SELLOSY EMPAQUES

Prof. Richard Estaba

Barcelona ; mayo del 2012

INTEGRANTES: Alvarado, Carlos C.I 20,340,665 Ramírez,roenny C.i 18,453,040 Medina, cesar C.I 19,390,417 Silva, Joletmi C.I 21,172,151 Rojas, Andrés C.I 17,222,147 Quiñonez, Andrés C.I 20,510,822

Sellos y Empaques Tipos de sellos sellos Separador en rodamiento

Sellado típico en rodamiento Sellado Materiales Empaques Empaques de anillo ¨O¨  Aplicaciones

 Arandelas, obturadores obturadores  Arandelas, de mantenimiento

y espaciadoras

Sellos y Empaques Tipos de sellos sellos Separador en rodamiento

Sellado típico en rodamiento Sellado Materiales Empaques Empaques de anillo ¨O¨  Aplicaciones

 Arandelas, obturadores obturadores  Arandelas, de mantenimiento

y espaciadoras

Introducción Casi cualquier proceso industrial emplea máquinas con partes rotatorias. Esto significa que un amplio número de aplicaciones de varios grados de complejidad requieren un rotor que atraviesa una carcasa mientras se mantiene la presión interna  y se controla la fuga. Las siguientes cuatro aplicaciones son típicas: la bomba de agua de enfriamiento en un automóvil, una bomba de presurización en un oleoducto, un tanque mezclador en la industria de alimentos, la bomba de alimentación de pintura en el área de pintado de una fábrica de automóviles, así como la bomba de alimentación de agua en una llanta de energía nuclear. El sistema de sellado en una máquina rotatoria influye directamente en la confiabilidad confiab ilidad de esta y del proceso en general. general. es afortunadamente, afortuna damente, la la importancia del sistema de sellado comúnmente es despreciada y se considera hasta lo último durante el diseño de la máquina. Si este importante elemento de la máquina funciona correctamente, este será inadvertido, pero tan pronto ocurra una fuga o si el sello falla. completamente, su importancia se vuelve evidente inmediatamente. Convencionalmente un rotor pude ser sellado con un sello mecánico axial o un sello radial como la empaquetadura. En el lado motriz, el sello está generalmente expuesto a la presión atmosférica, lo que significa que el sello debe ser capaz de soportar la presión del fluido líquido o gas que se encuentra dentro de la máquina.

Son los dispositivos utilizados para sellar contra líquidos o gases cuando se utilizan ejes rotatorios. Son confiables, tienen larga vida y casi siempre operan sin fugas  visibles.

Todos los sellos mecánicos contienen cuatro elementos básicos : 1. Un anillo sellador giratorio 2. Un anillo sellador estacionario 3. Una sección de carga de resorte para mantener el contacto entre las caras de sellado 4. Sellos estáticos

ESTRUCTURA BASICA DE UN SELLO MECANICO: 1 – Carcasa del equipo 2 – Rotor  3 – Fluido a sellar 4 – Atmósfera 5 – Cara 6 – Asiento 7 – Separación de sellado entre las

superficies de rozamiento 8 – Resorte 9 – Elemento de sellado dinámico 10 – Elemento de sellado estático

Sello mecánico sencillo de resorte cónico, cuyo sentido de enrollamiento depende del sentido de rotación del rotor del equipo

TIPOS DE RESORTES

Tipos de resortes a  resorte ondulado (senoidal) b  resorte sencillo cilíndrico c  grupo de resortes –

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PRINCIPIOS DEL SELLO MECANICO FUNCIONAMIENTO

La cara y el asiento son los elementos mas importantes ya que en ellos están las superficies de rozamiento.

los elementos de sellado secundario funcionan como elementos de ajuste y centrado.

Tipos de sellos mecánicos Los sellos mecánicos se clasifican en sellos internos o externos. En ambos casos, el principio de funcionamiento es el mismo.  A. Sellos internos: Los sellos internos se instalan con todos los componentes selladores expuestos al líquido de proceso.  Ventajas de los sellos internos Capacidad de sellado contra presiones elevadas, puesto que la presión del fluido se ejerce en la misma dirección que la fuerza del resorte. Protección de las partes selladoras contra daños mecánicos externos/ ya que no están expuestos al exterior. Reducción de la longitud externa del eje.

Fig. Sello mecánico interno.

Tipos de sellos mecánicos B. Sellos externos El principio de funcionamiento es el mismo que en los sellos internos, sólo se diferencian en que los componentes selladores están protegidos del fluido del proceso  Ventajas de los sellos externos Necesitan materiales de construcción menos resistentes que los sellos internos, ya que están aislados de los fluidos de proceso. La instalación y el ajuste resultan sencillos, ya que las piezas ocupan una posición más accesible. El tamaño de la estopera no es un factor limitante a la hora de elegir el

Sello mecánico externo.

