mi punto máximo
Existe una variedad de sellos mecánicos para bombas de varios diseños, pero existen cinco puntos de fuga comunes:
- El sello entre el manguito y los ejes.
- El sello entre el anillo dinámico y el manguito.
- El sello entre los anillos dinámicos y estáticos.
- El sello entre el anillo estático y el asiento del anillo estático.
- El sello entre la tapa del sello y el cuerpo de la bomba.
Fenómeno: sonido de estallido o estallido durante el funcionamiento
Posibles Causas:
- Vaporización del líquido sellador en la interfaz de sellado.
- Enfriamiento mejorado de la cara del sello
Solución:
- Aumente el tamaño de la línea de descarga de derivación (si aún no está presente) o agrande las aberturas en el casquillo.
Fenómeno: goteo de sellado continuo
Posibles Causas:
- Superficies irregulares
- Burbujas en superficies de sellado de grafito.
- Deformación térmica de la superficie de sellado.
Solución:
- Durante la instalación, revise el sello auxiliar en busca de rayones, envejecimiento de la junta tórica, dureza y fragilidad por compresión, y suavidad y pegajosidad por acción química.
Fenómeno: fracaso de primavera
Posibles Causas:
- Daños a componentes metálicos.
- Corrosión de la transmisión
Solución:
- Compruebe si hay dimensiones de montaje incorrectas
- Garantizar materiales y tipos de sellos apropiados para mejorar el lavado de la línea de enfriamiento
- Verifique si hay un torque excesivo en el perno del prensaestopas, deformación del prensaestopas y presión adecuada en la junta del prensaestopas.
- Verifique la presencia de partículas sólidas entre las caras del sello y considere volver a pulir si es necesario.
- Inspeccione la superficie de sellado en busca de grietas y reemplace el anillo de sello principal y el correspondiente si es necesario.
Fenómeno: sonido chirriante durante el funcionamiento
Posible causa:
- Lubricación insuficiente en el sello.
Solución:
- Aumente el tamaño de la línea de descarga de derivación (si aún no está presente) o agrande las aberturas en el casquillo.
Materiales de sellado
1. Embalajes de caucho de amianto
La junta de caucho de asbesto XS250 (con una temperatura de funcionamiento máxima de 250 ℃) y la junta de caucho de asbesto XS350 (con una temperatura de funcionamiento máxima de 350 ℃) se pueden utilizar con vapor, agua y soluciones alcalinas.
2. Envases de amianto impregnados de aceite
Las juntas de asbesto impregnadas de aceite YS250 (con una temperatura máxima de funcionamiento de 250 °C) y YS350 (con una temperatura máxima de funcionamiento de 350 °C) tienen la característica única de estar lubricadas con aceite, lo que da como resultado un bajo coeficiente de fricción y una alta capacidad de compresión. .
Estas juntas son adecuadas para su uso con vapor, aire, agua industrial y productos petrolíferos pesados.
3. Envases de amianto de politetrafluoroetileno SMF
Rango de temperatura de funcionamiento: -100 °C a 250 °C
Adecuado para uso con: ácidos débiles, álcalis fuertes y otros medios corrosivos.
4. Algodón impregnado de aceite, embalaje de cáñamo YMM
Temperatura máxima de funcionamiento: 120 ℃
Adecuado para uso con: agua de río, agua del grifo, agua subterránea, agua de mar, etc.
5. Embalaje tejido con fibra de teflón
El relleno de fibra tejida de PTFE está disponible en seis grados diferentes.
Durante el uso, al principio es aceptable una pequeña fuga en la junta.
Transcurrido un cierto tiempo, se recomienda ajustar la junta cuando el llenado alcance un estado estable.
Es importante no aplicar demasiada presión al principio para no dañar la junta.
6. Embalaje con sello tejido de fibra de carbono
La junta de sellado tejida de fibra de carbono es un material de última generación con una resistencia y un módulo excepcionales.
Tiene varias ventajas, entre ellas alta resistencia, gran módulo de elasticidad, resistencia al calor, resistencia química, excelente conductividad térmica, bajo coeficiente de expansión térmica y propiedades autolubricantes, entre otras.
Al iniciar la operación, se recomienda sellar ligeramente el casquillo, dejando salir una pequeña cantidad de medio.
