Los sellos mecánicos para bombas son elementos cuya finalidad es separar dos ambientes, entre los que no debe existir comunicación de fluidos.
El término sello mecánico designa precisamente un sistema de contención de fluidos dentro de un depósito en el que un eje giratorio pasa a través de una carcasa fija o en el que el depósito gira alrededor del eje.
La tecnología de los sellos mecánicos es una combinación de ingeniería mecánica y propiedades físicas. En concreto, el corazón de la tecnología de los cierres mecánicos es la tribología: la ciencia que estudia la fricción, la lubricación y el desgaste, es decir, todos los problemas que pueden surgir en el movimiento relativo entre superficies que interactúan bajo carga.
En el caso de las bombas, existen diferentes tipos de cierres mecánicos. En este artículo analizaremos los más utilizados en la industria.
El uso de juntas tóricas como sellos
El término junta tórica define un anillo de sección circular utilizado como sello. Las juntas tóricas están diseñadas para introducirse en alojamientos especiales y comprimirse durante el montaje de dos o más piezas. La unión de las piezas entre las que se coloca la junta tórica puede ser de dos tipos:
- Estática: los dos elementos no se mueven entre sí.
- Dinámico: los dos elementos se mueven uno respecto al otro
Las juntas tóricas deben recibir una lubricación adecuada como protección contra la fricción y el calor producido, y pueden estar fabricadas con una amplia gama de materiales en función del fluido con el que vayan a entrar en contacto.
Al diseñar las superficies de apoyo, es necesario crear ranuras finamente mecanizadas para alojar las juntas (juntas tóricas), es decir, sin ondulaciones ni rebabas, y dimensionadas de acuerdo con los manuales detallados disponibles.
Juntas principales para bombas centrífugas
En esta sección analizaremos los principales tipos de cierres mecánicos utilizados en el diseño y montaje de bombas centrífugas.
Sello de fuelle
Los sellos de fuelle son un tipo de sello mecánico en el que el elemento elástico es un fuelle. Esto elimina la necesidad de un sello dinámico secundario, como las juntas tóricas. La finalidad de este elemento mecánico es separar la cámara de entrada de fluido de elementos mecánicos como el motor, el eje, etc.
Generalmente, este tipo de cierre mecánico se utiliza en el montaje de bombas centrífugas. Un cierre mecánico de fuelle se utiliza sobre todo cuando la bomba mueve fluidos con partículas sólidas en suspensión, lo que permite minimizar su porcentaje. Esto, en el caso de este tipo de bomba, debe ser contenido.
La imagen muestra una bomba centrífuga con cierre de fuelle fabricada por Debem. El cierre mecánico de fuelle, visible en el interior de la caja roja, se compone de la siguiente manera:
- Anillo de silicona (gris) u otro material bajo pedido, completo con junta tórica (elemento fijo)
- Anillo cerámico (blanco) u otro material a petición, completo con junta tórica, fijado en el fuelle
- Fuelles flexibles de PTFE
- Muelle de acero inoxidable AISI 316, que garantiza la extensión del fuelle y, por tanto, una presión entre las dos juntas tóricas
El fuelle, el muelle y el anillo cerámico forman un conjunto único que gira solidario con el eje de la bomba, en el que está fijado el impulsor. La lubricación de los dos anillos se produce directamente por el fluido, que crea una micropelícula que reduce la fricción de rodadura.
La principal ventaja de utilizar un cierre mecánico de fuelle es que minimiza el riesgo de agarrotamiento del cierre o de desgaste del eje.
Sello de labio
Los sellos de labio sirven para proteger las piezas móviles manteniendo el fluido dentro de la carcasa y evitando la contaminación por suciedad u otros líquidos. El término retén labial se utiliza generalmente para referirse a los retenes para ejes rotativos o radiales. Este tipo de junta también se utiliza a menudo en la fabricación de bombas centrífugas.
La finalidad de este elemento mecánico es separar la cámara de entrada de fluido de elementos mecánicos como el motor, el eje, etc.
La imagen muestra una bomba centrífuga con retén fabricada por Debem. El retén labial está resaltado por la flecha roja.
Las juntas de labio se utilizan principalmente en aplicaciones menos severas que las de fuelle. Las juntas labiales pueden ser de Viton o EPDM, según los requisitos del fabricante.
