يلعب تصميم حلقات الختم دورًا حيويًا في التطبيقات الصناعية. يؤثر اختيار المواد والشكل والحجم ومقاومة التآكل وخصائص السوائل بشكل مباشر على جودة أداء الختم.
فيما يتعلق باختيار المواد لحلقات الختم ، تستخدم مواد مثل PTFE (polytetrafluoroethylene) والمطاط والبولي يوريثان على نطاق واسع بسبب مقاومة التآكل الممتازة ، ومقاومة التآكل ، والمرونة. بيئات العمل المختلفة ووسائط السوائل لديها متطلبات مختلفة لمواد الختم. على سبيل المثال ، غالبًا ما يتم استخدام PTFE في المواقف التي يتم فيها التعامل مع درجة حرارة عالية أو وسائط متآكلة للغاية بسبب مقاومة درجة الحرارة العالية المتفوقة ومقاومة التآكل ؛ بينما تحت درجة حرارة منخفضة أو ظروف السوائل العامة ، يتم تفضيل المواد المطاطية بسبب اقتصادها وقابليتها للتطبيق. لذلك ، في عملية اختيار المواد ، يحتاج المصممون إلى النظر بشكل شامل في الخواص الكيميائية للسائل ، ودرجة حرارة وضغط بيئة العمل ، والأداء على المدى الطويل لحلقة الختم لضمان متانة تأثير الختم.
تصميم شكل وحجم حلقة الختم أمر بالغ الأهمية أيضًا. يمكن أن يشكل تصميم الحلقة O الشائعة بشكل فعال ملامسة ختم بين جسم الصمام والكرة. من أجل التأكد من أنه يمكن ضغطه بالكامل لتشكيل ختم فعال عند إغلاق الصمام ، يجب حساب القطر والسمك ومرونة الحلقة O بدقة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أيضًا ترتيب موضع تثبيت حلقة الختم بشكل معقول ، وعادةً على جانبي الكرة لضمان حالة ختم مستقرة عند تدوير الكرة. يجب أيضًا النظر في وضع تشغيل الصمام أثناء عملية التصميم لتجنب فشل الختم الناجم عن الاحتكاك أو التشوه.
ارتداء المقاومة هي اعتبار مهم آخر في تصميم حلقة الختم. أثناء استخدام صمام الكرة اليدوي ، سيؤدي تدفق السائل إلى احتكاك بين حلقة الختم والكرة. قد يسبب الاحتكاك طويل الأجل تآكل حلقة الختم ، مما يؤثر على أداء الختم. لذلك ، فإن اختيار المواد ذات المقاومة الجيدة للارتداء وتصميم معقول لسمك وصدة حلقة الختم يمكن أن يمتد إلى حد كبير عمر الخدمة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للمصممين أيضًا التفكير في إضافة طلاء إلى سطح حلقة الختم لزيادة تحسين مقاومة التآكل ومقاومة التآكل.
التغييرات في درجة الحرارة والضغط لها أيضًا تأثير كبير على أداء حلقة الختم. قد يكون أداء حلقة الختم مختلفة في بيئات درجة الحرارة العالية أو المنخفضة ، ويجب النظر في المعلمات مثل معامل التمدد الحراري ونقطة التليين ودرجة حرارة المادة الهشة بالكامل أثناء التصميم. في بيئة الضغط العالي ، تحتاج حلقة الختم إلى تحمل ضغط أكبر ، لذلك يجب أن تكون مصممة لضمان أن تتمكن من الحفاظ على أداء ختم جيد في ظل ظروف الضغط العالي. في الوقت نفسه ، يجب على المصممين النظر في تأثير درجة الحرارة والضغط على حلقة الختم للتأكد من أنه لا يزال بإمكانه العمل بشكل طبيعي في ظل الظروف القاسية.
خصائص السائل هي أيضًا عامل لا يمكن تجاهله في تصميم الختم. وسائط السوائل المختلفة لها متطلبات مختلفة لمواد الختم. قد تكون بعض السوائل تآكلًا لمادة حلقة الختم ، مما يسبب شيخوخة أو فشل حلقة الختم. عند تصميم ختم ، يحتاج المصمم إلى فهم الخصائص الكيميائية ودرجة الحرارة والضغط ومعدل التدفق وغيرها من المعلمات من السائل من أجل تحديد مخطط الختم والتصميم المناسب. بالإضافة إلى ذلك ، قد تسبب الجزيئات الصلبة أو الشوائب التي قد توجد في السائل أيضًا التآكل أو الأضرار التي لحقت بالختم ، لذلك ينبغي النظر في النظافة وحالة التدفق للسائل أثناء التصميم .
