Решения для герметизации медицинского оборудования: что нужно знать, избегать и учитывать проектировщикам и производителям при планировании уплотнений в устройстве

Вы успешно подписались и будете получать следующие доступные выпуски.

Уплотнения являются одним из важнейших компонентов многих медицинских изделий. Несмотря на небольшую стоимость, пломбы оказывают глубокое влияние на функционирование медицинского устройства и результат медицинской процедуры.

Инженерные решения для уплотнений были усовершенствованы и соответствуют новым конструкциям медицинских устройств благодаря как новым материалам, так и новым процессам производства этих уплотнений. Понимание основ проектирования уплотнений, инструментов, доступных для оказания помощи в производственном процессе, а также ошибок, которых следует избегать, поможет добиться успешного результата в области уплотнений и медицинских устройств.

При разработке новой конструкции уплотнения важно классифицировать уплотнение в зависимости от его предполагаемой функции. Все тюлени относятся к одной из трех отдельных групп. Хотя некоторые приложения могут объединять более одной группы, всегда есть одна, которая является доминирующей.

Три основные конструкции уплотнений:

Новые достижения в конструкции троакаров, включающие специальные уплотнения, позволяют вводить несколько инструментов в один троакар.

Статические уплотнения являются наиболее распространенными и включают те, которые предотвращают попадание жидкостей и лекарств в медицинское устройство или из него. Конструкция уплотнений может варьироваться от простых уплотнительных колец до сложных форм. Статические уплотнения можно найти в самом широком спектре медицинских устройств: от насосов и сепараторов крови до концентраторов кислорода.

Применение возвратно-поступательного уплотнения с линейным перемещением может включать эндоскопы, для которых требуются уплотнения троакаров. Эти уплотнения троакаров имеют сложную конструкцию и позволяют хирургу вводить инструменты и манипулировать ими для выполнения медицинской процедуры. Эти процедуры варьируются от относительно простых операций по пластике грыжи до самых сложных операций на сердце. Во всех этих минимально инвазивных операциях используются эндоскопы с уплотнениями, которые обеспечивают растяжение, долговечность и способность сохранять форму во время длительных и трудных процедур. Это конкретное применение уплотнения сочетает в себе возвратно-поступательное и вращательное движение, при этом основной функцией является линейное движение.

Роторное уплотнение чаще всего включает в себя уплотнительные кольца, используемые для уплотнения вращающихся валов, при этом вращающийся вал проходит через внутренний размер уплотнительного кольца. Системы, использующие двигатели, такие как различные типы сканирующих систем, требуют вращающихся уплотнений, но существует множество других немоторизованных применений, которые также требуют вращающихся уплотнений. Наиболее важным фактором при проектировании вращающегося уплотнения является накопление тепла при трении, при этом также важны пределы растяжения, сжатия и температуры применения.

Какова функция печати? Важно конкретно определить, должна ли конструкция герметизировать жидкость и быть непроницаемой для конкретной жидкости.

Или уплотнение будет пропускать жидкость или газ, передавать энергию, поглощать энергию и/или обеспечивать структурную поддержку других компонентов в сборке устройства?

Все эти факторы и комбинации необходимо тщательно изучить и понять, чтобы разработать успешную конструкцию уплотнения.

В какой среде будет работать пломба? Вода, химикаты и растворители могут вызвать усадку и деформацию уплотнения. Поэтому важно выявить краткосрочные и долгосрочные последствия всех факторов окружающей среды, включая кислород, озон, солнечный свет и попеременное воздействие влажных и засушливых ситуаций. Не менее важным является влияние постоянного давления или изменения цикла давления и динамического напряжения, вызывающего потенциальную деформацию уплотнения.

Существуют температурные пределы, при которых уплотнение будет функционировать должным образом. В зависимости от материала и конструкции уплотнения диапазон рабочих температур уплотнения вращающегося вала обычно ограничивается от -30°F до 225°F. Обобщая, идеальная рабочая температура для большинства уплотнений — комнатная.

Какова разумная продолжительность жизни конкретного уплотнения? Чтобы дать логический ответ, необходимо также определить такие факторы, как растяжение перед разрывом (высокое предельное удлинение). Еще одним условием для оценки является высокий модуль упругости, или устойчивость к деформации.