SELECCIÓN DE SELLOS MECANICOS Para la selección de un sello se debe tener la siguiente información:

Parámetros del fluido a sellar:  Viscosidad Temperatura Presiones Calor específico Densidad Presión de vapor, etc

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Parámetros geométricos: Øeje Øcajera Profundidad de la cajera Círculo de Tornillos de Brida.

1. Pistón de acero endurecido, evita los efectos de fuerzas axiales. 2. Carcaza del tornillo helicoidal. 3. Tornillos helicoidales conducidos. 4. Entrada rotativa en pasos de 90 grados para una conexión fácil a la tubería. 5. Flecha de accionamiento de la bomba de tornillo. 6. Cojinete externo, permanentemente engrasado.

7. Sello mecánico para mantener la hermeticidad interior. 8. Soportes de la bomba de tornillo. 9. Tornillo helicoidal principal de acero endurecido. 10. Rotor balancín, evita cargas axiales

Sellos para altas velocidades

Sello Bomba Sumergible

ALGUNAS FALLAS QUE PRESENTAN LOS SELLOS MECANICOS CORROSIÓN SUPERFICIAL

PICADURA DAÑOS POR CORROSIÓN ÍNTER-CRISTALINA

SEPARADOR EN RODAMIENTO 

También conocido como Jaula, sirve para guiar los elementos de giro a lo largo de los anillos del rodamiento en una relativa posición correcta. Los rodamientos con separadores son más convenientes para trabajar bajo rotaciones de alta velocidad.

Existen variadas clases de separadores:  Las prensadas (las más usadas)   Maquinadas (utilizadas para mayor resistencia o altas  velocidades)   Moldeadas y en forma de clavija o chaveta. 

FUNCION:   Evitar el contacto de los elementos rodantes para que no produzca rozamiento entre ellos.

SEPARADOR EN RODAMIENTO 4 partes de Rodamientos:

 Aro externo  Aro interno Elementos rodantes Separador

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SEPARADOR EN RODAMIENTO Los rodamientos se encuentran montados dos en el interior de la rueda libre y los otros dos dentro del buje. La colocación de estos elementos es muy ajustada, por lo que para lograr insertarlo dentro del mecanismo es necesario hacerlo a golpes, teniendo cuidado con posibles excentricidades de los ejes. Por otra parte, cada uno de los rodamientos dispone de una especie de tapas para evitar que entre suciedad a las bolas y provocar así un mal funcionamiento.

Separadores

SEPARADOR EN RODAMIENTO Los dos rodamientos mayores se ubican en el buje, mientras que los dos menores se colocan dentro de la rueda libre. Estos dos últimos, además de estar separados por los separadores, también disponen de un circlip para bloquear su movimiento transversal, ya que todo el interior de la rueda libre tiene el mismo diámetro.

Por último se muestra como quedaría el eje montado con todos sus elementos. Como referencia se puede tomar el buje y la rueda libre que aparecen detrás para tener una idea de a qué altura quedaría cada elemento.

Sellado típico en rodamiento Sellado Tipo Ranurado Para Excelente Rendimiento Una ranura en forma de V se mecaniza alrededor del anillo interior. Bajo la acción de la fuerza centrífuga, la superficie exterior de la ranura actúa para detener el ingreso de polvo; la superficie interior de la ranura actúa para contener dentro la grasa.

Sello De Doble Labio, El Cual Se Ajusta Al Desgaste El labio interior del sello de doble labio es presionado contra la superficie interior de la ranura en V; el labio exterior se mantiene por la fuerza elástica del caucho para crear una mínima separación entre el labio exterior y el anillo interior.

Tapas Resistentes A La Oxidación Para obtener propiedades de resistencia a la oxidación, la tapa se fabrica de una laminilla de acero cubierta superficialmente con un recubrimiento resistente. Esto asegura una larga vida de servicio del rodamiento y niveles mínimos de ruido. Sellos De Laberinto Los sellos de laberinto no son sellos de fricción, porque la parte rotativa del sello no realiza su acción de sellado presionando contra la pista estacionaria. El sello de laberinto consiste en una serie de filos de cuchillas que están muy próximos, pero que no tocan a la región fija.

El sello de laberinto puede instalarse a ambos lados del alojamiento de un cojinete, para evitar la pérdida de aceite de lubricación en la corriente de aire del motor. Aire presurizado sangrado de una de las etapas del compresor fluye dentro de la cámara exterior del sello.

Materiales 

Es importante conocer los distintos tipos de materiales de que están hechos los sellos y empacaduras, para facilitar el trabajo a la hora de su selección. debido a que estos están fabricados de distintos materiales, estos poseen distintas características. Dependerá del fabricante o especialista determinar las características necesarias para que estos cumpla su función de manera satisfactoria.

