Componentes de un sello mecánico doble

Los sellos mecánicos dobles se utilizan ampliamente en equipos rotativos como bombas y compresores para evitar fugas de fluidos. Si bien su concepto es simple, están compuestos por varios elementos críticos que funcionan juntos como un sistema.

En este artículo se analizarán los componentes clave de un sello mecánico doble típico, incluidos los arreglos de sellos, las caras, el prensaestopas, el manguito, el sistema de descarga, el fluido de barrera, los elastómeros y el hardware. Al comprender la función y las consideraciones de diseño de cada parte, los lectores comprenderán mejor estas complejas soluciones de sellado.

Disposiciones de sellos

Doble sellos mecánicos Se puede configurar en tres disposiciones principales: espalda con espalda, cara a cara y tándem.

Espalda con espalda

En una disposición de espalda con espalda, los dos sellos se montan con sus caras giratorias orientadas en direcciones opuestas. El fluido de barrera o amortiguador se introduce entre los sellos, y la presión se mantiene más alta que la presión del fluido de proceso. Esta disposición es ideal para aplicaciones de alta presión y evita que el fluido de proceso ingrese al sistema de fluido de barrera/amortiguador.

Cara a cara

Las configuraciones cara a cara tienen las caras giratorias de los dos sellos orientadas una hacia la otra. El fluido de barrera o amortiguador se mantiene a una presión más baja que el fluido de proceso. Esta configuración es adecuada para aplicaciones de baja presión y permite un fácil monitoreo del sistema de fluido de barrera/amortiguador para detectar fugas.

Tándem

Los sistemas de sellos en tándem cuentan con dos sellos montados con sus caras giratorias en la misma dirección. El fluido de barrera o amortiguador se introduce entre los sellos, y la presión se mantiene normalmente a un nivel inferior a la presión del fluido de proceso. Los sellos en tándem proporcionan una capa adicional de protección contra fugas y se utilizan a menudo en aplicaciones peligrosas o sensibles al medio ambiente.

Componentes de un sello mecánico doble

Caras de sello

Las caras de sellado son los elementos de sellado principales en un sello mecánico dobleSe componen de dos partes: el sello primario y el sello secundario.

Sello primario

El sello primario, también conocido como sello interno, es la primera línea de defensa contra fugas. Generalmente está hecho de un material duro y resistente al desgaste, como carburo de silicio, carburo de tungsteno o cerámica. Las caras del sello primario están lapeadas con precisión para crear una superficie lisa y plana que les permite acoplarse entre sí con una fuga mínima.

Las caras del sello primario se mantienen en su lugar mediante una combinación de presión de resorte y fuerza hidráulica del fluido sellado. A medida que aumenta la presión del fluido sellado, aumenta la fuerza hidráulica sobre las caras del sello, lo que hace que se cierren con mayor firmeza y se eviten las fugas.

Sello secundario

El sello secundario, también conocido como sello externo, es el elemento de sellado de respaldo en un sello mecánico doble. Generalmente está hecho de los mismos materiales que el sello primario y funciona como un punto de sellado redundante en caso de que el sello primario falle.

Las caras del sello secundario no están en contacto directo con el fluido sellado y, por lo tanto, no están sujetas al mismo desgaste que las caras del sello primario. Sin embargo, siguen estando expuestas al medio ambiente y deben ser resistentes a la corrosión, las fluctuaciones de temperatura y otros factores ambientales.

Glándula de sellado

El casquillo del sello es la carcasa que contiene los componentes del sello mecánico. Generalmente está hecho de un material resistente a la corrosión, como acero inoxidable o Hastelloy, y está diseñado para soportar la presión y la temperatura del fluido sellado.

El prensaestopas proporciona una superficie de montaje para las caras del sello, así como puertos para la introducción de fluidos de descarga y fluidos de barrera/amortiguación. También incluye un puerto de drenaje para permitir que cualquier fuga que pueda ocurrir se elimine de manera segura del sistema.

