通过Grant Wilhelm,高级设计工程师,科冷产品公司
选择理想的油管连接器可以确保产品性能,提高易用性,并为您的产品设计增加功能。这里有一个三步指南。
一系列产品的功能是通过小直径管道输送液体或气体——从病床和医疗市场的体外诊断,打印机的墨水管理系统,服务器机架的液体冷却系统,食品应用的调味品输送和船舶和发动机系统的燃料管道。每个应用程序的基本需要是将流体从A点到b点。尽管这听起来很简单,液体处理过程可以通过媒体特征,复杂的流量或压力需求,物理空间限制,空气包容和溢出问题,用户或环境安全问题,等等。
油管接头是解决这些流体处理挑战的关键部件。通常在最后一刻才做出设计决定,您选择的连接器可以在产品可靠性、性能和用户接受度方面产生很大的差异。有成千上万的连接器可供选择,在不同的功能、材料和类型之间进行选择可能是一项艰巨的任务。为了简化这个过程,可以将连接器选择分解为三个步骤。以下列出的每个步骤将有助于确保任何需要流体处理的油管产品的连接器选择成功。
第1步:定义应用程序的功能需求
您的应用程序的操作需求决定了管道和连接器的参数。配件,鲁尔斯和快速断开联轴器是低压环境中最常用的管连接器。虽然每个都适用于某些应用,但它们不一定是可互换的。例如,在需要泄漏预防的应用中,阀门连接器是比鲁尔更好的选择(见图1和2)。如果应用程序涉及频繁连接和断开,则为长期可靠性设计的快速断开是一个不错的选择。
总之,在分析应用程序时考虑以下设计选项:
•管道-你用的是什么尺寸的内径和外径的管子?油管内径(ID)尺寸通常是连接器尺寸的首要考虑因素。
•终止类型-最常见的终端类型是软管倒钩,压缩接头和推连接(见图3)。
•软管barb终止妊娠适合内部管材,并提供各种管道款式和材料的安全连接。
•单软管倒钩与柔软的管道合作,如硅橡胶。带有多个良好的倒钩的连接器(具有锋利的边缘和免费的分组线)提供安全连接,不易断开管道风格和材料。
•压缩配件适合管道外部,使用螺母和套圈进行连接。
•Push-to-connect终止妊娠允许油管被推入管件。
•流需求- 什么是所需的流速和流量压力?允许多少压降?通过制造商横跨连接器和阀门的压力下降,一些设计表现出比其他设计较小的湍流和流量。请务必允许关闭阀门和管道连接在计算中的影响。
•大小-你需要知道软管倒钩的内径,插入接头的外径以及压缩管的内径和外径。
•阀的选择-有许多类型的阀门,他们的流量和压力下降不同。带有整体阀门的连接器防止在断开时泄漏,并防止空气在连接期间进入系统。与提升式阀门相比,精密冲洗阀的连接器被认为是真正的“干断”或“无泄漏”连接器,当需要避免任何泄漏、污染或在连接时将空气引入系统时,应该选择这种连接器(见图4)。
•越来越多的选择如何将连接配置到应用程序中?常见的安装选项包括面板安装,或直接安装到NPT螺纹或端口。
•连接器质量-连接器的制造质量水平会显著影响其性能,也会影响美观。在模压塑料联轴器上,分型线和模具缺陷(模具的两半合在一起的地方)应该在连接器体上最小,从第一个软管钩处缺席。倒钩或螺纹上的缺陷可能导致泄漏。模压连接器的大门(点,塑料被注入到模具)应该没有锯齿边缘,可以抓住或撕裂手套或油管。
第2步:将材料与应用程序相匹配
介质类型影响连接器的选择。选择的连接器和管材需要与所使用的流体相容。幸运的是,连接器可在塑料和金属的范围内使用(见图5)。除了考虑介质兼容性之外,还应考虑通过联系的流体的粘度和腐蚀性,对任何材料决定都是考虑的。
联轴器还可能包括o形环和面板螺母等组件,以及弹簧等内部组件。还应考虑这些部件与介质的化学相容性。例如,涉及漂白剂溶液的应用将要求在流道中使用耐化学物质。
下面列出了一般可用的连接器和o形环材料,以及使用这些材料的指南。
