Die Entwicklung von Seal Segments® (Dichtungssegmente) spiegelt das Bestreben von Drake Plastics wider, seinen Kunden schlankere, kosteneffizientere und leistungsfähigere Alternativen zu den herkömmlichen Verfahren zur Herstellung kritischer Komponenten anzubieten. Da der Größenbereich praktisch unbegrenzt ist und die Kosten für modulare Werkzeuge zu ihrer Herstellung gering sind, bieten Drake-Dichtungssegmente die Leistungsvorteile moderner Polymere auch für Lager und Dichtungen großer rotierender Maschinen.

Höhere Leistung. Kostengünstig. Unbegrenzter Größenbereich.

Das Entwicklungsteam von Drake hat eine einzigartige Schmelzprozesstechnologie zur Herstellung von Dichtungssegmenten entwickelt. Diese extrudierten Bögen werden mit dem spezifizierten Radius, der Dicke und der Wandstärke hergestellt und dann auf die exakten Abmessungen, die für jede Dichtung erforderlich sind, nachbearbeitet. Die bearbeiteten Bögen können zu geteilten oder segmentierten Dichtungen und Lagern kombiniert werden. Um ein breites Spektrum an Anwendungsanforderungen abzudecken, deckt der Größenbereich der Seal Segment Bögen Dichtungsdurchmesser von mindestens 300 mm und größer ab. Es gibt keine Obergrenze. Das derzeit größte Dichtungssegment von Drake wird zur Herstellung einer Dichtung mit einem Durchmesser von 12 m verwendet.

Eines der Hauptmerkmale von Dichtungssegmenten ist, dass sie zweiteilige Baugruppen ermöglichen, oder im Falle von segmentierten Dichtungen oder Lagern weniger Teile als traditionell erforderlich. Da sie in Abmessungen hergestellt werden, die nahe an der Größe des fertigen Teils liegen, reduzieren sie die Material- und Bearbeitungskosten im Vergleich zum Spalten übergroßer formgepresster Rohre oder zum Schneiden von Bögen aus stranggepressten Platten. Zu den daraus resultierenden Vorteilen gehören geringere Kosten für die Herstellung von Dichtungen und reduzierte Leckagepfade für eine verbesserte Dichtungswirkung, wenn die Dichtungen aus weniger Teilen hergestellt werden.

Angesichts der aggressiven chemischen Umgebungen, Drücke und Temperaturen, die bei vielen Dichtungs- und Lageranwendungen auftreten, bietet Drake Dichtungssegmente aus verschiedenen Qualitäten von Torlon PAI, Ultem PEI und PEEK an. Diese fortschrittlichen Thermoplaste bieten verschiedene Kombinationen von mechanischen Eigenschaften, Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und Chemikalien sowie Lager- und Verschleißverhalten, um den unterschiedlichen Anwendungsanforderungen gerecht zu werden.

Drake Seal Segments offer superior performance and cost-efficiency compared to using pieces cut from plates or compression molded tubes. The arc-shaped segments are machined with minimal material loss and assembled into finished seals.
in applications like this two-piece split seal, using Seal Segments simplify assembly and minimize potential leakage paths.
in applications like this two-piece split seal, using Seal Segments simplify assembly and minimize potential leakage paths.

Die Werkzeugkosten für Drake-Dichtungssegmente mit kundenspezifiertem ID-Radius, Wandquerschnitt und Dicke sind bescheiden, und dank unseres modularen Werkzeugkonzepts sind die Vorlaufzeiten sowohl für die Werkzeuge als auch für die Produktionsläufe kurz (Wochen statt Monate).

Drake bietet Dichtungssegmente als Rohlinge an, die vom Kunden auf die gewünschten Abmessungen nachbearbeitet werden können. Wir bieten auch Endbearbeitungsdienste an, um unsere Kunden mit präzisionsbearbeiteten Teilen nach Plan und montagefertig zu beliefern.

Drake’s largest Seal Segment to date is assembled into a 40 ft. (12.2 meter) diameter seal. Sizes start at 12 inches (300 mm) with no upper limit.

Kosteneffiziente Siegelproduktion

Herkömmliche Verfahren zur Herstellung großer Dichtungen aus Hochleistungspolymeren wie Torlon und PEEK sind durch einen erheblichen Materialverlust und eine übermäßige Bearbeitungszeit gekennzeichnet. Ein Ansatz besteht darin, formgepresste Rohre zu teilen, die beiden Hälften zusammenzubinden oder zu verstiften und sie dann auf eine bestimmte Rundheit zu bearbeiten. Eine andere Methode verwendet Stücke, die aus stranggepressten oder formgepressten Platten geschnitten werden. In beiden Fällen sind beträchtliche Arbeitsstunden erforderlich, um die groben Dichtungsabschnitte zuzuschneiden, zu befestigen und zu bearbeiten, damit sie die gewünschte Form erhalten. Die Rohlinge werden dann auf die endgültigen Abmessungen für jede Dichtung oder jedes Lager präzisionsgefertigt.

