Μηχανικές σφραγίδεςείναι βασικές συσκευές σφράγισης για μηχανήματα υγρών και η απόδοσή τους εξαρτάται από το δομικό σχεδιασμό των βασικών συστατικών. Η ακόλουθη ανάλυση επικεντρώνεται στις δομικές μορφές των κύριων συστατικών, αποκαλύπτοντας τις λειτουργίες και τα χαρακτηριστικά τους στο σύστημα σφράγισης.
Ο περιστρεφόμενος δακτύλιος περιστρέφεται συγχρόνως με τον άξονα και αποτελεί βασικό συστατικό για τη δυναμική σφράγιση. Οι κοινές δομικές μορφές περιλαμβάνουν τύπο από την επίπεδη όψη, τον τύπο Stepped και τον κωνικό τύπο προσώπου. Ο περιστρεφόμενος δακτύλιος με επίπεδη όψη έχει μια ομαλή όψη άκρου, σχηματίζοντας μια σφιχτά τοποθετημένη επιφάνεια στεγανοποίησης με το σταθερό δακτύλιο, ο οποίος είναι κατάλληλος για συνθήκες μέσης και χαμηλής πίεσης, με χαμηλή δυσκολία επεξεργασίας και καλή σταθερότητα σφράγισης. Ο σταδιακός περιστρεφόμενος δακτύλιος ενισχύει τη διαταραχή του υγρού μέσω του σχεδιασμού βημάτων πολλαπλών σταδίων για τη μείωση της φθοράς του άκρου, καθιστώντας την κατάλληλη για σενάρια με μέσα που περιέχουν σωματίδια. Ο κωνικός περιστρεφόμενος δακτύλιος προσώπου χρησιμοποιεί την αυτο-ελαφριά επίδραση της κωνικής επιφάνειας για να αυξήσει την πίεση σφράγισης και χρησιμοποιείται ευρέως σε εξοπλισμό υψηλής πίεσης. Οι περιστρεφόμενοι δακτύλιοι είναι κυρίως κατασκευασμένοι από καρβίδιο σκληρού κράματος ή πυριτίου για να εξασφαλιστεί η αντίσταση στη φθορά και η αντοχή στη διάβρωση.
Ο στατικός δακτύλιος είναι σταθερός στο κέλυφος του εξοπλισμού και σχηματίζει ένα ζεύγος σφράγισης με τον περιστρεφόμενο δακτύλιο. Οι δομικές του μορφές περιλαμβάνουν τον ενσωματωμένο τύπο, τον τύπο σταθερού αδένα και τον συγκολλημένο τύπο. Ο ενσωματωμένος σταθερός δακτύλιος συνδέεται με το κέλυφος μέσω αυλακώσεων, με βολική εγκατάσταση και ακριβή τοποθέτηση και χρησιμοποιείται συχνά σε μικρές και μεσαίες αντλίες. Ο σταθερός δακτύλιος που ρυθμίζεται από τον αδένα πιέζεται απευθείας από τους βίδες αδένων και η ποσότητα φθοράς μπορεί να αντισταθμιστεί ρυθμίζοντας τη θέση του αδένα, καθιστώντας την κατάλληλη για περιπτώσεις με μεγάλες διακυμάνσεις της κατάστασης λειτουργίας. Ο συγκολλημένος σταθερός δακτύλιος συγκολλείται ολοκληρωτικά με το κέλυφος, προσφέροντας εξαιρετικά ισχυρή απόδοση σφράγισης, αλλά υψηλής δυσκολίας αποσυναρμολόγησης και συντήρησης και χρησιμοποιείται κυρίως σε δοχεία υψηλής πίεσης. Σταθετικοί δακτύλιοι είναι συνήθως κατασκευασμένοι από γραφίτη ή κεραμικά, τα οποία έχουν ιδιότητες λίπανσης και σφράγισης.
Τα ελαστικά στοιχεία παρέχουν συνεχή συμπιεστική δύναμη για τον περιστρεφόμενο ή σταθερό δακτύλιο, με δομικές μορφές που περιλαμβάνουν τύπο ελατηρίου, τύπο φυσητήρων και τύπο διαφράγματος. Τα ελαστικά στοιχεία τύπου ελατηρίου χωρίζονται σε τύπους μονής άνοιξης και πολλαπλών ελατηρίων: η μονή άνοιξη έχει μια απλή δομή, αλλά την ανομοιόμορφη κατανομή δύναμης, ενώ η πολλαπλή άνοιξη είναι ομοιόμορφα κατανεμημένη και κατάλληλη για σενάρια περιστροφής υψηλής ταχύτητας. Τα ελαστικά στοιχεία τύπου Bellows συνδυάζουν την ελαστική λειτουργία με βοηθητική σφράγιση για να μειώσουν τα σημεία διαρροής και να εκτελούν σταθερά σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας. Τα ελαστικά στοιχεία τύπου διαφράγματος παρέχουν ελαστική δύναμη μέσω της παραμόρφωσης των μεταλλικών φύλλων, με ταχύτητα γρήγορης απόκρισης, κατάλληλη για ακρίβειαμηχανικές σφραγίδες.
Οι βοηθητικές σφραγίδες περιλαμβάνουν δακτυλίους Ο, δακτυλίους V και συνδυασμένες σφραγίδες. Οι δακτύλιοι O έχουν μια απλή δομή και χαμηλό κόστος, επιτυγχάνοντας σφράγιση λόγω ελαστικότητας καουτσούκ και είναι κατάλληλες για συνθήκες χαμηλής πίεσης και κανονικής θερμοκρασίας. Οι δακτύλιοι V αποτελούνται από πολλαπλά στρώματα, σχηματίζοντας πολλαπλά φραγμούς σφράγισης μέσω αξονικής συμπίεσης, με εξαιρετική αντίσταση πίεσης. Οι συνδυασμένες σφραγίδες ενσωματώνουν τα πλεονεκτήματα διαφορετικών υλικών (π.χ. μεταλλικοί σκελετοί με επικάλυψη από καουτσούκ), που διαθέτουν τόσο ελαστικότητα όσο και ακαμψία, και έχουν υψηλότερη αξιοπιστία σε σύνθετες συνθήκες εργασίας. Το υλικό των βοηθητικών σφραγίδων θα πρέπει να επιλέγεται σύμφωνα με τα μέσια χαρακτηριστικά: για παράδειγμα, το καουτσούκ ανθεκτικό στο πετρέλαιο χρησιμοποιείται σε υδραυλικά συστήματα και ο φθοροτεκτής χρησιμοποιείται σε ανθεκτικά στη διάβρωση περιβάλλοντα.
Οι δομικές μορφές αυτών των εξαρτημάτων συνεργάζονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν μια αποτελεσματικήμηχανική σφράγισησύστημα. Ο σχεδιασμός τους απαιτεί ολοκληρωμένη επιλογή βασισμένη σε παράγοντες όπως οι συνθήκες λειτουργίας του εξοπλισμού και τα μεσαία χαρακτηριστικά για την επίτευξη μακροπρόθεσμων σταθερών αποτελεσμάτων σφράγισης.
