恶劣环境中防水组件的提示

通过Andrew Weiman, Bresslergroup工程与商业化管理合伙人

三个关键步骤将确保组件对液体正确密封。

在恶劣环境中使用的工程产品既是一门艺术也是一门科学。虽然概念简单，但密封的挑战往往会让那些没有经验的人感到惊讶和沮丧，甚至持续挑战有经验的设计师。在过去的40年里，Bresslergroup的工程师和工业设计师在保护电池、电机和其他高价值机电元件方面积累了专业知识。对可用性和性能至关重要的功能，如内部声音警报、移动按钮、允许冷凝湿度逸出外壳、产品浸没等，都得到了维护。

当遇到新的设计挑战时，经验是很重要的，但也有一些基本的设计租户可以订阅。让我们从一些基本的术语和问题开始:

防水 - 是一个令人惊讶的暧昧术语！防水，防水，密封，潜水，防水，防水 - 这一切意味着什么？可悲的是，在大多数情况下，这些都是营销条款。公司倾向于自由地使用它们，所以始终伴随着一些怀疑的索赔。即使是索取具体知识产权评级（不是暧昧）的产品甚至通常都缺乏其营销索赔。这种现实突出了现实世界中防水的挑战。它还引领了这个问题;您是否真的需要达到竞争性的性能要求？如果答案是肯定的，您的设计团队应准备好在设计方面解决体面的复杂程度以及测试。高知识产权评级的有效密封有可能增加产品尺寸和成本，因此最好是最好地了解“密封是如何密封的”。

当有疑问时，保持简单!
一旦你确定你需要一个高绩效标准，最好的策略是保持简单。特别是如果您对密封比较陌生，简单是黄金法则。简单的几何形状，简单的分型线，简单的部件接口和堆栈都是无价的。你有多少次听到过“这应该是可行的(但它没有)”或“这在我们制作的两个原型中可行(但现在不行)”之类的话?在现实世界的制造限制条件下，生产可靠的密封件将不可避免地成为一个挑战。发挥你的创造力，专注于将机械元素简化成健壮的配置。

以下是简化设计时需要考虑的一些事项:

1.从圆-最容易开启的密封形状是圆形，因为您可以使用标准的o形环和坚固的径向型密封，提供圆周上均匀的密封力。

2.如果可能，避免三个(或更多)部件接口之间的密封-可以实现三向密封，但确保三个(或更多)部件之间在标准部件公差范围内适当的密封垫压缩是一个制造挑战。

3.适当的垫片腺很重要-独立垫圈需要在所有方面都有良好的支撑。密封垫“喷射”出夹紧区是密封失效的常见原因。

4.公差问题-零件越硬，越容易密封。例如，塑料外壳在垫片载荷下的挠度不能被忽略。同样，垫圈压缩百分比也需要保持在合理范围内。

5.有趣的是，完全密封通常不是一个好主意。需要有一种方法让空气进出外壳，通常是通过疏水膜通风口。这可以防止设备因气压变化而爆炸，并使进入外壳(它会进入)的水蒸气有办法排出(而不是凝结在你的部件上)。

当然，不是所有事情都能简单……
不可避免地，每个项目都会以某种形式违背简单性的目标。这是经验真正重要的地方——特别是理解其他类型的过程是可能的/适用的，以及它们的实际限制是什么。除了o形环或简单的密封垫圈外，还有许多选择，包括:

1.插入模塑和橡胶盖模塑
2.热板焊接
3.超声波焊接
4.液体粘合剂
5.磁带
6.封装或封装敏感组件与封装相比
7.排水设计(如果没有淹没)

我们最近做的一个有趣的项目是Scott Protégé。Protégé是一款手持式有毒和可燃气体监测器，需要按照ip67要求密封，本质上是安全的。基本的o形环设计是不可能的。通过使用创造性的解决问题和先进的制造技术，我们生产了一个坚固的密封外壳，也很容易组装。首先，案件本身是两杆成型。第一个镜头是清晰的，它既是产品的结构案例，也是液晶显示器和分立警示灯的镜头。第二枪是在模具上涂了一层不透明的弹性体。这也有多种功能。首先，它是一个透明的第一次射击的面具，第二，它提供了一个下降的保护，第三，它包围了透明部分，形成了一个连续的垫圈，最后，橡胶按钮形成了过度模具，用于驱动位于PCB内部的开关。

此外，这一设计还面临着其他有趣的挑战。一个是要求该单元为模块附件提供电力。答案是将模具接触销直接插入主外壳。这些引脚的尺寸是插入板内部和外部的插座，提供了一个电接触垫，以配合模块。

另一个挑战是使用电源预算和可用空间在案例中的警告警报中产生足够的声学信号。在这种情况下，使用声学透射膜的使用提供了用于声音但没有用于水的路径。这种技术的必然结果也用于空气进入气体传感器的途径 - 再次使用疏水性膜来保护壳体从水中保护，同时允许空气扩散到外壳中。

尽管解决方案并不简单，但我们仍然利用我们对基本密封原理的理解，并使用先进的制造方法，提供了易于组装的坚固部件。基本的组装方法最终是一个顶部和底部的外壳，其中包含一个PCB，显示器和电池-简单的概念。不再需要对分立的镜片和纽扣进行密封，也不再需要仔细地约束和捏紧蠕动的垫圈。

最终，每个设计挑战都不同，需要独特的解决方案，但有许多技术要考虑并结合。在我们的经验中，在寻找新的解决方案时，最好有点持怀疑态度，并提出很多问题。

Bresslergroup
www.bresslergroup.com

转载信息> >

---

了下:设计世界文章，O型环，海豹
标记：bresslergroup

---