SELLADO ESTÁTICO

SELLADO ESTÁTICO.

El sello estático tiene el propósito de evitar la fuga de un fluido que se puede producir entre dos o más partes estacionarias de un recipiente que contiene el fluido. Los ejemplos mas típicos de sellados estáticos son las láminas de empaque o empaquetadura plana, que pueden ser adaptadas de acuerdo a la forma de la superficie que se desee sellar, estas pueden ser de diferentes materiales, los más comunes son las fibras minerales como asbesto, vidrio, cerámica y metal, a demás las láminas de empaque pueden ser de fibras sintéticas como el teflón y el carbón. Otra forma de elementos de sellado estáticos son los anillos de elastómeros cuya sección depende del diseño que tenga la cavidad donde se alojan, lo mas común son los anillos de sección circular conocidos como anillos O, también existen anillos en V o cheurones, anillos en forma de cuña, etc.

SELLADO DINÁMICO.

El dispositivo de sellado dinámico tiene el propósito de evitar la fuga de un fluido que se puede producir entre las partes que tienen movimiento relativo uno respecto al otro de un recipiente que contiene el fluido. Los dispositivos de sellado dinámico se puede aplicar cuando existe movimiento rotativo como el caso de una bomba centrífuga, compresores centrífugos, de flujo axial, en los agitadores, etc., y en la mayoría de los casos el elemento que proporciona el sellado dinámico se localiza en el punto donde el eje en movimiento atraviesa la pared de la carcasa o recipiente a presión donde se encuentra contenido el fluido.

El sellado dinámico, si hay movimiento rotativo entre las piezas se puede conseguir mediante dos dispositivos: Sellos interfaciales y sellos intersticiales.

Sellos intersticiales

Los sellos intersticiales son conocidos también como sellos de laberinto, estos sellos no son herméticos para fluidos, su función es reducir la fuga del líquido contenido en un recipiente a baja presión mediante una trayectoria en forma de laberinto que induce un flujo laminar al líquido cuando fluye a través de la configuración que tiene este sello.

Sellos interfaciales

Los sellos interfaciales evitan la fuga de un fluido mediante dos superficies en contacto con un movimiento relativo entre si, estas superficies se las llama superficies de sellado y pueden ser perpendiculares o paralelas al eje.

Si las superficies de sellado son paralelas al eje y el contacto es en la dirección radial, el elemento de sellado se llama empaquetadura.

Si las superficies de sellado son perpendiculares al eje y el contacto es en la dirección axial, el elemento se llama sello mecánico.

Definición de empaquetadura

La empaquetadura es un material fibroso entretejido al cual se le agrega un lubricante. Las fibras más comunes son las fibras minerales como asbesto, vidrio, cerámica y metal. Las empaquetaduras también pueden ser de fibras sintéticas como el teflón y el carbón. Tanto las fibras minerales como las fibras sintéticas tienen un lubricante incrustado, los mas utilizados son el grafito, el disulfuro de molibdeno, el disulfuro de tungsteno y otros como la grasa mineral, y los aceites de petróleo.

En el caso de las bombas centrífugas el sellado se produce mediante anillos de empaquetadura dispuestos uno a continuación de otro separados por un anillo linterna o jaula de sello por el cual se inyecta líquido lubricante, mientras una brida externa sostiene la empaquetadura y le da un cierto empuje.

Definición de sello mecánico.

El sello mecánico es un dispositivo de sellado que evita la fuga de un fluido contenido dentro de un recipiente o cámara presurizada, mediante el contacto axial de dos superficies perpendiculares al eje que tienen un movimiento relativo una respecto a la otra. El sello mecánico mediante el contacto en la dirección axial de las dos superficies llamadas caras de sellado evitan la fuga del líquido por el espacio libre entre el eje en rotación y la abertura en la pared de la carcasa o cámara de sellado.