Después de funcionar durante un cierto período, apriete gradualmente la junta para llevarla a un estado estable.
Si encuentra fugas durante el funcionamiento de la junta tejida de PTFE de carbono (FTH-1), puede apretar la junta repetidamente.
7. Embalaje sellado con tejido de fibra fenólica
Los embalajes tejidos con fibra fenólica tienen varias ventajas, entre ellas resistencia al calor, resistencia a la corrosión ácida, capacidad de adsorción, excelente aislamiento térmico, bajo coeficiente de fricción, resistencia al desgaste, no toxicidad para los seres humanos y el medio ambiente y un precio asequible.
Se utiliza principalmente como sello de junta para bombas de émbolo de alta presión, bombas de agua de alta presión, bombas de ácido FRP, bombas de metil amoníaco, bombas alternativas y bombas para pozos petrolíferos profundos.
El rendimiento de la junta tejida de fibra fenólica se puede ver en la siguiente tabla.
Es adecuado para una variedad de medios, incluidos ácidos, álcalis, disolventes orgánicos, aceite de motor, vapor y agua.
8. Materiales de grafito expandido (grafito flexible)
El grafito expandido (también conocido como grafito flexible) es un material con muchas cualidades excepcionales, que incluyen propiedades autolubricantes, resistencia a la corrosión, resistencia a temperaturas extremas, resistencia a la radiación, resistencia a la abrasión y un bajo coeficiente de fricción. Además, tiene la ventaja de ser flexible, ligero y capaz de mantener su forma incluso bajo compresión, lo que lo hace adecuado para su uso en una amplia gama de temperaturas.
El grafito expandido se puede utilizar con medios que tienen un valor de PH que oscila entre 0 y 14. Con la excepción del agua regia, el ácido nítrico concentrado, el ácido sulfúrico concentrado y el dicromato de alta temperatura (entre algunos otros medios oxidantes fuertes), se puede utilizar. Se utiliza con la mayoría de los otros medios.
Al instalar el anillo de sellado, se debe cortar con una hoja de afeitar antes de cargarlo en el prensaestopas. Debe haber una cantidad limitada de torsión axial y debe colocarse en el eje y presionarse dentro del prensaestopas, con los cortes escalonados cada 900 o 1200 grados por vuelta.
Al comienzo de la operación, se permite una pequeña cantidad de fuga y la cantidad de fuga debería disminuir con el tiempo.
9. Materiales de carbono-grafito
Este material tiene excelente conductividad térmica, conductividad eléctrica, estabilidad química, resistencia al choque térmico, propiedades autolubricantes y es fácil de procesar.
En la industria de las bombas, se utiliza para diversas aplicaciones, como sellos de extremo, sellos de anillo superior, anillos de sello mecánico, sellos de empuje y sellos de paletas rotativas en bombas centrífugas, bombas de protección, bombas de distribución de diésel, bombas sumergibles, bombas de agua, bombas de alta temperatura. bombas de aceite, bombas secundarias nucleares, bombas de alimentación de calderas y bombas de gas.
10. caucho
Caucho natural: Es conocido por su excelente resistencia a la flexión, buena resistencia a la abrasión, resistencia al frío, aislamiento y alta resistencia al desgarro. Sin embargo, tiene poca resistencia a la intemperie, al envejecimiento, al aceite y a los disolventes. Las bombas de caucho natural son adecuadas para temperaturas de trabajo inferiores a 78 °C y son ideales para transportar diversos lodos abrasivos, ácidos débiles y soluciones alcalinas débiles. Sin embargo, no son adecuados para el transporte de ácidos fuertes, aceites ni soluciones alifáticas y aromáticas.
Caucho de nitrilo: El caucho de nitrilo es el caucho resistente al aceite más utilizado y presenta propiedades superiores, como una mayor resistencia a la abrasión (30-45% más que el caucho natural) y una mejor resistencia a las altas temperaturas en comparación con el caucho natural y el caucho de estireno-butadieno. Sin embargo, su resistencia a la intemperie es pobre. Las bombas de caucho de nitrilo pueden soportar temperaturas de hasta 95°C y son resistentes a aceites animales y vegetales, aceite mineral y glicol.
