スプリング式シールは、PTFEの耐薬品性と金属スプリングの機械的補強を組み合わせた高度なシールソリューションです。これらのシールは、シール面に対して一定の半径方向の力を維持することで、コールドフローや非弾性といった従来のPTFE Oリングの重大な制限に対処しています。スプリングが摩耗、ミスアライメント、温度による寸法変化を補正するため、標準的なOリングでは早期に破損してしまうような動的、高サイクル、極端な条件下での用途に最適です。圧力、極端な温度、腐食性の環境下で信頼性の高いシールが要求される産業において、優れた性能を発揮します。
キーポイントの説明
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核となる設計原理
- スプリング式シールは、耐腐食性の金属製スプリング（多くの場合、ステンレス鋼またはエルジロイ製）が PTFEシール ジャケット
- スプリングは、PTFEの自然なコールドフロー（応力下での永久変形）と弾性回復の欠如を打ち消す、継続的な半径方向の力を提供します。
- 静的Oリングとは異なり、この動的設計は表面の凹凸に適応し、熱膨張/収縮時にもシールの完全性を維持します。
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PTFE O-リングより優れた性能
- 温度耐性:極低温（-328°F/-200°C）から極熱（+500°F/+260°C）まで、シール力を失うことなく使用できます。
- 耐薬品性:PTFEのほぼ全ての化学薬品に対する耐性を維持しつつ、機械的耐久性を付加。
- 動的能力:高サイクルレートでの往復運動、回転運動、振動運動に耐える（油圧シリンダー、ポンプなど）
- 圧力公差:スプリング力により、構成によっては5,000 psiを超える圧力でも押し出しギャップを防止
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O-リングの限界を解決する主な用途
- 高摩耗シナリオ:スプリングが材料の磨耗を補正し、磨耗の激しい環境での耐用年数を標準のOリングの3～5倍に延ばします。
- 精密機器:グランドミスアライメントが発生する航空宇宙用アクチュエータや半導体製造装置において、安定したシール性を維持します。
- 熱サイクルシステム:急激な温度変化を伴う自動車燃料システムまたは化学処理プラント
- 衛生プロセス:シールの劣化なしに頻繁な滅菌が必要な医薬品/食品グレードのアプリケーション
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経済性とメンテナンスの利点
- 耐摩耗性の向上によるシール交換回数の減少によるダウンタイムの削減
- 低摩擦係数（μは0.02～0.1）により、可動システムでのエネルギー消費を低減します。
- 多くの設計で再利用が可能なため、機器のメンテナンス・オーバーホール時のコスト削減が可能
スプリングエネルギーの統合により、PTFEは受動的なシーリング材から能動的で適応性のあるソリューションへと変化し、ポリマーの柔軟性と金属の弾力性のギャップを埋めることができます。この相乗効果により、PTFEの特徴である化学的不活性はそのままに、ほぼすべての測定可能な性能指標において従来設計を上回るシールを実現します。
概要表
| 特徴 | PTFE Oリング | スプリングシール |
|---|---|---|
| 耐コールドフロー性 | 悪い（永久変形） | 良好（スプリングが補正する） |
| 温度範囲 | PTFE特性による制限 | -328°F ～ +500°F (-200°C ～ +260°C) |
| 動的性能 | 弱い（故障しやすい） | 高い（往復/回転運動に耐える） |
| 圧力耐性 | 低い（押し出しの危険性） | 高い（設計によっては最大5,000 psi） |
| 耐摩耗性 | 中程度 | 3～5倍の長寿命 |
| 耐薬品性 | 優れた耐薬品性 | PTFEの完全な耐薬品性を保持 |
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