Bombas Centrifugas 6-Sellos Mecanicos

BOMBAS CENTRFUGASCURSO DE CAPACITACIN MDULO 6

TEMAS A DESARROLLAR EN ESTE MODULO

Sellos mecnicos Vs. EmpaquetaduraComponentes de un sello mecnicoCaractersticas de diseo

John Crane Argentina

Ing. Hugo Ricardo Cifuente

Caractersticas de diseoCabezal rotativo vs. Asiento rotativoArreglos simples y mltiplesRecomendaciones para la instalacinEl factor PVMaterialesAnlisis de fallasEstabilidad de la pelculaCondiciones de operacin Vs. Vida til

Empaquetadura vs. Sello MecnicoBomba con empaquetadura Bomba con sello mecnico

Sellos mecnicos

Empaquetadura vs. Sello Mecnico

Funciona ms como un dispositivo derestriccin que como un dispositivo desellado. Requiere de cierta fuga paraevitar la friccin excesiva.

Produce desgaste excesivo en ejes y

Sella con fuga invisible. En aplicacionescrticas la relacin de fuga entre unaempacadura y un sello es de 1 a 100 omejor.

Se sabe de sellos que han trabajado de 8 a

Sellos mecnicos

Produce desgaste excesivo en ejes ycamisas.

Alto consumo de potencia debido alefecto de friccin.

Prdida de producto.

Altos costos de mantenimiento eninstalacin y ajuste.

Daos al equipo debido a la fuga.

Se sabe de sellos que han trabajado de 8 a10 aos sin falla.

Ahorros monetarios que van desdepequeas prdidas de producto hasta cerofugas. Ahorro en consumo de energa.

Muy poco mantenimiento requerido luegode la instalacin.

Son ms seguros cuando se trabaja conproductos peligrosos o dainos para lasalud.

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Componentes de un sello mecnico

Sellos mecnicos

1. Un elemento de sellado primario desgastable y estacionario. (Asiento)2. Un elemento de sellado primario desgastable y rotativo.(Anillo Primario)3. Elementos de sellado secundario.

4. Uno o varios elementos de empuje para mantener los elementos de sellado primario 1 y 2 en contacto permanente uno contra el otro. (Resortes)

5. Componentes auxiliares para transmitir el movimiento. (Componentes Metlicos)

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Espesor de pelcula de lubricacin Interfacial ancha (fugas)

Espesor de pelcula de lubricacin

Sellado primario

Espesor de pelcula de lubricacin Interfacial inexistente (desgaste)

La pelicula de lubricacin interfacial debe:

Estar presente Ser estable Estar limpia, libre de abrasivos Tener razonable viscosidad Tener temperatura controlada Tener presin aceptable

Clasificacin de Sellos Mecnicos

Arreglo Posicional Caractersticas de Diseo

Sencillo Mltiple Balanceado No Balanceado

Dispositivos de Sellado

Sencillo Mltiple Balanceado No Balanceado

Montaje Dual Cabezal en Asiento enInterior Presurizado Rotacin Rotacin

Montaje Dual Mltiples MonoExterior No Presurizado Resortes Resorte

Empuje No Empuje Empaques FuellesDeslizantes

La relacin de balanceo se define como el cociente entre el rea de cierre y el rea de apertura.

Relacin de Balanceo

Caractersticas de diseo

Ac

A o

Relacin de Balanceo = Area de Cierre

Area de Apertura

La relacin de Balanceo es utilizada para controlar la presin entre caras.

Relacin de Balanceo


Fuerza de Cierre Fuerza de Apertura

Un Sello No - Balanceado Relacin de Balanceo


AAc oFc

A0AcFc

Un Sello Balanceado Relacin de Balanceo


AoAc A0Ac

Los sellos de fuelle metlico se definen como intrnsecamentebalanceados a bajas presiones. La relacin de balanceo se incrementa amayores presiones.

Relacin de Balanceo


Lnea de Balanceo a cero presin.

Relacin deBalanceo < 1

Asiento rotativo:Opera a mayor velocidad perifrica.Los resortes o fuelles son estacionariosAceptan cierto ngulo entre la cara de lacaja de sello y el eje.Posibilidad de resortes protegidos.Menos sensibles a esfuerzos de caeras.

Cabezal rotativo Vs. asiento rotativo


Menos sensibles a esfuerzos de caeras.

Cabezal rotativo: Los resortes o fuelle giran con el eje.Velocidad perifrica limitada a 23 m/segEl eje y la cara de la caja de sello debenser perpendiculares.Fretting corrosion (corrosin porfrotamiento).Desgaste de pines.Sufre deflexin del eje.