Wenn unsere Kunden mit Drake Seal Segments beginnen, umgehen sie diese arbeitsintensiven Schritte und können direkt mit der Herstellung von Teilen beginnen. Drake fertigt Dichtungssegmente als Bögen mit Abmessungen, die den angegebenen Abmessungen der fertigen Dichtung sehr nahe kommen. Anschließend werden sie nachbearbeitet, um effizient und schnell mit minimalem Materialverlust zu drucken.

Im Vergleich zur Herstellung von Dichtungen aus formgepresstem Rohr können die Kosten für einen fertigen Dichtungsring durch die Reduzierung von Materialverlust und Bearbeitungszeit um 50 % oder mehr gesenkt werden. Sie werden auch als Bögen geliefert, die der Form des Dichtungsrings entsprechen und schnell und einfach fertig bearbeitet und zu Ringen montiert werden können.

Dichtungssegmente können im Vergleich zum Ausschneiden von Bögen aus stranggepressten oder formgepressten Platten einen noch größeren Kostenvorteil bieten. Allein die Reduzierung des Materialverlustes durch Dichtungssegmente kann mehr als eine vierfache Kosteneinsparung bedeuten.

Leistungskonsistenz und Verlässlichkeit

Die Torlon-, PEEK- und Ultem-Harze, die Drake zur Herstellung von Dichtungssegmenten verwendet, sind von Charge zu Charge sehr einheitlich, und für jede Charge werden Harzzertifikate vorgelegt, die die Konformität mit der jeweiligen Materialnorm bestätigen. Darüber hinaus liefert die von Drake entwickelte, streng kontrollierte Schmelzprozesstechnologie zur Herstellung von Dichtungssegmenten maschinell bearbeitbare Bögen aus Torlon PAI, Ultem PEI und PEEK, die unabhängig von der Harzformulierung in ihrer Zusammensetzung einheitlich sind. Diese Faktoren tragen zu einer gleichbleibend zuverlässigen Qualität und vorhersehbaren Leistung in jedem produzierten Dichtungssegment bei.

Umgekehrt ist das Formpressen von dickwandigen Rohren anfällig für Abweichungen, die zu Schwankungen in der Qualität und den physikalischen Eigenschaften führen können. Unstimmigkeiten bei der Feuchtigkeitskontrolle, Lufteinschlüsse in den Formen, Druckabfall durch Reibungsverluste an den Seitenwänden der Werkzeuge und indirekte Kontrolle von Druck und Temperatur können zu Ungleichmäßigkeiten im verarbeiteten Material führen. Außerdem haben Polymere von Natur aus eine geringe Wärmeleitfähigkeit. Ihre Erwärmung zum Erreichen von Formpresstemperaturen kann lange thermische Verweilzeiten erfordern, die das Polymer und seine physikalischen Eigenschaften beeinträchtigen. Konfigurationen mit dicken Querschnitten, die längere thermische Zyklen erfordern, um das Material durchgängig auf Formtemperatur zu bringen, können für dieses Problem besonders anfällig sein.

Die firmeneigene Schmelzprozesstechnologie von Drake sorgt für gleichbleibende physikalische Eigenschaften, die die von herkömmlichen formgepressten Produkten übertreffen. Das Leistungsprofil der Dichtungssegmente stimmt regelmäßig mit den Datenblattwerten der Harzlieferanten überein. Drake gewährleistet außerdem eine 100-prozentige Rückverfolgbarkeit und liefert mit jeder Lieferung Materialprüfberichte und Zertifizierungen, die die Übereinstimmung des Harzes mit den Mil-, AMS- oder ASTM-Normen gemäß den Kundenanforderungen bestätigen. Formgepresste Produkte sind nicht nach diesen strengen Normen zertifiziert.

Leistungsoptionen

Die Dichtungssegmente sind in einer Vielzahl von Torlon-, Ultem- und PEEK-Formulierungen erhältlich, so dass Ingenieure das Leistungsprofil wählen können, das ihre Anwendungsanforderungen am besten erfüllt.

Anmerkung: Wenden Sie sich an uns, wenn Sie detaillierte Informationen über die verschiedenen modernen Thermoplaste für Drake-Dichtungssegmente wünschen. Unsere Ingenieure helfen bei der Definition von Materialkandidaten auf der Grundlage der spezifischen Anwendungsanforderungen.