Materiales La mayoría de los materiales de los sellos son elásticos (resilientes) para adaptarse a los pequeños cambios de las dimensiones en las superficies acopladas. También existe flexión en las partes de la sección transversal del sello en algunos diseños que piden elasticidad en los materiales. En forma alterna, como en el caso de los anillos O metálicos huecos, la forma del sello permite la flexión de los materiales duros. Los sellos de cara requiere materiales rígidos y duros, que puedan resistir al constante deslizamiento,  y que se puedan fabricar con aceptable exactitud, planicidad y lisura. las empaquetaduras para sellar ejes, vástagos de cilindros y de válvulas, y  aplicaciones parecidas, se fabrican con una diversidad de materiales entre los cuales esta el cuero, el algodón, el lino, diversos tipos de plásticos, alambre trenzado o entrelazado de cobre o aluminio, materiales laminados, de lonas y elastómeros, y grafito flexible. 

Materiales para los sellos Estos se dividen en: Elastomeros: los sellos resilientes, como los anillos O, los anillos T y los sellos de labio, se fabrican frecuentemente con elastomeros sinteticos como: neopreno, butilo, silicona, poliester entre otros. estos elastomeros poseen caracteristicas como: resistencia a la interperie, resistencia a los acidos, funcionamiento a altas y bajas temperaturas, resistencia a la tension, impermeabilidad. 

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Materiales rigidos: los sellos de cara y las partes de otra clase de sistemas de sellado contra las cuales sellan elastomeros, requieren materiales rigidos que puedan resistir la accion deslizante, y que sean compatibles con el ambiente alrededor del sello. Estos pueden ser: -metales: acero al carbón, acero inoxidable, hierro colado, aleaciones de níquel, etc. -plasticos: nylon, PTFE con cargas de poliimidas. -carbon, ceramicas, carburo de tugsteno. -chapas: de cromo, cadmio, estaño, niquel y plata -compuestos rociados a la flama.

Materiales de las empacaduras 

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Empacadura flexitalica. Este tipo de empacadura es de metal y de asientos espirometatilos. Ambas características se seleccionan para su instalación de acuerdo con el tipo de fluido.  Anillos de acero. Son las que se usan con brida que tienen ranuras para el empalme con el anillo de acero. Este tipo de juntas de bridas se usa en líneas de aceite de alta temperatura que existen en un alambique, o espirales de un alambique de tubos. Este tipo de junta en bridas se usa en líneas de amoniaco. Empacadura de asbesto. Como su nombre lo indica son fabricadas de material de asbesto simple, comprimido o grafitado. Las empaquetaduras tipo de anillo se utilizan para bridas de cara alzada o levantada, de cara completa para bridas de cara lisa o bocas de inspección y/o pasahombres en torres, inspección de tanques y en cajas de condensadores, donde las temperaturas y presiones sean bajas. Empacaduras de cartón. Son las que se usan en cajas de condensadores, donde la temperatura y la presión sean bajas. Este tipo puede usarse en huecos de inspección cuando el tanque va a llenarse con agua. Empacaduras de goma. Son las que se usan en bridas machos y hembras que estén en servicio con amoniaco o enfriamiento de cera. Empacadura completa. Son las que generalmente se usan en uniones con brida, particularmente con bridas de superficie plana, y la placa de superficie en el extremo de agua de algunos enfriadores y condensadores. Empacadura de metal. Son fabricadas en acero al carbono, según ASTM, A-307, A-193. en aleaciones de acero inoxidable, A-193. también son fabricadas según las normas AISI en aleaciones de acero inoxidable A-304, A-316. Empacaduras grafitadas. Son de gran resistencia al calor (altas temperaturas) se fabrican tipo anillo  y espirometalicas de acero con asiento grafitado, son de gran utilidad en juntas bridadas con fluido de

ANILLO TIPO“O” (O-RING) 1. ¿Qué es? 

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2. Aplicaciones 2. ¿Ventajas?  3. Diseño del  Alojamiento

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4. Almacenamiento

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5. Normas de Montaje

 Aplicaciones del ¨O¨ ring  Aplicaciones de sellos mecánicos

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Parámetros de operación Sellado de diferentes tipos de fluidos Sellado de fluidos conteniendo sólidos Sellado de fluidos gaseosos Sellado de altas presiones Sellado de gas para altas presiones

DISEÑO DEL ALOJAMIENTO La acción de sellado del O-Ring se materializa mediante la deformación de su sección "W", obtenida a través de un correcto diseño de su alojamiento. Las dimensiones de ranura "L" y "G" pueden obtenerse de la tabla de diseño. Para uso estático, el aplastamiento varía del 12% al 25%. En uso dinámico la deformación debe ser del 8% al 20% En alojamientos existentes, la cota "L" debe Garantizar una deformación de la sección "W",no inferior a 0.25 mm en valor absoluto. La terminación superficial del alojamiento debe ser de 32 inches para superficies estáticas y de 16 inches para superficies dinámicas

Normas de Montaje •

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 Verificar dimensiones del O-ring.  Verificar estado del anillo (pulido, exento de polvo. Bordes achaflanados para montaje. Buena lubricación del O-ring.

