Solution d'étanchéité brevetée pour améliorer l'eau potable

Jun 21, 2023

Le joint en polyuréthane haute performance de Freudenberg Sealing Technologies combine des caractéristiques positives. (Source de l'image : Freudenberg FST GmbH)

L'eau potable est fortement contaminée dans de nombreux pays du monde : les polluants tels que les microplastiques, les bactéries, les virus et les pesticides peuvent avoir un impact négatif sur la qualité de l'eau. Freudenberg Sealing Technologies a développé une solution d'étanchéité innovante pour un appareil de traitement de l'eau qui non seulement filtre l'eau du robinet mais l'enrichit également en minéraux, oligo-éléments et, si désiré, en acide carbonique.

Lors du développement initial de l'appareil, le client a été confronté à un défi technique : les valves des cartouches de dioxyde de carbone conventionnelles ne sont pas entièrement standardisées et présentent de nombreuses dimensions différentes qui se connectent à différentes hauteurs. Pour garantir que toutes les variantes de vannes s'adaptent parfaitement à l'appareil, il faut un joint de conception sophistiquée qui assure une étanchéité fiable quelle que soit cette plage de tolérance élevée.

« Après que le client nous a contactés, nous avons commencé une analyse des conditions particulières auxquelles un tel joint doit répondre », a déclaré Ulrich Wüstenhagen, développement de produits pneumatiques chez Freudenberg Sealing Technologies. « Il est vite apparu que ce projet nécessitait notre expertise en matériaux ainsi que notre savoir-faire en développement et notre expérience dans la fabrication de tels produits. »

Performances d'étanchéité étonnantes Les vannes des cartouches de dioxyde de carbone sont vissées dans les purificateurs d'eau avec un filetage trapézoïdal normalisé. Ensuite, la cartouche et l'appareil sont fermement connectés l'un à l'autre. Ensuite, un réducteur de pression sur l'appareil abaisse la pression de la cartouche de 60 bars à une pression de service permanente d'environ trois bars. Le joint dans l'espace entre le détendeur de l'appareil et la valve de la cartouche de gaz doit maintenant accomplir quelque chose d'extraordinaire : étant exposé pendant une longue période à une pression de 60 bars, le dioxyde de carbone pénètre dans le matériau jusqu'au point de saturation. Lorsque le purificateur d’eau est utilisé, la pression diminue rapidement et le gaz se dilate brusquement. Au cours de cette décompression rapide, le gaz contenu dans le matériau s'échappe du matériau. Cela ne pose aucun problème lorsque le joint est fabriqué à partir du bon type de matériau. Mais si le matériau présente des imperfections dans lesquelles le CO2 peut s'accumuler, ou s'il est catégoriquement inadapté, l'expansion créera des bulles qui endommageront le joint.

En plus du bon matériau, le joint doit également avoir la bonne géométrie pour résister à ces conditions difficiles. Il doit à la fois compenser les différentes dimensions de raccordement des valves sur les cartouches de gaz et faciliter le changement des cartouches par les utilisateurs. Ici, une combinaison intelligente de matériaux et de géométrie garantit le couple de friction le plus faible possible lorsque la cartouche est tournée vers l'intérieur ou vers l'extérieur.

Optimal en termes de conception et de matériaux Le client travaillait dans des délais serrés qui ne lui laissaient pas beaucoup de temps pour effectuer des tests approfondis. En s'appuyant sur son expertise existante en matière de matériaux et son savoir-faire en matière de fabrication, Freudenberg Sealing Technologies a commencé à travailler en étroite collaboration avec le fabricant d'appareils, et la solution d'étanchéité optimale ainsi que le matériau parfait ont été identifiés. Le polyuréthane haute performance de la société, 93 AU V167, est résilient et possède une excellente résistance à la traction en plus d'un allongement élevé à la rupture. Il est très élastique, résistant à l'usure et approuvé pour le contact alimentaire conformément au règlement de l'Union européenne 10/2011. Il est également conforme aux exigences de la FDA et aux normes sanitaires 3-A.

Freudenberg Xpress, le service d'étanchéité rapide de l'entreprise, a fourni les premiers prototypes usinés CNC, puis a pris en charge la production de deux séries préliminaires, chacune comportant environ 1 000 joints usinés CNC. L'étape suivante a nécessité l'expertise des spécialistes de Freudenberg Sealing Technologies pour la production et l'échantillonnage d'un outil de moulage par injection, qui est désormais utilisé pour fournir les pièces en série – de manière économique et prête à l'emploi.