في أوائل القرن العشرين ــ في الوقت الذي كانت فيه السفن البحرية تجرب للمرة الأولى محركات الديزل ــ ظهرت ابتكارات مهمة أخرى في الطرف الآخر من خط عمود المروحة.
خلال النصف الأول من القرن العشرينختم ميكانيكي للمضخةأصبحت هذه التقنية هي الواجهة القياسية بين نظام الأعمدة داخل هيكل السفينة والمكونات المعرضة للبحر. وقد وفّرت هذه التقنية الجديدة تحسينًا كبيرًا في الموثوقية وعمر الخدمة مقارنةً بصناديق الحشو وأختام الغدد التي كانت تهيمن على السوق في ذلك الوقت.
يستمر تطوير تقنية الأختام الميكانيكية للأعمدة حتى اليوم، مع التركيز على تعزيز الموثوقية، وإطالة عمر المنتج، وخفض التكلفة، وتبسيط التركيب، وتقليل الصيانة. تعتمد الأختام الحديثة على أحدث المواد، وعمليات التصميم والتصنيع، بالإضافة إلى الاستفادة من زيادة الاتصال وتوافر البيانات لتمكين المراقبة الرقمية.
أختام العمود الميكانيكيةكانت هذه خطوةً بارزةً نحو الأمام مقارنةً بالتقنية السائدة سابقًا والمستخدمة لمنع مياه البحر من دخول الهيكل حول عمود المروحة. يتميز صندوق الحشو، أو الغدة المعبأة، بمادةٍ مضفرةٍ تشبه الحبل تُحكم حول العمود لتكوين مانع تسرب. هذا يُوفر مانع تسرب قويًا ويسمح للعمود بالدوران. ومع ذلك، هناك العديد من العيوب التي عالجها المانع الميكانيكي.
يؤدي الاحتكاك الناتج عن دوران العمود ضد الحشوة إلى التآكل بمرور الوقت، مما يؤدي إلى زيادة التسرب حتى يتم تعديل الحشوة أو استبدالها. إن إصلاح عمود المروحة أكثر تكلفة من إصلاح صندوق الحشوة، والذي يمكن أن يتلف أيضًا بسبب الاحتكاك. بمرور الوقت، من المرجح أن يتسبب الحشو في تآكل أخدود في العمود، مما قد يؤدي في النهاية إلى إخراج ترتيب الدفع بأكمله عن المحاذاة، مما يؤدي إلى احتياج السفينة إلى حوض جاف وإزالة العمود واستبدال الغلاف أو حتى تجديد العمود. وأخيرًا، هناك فقدان في كفاءة الدفع لأن المحرك يحتاج إلى توليد المزيد من الطاقة لتدوير العمود ضد حشو الغدة المعبأة بإحكام، مما يهدر الطاقة والوقود. وهذا ليس بالأمر الهين: لتحقيق معدلات تسرب مقبولة، يجب أن يكون الحشو محكمًا للغاية.
تظل الغدة المعبأة خيارًا بسيطًا وآمنًا، وغالبًا ما تُستخدم في العديد من غرف المحركات كبديل. في حال تعطل الختم الميكانيكي، يُمكن للسفينة إكمال مهمتها والعودة إلى الرصيف لإجراء الإصلاحات. لكن الختم الميكانيكي النهائي للواجهة يُعزز هذا الخلل، إذ يُعزز الموثوقية ويُقلل التسرب بشكل كبير.
الأختام الميكانيكية المبكرة
حدثت ثورة في مجال إحكام الغلق حول المكونات الدوارة مع إدراك أن تشكيل الختم على طول العمود - كما هو الحال في التعبئة - غير ضروري. يمكن لسطحين - أحدهما يدور مع العمود والآخر ثابت - موضوعين بشكل عمودي على العمود ومضغوطين معًا بواسطة قوى هيدروليكية وميكانيكية، أن يشكلا إحكامًا أكبر، وهو اكتشاف يُنسب غالبًا إلى المهندس جورج كوك عام ١٩٠٣. طُوّرت أول أختام ميكانيكية تجارية عام ١٩٢٨، وطُبّقت على مضخات الطرد المركزي والضواغط.
وقت النشر: ٢٧ أكتوبر ٢٠٢٢