Sello mecánico balanceado vs. no balanceado: ¿cuál es la diferencia?

¿Qué es el equilibrio del sello mecánico?

El equilibrio del sello mecánico se refiere a la distribución de las fuerzas hidráulicas que actúan sobre las caras del sello. El equilibrio de un sello mecánico está determinado por la relación entre la fuerza de cierre hidráulica y la fuerza de apertura. La fuerza de cierre se genera por la presión del fluido sellado que actúa sobre las caras del sello, mientras que la fuerza de apertura generalmente la proporcionan resortes o fuelles.

¿Qué es el índice de equilibrio?

La relación de equilibrio se define como la relación entre el área de cierre hidráulico y el área de apertura hidráulica. El área de cierre hidráulico es la porción de la cara del sello sujeta a la presión sellada, que genera una fuerza de cierre. El área de apertura hidráulica, por otro lado, es la porción de la cara del sello expuesta a la presión atmosférica, creando una fuerza de apertura.

El ratio de equilibrio se puede calcular mediante la siguiente fórmula:

Relación de equilibrio = (Área de cierre hidráulico) / (Área de apertura hidráulica)

Un sello con una relación de equilibrio superior a 1 se considera desequilibrado, mientras que un sello con una relación de equilibrio inferior a 1 se considera equilibrado. Una relación de equilibrio igual a 1 indica un sello perfectamente equilibrado, donde las fuerzas de cierre y apertura son iguales.

¿Qué es el sello mecánico equilibrado?

Un sello mecánico equilibrado es un tipo de diseño de sello en el que las fuerzas hidráulicas que actúan sobre las caras del sello están equilibradas para minimizar la carga frontal y la generación de calor. En este diseño, la fuerza de cierre, generada por la presión sellada que actúa sobre la parte posterior de la cara del sello, se compensa con una fuerza de apertura creada al exponer una porción de la cara del sello a la presión sellada.

Los sellos equilibrados se utilizan comúnmente en aplicaciones que involucran altas presiones, altas velocidades o fluidos de baja viscosidad. Están disponibles en varias configuraciones, como sellos simples, sellos dobles y sellos en tándem, para adaptarse a diferentes requisitos de aplicación.

Ventajas del sello mecánico equilibrado

1. Menor generación de calor debido a la reducción de la carga en la cara del sello
2. Mayor vida útil del sello como resultado de un menor desgaste.
3. Capacidad para manejar presiones y velocidades de eje más altas
4. Rendimiento mejorado en aplicaciones exigentes
5. Mayor tolerancia a la desalineación y el movimiento del eje.
6. Control de fugas mejorado y cumplimiento ambiental

Desventajas del sello mecánico equilibrado

1. Diseño más complejo en comparación con los sellos desequilibrados
2. Mayor costo inicial debido a componentes adicionales y fabricación de precisión.
3. Mayor sensibilidad a los cambios en las condiciones de funcionamiento.
4. Posibilidad de fugas si no se mantiene o instala adecuadamente
5. Requisito de fluidos de barrera más limpios y de mayor calidad

¿Qué es el sello mecánico desequilibrado?

Un sello mecánico desequilibrado es un tipo de diseño de sello en el que las fuerzas hidráulicas que actúan sobre las caras del sello no están equilibradas, lo que genera una mayor carga en la cara en comparación con los sellos equilibrados. En un sello desequilibrado, la presión total del sello actúa en la parte posterior de la cara del sello, generando una fuerza de cierre que no es compensada por una fuerza de apertura.

Los sellos desequilibrados se utilizan comúnmente en aplicaciones con requisitos de presión y velocidad más bajos, como bombas de agua, sistemas HVAC y algunos equipos de procesamiento químico. Están disponibles en varias configuraciones, incluidos sellos simples, sellos de cartucho y sellos de fuelle.

Ventajas del sello mecánico desequilibrado

1. Diseño más simple con menos componentes
2. Menor costo inicial en comparación con los sellos balanceados
3. Instalación y mantenimiento más sencillos
4. Adecuado para aplicaciones de baja presión y servicios no críticos
5. Menos sensible a los cambios en las condiciones de funcionamiento.

Desventajas del sello mecánico desequilibrado

1. Capacidad de manejo de presión limitada debido a la alta carga en la cara del sello
2. Mayor generación de calor y desgaste, lo que lleva a una vida útil más corta del sello.
3. Bajo rendimiento en aplicaciones de alta velocidad y alta temperatura
4. Mayores tasas de fuga en comparación con los sellos equilibrados
5. Incapacidad para manejar desalineaciones o movimientos significativos del eje.

Cuándo utilizar un sello mecánico equilibrado

1. Aplicaciones de alta presión que superan los 150 psi (10 bar)
2. Aplicaciones de alta temperatura superiores a 400 °F (200 °C)
3. Manejo de fluidos viscosos, corrosivos o abrasivos
4. Procesos que requieren fugas mínimas y controles ambientales estrictos.
5. Aplicaciones con desalineación o movimiento significativo del eje
6. Equipos rotativos de alta velocidad como compresores centrífugos y turbinas.

Cuándo utilizar un sello mecánico desequilibrado

1. Aplicaciones de baja presión por debajo de 150 psi (10 bar)
2. Aplicaciones de temperatura moderada por debajo de 400 °F (200 °C)
3. Manejo de fluidos no críticos, limpios o lubricantes
4. Procesos con requisitos medioambientales y de fugas menos estrictos
5. Aplicaciones con desalineación o movimiento mínimo del eje
6. Bombas, mezcladores y agitadores de uso general

Diferencia entre sello mecánico equilibrado y desequilibrado

Factor	Sello mecánico equilibrado	Sello mecánico desequilibrado
Generación de calor	Más bajo	Más alto
Relación de equilibrio del sello	Menos de 1,0	Igual a 1,0
Vida útil del sello mecánico	Más extenso	Corta
Presión del prensaestopas	Más bajo	Más alto
Vibración y desalineación	Mejor tolerancia	Tolerancia limitada
Manejo de líquidos	Amplia gama de fluidos	Limitado a fluidos lubricantes limpios.
Carga de la cara del sello	Más bajo	Más alto