Ako dosahujú krúžky šošoviek vysoký tlak sedadla tesnenia s nízkym zaťažením skrutky?

Schopnosť šošovky kruhu dosiahnuť vysoký tlak sedadla tesnenia s nízkym zaťažením skrutky je primárne spôsobená jeho konštrukčnými zásadami, vlastnosťami materiálu, požiadavkami na spracovanie a fyzikálnymi účinkami počas prevádzky. Prierez tesnenie objektívu je navrhnutý tak, aby bol sférický alebo podobný konvexnému objektívu. Tento dizajn spôsobuje, že kontakt medzi tesnením a prírubou sa stane kontaktom v línii namiesto povrchového kontaktu. Konštrukcia kontaktu v linke významne znižuje kontaktnú plochu, čím vytvára vyššie miestne kontaktné napätie pod rovnakou silou skrutky, to znamená, že dosiahne vysoký tlak sedadla tesnenia. Keď sa vnútorný tlak systému zvýši, tesnenie šošovky bude ovplyvnené vnútorným tlakom a radiálne sa rozšíria. Táto expanzia ďalej zvýši kontaktné napätie medzi tesnením a povrchom príruby, čím sa vytvorí tzv. „Self-tiazúci účinok“. Tento efekt umožňuje tesneniu šošoviek udržiavať stabilný tesniaci výkon vo vysokotlakových prostrediach s nízkym počiatočným zaťažením skrutky.
Tesnenia šošoviek sú zvyčajne vyrobené z materiálov s dobrou elasticitou, ako sú kovové, gumové alebo kompozitné materiály. Tieto materiály sa môžu elasticky deformovať, keď sú vystavené vonkajším silám, čím vyplnia malé medzery medzi povrchmi prírub, aby sa vytvorili účinné tesnenie. Zároveň sa elastický materiál môže tiež prispôsobiť nerovnosti povrchu príruby a zlepšiť spoľahlivosť tesnenia. Tvrdosť materiálu tesnenia by mala byť mierna. Nemalo by mať iba dostatočnú silu na to, aby odolalo účinku predbežnej sily skrutky a vnútorného tlaku systému, ale tiež sa vyhlo nadmernému kontaktnému napätiu s povrchom príruby a poškodeniu tesniaceho povrchu. Všeobecne by mal byť tesniaci materiál mäkší ako prírubový materiál, aby sa umožnil pevné prispôsobenie s menším zaťažením skrutky.
Aby sa zabezpečilo účinné utesnenie medzi tesnením šošovky a povrchom príruby, musí mať povrch príruby vysokú rovinnosť. Akékoľvek mierne nerovnomerstvo môže spôsobiť, že tesnenie sa nehodí, čo ovplyvní tesniaci účinok. Preto pri spracovaní prírub je potrebné striktne kontrolovať geometrické ukazovatele presnosti, ako je rovinnosť a paralelizmus. Tesnenia šošoviek zvyčajne musia byť nainštalované do tesniacej drážky príruby. Presnosť obrábania tesniacich drážok tiež priamo ovplyvňuje tesniaci účinok tesnenia. Šírka, hĺbka a tvar tesniaceho drážky je potrebné presne navrhnúť a spracovať podľa veľkosti a tvaru tesnenia.
V dôsledku konštrukcie kontaktu LINE z tesnenia šošoviek, keď na tesnenie pôsobia predstieranie skrutky, dôjde k koncentrácii napätia na kontaktnej linke. Táto koncentrácia napätia pomáha dosiahnuť vysoký tlak sedadla pri menšom zaťažení skrutky. Je však potrebné venovať sa starostlivosti, aby sa predišlo nadmernému stresu, ktoré by mohlo viesť k poškodeniu tesnenia alebo príruby. Keď sa uvoľní sila skrutky alebo sa zníži vnútorný tlak systému, tesnenie šošoviek môže využiť svoju dobrú elastickú schopnosť regenerácie na rýchle návraty do pôvodného tvaru a polohy, čím sa zachová kontinuitu a stabilitu tesnenia.
Tesnenia šošoviek dosahujú cieľ vysokého tlaku tesnenia sedadla pri nízkom zaťažení skrutky kombináciou jedinečných princípov konštrukcie, vlastností materiálu, požiadaviek na spracovanie a fyzikálnych účinkov počas prevádzky. Táto charakteristika spôsobuje, že tesnenia šošoviek majú rozsiahle vyhliadky na aplikáciu a dôležitú praktickú hodnotu vo vysokotlakových potrubných systémoch a tlakových nádobách.