تصميم ووظيفة الأختام الميكانيكية معقدان، إذ يتألفان من عدة مكونات أساسية. وهي مصنوعة من أسطح أختام، وإيلاستومرات، وأختام ثانوية، وأجزاء معدنية، ولكل منها خصائص وأغراض فريدة.

تشمل الأجزاء الرئيسية للختم الميكانيكي ما يلي:

1. الوجه الدوار (الحلقة الأساسية):هذا هو الجزء من الختم الميكانيكي الذي يدور مع العمود. غالبًا ما يكون له سطح صلب ومقاوم للتآكل مصنوع من مواد مثل الكربون أو السيراميك أو كربيد التنغستن.
2. الوجه الثابت (المقعد أو الحلقة الثانوية):يبقى السطح الثابت ثابتًا ولا يدور. يُصنع عادةً من مادة أكثر ليونة تُكمل السطح الدوار، مما يُشكل واجهة مانعة للتسرب. تشمل المواد الشائعة السيراميك، وكربيد السيليكون، ومختلف أنواع الإيلاستومرات.
3. الإيلاستومرات:يتم استخدام المكونات المرنة، مثل الحلقات الدائرية والحشيات، لتوفير ختم مرن وآمن بين الغلاف الثابت والعمود الدوار.
4. عناصر الختم الثانوية:وتشمل هذه العناصر حلقات O الثانوية، أو حلقات V، أو عناصر مانعة للتسرب أخرى تساعد على منع الملوثات الخارجية من دخول منطقة الختم.
5. الأجزاء المعدنية:تعمل مكونات معدنية مختلفة، مثل الغلاف المعدني أو شريط القيادة، على تثبيت الختم الميكانيكي معًا وتثبيته على المعدات.

وجه الختم الميكانيكي

• وجه ختم دوارتتحرك الحلقة الأساسية، أو سطح الختم الدوار، بالتزامن مع الجزء الدوار من الآلة، وهو عادةً العمود. تُصنع هذه الحلقة عادةً من مواد صلبة ومتينة مثل كربيد السيليكون أو كربيد التنغستن. يضمن تصميم الحلقة الأساسية قدرتها على تحمل القوى التشغيلية والاحتكاك الناتج عن تشغيل الآلة دون تشوه أو تآكل مفرط.

• وجه ختم ثابتعلى عكس الحلقة الأساسية، تبقى حلقة التزاوج ثابتة. صُممت لتُشكّل زوجًا مانعًا للتسرب مع الحلقة الأساسية. ورغم ثباتها، صُممت لتتكيف مع حركة الحلقة الأساسية مع الحفاظ على قوة الختم. غالبًا ما تُصنع حلقة التزاوج من مواد مثل الكربون أو السيراميك أو كربيد السيليكون.

الإيلاستومرات (حلقات O أو المنفاخ)

هذه العناصر، عادةً ما تكون حلقات دائرية أو منفاخات، تُوفر المرونة اللازمة للحفاظ على الختم بين مجموعة الختم الميكانيكي وعمود الآلة أو غلافها. وهي تتكيف مع أي اختلال طفيف في محاذاة العمود والاهتزازات دون المساس بسلامة الختم. يعتمد اختيار مادة الإيلاستومر على عوامل مختلفة، منها درجة الحرارة والضغط وطبيعة السائل المراد ختمه.

الأختام الثانوية

الأختام الثانوية هي مكونات توفر منطقة إحكام ثابتة ضمن مجموعة الأختام الميكانيكية. وهي تُحسّن أداء وموثوقية الختم، خاصةً في الظروف الديناميكية.

الأجهزة

• الينابيع:توفر النوابض الحمل اللازم لأسطح الختم، مما يضمن اتصالًا مستمرًا بينها حتى في ظل ظروف تشغيلية متفاوتة. يضمن هذا الاتصال المستمر إحكامًا موثوقًا وفعالًا طوال تشغيل الآلة.

• المثبتات:تثبت المثبتات مكونات الختم المختلفة معًا. فهي تحافظ على محاذاة وموضع مجموعة الختم بشكل صحيح، مما يضمن الأداء الأمثل.

• صفائح غديةتُستخدم ألواح الغدد لتثبيت الختم على الآلات. تدعم هذه الألواح مجموعة الختم، وتحافظ عليها ثابتة في مكانها.

• مجموعة مسامير: براغي التثبيت هي مكونات صغيرة ملولبة تُستخدم لتثبيت مجموعة الختم الميكانيكي على العمود. تضمن هذه البراغي ثبات الختم أثناء التشغيل، مما يمنع أي إزاحة قد تؤثر على كفاءته.

 

 

 

 

ختاماً

يلعب كل مكون من مكونات المانع التسرب الميكانيكي دورًا حاسمًا في فعالية إحكام إغلاق الآلات الصناعية. بفهم وظيفة هذه المكونات وأهميتها، يُمكن تقدير مدى التعقيد والدقة اللازمين لتصميم وصيانة مانعات التسرب الميكانيكية الفعالة.