 Dar

fijación

 Permitir

el cierre total de las juntas

 Minimizar

vibraciones

 Minimizar

turbulencia y corrientes de flujo secundarios

 Reducir desgastes del metal

 Aplicaciones de los empaques mecánicos 

Dar seguida para no tener fugas o derrames en las juntas

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Proporcionan un sellado completo para que entes externos no tenga contacto con el flujo



Sirven para retrasar el deterioro de los flujos o metales

Arandelas, obturadores y espaciadores de mantenimiento

 Arandelas :

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Una arandela es un disco delgado con un agujero, por lo común en el centro. Normalmente se utilizan para soportar una carga de apriete. Entre otros usos pueden estar el de espaciador, de resorte, dispositivo indicador de precarga y como dispositivo de seguro.  Arandela de presión Grover.  Arandela de circlip para sujetar retenes.

 Arandelas espaciadoras 

Las arandelas espaciadoras son necesarias para re lubricar un |rodamiento sin placa y con arandelas espaciadoras Z por ambos lados.



Éstas se deben montar en un lado del rodamiento adyacentes a los aros interiores y exteriores.

Arandela plana: Arandela normal, DIN 125 Arandela ancha, DIN 9021 Arandela gruesa, DIN 433 Arandelas de presión: Arandela Grower, DIN 127 Arandela Belleville, DIN 6796 Muelles de platillo, DIN 2093 Arandela dentada: Forma "A", dentado externo, DIN 6798A Forma "J", dentado interno, DIN 6798J

OBTURADOR TRIPOLAR / TETRAPOLAR / PENTAPOLAR PARA TUBO LISO Tipología

Código

OBTURADOR TRIPOLAR TUBO LISO 90 CON 3 VÍAS 32

CS42090/32

OBTURADOR TRIPOLAR TUBO LISO 100 CON 3 VÍAS 40

33387.2

OBTURADOR TRIPOLAR TUBO LISO 110 CON 3 VÍAS 32

CS42110/32

OBTURADOR TRIPOLAR TUBO LISO 110 CON 3 VÍAS 40

CS42125/40

OBTURADOR TETRAPOLAR TUBO LISO 110 CON 4 VÍAS 40

CS42125/4

OBTURADOR PENTAPOLAR TUBO LISO 110 CON 5 VÍAS 28

CS42125/28

OBTURADOR PENTAPOLAR TUBO LISO 110 CON 5 VÍAS 30

CS42125/30

OBTURADOR PENTAPOLAR TUBO LISO 110 CON 5 VÍAS 32

CS42125/32

OBTURADOR TRIPOLAR TUBO LISO 125 CON 3 VÍAS 50

33386.4

OBTURADOR TETRAPOLAR TUBO LISO 125 CON 4 VÍAS 40

33385.6

Gráfico

Características Funcionales

Los Obturadores Tripolares/Tetrapolares/Pentapolares para tubo liso tienen por objetivo adaptar a un tubo liso principal varios subconductos que se instalan en su interior. Este obturador proporciona estanqueidad al conjunto y evita la intrusión de pequeños animales y objetos que podrían obstruir el conducto. Para su instalación, basta colocar el obturador en el conducto principal, insertar los subconductos en los orificios del obturador y apretar los tornillos con una llave Allen.

Conclusión La selección de sellos, juntas y empaques es una tarea frecuentemente imprecisa y que demanda mucho tiempo, involucrando paralelamente riesgosos compromisos. Algunas de las cualidades que los sellos deben ostentar, son obvias como la de contener los fluidos para los cuales ha sido diseñado, manteniendo su integridad física. Los sellos dinámicos, por otro lado deben poseer buena resistencia al desgaste para asegurar una larga duración. Otros factores no tan evidentes son los de mantener resistencia a la extrusión bajo temperaturas y presiones máximas. Se requiere también que sean resistentes al alabeo o torsión que sufra la cavidad que sellan. Por último, factores generales de índole económica deben ser puestos en  juego. Como conclusión se desprende que la selección de sellos no es para nada una ciencia exacta. En cualquier aplicación el diseñador debe decidir cual de los factores mencionados tiene la mayor preferencia. Así en ciertas circunstancias el sello es tan crítico para el dispositivo que debe considerarse aun en las etapas iniciales del diseño. En virtud de las contingencias puestas en  juego el diseñador o calculista no tiene más remedio que confiar en la información que le suministran los fabricantes de sellos o empaquetaduras