طراحی حلقه های آب بندی نقش مهمی در کاربردهای صنعتی دارد. انتخاب مواد ، شکل و اندازه آن ، مقاومت در برابر سایش و خصوصیات سیال به طور مستقیم بر کیفیت عملکرد آب بندی تأثیر می گذارد.
از نظر انتخاب مواد برای حلقه های آب بندی ، موادی مانند PTFE (Polytetrafluoroethylene) ، لاستیک و پلی اورتان به دلیل مقاومت در برابر سایش عالی ، مقاومت در برابر خوردگی و خاصیت ارتجاعی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. محیط های مختلف کار و رسانه های سیال نیازهای متفاوتی برای آب بندی مواد دارند. به عنوان مثال ، PTFE اغلب در مواقعی مورد استفاده قرار می گیرد که به دلیل مقاومت در برابر دمای بالا و مقاومت در برابر خوردگی ، درجه حرارت بالا یا رسانه های بسیار خورنده اداره می شود. در حالی که در شرایط پایین یا مایعات عمومی ، مواد لاستیکی به دلیل اقتصاد و کاربرد آنها مورد علاقه قرار می گیرند. بنابراین ، در فرآیند انتخاب مواد ، طراحان باید به طور جامع خصوصیات شیمیایی سیال ، دما و فشار محیط کار و عملکرد طولانی مدت حلقه آب بندی را در نظر بگیرند تا از دوام اثر آب بندی اطمینان حاصل کنند.
شکل و طراحی اندازه حلقه آب بندی نیز بسیار مهم است. طرح مشترک حلقه O می تواند به طور موثری یک تماس آب بندی بین بدنه دریچه و توپ ایجاد کند. برای اطمینان از اینکه می توان در هنگام بسته شدن شیر ، یک مهر و موم مؤثر را به طور کامل فشرده کرد ، قطر ، ضخامت و کشش حلقه O باید به طور دقیق محاسبه شود. علاوه بر این ، موقعیت نصب حلقه مهر و موم نیز باید به طور منطقی مرتب شود ، معمولاً در هر دو طرف توپ برای اطمینان از حالت آب بندی پایدار هنگام چرخش توپ. حالت عملکرد شیر نیز باید در طی فرآیند طراحی در نظر گرفته شود تا از خرابی مهر و موم ناشی از اصطکاک یا تغییر شکل جلوگیری شود.
مقاومت در برابر سایش یکی دیگر از توجههای مهم در طراحی حلقه مهر است. در حین استفاده از دریچه توپ دستی ، جریان مایعات باعث ایجاد اصطکاک بین حلقه مهر و موم و توپ می شود. اصطکاک طولانی مدت ممکن است باعث سایش حلقه مهر و موم شود و در نتیجه عملکرد آب بندی را تحت تأثیر قرار دهد. بنابراین ، انتخاب مواد با مقاومت در برابر سایش خوب و طراحی منطقی ضخامت و سختی حلقه مهر و موم می تواند عمر سرویس را به طور قابل توجهی گسترش دهد. علاوه بر این ، طراحان همچنین می توانند یک پوشش را به سطح حلقه مهر و موم اضافه کنند تا بیشتر مقاومت سایش و مقاومت در برابر خوردگی آن را بهبود بخشد.
تغییر در دما و فشار نیز تأثیر قابل توجهی در عملکرد حلقه مهر و موم دارد. عملکرد حلقه مهر و موم ممکن است در محیط های درجه حرارت بالا یا پایین متفاوت باشد و پارامترهایی مانند ضریب انبساط حرارتی ، نقطه نرم شدن و دمای شکننده مواد در طول طراحی کاملاً در نظر گرفته شود. در یک محیط پر فشار ، حلقه مهر و موم باید در برابر فشار بیشتر مقاومت کند ، بنابراین باید برای اطمینان از اینکه می تواند عملکرد آب بندی خوب را در شرایط فشار بالا حفظ کند ، طراحی شود. در عین حال ، طراحان باید تأثیر تغییر دما و فشار بر روی حلقه مهر و موم را در نظر بگیرند تا اطمینان حاصل شود که هنوز هم می تواند در شرایط شدید کار کند.
خواص سیال نیز عاملی است که در طراحی مهر و موم نمی توان نادیده گرفت. رسانه های مختلف سیال نیازهای متفاوتی برای آب بندی مواد دارند. برخی از مایعات ممکن است برای مواد حلقه آب بندی خورنده باشند و باعث پیری یا خرابی حلقه آب بندی شوند. هنگام طراحی مهر و موم ، طراح باید خواص شیمیایی ، دما ، فشار ، سرعت جریان و سایر پارامترهای مایع را به طور کامل درک کند تا بتواند مواد و طرح های طراحی مناسب را انتخاب کند. علاوه بر این ، ذرات جامد یا ناخالصی هایی که ممکن است در مایع وجود داشته باشد نیز ممکن است باعث سایش یا آسیب به مهر و موم شود ، بنابراین باید در طول طراحی ، پاکیزگی و وضعیت جریان سیال در نظر گرفته شود .