¿Qué es un?sello del eje de la bomba?
Los sellos de eje impiden la fuga de líquido de un eje giratorio o alternativo. Esto es importante para todas las bombas y, en el caso de las bombas centrífugas, existen varias opciones de sellado: empaquetaduras, sellos labiales y todo tipo de sellos mecánicos (simples, dobles y en tándem), incluyendo sellos de cartucho. Las bombas rotativas de desplazamiento positivo, como las de engranajes y las de paletas, están disponibles con empaquetaduras, sellos labiales y sellos mecánicos. Las bombas alternativas presentan problemas de sellado diferentes y generalmente utilizan sellos labiales o empaquetaduras. Algunos diseños, como las bombas de accionamiento magnético, las de diafragma o las peristálticas, no requieren sellos de eje. Estas bombas, denominadas "sin sellos", incorporan sellos fijos para evitar fugas de líquido.
¿Cuáles son los principales tipos de sellos para ejes de bombas?
Embalaje
El empaquetamiento (también conocido como empaquetadura del eje o empaquetadura de prensaestopas) consiste en un material blando, a menudo trenzado o con forma de anillos. Este se presiona dentro de una cámara alrededor del eje de transmisión, llamada prensaestopas, para crear un sello (Figura 1). Normalmente, la compresión se aplica axialmente al empaquetamiento, pero también puede aplicarse radialmente mediante un fluido hidráulico.
Tradicionalmente, el empaquetado se fabricaba con cuero, cuerda o lino, pero actualmente suele consistir en materiales inertes como PTFE expandido, grafito comprimido y elastómeros granulados. El empaquetado es económico y se utiliza comúnmente para líquidos viscosos y difíciles de sellar, como resinas, alquitrán o adhesivos. Sin embargo, no es un método de sellado eficaz para líquidos poco viscosos, especialmente a altas presiones. El empaquetado rara vez falla de forma catastrófica y puede reemplazarse rápidamente durante las paradas programadas.
Las juntas de empaquetadura requieren lubricación para evitar la acumulación de calor por fricción. Esta lubricación suele provenir del propio líquido bombeado, que tiende a filtrarse ligeramente a través del material de empaquetadura. Esto puede resultar engorroso y, en el caso de líquidos corrosivos, inflamables o tóxicos, suele ser inaceptable. En estos casos, se puede aplicar un lubricante externo seguro. La empaquetadura no es adecuada para sellar bombas utilizadas con líquidos que contienen partículas abrasivas. Los sólidos pueden incrustarse en el material de empaquetadura y dañar el eje de la bomba o la pared de la caja de empaquetadura.
sellos labiales
Los sellos labiales, también conocidos como sellos radiales de eje, son simplemente elementos elastoméricos circulares que se mantienen en su lugar contra el eje de transmisión mediante una carcasa exterior rígida (Figura 2). El sellado se produce por el contacto por fricción entre el labio y el eje, que a menudo se refuerza con un resorte. Los sellos labiales son comunes en la industria hidráulica y se encuentran en bombas, motores hidráulicos y actuadores. Suelen proporcionar un sello secundario de respaldo para otros sistemas de sellado, como los sellos mecánicos. Los sellos labiales generalmente se limitan a bajas presiones y no son adecuados para líquidos finos y no lubricantes. Se han aplicado con éxito múltiples sistemas de sellos labiales contra una variedad de líquidos viscosos y no abrasivos. Los sellos labiales no son adecuados para su uso con líquidos abrasivos o fluidos que contengan sólidos, ya que son susceptibles al desgaste y cualquier daño leve puede provocar fallas.
sellos mecánicos
Los sellos mecánicos constan esencialmente de uno o más pares de caras ópticamente planas y altamente pulidas: una fija en la carcasa y otra giratoria, conectada al eje de transmisión (Figura 3). Estas caras requieren lubricación, ya sea por el propio líquido bombeado o por un fluido de barrera. En efecto, las caras del sello solo están en contacto cuando la bomba está parada. Durante el funcionamiento, el líquido lubricante forma una fina película hidrodinámica entre las caras opuestas del sello, lo que reduce el desgaste y facilita la disipación del calor.
Los sellos mecánicos pueden manejar una amplia gama de líquidos, viscosidades, presiones y temperaturas. Sin embargo, no deben funcionar en seco. Una ventaja clave de los sistemas de sellos mecánicos es que el eje de transmisión y la carcasa no forman parte del mecanismo de sellado (como ocurre con las juntas y los sellos labiales) y, por lo tanto, no están sujetos a desgaste.
Sellos dobles
Los sellos dobles utilizan dos sellos mecánicos colocados espalda con espalda (Figura 4). El espacio entre las dos caras de sellado se puede presurizar hidráulicamente con un líquido barrera, de modo que la película lubricante en dichas caras sea el líquido barrera y no el fluido bombeado. El líquido barrera también debe ser compatible con el fluido bombeado. Los sellos dobles son más complejos de operar debido a la necesidad de presurización y generalmente se utilizan solo cuando es necesario proteger al personal, los componentes externos y el entorno circundante de líquidos peligrosos, tóxicos o inflamables.
sellos en tándem
Los sellos en tándem son similares a los sellos dobles, pero los dos conjuntos de sellos mecánicos están orientados en la misma dirección en lugar de estar espalda con espalda. Solo el sello del lado del producto gira en el fluido bombeado, pero la filtración a través de las caras del sello termina contaminando el lubricante de barrera. Esto tiene consecuencias para el sello del lado atmosférico y el entorno circundante.
Sellos de cartucho
Un sello de cartucho es un conjunto preensamblado de componentes de sellado mecánico. Su diseño elimina problemas de instalación, como la necesidad de medir y ajustar la compresión del resorte. Además, las superficies de sellado quedan protegidas contra daños durante la instalación. En cuanto a su diseño, un sello de cartucho puede ser de configuración simple, doble o en tándem, alojado dentro de una prensaestopas y montado sobre un manguito.
Sellos de barrera de gas.
Se trata de asientos dobles tipo cartucho con caras diseñadas para presurizarse mediante un gas inerte que actúa como barrera, sustituyendo así el lubricante líquido tradicional. Las caras de sellado pueden separarse o mantenerse en contacto parcial durante el funcionamiento ajustando la presión del gas. Es posible que se produzca una pequeña fuga de gas en el producto y en la atmósfera.
Resumen
Los sellos de eje impiden que el líquido escape del eje giratorio o alternativo de una bomba. Generalmente, existen varias opciones de sellado: empaquetaduras, sellos labiales y diversos tipos de sellos mecánicos (simples, dobles y en tándem), incluidos los sellos de cartucho.
Fecha de publicación: 18 de mayo de 2023