ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE MECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍA DE MANTENIMIENTO INDUSTRIAL FLUIDOS Nombre: Pilatuña Lorena Fecha: 04-01-2016
Número: 35 Código: 1399
Docente: Ing. Ángel Ramírez 1. TEMA: Tipos de sellado 2. OBJETIVOS: Objetivo General: Detallar información sobre los diferentes tipos de sellado
Objetivos Específicos: Explicar las características de los sellos tipo radial o empaquetaduras Exponer las características de los sellos axiales o sellos mecánicos Establecer diferencias entre los diferentes tipos de sellos mecánicos
3. INTRODUCCION Dentro de los sistemas de bombeo, específicamente en el mantenimiento de bombas una de las actividades que requieren de mucha atención es el sellado puesto que es muy difícil fijar un límite de rango aceptable de fugas del líquido bombeado que se pueden producir entre la carcasa de la bomba y el eje de accionamiento del impulsor. Para llevar a cabo esta actividad el conocimiento de formas de sellado es importante puesto que al momento de ejecutar la acción de sellado, será distinto para cada aplicación. Existen diversos métodos de sellado de ejes, cada método presenta sus respectivas ventajas y desventajas. Como sabemos las bombas son máquinas hidráulicas que transforman la energía mecánica suministrada por el motor en energía hidráulica, este objetivo se consigue gracias a la rotación del impulsor dentro de la carcasa de la bomba, esta rotación se produce mediante un eje sobre el que va montado el impulsor. El punto en el cual el eje atraviesa la carcasa de la bomba debe ser sellado para evitar, primero las fugas del líquido bombeado y segundo la entrada de aire cuando la zona del cierre se encuentre en presión negativa. Por tanto, el sellado del eje es de vital importancia para un funcionamiento seguro de la bomba.
4. DESARROLLO Tipos de sellado En general existen tres tipos de sellado que habitualmente podemos encontrar en bombas que son: Empaquetadura o sello de tipo radial Sello mecánicos o de tipo axial Cierres dinámicos. La función de estos tipos de formas de sellado consiste en:
Evitar, las fugas del líquido bombeado Evitar la entrada de aire cuando la zona del cierre se encuentre en presión negativa.
Empaquetaduras o sello de tipo radial El sellado en forma de empaquetadura se trata de un cierre radial de contacto muy extendido en todo tipo de bombas. Materiales: Los materiales que se emplean para formar los anillo que dan lugar a las empaquetaduras se lo hace de un material especial, fabricados en base a hilo trenzado sin amianto, ya sea algodón, sintético, grafitado o de PTFE, y que son introducidos en una caja cilíndrica y prensados axialmente con una brida o prensaestopas hasta formar el cierre sobre el eje de la bomba o sobre el casquillo protector del eje (elemento de desgaste).
Diversos tipos de empaquetaduras
Características Este tipo de sellado es de contacto y por tanto existe una fricción en el eje o sobre el casquillo de protección del eje. Es decir que este tipo de sellado requiere de cierta fuga para
evitar la fricción excesiva la desventaja que genera este tipo de sellado es el desgaste excesivo en ejes y camisas, lo que provoca daños al equipo debido a la fuga. Para evitar que la empaquetadura tenga una vida reducida y el excesivo desgaste en la camisa del eje, la empaquetadura debe ser lubricada con el mismo líquido bombeado (si se trata de líquido limpio) o con agua procedente del exterior (en caso de bombeo de fluidos contaminados o con partículas en suspensión). Además este tipo de sellado se caracteriza por su sencillez, economía y facilidad de mantenimiento. Pero a su vez presenta su inconveniente puesto que, es imposible su uso con líquidos peligrosos para las personas o el medio ambiente. Es importante mencionar que este tipo de sellado como requiere lubricación en forma de goteo esta se la debe realizar acorde a la temperatura del fluido que se maneje.
Mantenimiento En cuanto al mantenimiento de este tipo de sellos, debemos verificar la empaquetadura una o dos veces por semana, en caso de excesivo goteo, hay que reapretar el prensaestopas mientras éste lo permita y volver a verificar al cabo de 10 min. Cuando el prensaestopas llegue al final de su recorrido tendremos que volver a empaquetar la bomba en parada. En fin el sellado por empaquetadura en la actualidad ha sido desplazado por los sellos mecánicos que a continuación se mencionara.