Manguito del eje

El manguito del eje es un componente cilíndrico que se coloca sobre el eje del equipo rotatorio y proporciona una superficie de montaje para el casquillo del sello. Generalmente está hecho de un material duro y resistente al desgaste, como acero inoxidable o carburo de tungsteno, y está diseñado para proteger el eje de los daños causados por el sello mecánico.

El manguito del eje también desempeña un papel fundamental para mantener la alineación adecuada de las caras del sello. Cualquier desalineación o desviación en el eje puede provocar que las caras del sello se desalineen, lo que genera un aumento de las fugas y una falla prematura del sello.

Sistema de descarga

El sistema de descarga es un componente fundamental de un sello mecánico doble que ayuda a enfriar y lubricar las caras del sello, así como a prevenir la acumulación de contaminantes que pueden provocar fallas en el sello. El sistema de descarga consta de dos partes: la descarga del sello principal y la descarga del sello secundario.

Sello primario (interior)

El lavado del sello primario se utiliza para enfriar y lubricar las caras del sello primario. Normalmente, se trata de un fluido limpio y compatible que se introduce en el casquillo del sello a través de un puerto en el casquillo del sello. El fluido de lavado fluye a través de las caras del sello primario, eliminando el calor y los contaminantes antes de salir por el puerto de drenaje.

Sello secundario (externo)

El enjuague del sello secundario se utiliza para enfriar y lubricar las caras del sello secundario. Normalmente es el mismo fluido que el enjuague del sello primario y se introduce en el casquillo del sello a través de un puerto separado. El enjuague del sello secundario fluye a través de las caras del sello secundario antes de salir por el puerto de drenaje.

Sistema de fluido de barrera/amortiguador

El sistema de fluido de barrera/amortiguador es un componente adicional que se puede utilizar en sellos mecánicos dobles para proporcionar una capa adicional de protección contra fugas. El fluido de barrera/amortiguador es un fluido limpio y compatible que se mantiene a una presión más alta que el fluido sellado, lo que crea un diferencial de presión positivo en las caras del sello.

El sistema de fluido de barrera/amortiguación consta de un depósito, una válvula de control de presión y una bomba de circulación. El depósito contiene un suministro de fluido de barrera/amortiguación, mientras que la válvula de control de presión mantiene el fluido a una presión constante. La bomba de circulación hace circular el fluido a través del prensaestopas, lo que proporciona un flujo continuo de fluido limpio y frío a través de las superficies del sello.

Elastómeros de sellado

Los elastómeros de sellado son un componente esencial de los sellos mecánicos dobles que proporcionan sellado estático entre los diversos componentes del sello. Por lo general, están hechos de un material flexible y resistente, como el fluoroelastómero (FKM), el perfluoroelastómero (FFKM) o el monómero de etileno propileno dieno (EPDM), y están diseñados para soportar los requisitos de presión, temperatura y compatibilidad química de la aplicación.

Los elastómeros de sello se utilizan en una variedad de ubicaciones dentro del sello mecánico, que incluyen:

• Juntas tóricas entre las caras del sello y el prensaestopas
• Juntas entre el prensaestopas y la carcasa del equipo
• Fuelles o diafragmas que proporcionan movimiento axial de las caras del sello.

Herrajes para sellos

El hardware del sello se refiere a los diversos componentes mecánicos que sostienen las caras del sello y otros componentes en su lugar dentro del casquillo del sello. Estos componentes suelen estar hechos de un material resistente a la corrosión, como acero inoxidable o Hastelloy, y están diseñados para soportar la presión y la temperatura del fluido sellado.

Algunos ejemplos comunes de herrajes de sellado incluyen:

• Resortes que proporcionan la fuerza de cierre necesaria en las caras del sello.
• Collares de accionamiento que transmiten el par desde el eje a las caras del sello
• Anillos de retención que mantienen los componentes del sello en su lugar dentro del prensaestopas.