ダイヤフラムシール - Doit Rubber Products Co.,Ltd

ポンプとバルブのダイヤフラムの重要性

ポンプおよびバルブダイヤフラムは、マイクロポンプ、定量ポンプ、電磁弁などの流体輸送機器の中核となる機能部品であり、自らの往復変形により流体の吸入、吐出、圧力制御を実現し、医療、自動車、産業オートメーションなどの分野で幅広く使用されています。

そのパフォーマンスは、次の 3 つのコアリンクを直接決定します。

① ポンプとバルブの動作寿命を確保し、ダイヤフラムの耐摩耗性と耐亀裂性は装置の全体的な耐用年数に影響します。

② 流体輸送の精度を維持するため、ダイヤフラムの性能が安定しているため、ポンプ流量の変動が少なく規格内を確保できます。

③ 設備の運用コストを抑制する。高品質のダイヤフラムは、頻繁な交換、モーターの過負荷、その他の問題によって引き起こされる追加の損失を防ぐことができます。したがって、ポンプとバルブのダイヤフラムの品質は、流体機器の安定性、信頼性、運用効率にとって非常に重要であり、流体制御システムの効率的な運用を保証する重要な要素となります。

ポンプとバルブのダイヤフラムに関する一般的な問題

ポンプとバルブのダイヤフラムを実際に使用する場合、装置の性能と運用コストに直接影響を与える 5 つの重要な問題が発生する傾向があります。

寿命と強度の問題:ダイアフラムは標準以下の寿命を持ち、亀裂が入りやすく、ポンプ/バルブの流体供給ができなくなり、シャットダウンが発生し、交換頻度が増加し、メンテナンスコストと生産中断のリスクが生じます。

流量制御の問題:ポンプの流量が標準以下であるか、不安定です。流体供給の偏差はプロセスの精度 (医療用液体、工業用試薬など) に影響を与え、製品の品質変動につながります。

モーター負荷の問題:駆動モーターに過剰な負荷と高電流が発生します。長期的な過負荷は劣化を促進し、寿命を縮め、深刻な場合には回路障害や機器の損傷を引き起こす可能性があります。

摩耗と変形の問題:ダイアフラムは摩耗と変形を起こしやすくなります。摩耗すると密閉性が低下し、漏れが発生します。変形により運動の軌道が変化し、流れの不安定性やモーターの過負荷が悪化します。

環境コンプライアンスの問題:ダイヤフラムが環境要件を満たしていません。医療、食品分野での過剰な有害物質は、不適格な検査や市場アクセスの喪失につながります。

問題の原因

5つの問題の根本原因を製品設計、材料特性、製造プロセスの3つの側面から精密に分析

寿命と強度の問題の原因：その核心は製品キャビティの肉厚の非科学的な設計比率にあります。肉厚による力のかかる箇所が集中しすぎるため、ダイヤフラムの往復運動時に応力集中部に疲労損傷が発生し、最終的には破断が発生し寿命が低下します。

流量制御の問題の原因:まず、ダイヤフラムの硬度が高すぎるか低すぎるため、ポンプやバルブの動作要件に適合せず、流体の吸入と排出の効率に影響を与えます。第 2 に、製造プロセスが不安定であり、各段階でパラメータが大きく変動するため、同じバッチのダイヤフラム間で大きな性能差が生じ、その結果、流量が不安定になります。

モーター負荷問題の原因は、主にダイヤフラムの硬度が高すぎたり、肉厚が厚すぎたりすることで、ダイヤフラムの往復運動時の抵抗が増加し、モーターの駆動に必要な出力が大きくなり、過大な負荷と大電流が発生します。

摩耗と変形の問題の原因:一方で、ダイアフラムが硬すぎることも考えられます。圧縮された後、キャビティは拡張および拡大する傾向があり、これにより他のコンポーネントとの摩擦が増加し、摩耗が発生します。一方で、プラスチック部品のサイズにばらつきがあり、ダイヤフラムとの嵌合精度が不足し、ダイヤフラムの変形がさらに加速してしまいます。

環境コンプライアンス問題の理由：ダイヤフラムの配合設計に固有の欠陥があり、各国の環境保護試験項目（RoHS、REACHなど）を十分に考慮していないため、配合中に微量の有害物質（重金属、有害化学物質など）が過剰に含まれ、環境保護基準を満たしていません。

DOITのソリューション

ポンプとバルブのダイヤフラムの上記の問題点に対応して、DOIT は設計の最適化、材料の調整、プロセス制御、環境保護の研究開発の 4 つの側面から正確に対応するソリューションを提案してきました。

寿命と強度の問題:ダイアフラムの寿命は標準以下であり、亀裂が入りやすくなっています。これにより、ポンプやバルブの通常の流体供給が直接不可能になり、機器の停止が発生し、ダイヤフラムの交換頻度が増加し、メンテナンスコストや生産中断のリスクが生じます。

流量制御の問題:ポンプの流量が標準以下であるか、動作中に流量が不安定です。液体供給量の偏差は生産プロセスの精度 (例: 医療用液体の供給、工業用試薬の調合など) に影響を与え、製品の品質の変動につながります。

モーター負荷の問題:ポンプ/バルブを駆動するモーターに過度の負荷がかかり、動作電流が高くなります。長期間の過負荷はモーターの老化を促進し、寿命を縮め、深刻な場合には回路障害や機器の損傷を引き起こす可能性があります。

摩耗と変形の問題:ダイアフラムは使用後に摩耗や変形が起こりやすくなります。摩耗によりシール性能が低下し、流体漏れが発生します。変形により動作軌道が変化し、流れの不安定性とモーターの過負荷がさらに悪化します。

環境コンプライアンスの問題:ダイヤフラムは厳しい環境要件を満たしていません。医療や食品などの高水準の分野では、有害物質が過剰に存在すると、製品が環境試験に合格せず、市場参入資格を失います。

DOITはゴム精密設計において15年の豊富な経験を持ち、上記の問題をすべて解決することに成功しました。

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