Návrh těsnicích prstenů hraje zásadní roli v průmyslových aplikacích. Jeho výběr materiálu, tvar a velikost, odolnost proti opotřebení a vlastnosti tekutin přímo ovlivňují kvalitu výkonu těsnění.
Pokud jde o výběr materiálu pro těsnicí kroužky, materiály, jako je PTFE (polytetrafluorethylen), guma a polyuretan, se široce používají kvůli jejich vynikající odolnosti proti opotřebení, odolnost proti korozi a elasticitu. Různé pracovní prostředí a tekuté média mají různé požadavky na těsnicí materiály. Například PTFE se často používá v situacích, kdy se vychází s vysokou teplotou nebo vysoce korozivním médiem kvůli jeho vynikající odolnosti proti vysoké teplotě a odolnosti proti korozi; Zatímco za nízké teploty nebo obecných podmínek tekutin jsou gumové materiály upřednostňovány kvůli jejich ekonomice a použitelnosti. Proto v procesu výběru materiálu musí designéři komplexně zvážit chemické vlastnosti tekutiny, teplotu a tlak pracovního prostředí a dlouhodobý výkon těsnicího kroužku, aby se zajistila trvanlivost těsnicího efektu.
Konstrukce tvaru a velikosti těsnicího kroužku je také zásadní. Společný design O-kroužku může efektivně tvořit těsnicí kontakt mezi tělem ventilu a míčem. Aby bylo zajištěno, že může být plně komprimován tak, aby se vytvořil účinné těsnění při uzavření ventilu, musí být průměr, tloušťka a elasticita O-kroužku přesně vypočtena. Kromě toho musí být také přiměřeně uspořádána instalační poloha těsnicího kroužku, obvykle na obou stranách míče, aby se zajistilo stabilní stav těsnění, když se míč otáčí. Provozní režim ventilu by měl být také zvažován během procesu návrhu, aby se zabránilo selhání těsnění způsobené třením nebo deformací.
Odolnost proti opotřebení je dalším důležitým hlediskem při navrhování těsnicího kroužku. Během používání manuálního kulového ventilu způsobí tok tekutiny tření mezi těsnicím kroužkem a míčem. Dlouhodobé tření může způsobit opotřebení těsnicího kroužku, čímž ovlivňuje výkon těsnění. Proto výběr materiálů s dobrým opotřebením a přiměřeným navrhováním tloušťky a tvrdosti těsnicího kroužku může výrazně prodloužit životnost. Kromě toho mohou designéři také zvážit přidání povlaku na povrch těsnicího kroužku, aby se zlepšila odolnost proti opotřebení a odolnost proti korozi.
Změny teploty a tlaku mají také významný dopad na výkon těsnicího kroužku. Výkon těsnicího kroužku se může lišit v prostředí s vysokou nebo nízkou teplotou a parametry, jako je koeficient tepelné roztažení, změkčení a křehká teplota materiálu, je třeba během návrhu plně zvážit. Ve vysokotlakém prostředí musí těsnicí kroužek odolávat většímu tlaku, takže musí být navržen tak, aby zajistil, že dokáže udržovat dobrý výkon těsnění za podmínek vysokých tlaků. Zároveň by návrháři měli zvážit dopad změn teploty a tlaku na prsten těsnění, aby se zajistilo, že stále může fungovat normálně za extrémních podmínek.
Vlastnosti tekutiny jsou také faktorem, který nelze při navrhování těsnění ignorovat. Různé média tekutin mají různé požadavky na těsnicí materiály. Některé tekutiny mohou být korozivní vůči těsnicím prstence, což způsobuje stárnutí nebo selhání těsnicího kroužku. Při navrhování těsnění musí designér plně porozumět chemickým vlastnostem, teplotě, tlaku, průtoku a další parametry tekutiny, aby se vybral vhodný těsnicí materiál a schéma návrhu. Kromě toho mohou být pevné částice nebo nečistoty, které v tekutině mohou existovat v tekutině