Caucho butílico: Las piezas de la bomba revestidas con caucho butílico son adecuadas para su uso con lodo ácido. La temperatura máxima que puede soportar es de 100°C y es resistente a ácidos y álcalis fuertes (como el ácido clorhídrico y el hidróxido de sodio). Sin embargo, altas concentraciones de ácidos oxidantes (como el ácido sulfúrico concentrado y el ácido nítrico concentrado) provocarán la degradación del caucho butílico.
Caucho flúor: El caucho flúor es conocido por su excelente resistencia al calor, resistencia al ozono, resistencia al aceite y resistencia a diversas erosiones químicas después de la vulcanización. Sin embargo, es peor en el procesamiento y pegado en comparación con el caucho de uso general y es más caro. Las bombas de fluoroelastómero se pueden utilizar hasta 170 °C en medios comunes.
11. Cerámica
Cerámica de corindón (compuesta principalmente de AI2O3):
Tiene alta dureza, excelente resistencia a la abrasión, estabilidad química, alto aislamiento y alto punto de fusión.
En la industria de las bombas, se utiliza principalmente en condiciones de trabajo especiales, como bombas cerámicas y anillos de sello mecánico.
La cerámica puede resistir casi todos los medios corrosivos, incluido el ácido nítrico concentrado caliente, el ácido sulfúrico, el ácido clorhídrico, el agua regia, las soluciones salinas y los disolventes orgánicos, con la excepción del ácido fluorhídrico y algunas otras sustancias que contienen flúor y los álcalis calientes o concentrados.
Cerámica de nitruro de silicio:
Tiene una mejor resistencia al choque térmico en comparación con las cerámicas de alúmina y sus otras propiedades son similares a las de las cerámicas de alúmina.
Cerámica de carburo de silicio:
Tiene una excelente resistencia química, alta resistencia mecánica, buena resistencia a la abrasión, resistencia a altas temperaturas, autolubricación y un pequeño coeficiente de fricción, lo que lo hace adecuado como material estructural de alta temperatura, sello mecánico para bombas y ejes de bombas magnéticas, ofreciendo ventajas. más importante que la cerámica común.
El carburo de silicio es actualmente un material de fricción ideal, a menudo combinado con carbono-grafito.
Su coeficiente de fricción por deslizamiento en seco es menor que el de la alúmina y el carburo, y su valor PV es mayor que el de la alúmina y el carburo.
Las cerámicas de carburo de silicio tienen una excelente resistencia al desgaste y pueden resistir casi toda la corrosión química, excepto el ácido fluorhídrico y algunos otros medios, incluidos el ácido nítrico concentrado, el ácido sulfúrico, el ácido clorhídrico y otros líquidos fuertemente corrosivos.
12. Imanes permanentes de ferrita
Los imanes permanentes de ferrita tienen varias ventajas sobre los imanes permanentes metálicos, como una alta fuerza coercitiva, un buen aislamiento, resistencia a la interferencia de campos magnéticos externos y un precio bajo. Estas características hacen que los imanes permanentes de ferrita sean ideales para su uso como imanes en rotores internos y externos de bombas magnéticas.
Los imanes permanentes de cobalto de tierras raras son conocidos por sus propiedades magnéticas excepcionales, particularmente su mayor fuerza coercitiva y producto de energía magnética en comparación con otros tipos de imanes permanentes.
Aunque estos imanes son adecuados para su uso como imanes de conexión a tierra permanentes en bombas magnéticas, no se utilizan tan ampliamente debido a su alto costo.
13. Otros materiales
Pintura de bomba:
Sirve para fines de protección, decoración y marcado. Se puede clasificar en varias categorías según su uso, como pintura antioxidante, pintura aislante y pintura ácida, etc. También se puede clasificar según el nivel de pintura, como imprimación, capa superior y masilla, etc. .
Material de la almohadilla de papel de la bomba centrífuga:
El material de fieltro se utiliza en las bombas como sello de aceite para evitar la entrada de agua y polvo. Ayuda a sellar el aceite lubricante en el punto de fricción. Este material se puede dividir en fieltro de lana fino, fieltro de lana semigrueso y fieltro de lana grueso.
Hoja de caucho vulcanizado industrial (GB5574-85):
Este material incluye varios tipos de láminas de caucho, tales como láminas de caucho ordinarias, láminas de caucho resistentes a ácidos y álcalis, láminas de caucho resistentes al aceite y láminas de caucho resistentes al calor.
