स्टार सील रिंग (एक्स-रिंग): हाइड्रोलिक और न्यूमेटिक प्रणालियों के लिए एक उच्च-प्रदर्शन सीलिंग विकल्प

स्टार सील रिंग (एक्स-रिंग या क्वाड-रिंग) एक उच्च-प्रदर्शन सीलिंग तत्व है जिसका उपयोग आधुनिक हाइड्रोलिक और न्यूमेटिक प्रणालियों में रेसिप्रोकेटिंग गति के लिए व्यापक रूप से किया जाता है। इसका अनूठा डिज़ाइन कई अनुप्रयोगों में उत्कृष्ट सीलिंग प्रदर्शन प्रदान करता है।

​1. कोर संरचना विश्लेषण​
स्टार सील रिंग का नाम इसकी अनुप्रस्थ काट विशेषताओं के कारण पड़ा है। जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है, इसका अनुप्रस्थ काट चार सममित रूप से वितरित सीलिंग लिप्स बनाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक विशिष्ट "स्टार" या "X" आकार बनता है। ओ-रिंग के साधारण वृत्ताकार अनुप्रस्थ काट के विपरीत, इसकी संरचनात्मक विशेषताएँ इस प्रकार हैं:

• ​चार-होंठ डिज़ाइन:​एक खांचे में स्थापना के बाद चार सीलिंग होंठ (ऊपर, नीचे, बाएं, दाएं) बनाता है।
• ​आंतरिक गुहा:​​ अनुप्रस्थ काट के केंद्र में एक अपेक्षाकृत संलग्न गुहा संरचना मौजूद है।
• ​ग्रूव संगतता:​इसका डिज़ाइन मानक ओ-रिंग खांचे के साथ संगत है, जो अक्सर ओ-रिंग के प्रत्यक्ष प्रतिस्थापन की अनुमति देता है।

​2. तारा संरचना के मुख्य लाभ​
यह परिष्कृत चार-होंठ संरचना महत्वपूर्ण प्रदर्शन सुधार प्रदान करती है:

1. ​असाधारण सीलिंग विश्वसनीयता:​​
   • ​अनावश्यक सीलिंग:​​ कई सीलिंग अवरोधों का निर्माण करता है; भले ही एक होंठ क्षतिग्रस्त हो या मामूली रिसाव पथ बन जाए, अन्य होंठ सीलिंग प्रभावशीलता को बनाए रखते हैं।
   • ​उत्कृष्ट निम्न-दबाव सीलिंग:​अद्वितीय क्रॉस-सेक्शन अधिक समान संपर्क तनाव वितरण और सीलिंग के लिए आवश्यक प्रारंभिक संपर्क दबाव की आसान प्राप्ति सुनिश्चित करता है, जो कम दबाव और यहां तक कि वैक्यूम वातावरण में भी उत्कृष्ट है।
2. ​उत्कृष्ट निम्न घर्षण और मरोड़ प्रतिरोध:​​
   • ​समान तनाव वितरण:​चारों होंठ रेडियल भार साझा करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एकल-होंठ सील या ओ-रिंग की तुलना में इकाई क्षेत्र संपर्क तनाव कम होता है। आंतरिक गुहा संपीड़न को अवशोषित कर लेती है, जिससे अत्यधिक दबाव को रोका जा सकता है।
   • ​उच्च ट्विस्ट प्रतिरोध:​सममित संरचना गतिशील स्थितियों (जैसे, हाइड्रोलिक सिलेंडरों में असमान भार या रेडियल विक्षेपण) के दौरान घुमाव के लिए मजबूत प्रतिरोध प्रदान करती है, जिससे विफलता का जोखिम कम हो जाता है।
   • ​कम स्टिक-स्लिप प्रभाव:​​ चिकनी घर्षण विशेषताएँ कम गति की गतिविधि के दौरान "चिपकने-फिसलने" को कम करने में मदद करती हैं, जिससे चिकनी गति सुनिश्चित होती है।
3. ​अच्छा स्नेहन प्रतिधारण:​​
   • आंतरिक गुहा में थोड़ी मात्रा में स्नेहक माध्यम संग्रहित रहता है, जो होठों को निरंतर स्नेहन प्रदान करता है, जो गतिशील सीलों के जीवनकाल के लिए महत्वपूर्ण है।
4. ​उत्कृष्ट पहनने का प्रतिरोध:​​
   • भार कई होंठों के बीच बँट जाता है, जिससे प्रत्येक होंठ पर दबाव कम हो जाता है। स्वाभाविक रूप से कम घर्षण गुणांक के साथ, कुल मिलाकर घिसाव दर कम होती है।
5. ​अच्छा एक्सट्रूज़न प्रतिरोध:​​
   • कॉम्पैक्ट, मजबूत संरचना पारंपरिक ओ-रिंग की तुलना में अंतराल में एक्सट्रूज़न (एक्सट्रूज़न विफलता) का बेहतर प्रतिरोध करती है, यहां तक कि उच्च दबाव या बड़े क्लीयरेंस फिट के साथ भी।

