Los cierres mecánicos son componentes esenciales en una amplia variedad de aplicaciones industriales, especialmente en bombas centrífugas y otros equipos con ejes giratorios. La función principal de un cierre mecánico es impedir la fuga de fluido de proceso de la carcasa de la bomba, permitiendo al mismo tiempo que el eje gire libremente. Para lograrlo, los cierres mecánicos se basan en varios puntos críticos de estanquidad, que pueden clasificarse como dinámicos o estacionarios.
Qué es el punto de sellado
En el contexto de los cierres mecánicos, un punto de estanquidad hace referencia a la interfaz entre dos componentes en la que se forma un sello para evitar la fuga de fluidos. La eficacia de un cierre mecánico depende de la integridad de estos puntos de estanquidad, que deben soportar la presión, la temperatura y la composición química del fluido de proceso, así como las fuerzas de rotación generadas por el eje.
Los puntos de estanquidad de los cierres mecánicos pueden clasificarse en dos tipos principales: puntos de estanquidad dinámicos y puntos de estanquidad estacionarios. Los puntos de sellado dinámicos son aquellos en los que una superficie de sellado gira con respecto a la otra, mientras que los puntos de sellado estacionarios implican dos superficies inmóviles.
¿Cuántos puntos de estanqueidad tiene un cierre mecánico?
Un cierre mecánico tiene 4 puntos de estanquidad. Uno es el punto de estanquidad dinámico. Los otros 3 son los puntos de estanquidad estacionarios. Estos 4 puntos trabajan juntos para evitar fugas.
Punto de sellado dinámico
El punto de sellado dinámico es el componente más crítico de un cierre mecánico, ya que es el responsable de mantener una barrera estanca al fluido entre el eje giratorio y los componentes fijos del cierre. Este punto de estanquidad consta de dos componentes principales: el elemento de estanquidad primario, que suele ser un par de superficies anulares planas (una estacionaria y otra giratoria) que se presionan entre sí mediante un muelle u otros medios, y los elementos de estanquidad secundarios, que suelen ser juntas tóricas u otras juntas elastoméricas que impiden las fugas entre los componentes estacionarios y giratorios del conjunto de estanquidad.
La interfaz dinámica de la junta es el punto de contacto entre las caras giratorias y fijas de la junta. Estas caras están lapeadas con un alto grado de planitud y suelen estar fabricadas con materiales duros y resistentes al desgaste, como carburo de silicio, carburo de tungsteno o cerámica. Las caras de estanquidad están diseñadas para funcionar una contra otra con una fina película de fluido entre ellas, lo que ayuda a lubricar y refrigerar las superficies de estanquidad.
Puntos de sellado fijos
Además del punto de estanquidad dinámico, los cierres mecánicos también dependen de varios puntos de estanquidad estacionarios para evitar fugas de fluido. Estos puntos de estanquidad están situados entre los componentes inmóviles del conjunto del cierre y la carcasa de la bomba.
Sellado del eje
El punto de sellado entre el eje y la junta se encarga de evitar las fugas de fluido entre el eje giratorio y los componentes fijos del conjunto de la junta. Este punto de sellado consiste normalmente en un manguito o collarín que se fija al eje y gira con él, y un elemento de sellado estacionario que se presiona contra el manguito mediante un muelle u otros medios.
El manguito del eje suele ser de un material duro y resistente al desgaste, como el acero inoxidable o la cerámica, y puede estar recubierto de un tratamiento superficial especializado para mejorar su resistencia a la abrasión y la corrosión. El elemento de sellado estacionario suele ser una junta tórica u otra junta elastomérica diseñada para mantener un ajuste hermético y estanco a los fluidos contra el manguito del eje.
Junta de estanqueidad a la carcasa
El punto de sellado entre el cierre y la carcasa es el responsable de evitar las fugas de fluido entre los componentes fijos del conjunto del cierre y la carcasa de la bomba. Este punto de sellado consiste normalmente en una junta o junta tórica que se comprime entre la placa del prensaestopas del cierre y la carcasa de la bomba, creando una barrera estanca al fluido.
El material de la junta o junta tórica debe ser compatible con el fluido del proceso y capaz de soportar las temperaturas y presiones de funcionamiento que se dan en la aplicación. En algunos casos, pueden utilizarse materiales o diseños de junta especializados para mejorar el rendimiento de sellado o para adaptarse a la expansión térmica u otros cambios dimensionales.
Sellado de la placa del prensaestopas al prensaestopas
El punto de sellado entre la placa del prensaestopas y el prensaestopas es responsable de evitar fugas de fluido entre la placa del prensaestopas y el prensaestopas, que es la cavidad de la carcasa de la bomba donde está instalado el conjunto de sellado. Este punto de sellado consiste normalmente en una junta o junta tórica que se comprime entre la placa del prensaestopas y la cara del prensaestopas.
Al igual que con el punto de sellado entre la junta y la carcasa, la selección adecuada del material de la junta y la instalación y apriete correctos de los pernos de la placa del prensaestopas son esenciales para garantizar un sellado eficaz. En algunos casos, puede utilizarse un diseño de placa de prensaestopas dividida para facilitar la instalación y el mantenimiento de la junta, especialmente en aplicaciones en las que se requiere la sustitución frecuente de la junta.
