¿Qué es un Sello Mecánico?
Los sellos mecánicos reducen las fugas de líquidos de los ejes giratorios. Concretamente, se utilizan en los ejes giratorios de maquinaria con mecanismos giratorios, como bombas y compresores, para evitar que líquidos como el agua y el aceite se filtren por el eje giratorio.
Usos de los Sellos Mecánicos
Los sellos mecánicos utilizan líquidos y se emplean ampliamente en maquinaria industrial como automóviles y plantas industriales con mecanismos giratorios, así como en instalaciones residenciales.
Como cada líquido tiene características diferentes, es importante seleccionar el material y el mecanismo adecuados utilizados en los sellos mecánicos en función del líquido. Con una selección adecuada, pueden evitarse las fugas de líquidos peligrosos y solucionarse los problemas medioambientales, mientras que una rotación eficaz puede contribuir al ahorro de energía y a mejorar la seguridad de los equipos.
Principio de los Sellos Mecánicos
La estructura básica de un Sellos Mecánicos consiste en un anillo giratorio que gira en la dirección del eje de rotación de la parte giratoria de la máquina y un anillo fijo que no gira. La “junta” en forma de anillo del anillo giratorio se presiona contra el “asiento flotante” del anillo fijo y se desliza, formando un espacio entre estas superficies deslizantes hasta el punto de que no se produce ninguna fuga de líquido, evitando así las fugas.
Debido a esta estructura y principio, algunos tipos de sellos mecánicos pueden evitar fugas de líquidos peligrosos a altas revoluciones y altas presiones.
Tipos de Sellos Mecánicos
Existen varios tipos de sellos mecánicos, cuyas características dependen de las características de estanqueidad del anillo giratorio, la posición de montaje y el método de instalación. Los tipos más comunes son los no equilibrados, equilibrados, rotativos, estacionarios, interiores y exteriores.
1. Tipos no Equilibrados y Equilibrados
En función de las características de estanqueidad del anillo giratorio, éste puede dividirse en tipos no equilibrados y equilibrados. La presión recibida por el líquido viene determinada por el área sensible a la presión (A1) en el lado del líquido de la junta del anillo giratorio.
Si la relación entre el área sensible a la presión (A1) y el área de deslizamiento (A2) es A1 > A2, la presión del líquido afecta directamente a la presión de la superficie de deslizamiento. Por el contrario, si A1 < A2, la presión del líquido se reduce.
La relación entre A1 y A2, A1/A2, se denomina relación de equilibrio (B.V.), donde B.V.>1 se ve fuertemente afectada por la presión del líquido y B.V.≤1 es un tipo equilibrado.
2. Tipos Rotativo y Estacionario
El tipo giratorio es un mecanismo en el que la junta gira de forma sincronizada con el eje, mientras que el tipo estacionario es un mecanismo en el que la junta está fija y no gira. El tipo rotativo puede ser más pequeño que el tipo estacionario, pero la junta se deforma más fácilmente a altas velocidades, lo que puede provocar defectos.
3. Tipo Interior y Exterior
Un mecanismo en el que el líquido de fuga se desplaza desde el exterior hacia el interior se denomina de tipo interior, mientras que un mecanismo en el que el líquido se desplaza desde el interior hacia el exterior se denomina de tipo exterior. El tipo interior se caracteriza por una mejor estanqueidad, ya que el líquido se ve afectado por las fuerzas centrífugas.
El tipo exterior, por otro lado, tiene la ventaja de ser menos susceptible a la corrosión, ya que el líquido puede estructurarse de forma que haya menos zonas en contacto con los Sellos Mecánicos.
Más Información sobre los Sellos Mecánicos
1. Comparación entre Sellos Mecánicos y Empaquetaduras de Prensaestopas
Además de los cierres mecánicos, las empaquetaduras de prensaestopas también son útiles para evitar fugas de líquido de las piezas giratorias de las máquinas rotativas. En esta sección se describen las características, ventajas y desventajas de los sellos mecánicos y las empaquetaduras de prensaestopas.
Sellos Mecánicos
- Volumen de fuga: muy pequeño
- Construcción: compleja
- Coste: Inicial (en la instalación) = grande Funcionamiento = pequeño
- Vida útil: relativamente larga
Empaquetadura de Prensaestopas
- Fugas: se requieren algunas fugas para su uso
- Construcción: sencilla
- Coste: Inicial = pequeño Funcionamiento = grande (sustitución periódica necesaria, teniendo en cuenta el tiempo de reapriete)
- Vida útil: Relativamente corta
En función del fluido utilizado, se utilizan sellos mecánicos y empaquetaduras de prensaestopas, pero las empaquetaduras de prensaestopas se utilizan generalmente cuando no hay peligro de fugas, por ejemplo, de agua. Por el contrario, los sellos mecánicos se utilizan generalmente cuando no hay riesgo de fugas, por ejemplo con sustancias peligrosas.
Las empaquetaduras de prensaestopas suelen utilizarse en equipos en los que, además de fluidos, se utiliza polvo. Debe tenerse en cuenta el uso de sellos mecánicos en equipos en los que se mezclan sustancias extrañas en el fluido, como las aguas residuales, o en los que se utilizan líquidos viscosos, como el lodo líquido.
Si estos líquidos se mezclan o se adhieren a las superficies de deslizamiento, es más probable que éstas se rayen y presenten fugas. Además, si penetran y se adhieren a los muelles utilizados para presionar las juntas y los cierres mecánicos, la capacidad de seguimiento de los muelles puede verse afectada, lo que en algunos casos puede provocar fugas.
2. Vida Útil de los Sellos Mecánicos
La vida útil de los sellos mecánicos depende en gran medida de las especificaciones de la máquina. El fluido utilizado, las horas de funcionamiento de la máquina, el número de operaciones y la temperatura del fluido son los principales factores determinantes de la vida útil. Básicamente, la vida útil aproximada se determina de forma provisional basándose en instalaciones anteriores y se establece como una sustitución cíclica, lo que generalmente significa una sustitución cada dos años.
Dependiendo de la importancia del equipo, si no se ha establecido un ciclo de sustitución, el momento de sustituirlo es cuando aumenta la cantidad de fugas visuales. Los sellos mecánicos proporcionan un sellado sin contacto.
Por tanto, no requieren mantenimiento mientras no se desgasten los muelles que mantienen las superficies de deslizamiento uniformes y las empaquetaduras que impiden la entrada de fluidos. Sin embargo, los consumibles deben sustituirse periódicamente para evitar fugas, ya que se deterioran con el tiempo.