Kako prstenovi objektiva postižu visoki tlak sjedala za brtve s malim opterećenjima vijka?

Sposobnost prstena leće da postigne visoki tlak sjedala brtve s niskim opterećenjima vijaka prvenstveno je posljedica njegovih načela dizajna, svojstava materijala, zahtjeva za obradu i fizičkih učinaka tijekom rada. Presjek brtva dizajniran je tako da je sferičan ili sličan konveksnoj leći. Ovaj dizajn čini kontakt između brtve i prirubnice postaju linijski kontakt umjesto površinskog kontakta. Dizajn kontakta s linijom značajno smanjuje kontaktno područje, stvarajući tako viši lokalni kontaktni napon pod istom silom udvostručenja vijaka, odnosno postizanjem visokog tlaka sjedala za brtve. Kad se unutarnji tlak sustava poveća, na brtvu leće utječe unutarnji tlak i radijalno se širi. Ovo širenje dodatno će poboljšati kontaktni napon između brtve i površine prirubnice, formirajući takozvani "efekt samo-zakrivljenja". Ovaj učinak omogućava da brtva objektiva održava stabilne performanse brtvljenja u okruženjima visokog pritiska s niskim početnim opterećenjima vijaka.
Brtve leće obično su izrađene od materijala s dobrom elastičnošću, poput metala, gume ili kompozitnih materijala. Ovi materijali mogu se elastično deformirati ako su podvrgnuti vanjskim silama, ispunjavajući sitne praznine između prirubnih površina kako bi formirali učinkovito brtvljenje. Istodobno, elastični materijal također se može prilagoditi neravnomjernosti površine prirubnice i poboljšati pouzdanost pečata. Tvrdoća materijala za brtvu trebala bi biti umjerena. To ne bi trebalo imati samo dovoljnu čvrstoću da izdrži učinak sile udvostručenja vijaka i unutarnjeg tlaka sustava, već također izbjegavati pretjerani kontaktni napon s površinom prirubnice i oštećenja na površini za brtvljenje. Općenito, materijal za brtvu treba biti mekši od prirubnice kako bi se omogućila čvrsto uklapanje s manjim opterećenjima vijaka.
Da bi se osiguralo učinkovito brtvljenje između brtve leće i površine prirubnice, površina prirubnice mora imati visoku ravnu. Svaka lagana neujednačenost može uzrokovati da se brtva ne uklapa u čvrsto, utječući na efekt brtvljenja. Stoga je prilikom obrade prirubnica potrebno strogo kontrolirati pokazatelje geometrijske točnosti poput ravnog i paralelizma. Brtve leće obično trebaju biti ugrađene u utor za brtvljenje prirubnice. Točnost obrade utora za brtvljenje također izravno utječe na efekt brtve brtve. Širina, dubina i oblik brtvenog utora potrebno je precizno dizajnirati i obraditi prema veličini i obliku brtve.
Zbog kontaktnog dizajna brtve leće, kada sila udvostručenja vijaka djeluje na brtvu, koncentracija napona pojavit će se na kontaktnoj liniji. Ova koncentracija naprezanja pomaže u postizanju visokog tlaka sjedala pri manjim opterećenjima vijaka. Međutim, potrebno je paziti da se izbjegne pretjerani stres koji bi mogao dovesti do oštećenja brtve ili prirubnice. Kada se otpusti sila udvostručenja vijaka ili se smanjuje unutarnji tlak sustava, brtva leće može upotrijebiti svoju dobru elastičnu mogućnost oporavka za brzo povratak u svoj izvorni oblik i položaj, održavajući na taj način kontinuitet i stabilnost brtve.
Brtve objektiva postižu cilj visokog tlaka sjedala za brtve pri malim opterećenjima vijaka kroz kombinaciju jedinstvenih načela dizajna, svojstava materijala, zahtjeva za obradu i fizičkih učinaka tijekom rada. Ova karakteristika čini da brtve leće imaju široke izglede za primjenu i važnu praktičnu vrijednost u cjevovodnim sustavima visokog pritiska i tlačnim posudama.