリブデンなどの添加剤をブレンドすることで、潤滑性や耐圧性を向上させることができます。
- これらの添加剤はシールの使用範囲を広げますが、特定の環境への適合性を確認するための試験が必要になる場合があります。
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シャフトの振れに対する設計調整
- わずかなシャフトのミスアライメント（例：1000分の20インチ）に対しては、elf toeのリップ設計または小さなスプリングが接触を維持するのに役立ちます。
- これらの微調整は些細なもので、定格圧力を大きく変えることはありませんが、動的条件下での信頼性を向上させます。
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圧力と速度のトレードオフ
- 高圧PTFEシール（3,000 psiまで）は通常、低速（～1,000面フィート/分）で作動します。
- 高速シールを高圧用に補強すると最高速度が低下する可能性があるため、アプリケーションの優先順位（速度対圧力）を考慮して設計する必要があります。
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独自の高速・低圧設計
- ベースライン・プロフィールは、最小限のかみ合わせで軽負荷の柔軟なリップを特徴とし、最高速度5,000面フィート/分、～50 psiに最適化されています。
- PTFEシールの改良は、このような固有の特性と新しい圧力要件とのバランスを注意深くとらなければなりません。
これらの要因に体系的に対処することで、エンジニアは重要な性能特性を損なうことなく、特定の圧力ニーズを満たすようにPTFEシールを調整することができます。
まとめ表
| 修正 | 効果 | トレードオフ |
|---|---|---|
| 金属バンド補強 | 剛性を高め、150 psiまでの圧力定格を可能にします。 | 最高速度が低下する可能性があります。 |
| 材料改良 | 潤滑性と耐圧性を高める（例：鉱油、MoS₂）。 | 特定の環境に対する適合性試験が必要。 |
| 設計調整 | わずかなシャフトの振れ（例：リップ）に対する信頼性を向上。 | 定格圧力への影響は軽微で、動的性能を優先。 |
| 圧力と速度のバランス | 高圧シール（～3,000 psi）は低速（～1,000 SFM）で作動します。 | 圧力を強化すると、高速性能（～5,000 SFM）が犠牲になる場合があります。 |
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