​3. अन्य सील संरचनाओं के साथ तुलना​
स्टार सील रिंग और आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले ओ-रिंग्स (स्थिर/गतिशील) और लिप सील्स (गतिशील सीलिंग के लिए प्राथमिक) के बीच प्रमुख प्रदर्शन तुलना:

​तालिका 1: स्टार सील रिंग (रेसिप्रोकेटिंग सील) बनाम ओ-रिंग और लिप सील (जैसे, यू-कप)​​

​मुख्य नुकसान:​​

• ​ओ-रिंग की तुलना में अधिक लागत:​जटिल संरचना से विनिर्माण लागत बढ़ जाती है।
• ​स्थापना देखभाल आवश्यक:​​ यद्यपि लिप सील की तरह दिशा-संवेदनशील नहीं हैं, लेकिन तेज किनारों (गाइड की आवश्यकता होती है) पर स्थापना के दौरान लिप क्षति को रोकने के लिए सावधानी बरतने की आवश्यकता होती है।
• ​VHP को बैकअप की आवश्यकता है:​ओ-रिंग की तरह, बहुत उच्च दबाव (जैसे, >70 एमपीए) पर इष्टतम एक्सट्रूज़न प्रतिरोध के लिए बैकअप रिंग की आवश्यकता होती है।

​4. सामान्य सामग्री और विशिष्ट अनुप्रयोग​
सामग्री का चयन महत्वपूर्ण है। मुख्यतः हाइड्रोलिक/न्यूमेटिक मीडिया में प्रयुक्त होने वाली सामान्य सामग्रियों में शामिल हैं:

