Soluzione di tenuta brevettata per migliorare l'acqua potabile

La guarnizione in poliuretano ad alte prestazioni di Freudenberg Sealing Technologies unisce caratteristiche positive. (Fonte immagine: Freudenberg FST GmbH)

L’acqua potabile è fortemente contaminata in molti paesi del mondo: sostanze inquinanti come microplastiche, batteri, virus e pesticidi possono avere un impatto negativo sulla qualità dell’acqua. Freudenberg Sealing Technologies ha sviluppato una soluzione di tenuta innovativa per un dispositivo di trattamento dell'acqua che non solo filtra l'acqua del rubinetto ma la arricchisce anche di minerali, oligoelementi e, se lo si desidera, di acido carbonico.

Quando il dispositivo è stato sviluppato per la prima volta, il cliente ha dovuto affrontare una sfida tecnica: le valvole delle cartucce di anidride carbonica convenzionali non sono completamente standardizzate e hanno molte dimensioni diverse che si collegano a diverse altezze. Per garantire che tutte le varianti di valvola si adattino perfettamente all'apparecchio è necessaria una guarnizione dal design sofisticato che offra una tenuta affidabile indipendentemente da questo intervallo di tolleranza elevato.

"Dopo che il cliente ci ha contattato, abbiamo avviato un'analisi delle condizioni speciali che una tenuta di questo tipo deve soddisfare", ha affermato Ulrich Wüstenhagen, Sviluppo prodotti pneumatici presso Freudenberg Sealing Technologies. “È diventato subito chiaro che questo progetto richiedeva la nostra competenza sui materiali, nonché il nostro know-how di sviluppo e la nostra esperienza nella produzione di tali prodotti”.

Prestazioni di tenuta sorprendenti Le valvole delle cartucce di anidride carbonica sono avvitate nei depuratori d'acqua con una filettatura trapezoidale standardizzata. Successivamente la cartuccia e l'apparecchio vengono collegati saldamente tra loro. Successivamente, un riduttore di pressione sull'apparecchio abbassa la pressione della cartuccia da 60 bar a una pressione di esercizio permanente di circa 3 bar. La guarnizione nell'intercapedine tra il riduttore di pressione dell'apparecchio e la valvola della cartuccia del gas deve ora realizzare qualcosa di straordinario: poiché è esposta per lungo tempo alla pressione di 60 bar, l'anidride carbonica penetra nel materiale fino al punto di saturazione. Quando viene utilizzato il depuratore d'acqua, la pressione diminuisce rapidamente e il gas si espande bruscamente. Durante questa rapida decompressione, il gas contenuto nel materiale fuoriesce dal materiale. Questo non è un problema se la guarnizione è prodotta con il giusto tipo di materiale. Ma se il materiale presenta delle imperfezioni nelle quali può accumularsi la CO2, o se è categoricamente inadatto, l'espansione creerà delle bolle che danneggiano la guarnizione.

Oltre al materiale giusto, la guarnizione deve avere anche la geometria giusta per gestire queste condizioni difficili. Deve sia compensare le diverse dimensioni di collegamento delle valvole sulle cartucce di gas, sia facilitare la sostituzione delle cartucce da parte degli utenti. Qui una combinazione intelligente di materiale e geometria garantisce la coppia di attrito più bassa possibile quando la cartuccia viene ruotata dentro o fuori.

Ottimale nel design e nei materiali Il cliente stava lavorando con una scadenza ravvicinata che non offriva molto tempo per test approfonditi. Facendo affidamento sulla propria competenza esistente sui materiali e sul know-how produttivo, Freudenberg Sealing Technologies ha iniziato a lavorare in stretta collaborazione con il produttore di apparecchi e sono stati identificati la soluzione di tenuta ottimale e il materiale perfetto. Il poliuretano ad alte prestazioni dell'azienda, 93 AU V167, è elastico e presenta un'eccellente resistenza alla trazione oltre ad un elevato allungamento alla rottura. È molto elastico, resistente all'usura e omologato per il contatto alimentare secondo il Regolamento dell'Unione Europea 10/2011. È inoltre conforme ai requisiti FDA e agli standard sanitari 3-A.

Il servizio di tenuta rapido dell'azienda, Freudenberg Xpress, ha fornito i primi prototipi lavorati a CNC e poi ha assunto la produzione di due serie preliminari, ciascuna con circa 1.000 guarnizioni lavorate a CNC. Il passo successivo ha richiesto l'intervento degli specialisti di Freudenberg Sealing Technologies per la produzione e il campionamento di uno strumento per lo stampaggio a iniezione, che ora viene utilizzato per fornire i pezzi di serie – economici e pronti per l'uso.