热塑性塑料
•腹肌-经济的医用热塑性塑料,可经受伽玛和电子束消毒
•缩醛-坚固、轻便、经济的材料,在较宽的温度范围内具有良好的刚性,具有韧性和耐久性
•聚酰胺(尼龙)耐磨损,在高温下具有良好的机械性能
•PEEK(聚醚醚酮)-工程热塑性塑料,耐高温,耐化学和耐疲劳
•聚碳酸酯-耐某些化学品,透明,耐医疗消毒。
•聚乙烯-低成本,耐化学腐蚀,不透明的热塑性塑料
•聚丙烯-优异的通用树脂,耐溶剂和其他化学品的侵蚀
•聚砜-刚性强,耐化学腐蚀,比大多数热塑性塑料更能经受反复灭菌和高温
含氟聚合物
•PVDF(聚乙二烯二氟化物)-A坚韧的工程化热塑性塑料,物理和化学性质的平衡,使其适用于高性能应用
合金
•铝- 具有高强度至重量比的耐用阳极氧化饰面的重量金属
•镀铬黄铜- 耐用,具有吸引力,这种金属对于高压和高温应用非常优异
•压铸锌-重量比黄铜轻约20%,这种材料经久耐用,能承受高压和高温
•不锈钢- 处理优异的防锈性,并且通常用于连接器部件,例如阀门弹簧
O形圈选择
•丁腈橡胶- 这是溶剂,油和耐水性导致的最常见的O形圈材料
•EPDM(乙烯-丙烯-二烯-单体橡胶)-也称为EPR,这种材料具有优异的耐化学性
•FKM(氟碳) -以其优异的耐热性、抗氧化性、耐风化性和耐臭氧性而闻名
•硅胶-具有与FKM一样好的或更好的耐温性;医用级硅酮也符合FDA在生命科学应用中的生物相容性要求。
其他媒体考虑因素包括温度范围(-40至93°C)并压力在施工中,在储存和运输过程中可能进行连接器,以及可以使用的清洁溶液或其他环境暴露。测试潜在产品材料始终是一个好主意,以便在实际应用中评估材料性能。
步骤3:考虑增强的连接器函数
除了连接油管以方便和控制流体流动,当今的连接器技术还可以为产品设计带来更多的功能和性能属性。例如,配备了射频识别(RFID)技术的智能连接器(见图6)允许在连接点进行数据交换。通信耦合器传递的信息可以保护设备,改善流程,甚至拯救生命。
这些智能耦合器通过在两个分离的耦合器之间发送RFID信号进行通信。数据存储在嵌入在耦合或插入的无源部分的RFID标签上。寻找标签的是一个RFID阅读器,它位于耦合或主体的有源部分。当两个耦合部分相距只有几厘米时,读取器检测到标签,读取它,并将标签数据发送到运行系统的控制单元。控制单元还可以告诉读写器向标签写入新信息。
射频识别耦合器的一个应用是用于商业打印机的油墨管理,通过确认使用正确的油墨颜色。
智能耦合器还可用于确保产品在其使用寿命结束时退役,防止劣质介质损坏设备,加强单次或有限使用的消耗性设备,并确保多端口环境中的正确连接。
另一种增加产品价值的连接器方法是多功能快速断开(见图7)。这些连接器通过单个设备处理电源、信号和流体(液体和空气)的传输。
多功能连接器消除了对多个连接的需要,并有助于防止错误连接。它们还简化了远程工具和设备之间的用户界面。在医疗应用中,这些连接器使技术人员能够快速、安全地更换或更换模块化工具、脐带管或手件。
具有增强功能的连接器可以为您的产品在市场上提供竞争优势。通过选择的制造商,具有高级功能的定制连接器可以使您的产品更容易制造和使用。
虽然连接器看起来像大多数产品的次要组件,但他们应该得到超过您的设计过程的追求结果。连接器通常是用户的主要接口与您的产品,他们可以在满足产品性能和易用目标方面发挥关键作用。通过以下步骤在连接器选择中,您不仅可以成功地将流体从Point A转移到B点 - 但您也可以将您的产品移动到更直观,引人注目和功能的设计。
《华盛顿邮报》如何选择合适的低压流体处理连接器第一次出现在连接器提示.
了下:连接器提示,医疗,非高速公路•施工,连接器(电气)•压接技术