Dispositivos de Empuje Resorte Helicoidal


Resorte Helicoidal Mltiples Resortes Helicoidales Fuelle Resorte de Onda

Mono Resorte HelicoidalEspiras con alambre de seccin transversal grande ms resistente al ataque por corrosin.Carga No-Uniforme en las caras del sello.Tendencia a daarse por accin de la fuerza centrfuga.Gran longitud axial.

Caractersticas de diseo -Resorte

Mltiples Resortes HelicoidalesCarga uniforme en las caras del sello.Un mismo resorte puede usarse en diferentestamaos de sellos.Se puede aumentar o disminuir la carga.Mejor resistencia a la fuerza centrfuga.Pequea seccin del alambre incrementa lasensibilidad a la corrosin.Se atasca fcilmente con lquidos muy viscosos ycon partculas abrasivas.

Sello con Fuelle Elastomrico

Sello con Fuelle de Tefln

Caractersticas de diseo no empuje

Sello con Fuelle de Metal Soldado

Empuje vs. No-Empuje


El O-ring como sellante secundario debe deslizarse sobre el eje o camisa tanto como se desgasten las caras de contacto.

El fuelle como sellante secundario debe expanderse para compensar el desgaste de las caras de contacto.

Sencillo Montado Internamente Montado Externamente

Mltiple

Caractersticas de diseo -Arreglos

MltipleDual Presurizado Cara contra cara Espalda contra espaldaDual No Presurizado Tndem

Sello simple interiorSello simple interiorMontado interiomente.Montado interiomente.Imnerso en el lquido.Imnerso en el lquido.La presin hidrulica en el dimetro mayor.La presin hidrulica en el dimetro mayor.La presin atmosfrica en el dimetro menor.La presin atmosfrica en el dimetro menor.


Sello simple exteriorSello simple exteriorMontado exteriormente.Montado exteriormente.Resortes protegidos.Resortes protegidos.La presin hidrulica en el dimetro menor.La presin hidrulica en el dimetro menor.La presin atmosfrica en el dimetro mayor.La presin atmosfrica en el dimetro mayor.

Sellos duales no presurizados

Fluido intermediario no presurizado (buffer). Plan API 52. Son dos sellos trabajando independientemente. El sello primario trabaja con producto. El sello secundario trabaja con fluido intermediario (buffer). Cuando falla el sello primario se contamina el fluido intermediario. Se usan cuando la contaminacin de la atmsfera con producto es inaceptable. La contaminacin del producto con fluido barrera tambin es inaceptable.

Fluido Fluido suministrado a suministrado a baja presinbaja presin

Plan API 52

Sellos duales presurizados

Fluido intermediario presurizado (barrier). Plan API 53 o 54. Son dos sellos trabajando en conjunto, como uno solo. Se usan con productos abrasivos, muy viscosos o no lubricantes. Tambin con productos que cambian de estado o muy txicos. El fluido intermediario debe estar siempre a mayor presin que el producto. Cuando falla el sello interno, ingresa fluido intermediario al producto. La contaminacin de la atmsfera con producto es inaceptable, pero el producto y el fluidobarrera son compatibles.

Arreglo espalda contra espalda Back to back

Caractersticas de diseo Arreglos mltiples

Arreglo cara contra cara Face to face

Importancia de la caja de empaquetaduras Cmara chica convencional

Temperatura cmara

Temperatura caras de sello

Esta cmara de sello es la ms comn en la industria. El volumen de lquido en la cmara espequeo, el flujo de circulacin en general tambin es pequeo. La capacidad de evacuarcalor es limitada.Observar que los de temperatura son importantes.

Cmara grandeTemperatura

cmara Temperatura caras de sello

Importancia de la caja de empaquetaduras

En esta cmara de sello se aument el dimetro, por lo tanto el volumen y la capacidad derefrigeracin.Consecuentemente, el de temperatura en la cmara se reduce notablemente.

Cmara cnicaTemperatura

cmara

Temperatura caras de sello


En la cmara cnica adems de haberse aumentado el dimetro, y por lo tanto el volumen;se introdujo una forma cnica que favorece una circulacin natural dentro de la cmara.El resultado es que el de temperatura en las caras del sello tambin se reduce.

Esta es una cmara de sellocnica disponible en el mercadoANSI.

Introducen aletas que evitan que


Introducen aletas que evitan queel flujo se haga rotacional,aumentando el efectorefrigerante y autolimpiante.

Cuando se provee esta cmara,se recomienda no instalarningn plan de inyeccin.

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