Los componentes de un sello mecánico varían dependiendo del modelo, sin embargo todos mantienen los componentes básicos que son:

1. Anillo de desgaste fijo (asiento, pista, anillo compañero).

2. Anillo de desgaste móvil (anillo primario, washer, insert.)

3. Sistema de compensación de desgaste.( resortes, fuelle metálico)

4. Elemento sellante secundario (o´ring, cuña, fuelle elastomérico, fuelle metálico, etc.)

5. Sistema de arrastre o componentes auxiliares para transmitir el movimiento. (retenedor, disco, banda de arrastre, etc).

DEFINICIONES DE LOS COMPONENTES BÁSICOS DE UN SELLO

MECÁNICO:

Asiento

El asiento es un disco o anillo montado alrededor del eje o camisa que está alojado en el interior de la brida del sello mecánico, el asiento proporciona el sellado primario cuando está en contacto axial con la cara de un anillo primario. El asiento por lo general es la parte estacionaria pero en ciertas aplicaciones es la parte rotativa.

Anillo primario

El anillo primario es un anillo desgastable que está en contacto con el asiento, generalmente el desgaste es compensado por los elementos de empuje (resortes). Al anillo primario por lo general se lo conoce como rotativo y es la parte del sello mecánico que esta afín al eje.

Sellos secundarios

Los sellos secundarios son elastómeros en forma de anillo de sección circular con propiedades que le permiten soportar ataques químicos o altas temperaturas, estos sellos estáticos se encuentran entre las partes estacionarias del sello mecánico. Los sellantes secundarios también pueden ser anillos de sección cuadrada como el caso del grafito flexible (grafoil) especial para altas temperaturas.

Resortes

Los resortes forman el sistema de compensación de desgaste del anillo primario, pueden ser uno o varios elementos de empuje para mantener los elementos de sellado primario asiento y anillo primario en contacto permanente uno contra el otro durante la parada y puesta en marcha de la bomba centrífuga. En el caso de los sellos de altas temperaturas el empuje lo da un fuelle metálico que a demás proporciona un sellado secundario.

Sistema de arrastre

El sistema de arrastre está formado por los componentes auxiliares que están mecánicamente conectados a la camisa o el eje de la bomba para transmitir el movimiento rotacional o evitar el movimiento axial relativo entre el sello mecánico y la camisa o eje.

Balanceo del sello mecánico

En el estudio de los tipos de sellos mecánicos se indicó que todos los sellos mecánicos deben de ser balanceados, razón por la cual a continuación se explica que es la relación de balanceo del sello mecánico y su importancia.

En todo sello mecánico al moverse las caras de sellado primario, una respecto a la otra, se forma entre ellas una película de fluido bombeado que ejerce una presión en las mismas, esta presión ejercida entre las caras de sellado primario por la película de fluido se denomina cuña de presión. La formación de la cuña de presión permite la retención del líquido al sellar la interfase entre las caras y la preservación de las caras de contacto por la lubricación interfacial que proporciona el líquido bombeado.

La cuña de presión se forma debido a que la presión hidráulica del líquido bombeado en la cámara de sellado, genera dos tipos fuerzas que actúan axialmente en el sello, una cierra la cara de contacto del anillo primario contra el asiento y la otra se introduce entre las caras separándolas. La fuerza que separa las caras se denomina fuerza de apertura y el líquido que se introduce entre las caras debido a la fuerza de apertura forma la película de lubricación. La distribución de la presión entre las caras debido a la fuerza de apertura, tiene forma cuña debido a que la presión hidráulica es mayor que la presión atmosférica y por eso también se le denomina cuña de presión.

Cuando el sello mecánico es instalado dentro de la cámara de sellado, aquel experimenta fuerzas debido a la presión hidráulica en el interior de la cámara de sellado, el efecto que estas fuerzas producen en las caras del sello, determinan la relación de balanceo del sello mecánico.

Dentro de la cámara de sellado las caras del sello son empujadas por fuerzas axiales, lo que da por resultado que se genere una presión entre ellas, estas fuerzas se deben a la presión hidráulica (P) dentro de la cámara de sellado que actúa en todas las direcciones, pero horizontalmente lo hace sobre un área de cierre (Ac) como se observa en la figura 2.13, la fuerza que actúa sobre esta área es la fuerza de cierre (Fc), a esta fuerza Fc se le opone otra fuerza llamada fuerza de apertura

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