Sellos mecánicos Definición y partes Los sellos mecánicos son dispositivos consistentes en dos anillos en contacto axial a través de sus caras anulares, uno estacionario, fijo a la carcasa de la bomba, y el otro giratorio, solidario con el eje de rotación de la misma.
En si podemos decir que principalmente los sellos mecánicos constan de:
Un anillo sellador giratorio, que gira solidario al eje de la máquina. Estos anillos suelen ser de carbón. Un anillo sellador estacionario metálico, unido a la carcasa de la máquina. Unos resortes o muelles, que presionan el anillo giratorio contra el sello estacionario. Componentes auxiliares para transmitir el movimiento. (Componentes Metálicos) Elementos de sellado secundario y terciario.
Tipos de sello mecánicos Existen diferentes tipos de sellos mecánicos y se les clasifica según: Diseño interno / externo o rotativo / estacionario o o balanceado / no balanceado sistema de resortes o sistema de resortes o Instalación sello de cartucho o o partido o bipartido Aplicación Metálico y no metálico o Simple o Doble (Espalda con espalda) (Tandem) (Cara a Cara) o
Sellos mecánicos internos Son aquellos sellos cuyos elementos selladores están expuestos expuestos al líquido de proceso. Las juntas toricas o anillos son elementos de sellado secundario que contribuyen al cierre de acuerdo al lugar en que se los coloque.
Características Capacidad de sellado contra presiones elevadas, puesto que la presión del fluido se ejerce en la misma dirección que la fuerza del resorte. Protección de las partes selladoras contra daños mecánicos externos/ ya que no están expuestos al exterior. Reducción de la longitud externa del eje. Cuando se trabaja con sólidos abrasivos se recurre a los sellos internos dobles. En este caso, circula a través de ellos un fluido que los protege.
Sello mecánicos externos El principio de funcionamiento es el mismo que en los sellos internos, sólo se diferencian en que los componentes selladores están protegidos del fluido del proceso. Características
Necesitan materiales de construcción menos resistentes que los sellos internos, ya que están aislados de los fluidos de proceso. La instalación y el ajuste resultan sencillos, ya que las piezas ocupan una posición más accesible. El tamaño de la estopera no es un factor limitante a la hora de elegir el sello.
Sellos mecánicos rotativos
Sellos mecánicos estacionarios
El sello mecánico rotativo es el más común, donde el resorte gira con el eje
El sello mecánico estacionario es aquel cuyo resorte queda fijo a la brida o cuerpo de la bomba, donde este no gira.
Sellos mecánicos balanceados
Los sellos balanceados soportan mayores presiones y son los predilectos para líquidos que tienen un bajo nivel de lubricación. Este tipo de sello tiene un escalón en el diámetro interno del anillo primario lo que aumenta el área de apertura y reduce la presión de cierre, por ende reduce la presión de contacto entre caras de sellado primario. Los cierres mecánicos equilibrados son aquellos en los que
se reduce o elimina el esfuerzo ejercido sobre el anillo giratorio, producto de la presión de sellado de la bomba.
Montaje Debido que este tipo de sello se caracteriza por tener un escalón en el diámetro interno del anillo primario, se instala sobre un eje o camisa que tenga un escalón.
Sellos mecánicos desbalanceados
Los sellos mecánicos desbalanceados son aquellos donde, a la fuerza del muelle, se añade la fuerza generada por la presión del líquido bombeado y que se ejerce en la cámara de sellado sobre la cara trasera del anillo giratorio. En si la presión hidráulica se transmite directamente a las caras de sellado primario. Este tipo de cierres se utiliza principalmente para líquidos limpios o apenas contaminados. La relación de balanceo en los sellos desbalanceados es mayor a 1
Montaje: Estos tipos de sellos no tienen ningún escalón en el diámetro interno del anillo primario y son instalados sobre un eje o camisa que no tienen escalón.
Sellos mecánicos de resortes
Sellos mono resortes
Este tipo de sellos tiene un solo resorte adaptado al ensamble del anillo primario, este resorte brinda la fuerza de empuje necesario para mantener en contacto al anillo primario y al asiento.
La fuerza de empuje brindada por el resorte a las cars del sello no es uniforme.