Warum Torlon-Dichtungssegmente:

Torlon PAI ist bekannt für seine überragende Festigkeit und die Fähigkeit, diese auch bei hohen Temperaturen zu erhalten. Mit seiner Glasübergangstemperatur (Tg) bzw. seinem Erweichungspunkt von 280°C liegt es weit über dem anderer moderner Polymere. Mit 30 % Glas- oder Kohlefasern verstärkte Torlon-Typen erhöhen die strukturelle Festigkeit, während Lager- und Verschleißtypen die Langlebigkeit bei dynamischen Belastungen verbessern. Alle Typen dieses Hochleistungsthermoplasts sind gegen eine Vielzahl von Chemikalien beständig und finden breite Anwendung bei Dichtungs- und Lageranwendungen in der chemischen Verarbeitung sowie in der Öl- und Gasindustrie.

Zu den leistungsstärkeren Torlon-Sorten für Dichtungssegmente gehören:

  • Torlon 4301 in Lagerqualität hat ein ähnliches Verhältnis von Graphit und PTFE wie das formgepresste Torlon 4540, bietet aber eine wesentlich höhere Festigkeit und Zähigkeit.
  • Drake bietet auf Anfrage auch eine exakte Übereinstimmung mit der Torlon 4540-Formulierung an.
  • Torlon 4275 enthält zusätzliches Graphitpulver, das die Wärme bei Anwendungen mit höheren Geschwindigkeiten besser ableitet.
  • Torlon 5030 und 7130 sind glas- und kohlefaserverstärkte Torlontypen für geschmierte Anwendungen wie Öldichtungen oder wenn höhere Belastungen und minimale Wärmeausdehnung erforderlich sind.

Warum PEEK-Dichtungssegmente:

PEEK gilt allgemein als Arbeitspferd unter den Polymeren für Anwendungen in der chemischen Verarbeitung sowie in Öl- und Gasanlagen. Es ist gegen eine Vielzahl von Chemikalien beständig, hat eine hohe Festigkeit bei hohen Temperaturen und bietet von Natur aus ein gutes Lager- und Verschleißverhalten. Neben der ungefüllten Variante ist PEEK auch in einer Reihe von leistungsgesteigerten Formulierungen erhältlich. Glas- und kohlefaserverstärkte Optionen bieten eine höhere Festigkeit, und Lager- und Verschleißqualitäten verbessern die langfristige Leistung bei dynamischen Anwendungen.

Zu den PEEK-Formulierungen mit verbesserten Eigenschaften für Dichtungssegmente gehören:

Warum Ultem-Dichtungssegmente:

Im Gegensatz zu vielen amorphen Thermoplasten behält Ultem seine Festigkeit und ist resistent gegen Spannungsrisse, wenn es Dampf, heißem Wasser und vielen Chemikalien wie aliphatischen Kohlenwasserstoffen, Alkoholen, Säuren und schwachen wässrigen Lösungen ausgesetzt wird. .Es hat eine Glasübergangstemperatur von 217oC und insgesamt gute mechanische Eigenschaften.

Zu den leistungsverbesserten Ultem-Sorten für Dichtungssegmente gehören:

  • Ultem 2300 mit 30% Glasfaserverstärkung
  • Hochfeste kohlefaserverstärkte Typen
  • Lager- und verschleißfeste Formulierungen

Dichtungssegment Anwendungen

Mit einem Größenbereich von 300 mm bis 12 m und ohne Obergrenze bieten die Drake Dichtungssegmente Leistungsvorteile und Kosteneffizienz für zahlreiche Anwendungen mit großem Durchmesser:

  • Große Kreiselpumpendichtungen
  • Labyrinthdichtungen für Turbokompressoren
  • Revolverlager und Dichtungen
  • Marine-Wellendichtungen
  • Dichtungen für Hochöfen

Fallstudie: Torlon-Dichtungssegmente für die U.S. Navy

Die Entwicklung von Drake Seal Segments ermöglichte es der U.S. Navy, die langfristigen Leistungsvorteile von Torlon 4203 in einer dynamischen Wellendichtungsbaugruppe zu nutzen. Gleichzeitig wurden auch Dichtungssegmente aus Bearing Grade PEEK 450FC30 getestet. Die höhere PV-Fähigkeit von Torlon führte jedoch zu seiner Qualifizierung und Spezifizierung für diese Anwendung. Bei der eigentlichen Installation werden zwei Torlon-Dichtungssegmente auf Halterungen aus rostfreiem Stahl vormontiert. Die beiden Hälften werden dann um eine 1457 mm lange Welle montiert und als Endmontage zusammengefügt.