Forma de sellado de la bomba
El dispositivo de sellado de bombas se clasifica principalmente en dos tipos: sellado estático y sellado dinámico.
El sellado estático generalmente abarca sellos de junta, sellos de junta tórica y sellos de rosca.
El sello dinámico incluye principalmente sellos de junta blanda, sellos de aceite, sellos de laberinto, sellos en espiral, sellos dinámicos y sellos mecánicos.
1. Anillo de sello de goma
Las juntas tóricas de caucho son una opción popular para usar en bombas debido a su forma simple y su bajo costo de fabricación. A pesar del tamaño total de la junta tórica, su sección transversal es pequeña, normalmente de sólo unos pocos milímetros, lo que la hace ligera y eficiente en términos de consumo de material. Estas características también facilitan la instalación y el desmontaje.
Una de las ventajas más notables de las juntas tóricas es su excelente capacidad de sellado y su amplia gama de aplicaciones. El sello estático puede soportar presiones de trabajo superiores a 100 MPa, mientras que el sello dinámico puede soportar hasta 30 MPa. Además, el rango de temperatura adecuado para las juntas tóricas es de -60 a 200 ℃, lo que las hace adecuadas para una variedad de medios.
Como resultado, las juntas tóricas se están volviendo cada vez más populares en el diseño de bombas. Se instalan entre la ranura y la superficie a sellar y se someten a una cierta compresión, lo que genera una fuerza de reacción que aplica una tensión de compresión inicial a la superficie lisa y al fondo de la ranura, proporcionando así un sello.
Cuando aumenta la presión del líquido sellado, la junta tórica sufre una mayor deformación, lo que transfiere mayor presión a la superficie de sellado, aumentando el efecto de sellado. Por eso las juntas tóricas son conocidas por su buena capacidad de sellado.
2. Sellado de juntas
| NO. | Nombre | NO. | Nombre | NO. | Nombre |
| 1 | liderar | 8 | escudo de acero inoxidable | 15 | articulaciones |
| dos | tapa de barril | 9 | rodamientos de grafito | dieciséis | articulación |
| 3 | protector de cables | 10 | rotores | 17 | impulso |
| 4 | junta de prensado de línea | 11 | salida de drenaje | 18 | bomba |
| 5 | condensadores | 12 | articulaciones | 19 | base |
| 6 | barril | 13 | enchufar | ||
| 7 | estator (grupo de renovación de bobina) | 14 | filtrar |
Un método de sellado comúnmente utilizado para bombas químicas es el método de sellado con junta. La junta es un componente crítico del sellado estático en bombas centrífugas y se usa ampliamente. La selección de juntas se basa principalmente en factores como el medio transportado, la temperatura, la presión y la corrosividad de la bomba química.
Mecanismo de sellado de juntas:
La fuga se refiere al flujo de un medio desde el interior hacia el exterior de un espacio confinado o desde el exterior hacia el espacio confinado. Esto ocurre a través de la interfaz del espacio interno y externo, es decir, la superficie de sellado con fugas.
La causa de la fuga es la presencia de un espacio en la superficie de contacto, impulsado por diferencias de presión y concentración en ambos lados de la superficie. La forma inadecuada de la superficie de sellado y la precisión del mecanizado pueden provocar espacios que provoquen fugas.
Para reducir las fugas, es importante maximizar el acoplamiento de la superficie de contacto, reduciendo el área de la sección transversal del canal de fuga y aumentando la resistencia a la fuga para que sea mayor que la fuerza impulsora.
Cuando la tensión aumenta hasta el punto de causar una deformación plástica significativa de la superficie, el espacio en la superficie de sellado puede llenarse, bloqueando el canal de fuga.
Se utiliza una junta para aprovechar la capacidad del material de sufrir deformación plástica bajo carga de compresión, lo que ayuda a rellenar pequeñas irregularidades en la superficie de sellado de la brida para lograr un sello.
Selección de juntas:
Los sellos y juntas químicos de las bombas desempeñan un papel fundamental para garantizar la seguridad de la bomba. La presencia de materiales corrosivos, volátiles y potencialmente explosivos en el medio de extracción de la bomba requiere que el rendimiento de sellado de la carcasa de la bomba sea significativamente mayor en comparación con otros tipos de bombas.