1. ​नाइट्राइल रबर (एनबीआर):​​
   • ​गुण:​खनिज तेल, ईंधन के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध; अच्छा पहनने के प्रतिरोध और शक्ति; लागत प्रभावी;अधिकतम तापमान: ~100–120°C (ग्रेड-निर्भर)​; ​न्यूनतम तापमान: ~-30 से -40°C (ग्रेड-निर्भर)​; मध्यम ओजोन/मौसम प्रतिरोध।
   • ​अनुप्रयोग:​​ ​अत्यन्त साधारण​ सामग्री। औद्योगिक हाइड्रोलिक्स (निर्माण, इंजेक्शन मोल्डिंग, मशीन टूल्स), ऑटोमोटिव ब्रेक सिस्टम, खनिज तेल, एचएफए/एचएफबी तरल पदार्थ, जल-ग्लाइकॉल, ईंधन के साथ वायवीय उपकरण में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है - जहां तापमान महत्वपूर्ण नहीं है। एक्स-रिंग उपयोग का >70%।
2. ​हाइड्रोजनीकृत नाइट्राइल रबर (HNBR):​​
   • ​गुण:​एनबीआर में सुधार: उच्च ताप प्रतिरोध (+140-150 डिग्री सेल्सियस), ओजोन/रासायनिक प्रतिरोध; बेहतर ताकत और घिसाव; एनबीआर तेल प्रतिरोध बरकरार रखता है; एनबीआर की तुलना में अधिक लागत।
   • ​अनुप्रयोग:​उच्च तापमान, अधिक मांग वाले तेलों (एडिटिव-समृद्ध स्नेहक), या लंबी उम्र की ज़रूरतों के लिए। उदाहरण के लिए, ऑटोमोटिव इंजन सील, उच्च-प्रदर्शन हाइड्रोलिक्स, गर्म तेल प्रणालियाँ।
3. ​फ्लोरोइलास्टोमर (एफकेएम, विटोन®):​​
   • ​गुण: उत्कृष्ट ताप प्रतिरोध (+200–230°C)​, ​बेहतर रासायनिक प्रतिरोध​ (तेल, ईंधन, खनिज अम्ल, विलायक); उत्कृष्ट ओजोन/मौसम; ​खराब निम्न तापमान (-20 से -30°C)​; ​उच्च लागत; गर्म पानी/भाप में विघटित हो जाता है।
   • ​अनुप्रयोग:​उच्च तापमान वाले वातावरण (इंजन, टर्बाइन), आक्रामक ईंधन, सिंथेटिक एस्टर स्नेहक (जैसे, विमान द्रव), अम्ल/क्षार (गैर-दहनशील), विशेष रसायन। फॉस्फेट एस्टर जैसे उच्च तापमान वाले द्रवों के लिए मानक।
4. ​पॉलीयूरेथेन रबर (AU/EU):​​
   • ​गुण: बहुत उच्च यांत्रिक शक्ति, ​असाधारण पहनने के प्रतिरोध; अच्छा निष्कासन प्रतिरोध; अच्छा तेल (खनिज/ईंधन) प्रतिरोध; ​खराब हाइड्रोलिसिस प्रतिरोध, विशेष रूप से गर्म/आर्द्र परिस्थितियों में;अधिकतम तापमान: ~80–110°C (प्रकार-निर्भर)​.
   • ​अनुप्रयोग:​​ मुख्य रूप से ​उच्च दबाव, बड़े अंतराल, खनिज तेल/ईंधन मीडिया के साथ कम आवृत्ति/प्रभाव भार।​उदाहरण के लिए, बड़े सिलेंडर पिस्टन सील, उच्च-दाब जल प्रणालियाँ (अल्पकालिक)। हाइड्रोलिसिस के कारण जल-ग्लाइकॉल में सावधानी से उपयोग करें।
5. ​एथिलीन प्रोपाइलीन डायन मोनोमर (ईपीडीएम):​​
   • ​गुण: उत्कृष्ट प्रतिरोध​ गर्म पानी, भाप, जल-ग्लाइकोल, फॉस्फेट एस्टर तरल पदार्थ, एचएफसी तरल पदार्थ, पतला एसिड/क्षार; उत्कृष्ट ओजोन/अपक्षय; अच्छा ध्रुवीय विलायक प्रतिरोध; ​खनिज तेलों/ईंधनों के प्रति कम प्रतिरोध; ​अधिकतम तापमान: ~150°C.
   • ​अनुप्रयोग:​सीलिंग जल, जल-ग्लाइकॉल, एचएफसी हाइड्रोलिक द्रव, फॉस्फेट एस्टर, भाप, रेफ्रिजरेंट, ब्रेक द्रव (डीओटी) - ध्रुवीय द्रव। उदाहरण के लिए, खाद्य प्रसंस्करण, समुद्री हाइड्रोलिक्स, विशिष्ट औद्योगिक उपकरण।
6. ​पीटीएफई मिश्रण:​​
   • ​गुण:​​ PTFE का लाभ उठाता है ​उत्कृष्ट रासायनिक निष्क्रियता, अत्यंत कम घर्षण, उत्कृष्ट ताप प्रतिरोध (>260°C)​. फिलर्स (कांस्य, ग्लास फाइबर, ग्रेफाइट, कार्बन) ताकत/चालकता बढ़ाते हैं;खराब लोच, कठिन स्थापना, ठंडे प्रवाह/रेंगने की संभावना.
   • ​अनुप्रयोग: चरम स्थितियां:​अति-उच्च/निम्न तापमान/दबाव, आक्रामक रसायन, उच्च-शुद्धता माध्यम (अर्धचालक, रसायन), अति-निम्न घर्षण (उच्च-गति न्यूमेटिक्स)। अक्सर ओ-रिंग्स के लिए बैकअप रिंग के रूप में उपयोग किया जाता है; शुद्ध PTFE एक्स-रिंग्स दुर्लभ/महंगी होती हैं।

​निष्कर्ष​
स्टार सील रिंग की अनूठी सममित चार-लिप संरचना, रेसिप्रोकेटिंग सील्स में घर्षण, सीलिंग विश्वसनीयता और मरोड़ प्रतिरोध का उत्कृष्ट संतुलन प्रदान करती है। यह ओ-रिंग की सघनता और खांचे की अनुकूलता को बनाए रखते हुए घर्षण, मरोड़ प्रतिरोध और निम्न-दाब सीलिंग में उससे कहीं बेहतर प्रदर्शन करती है। अधिक जटिल असममित लिप सील्स (जैसे, यू/वाई-रिंग) की तुलना में, यह सममित भार के तहत मरोड़ प्रतिरोध और स्थापना की सरलता में उत्कृष्ट है। विविध सामग्री विकल्प मानक औद्योगिक से लेकर चरम स्थितियों तक के अनुप्रयोगों को कवर करते हैं। विश्वसनीय दीर्घकालिक सीलिंग सुनिश्चित करने के लिए चयन में माध्यम अनुकूलता, तापमान सीमा, दाब, गति और लागत पर विचार करना आवश्यक है।