एक के अंदर वसंत यांत्रिक मुहर यह एक महत्वपूर्ण घटक है जो पंप और मिक्सर जैसे घूमते उपकरणों में रिसाव को रोकने के लिए सील के किनारों को एक साथ दबाए रखता है। यह स्प्रिंग निरंतर बल प्रदान करता है जो उपकरण के निष्क्रिय होने या कम दबाव पर चलने पर भी किनारों के बीच संपर्क बनाए रखता है। इस स्प्रिंग बल के बिना, सील के किनारे अलग हो जाएँगे और तरल पदार्थ बाहर निकल जाएगा, जिससे उपकरण खराब हो जाएगा और सुरक्षा संबंधी खतरे पैदा होंगे।
स्प्रिंग तरल दबाव के साथ मिलकर सीलिंग के लिए एक आदर्श संतुलन बनाते हैं। ये रिसाव को रोकने के लिए पर्याप्त दबाव डालते हैं, लेकिन इतना भी नहीं कि अत्यधिक घिसाव हो जाए। स्प्रिंग सील के किनारों पर होने वाले सामान्य घिसाव और संचालन के दौरान होने वाली छोटी-मोटी शाफ्ट गतिविधियों की भी भरपाई करते हैं।
यांत्रिक मुहरों में स्प्रिंग्स की भूमिका
मैकेनिकल सील में स्प्रिंग्स तीन आवश्यक कार्य करते हैं।
- ये घूमते और स्थिर सील के किनारों के बीच निरंतर संपर्क बनाए रखते हैं। यह बंद करने वाला बल पंप के चलने या बंद होने पर भी सक्रिय रहता है, जिससे तरल पदार्थ का दबाव न्यूनतम होने पर स्टार्ट-अप और शटडाउन के दौरान रिसाव को रोका जा सकता है।
- स्प्रिंग संचालन के दौरान स्वाभाविक रूप से होने वाले घिसाव और गति की भरपाई करते हैं। जैसे-जैसे सील के मुख हज़ारों घंटों के उपयोग से घिसते हैं, स्प्रिंग संपर्क बनाए रखने के लिए फैलती जाती है। स्प्रिंग बेयरिंग सहनशीलता या तापमान परिवर्तन के कारण होने वाले छोटे शाफ्ट विक्षेपण को भी अवशोषित कर लेती है।
- स्प्रिंग, सील के किनारों को अलग करने की कोशिश कर रहे द्रव बलों को संतुलित करते हैं। संचालन के दौरान, पंप किया गया द्रव दबाव बनाता है जो किनारों को अलग करने का प्रयास करता है। स्प्रिंग इस दबाव के विरुद्ध दबाव डालती है, जिससे तरल की एक सूक्ष्म परत स्नेहन के लिए पर्याप्त बल प्रदान करती है और साथ ही भारी रिसाव को भी रोकती है।
मैकेनिकल सील में प्रयुक्त स्प्रिंग के प्रकार
यांत्रिक सील में चार मुख्य स्प्रिंग प्रकारों का उपयोग किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक के अलग-अलग अनुप्रयोगों के लिए अलग-अलग लाभ होते हैं।
एकल कुंडल स्प्रिंग (एकल स्प्रिंग सील)
सिंगल कॉइल स्प्रिंग में सीलिंग बल प्रदान करने के लिए एक बड़ा स्प्रिंग इस्तेमाल होता है। मज़बूत डिज़ाइन में मोटा तार होता है जो जंग को रोकता है और गंदे तरल पदार्थों को अच्छी तरह से संभालता है। कई छोटे स्प्रिंग की तुलना में ठोस पदार्थों और कीचड़ के जमा होने की जगह कम होती है।
हालाँकि, एकल स्प्रिंग सील के किनारों पर बल को समान रूप से वितरित नहीं करते। सारा बल एक ही बिंदु से आता है, जिससे हल्का झुकाव या असमान घिसाव हो सकता है। इन स्प्रिंगों को अधिक अक्षीय स्थान की भी आवश्यकता होती है, जिससे पूरी सील असेंबली लंबी हो जाती है।
उच्च शाफ्ट गति पर, एकल स्प्रिंग अपकेंद्री बलों के कारण खुल सकती हैं। निर्माता घूर्णन के दौरान खुलने से बचने के लिए स्प्रिंग की दिशा को डिज़ाइन करके इसका प्रतिरोध करते हैं। इन सीमाओं के बावजूद, एकल स्प्रिंग गंदे या चिपचिपे उपकरणों के लिए लोकप्रिय बनी हुई हैं जहाँ रुकावट एक चिंता का विषय है।
