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Uno dei più popolari tipi di flange nelle membrane sono i profili di tipo O-Ring.
Questo tipo di flangia permette al progettista di valutare lo schiacciamento della flangia
durante il montaggio senza preoccuparsi della forza applicata durante l'assemblaggio.
Il corretto dimensionamento di questo schiacciamento consente di evitare
le principali problematiche:
- Uno scarso schiacciamento porta a una perdita attraverso la flangia
- Un eccessivo schiacciamento porta al taglio della membrana
- Un eccesivo schiacciamento causa la fuoriuscita dell'elastomero verso l'area di lavoro
della membrana causando una deformazione della membrana e la rottura.
I benefici di una buona progettazione del profilo di tenuta e della cava
possono essere persi se il profilo di tenuta e la cava non sono progettati come un insieme.
Capire il fattore di deflessione è la chiave per il successo
Quando si ha un profilo in gomma che deve effettuare una tenuta la prima cosa da valutare
è la compressione minima dell'elastomero necessaria per assicurare la tenuta della membrana.
Raccomandiamo una compressione minima del 20% (B dim Fig1). Questo valore assicura la tenuta
durante la vita utile della membrana. Poiché le costruzioni metalliche (flangia e cava)
risentono delle tolleranza costruttive lo schiacciamento di progetto dovrebbe essere
pari al 25% ±5%.
Variazioni di conseguenza
Ci sono situazioni dove la variazione dello spessore dell'elastomero, o il dimensionamento
dei pezzi è tale che è impossibile garantire una compressione tra il 20% e il 30%.
In casi come questi si raccomanda una compressione superiore al 30% piuttosto che scendere sotto il 20%.
La gomma non si comprime, è un flusso
Quando si comprime sopra il 25% la tenuta di una guarnizione, l'elastomero ha bisogno
di uno spazio dove potersi deformare. Se non si provvede ad uno spazio nella cava,
l'elastomero tende a fuoriuscire dalla cava stessa e finisce nell'area di lavoro della membrana.
Questo può causare una rottura della membrana nell'area di raggiatura della flangia
oppure una eccessiva distorsione della membrana che causa il contatto dei due fianchi
della membrana, portandola alla rottura.
Per evitare questo problema, bisogna progettare la cava in modo tale che quando le parti metalliche
sono assemblate il volume della scanalatura è tale da contenere il più grande profilo di tenuta
che la specifica permetta (A dim Figura.1).
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Progettazione delle parti che possono essere prodotte
Un altro punto da considerare quando si progetta una tenuta in gomma di tipo O-Ring su una membrana
è di farla tecnicamente possibile. Il problema principale nella fabbricazione del profilo di tenuta
delle membrane è nell'aria che vi rimane intrappolata. Questa "aria intrappolata" riduce il volume
a disposizione dell'elastomero.
Il posizionamento del profilo di tenute e del tessuto sono critici
Fondamentalmente, l'elastomero riesce a spingere l'aria fuori dallo stampo chiuso.
Sia la membrana che le parti metalliche sono progettate per assicurare che l'aria abbia una facile
via d'uscita dalla cavità durante l'operazione di stampaggio.
Questo, non è un problema per le membrane con "D-bead" standard dove il tessuto è sullo stesso lato
sia nella membrana che nel profilo in gomma. In questa situazione il tessuto agisce come una fessura
da cui fuoriesce l'aria e l'elastomero riempie completamente l'area della cava.
Comunque, quando non c'è il tessuto nel profilo di tenuta, o in un profilo in gomma incollato
sul lato elastomerico della membrana non c'è una via d'uscita che assicura la fuoriuscita
di tutta l'aria contenuta all'interno del profilo. Questo è dovuto al fatto che la geometria
del profilo di tenuta impedisce all'elastomero la creazione di una fessura (Figura. 2)
trattenendo l'aria al suo interno.
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Progettazione della linea di separazione da cui far uscire l'aria intrappolata
La soluzione proposta a questo problema è una linea di separazione sul lato opposto del rinforzo
in tessuto (Figura. 3). L'elastomero ha la proprietà di convogliare tutta l'aria intrappolata
verso l'esterno e assicura che il volume e il peso del profilo in gomma rimangano costanti.
Non ci sono speciali richieste per la cava in quanto non c'è un aumento di volume dell'elastomero.
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