Es utilizado para fluidos viscosos
Tendencia a dañarse por acción de la fuerza centrífuga.
Este puede tener una mayor longitud
Sellos multiresortes
Este tipo de sellos tiene una serie de resortes adaptados al ensamble del anillo primario. Los resortes proporcionan la fuerza de empuje necesario para mantener en contacto al anillo primario y al asiento.
Mantienen una carga uniforme sobre las caras del sello primario Mejor resistencia a la fuerza centrífuga. Los resortes de un sello multiresortes se atascan con facilidad al manejar fluidos viscosos Se puede aumentar o disminuir la carga sobre la cara del sello de acuerdo al número de resortes que se usen.
Sellos de empuje
Sellos de no empuje
Los sellos de empuje utilizan un resorte montado axialmente en el conjunto de sellado del eje para impartir una fuerza de sellado fija al desgaste del sello.
Los sellos de no empuje usan resortes con un fuelle sellado en lugar de un resorte que empuja las mitades desgastadas.
En fin Ambos tipos son de modesta complejidad y costo, y toleran pequeñas cantidades de desalineación y vibración.
Sellos de cartucho Sello de cartucho simple para uso general
Sello de cartucho doble para uso general
A diferencia de los sellos mecánicos mencionados anteriormente, el sello mecánico de cartucho es un sello PRE-ARMADO, con lo cual es el único tipo de sello que permite ser probado en fábrica. Existen varios tipos de cierres mecánicos de cartuchos que pueden ser simples o dobles o sin rodamiento entre otros
Con este tipo de sellos se evitan errores de instalación y contaminación de las caras de los sellos mecánicos.
Sello bipartido
Este tipo de sello elimina la necesidad de desmontaje del equipo durante la instalación del sello y reduce los costos de mantenimiento. El sello bipartido resulta ideal para equipos cuyo desmontaje es difícil y requiere mucho tiempo, además este tipo de sellos presentan la ventaja de adaptarse a cualquier a la mayoría de los equipos, debido a los tornillos prisioneros no pueden caerse logrando un instalación sencilla y confiable, recalcando que en este tipo de sello no hay necesidad de usar elementos adhesivos
Cierre dinámico Este tipo de sello la bomba dispone de un pequeño rodete expulsor instalado detrás de la tapa de la carcasa.
Disposición de un cierre dinámico en una bomba centrífuga
Cuando se bombea el líquido, éste tiende a salir a lo largo del eje, sin embargo el expulsor lo evita bombeándolo de nuevo hacia la tapa de la carcasa. Cuando la bomba está parada, el líquido presiona un disco flexible de teflón contra un casquillo evitándose así cualquier posibilidad de fuga. Los cierres dinámicos no presentan fugas y prácticamente no necesitan un mantenimiento más allá de cambiar el disco flexible cuando empieza a aparecer fuga de líquido con la bomba parada.
5. CONCLUSIONES Un sello mecánico es aquel que tiene una parte estática y una parte dinámica, donde la parte dinámica gira con el eje y la parte estática es la que queda sujeta a las partes fijas del equipo, donde las caras de la parte estática y la dinámica trabajan entre sí (una gira sobre la otra). La selección del sello depende del fluido a sellar siendo este gas o líquido teniendo encuenta los siguientes datos: fluido o gas, RPM, temperatura, presión de trabajo. El sello mecánico simple se lubrica con el propio fluido o utiliza lubricación de una fuente externa, mientras que un sello mecánico doble se lubrica con un fluido externo. El sello mecánico interno es aquel cuyos elementos selladores están expuestos a liquido de proceso mientras el sello mecánico externo está protegido del mismo. Los cierres dinámicos utilizan un rodete expulsor detrás de la carcasa que impide que el líquido bombeado tienda a salir este se diferencia de los sellos anteriores donde el sellado del eje se consigue generalmente por fricción 6. BIBLIOGRAFIA
https://areamecanica.wordpress.com/2011/09/22/ingenieria-mecanica-el-sellado-deejes-en-bombas-centrifugas/ http://pdf.directindustry.es/pdf/aw-chesterton-company/catalogo-sellosmecanicos/17469-510191.html#search-es-sellos-mecanicos http://www.sellosybombas.com.ar/productos/sellos-mecanicos/montaje