एकाधिक कुंडल स्प्रिंग्स (मल्टी-स्प्रिंग सील)
मल्टी-स्प्रिंग सील, सील की परिधि के चारों ओर कई छोटे स्प्रिंगों को समान रूप से वितरित करती हैं। यह व्यवस्था एक समान फेस लोडिंग प्रदान करती है, जिससे सील के फेस समानांतर और समान रूप से एक-दूसरे पर दबे रहते हैं। बेहतर दबाव वितरण सीलिंग के प्रदर्शन को बेहतर बनाता है और अधिक सुसंगत घिसाव पैटर्न बनाता है।
एकल स्प्रिंग की तुलना में कई स्प्रिंग ज़्यादा सघन डिज़ाइन प्रदान करते हैं। छोटे स्प्रिंग कम अक्षीय स्थान में फिट होते हैं और फिर भी पर्याप्त बल प्रदान करते हैं। निर्माता केवल स्प्रिंग की संख्या बदलकर एक ही स्प्रिंग डिज़ाइन को विभिन्न सील आकारों में उपयोग कर सकते हैं।
इसका मुख्य नुकसान यह है कि इसमें रुकावट और जंग लगने का ख़तरा होता है। छोटे व्यास वाले स्प्रिंग तार का सतह क्षेत्र ज़्यादा होता है जो हमले के लिए खुला रहता है। घर्षणकारी कण, स्केल या चिपचिपा तरल पदार्थ एक मज़बूत स्प्रिंग की तुलना में कॉइल के बीच ज़्यादा आसानी से जमा हो सकते हैं।
लहर वसंत
वेव स्प्रिंग एक सपाट धातु के रिबन को एक वृत्त के चारों ओर चोटियों और घाटियों में संपीड़ित करते हैं। यह डिज़ाइन न्यूनतम अक्षीय स्थान में आवश्यक स्प्रिंग बल प्राप्त करता है। वेव स्प्रिंग अक्सर समान बल उत्पादन वाले पारंपरिक कुंडल स्प्रिंग्स की आधी ऊँचाई के होते हैं।
कॉम्पैक्ट डिज़ाइन के साथ कुछ समझौते भी जुड़े हैं। वेव स्प्रिंग में बल-विक्षेपण वक्र बहुत तीव्र होता है। सतह पर थोड़ा सा घिसाव या तापीय प्रसार स्प्रिंग के बल में बड़े बदलाव का कारण बनता है। इसका मतलब है कि कुंडलित स्प्रिंग की तुलना में सतह के घिसाव के साथ बंद होने वाला बल ज़्यादा तेज़ी से कम होता है।
वेव स्प्रिंग सीमित जगह वाले अनुप्रयोगों में उत्कृष्ट होते हैं। जब उपकरण में उथली जगह हो सील कक्ष जो पारंपरिक स्प्रिंग्स को समायोजित नहीं कर सकते, वेव स्प्रिंग्स समाधान प्रदान करते हैं।
धौंकनी (धातु धौंकनी सील)
धातु धौंकनी स्प्रिंग और सेकेंडरी सील, दोनों के रूप में दोहरे उद्देश्य से काम करते हैं। अकॉर्डियन जैसी संरचना स्प्रिंग बल प्रदान करने के लिए संपीड़ित और विस्तारित होती है, जबकि शाफ्ट पर गतिशील ओ-रिंग की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। यह पारंपरिक सील में एक सामान्य विफलता बिंदु को दूर करता है।
बेलोज़ पूरे सील फेस परिधि पर बल को समान रूप से वितरित करते हैं। यह डिज़ाइन कई अलग-अलग स्प्रिंगों की आवश्यकता के बिना, दबाव को स्वाभाविक रूप से स्वयं संतुलित करता है। यह एकसमान लोडिंग फेस संपर्क को बेहतर बनाता है और घिसाव को कम करता है।
ये सील अत्यधिक तापमान वाले अनुप्रयोगों में उत्कृष्ट हैं। धातु के बेलो क्रायोजेनिक और उच्च तापमान दोनों तरह की सेवाओं को संभालते हैं जहाँ रबर के पुर्जे विफल हो सकते हैं। ये ओ-रिंग के खिसकने से जुड़ी शाफ्ट फ्रेटिंग और सील के लटकने की समस्याओं को भी रोकते हैं।
मुख्य चुनौतियाँ स्प्रिंग दर नियंत्रण और लागत से जुड़ी हैं। धौंकनी की मोटाई और संवलन की संख्या को स्प्रिंग की कठोरता के विरुद्ध दबाव क्षमता का संतुलन बनाए रखना होगा। बहुत कठोर होने पर धौंकनी ठीक से मुड़ नहीं पाएगी। बहुत नरम होने पर वे पर्याप्त मुख संपर्क बनाए नहीं रख पाएँगी।