El sellado de juntas es un método comúnmente utilizado en bombas químicas. La junta es un componente clave del sello estático de la bomba centrífuga y se usa ampliamente.
La selección de juntas se basa principalmente en factores como el medio de transporte de la bomba química, la temperatura, la presión y la corrosividad.
Para bombas químicas con medio transportador de baja temperatura y baja presión, generalmente se utilizan juntas de sellado no metálicas. Cuando el medio tiene presión media y temperatura alta, se eligen juntas compuestas de metal y no metálicas.
Las juntas no metálicas, fabricadas con materiales como papel, caucho y politetrafluoroetileno (PTFE), se utilizan ampliamente en las bombas. Para temperaturas no superiores a 120°C y presiones inferiores a 1,0 MPa, normalmente se utilizan juntas de papel verde o de papel matriz. Para medios de transmisión de aceite con temperaturas entre -30°C y 110°C, generalmente se selecciona NBR con buena resistencia al envejecimiento. El caucho fluorado es una opción adecuada para medios de bombas químicas con temperaturas entre -50 °C y 200 °C debido a su resistencia al aceite y al calor, así como a su alta resistencia mecánica.
En las bombas químicas, debido a la naturaleza corrosiva del medio, el PTFE se utiliza a menudo como material de sellado. A medida que las bombas químicas están cada vez más extendidas y se utilizan para transportar una variedad cada vez mayor de medios, es importante consultar información relevante o realizar experimentos para realizar la selección correcta del material de la junta.
3. Sello de aceite
El sello de aceite para bomba química es un sello de labio autoajustable que se caracteriza por su estructura simple, tamaño compacto, bajo costo, facilidad de mantenimiento, torque de baja resistencia y la capacidad de evitar la entrada de fugas de medios, polvo y otras sustancias nocivas. . Además, tiene un cierto nivel de compensación del desgaste.
Sin embargo, no está diseñado para aplicaciones de alta presión y normalmente se utiliza en bombas químicas de baja presión.
Las bombas químicas funcionan según el principio centrífugo para transferir materiales líquidos. Estas bombas, fabricadas con materiales especializados, son ideales para transferir líquidos corrosivos desde contenedores como botellas, barriles, tanques o piscinas.
Debido a los peligros inherentes que plantea el medio que se transfiere, como corrosión, volatilidad y explosiones, los requisitos de sellado para las bombas químicas son significativamente mayores en comparación con otros tipos de bombas.
Para garantizar un sellado adecuado, el sello de aceite de la bomba química debe instalarse en el eje con una precisión de fabricación de H8-H9 y una rugosidad superficial de 1,6-0,8 μm, con un tratamiento de endurecimiento superficial aplicado.
Es importante asegurarse de que el medio de sellado esté libre de partículas sólidas e impurezas, ya que esto puede provocar un desgaste rápido del sello y del eje, haciendo que el sello sea ineficaz.
Al seleccionar este método de sellado, es importante considerar el rendimiento y los requisitos de los materiales que transfiere la bomba química para evitar fugas y posibles accidentes.
Los principales factores que provocan la fuga de aceite del sello de aceite:
La fuga de aceite suele deberse a un sellado deficiente del sello de aceite. Si el diámetro del sello es demasiado pequeño, es posible que no entre en contacto con el eje y provoque fugas.
Los siguientes son los principales factores que causan un sellado deficiente del sello de aceite del cigüeñal del motor diésel S195:
- Mala calidad de fabricación de los retenes.
- Mala calidad del eje o del rodamiento
- Uso y mantenimiento inadecuados
- Instalación incorrecta
- Almacenamiento inadecuado y contaminación ambiental.
Es importante abordar estos factores para garantizar un sellado adecuado y evitar fugas de aceite.
Medidas en caso de fuga de aceite debido a un sello de aceite flojo:
(1) Familiarícese con los principios básicos para identificar productos falsificados y de baja calidad y elegir sellos de aceite estándar y de alta calidad.
(2) Durante la instalación, si el diámetro del eje tiene poca rugosidad en la superficie exterior o hay manchas de óxido, rebabas u otros defectos, utilice papel de lija fino o piedra engrasada para pulir y alisar. Aplique aceite de motor limpio o grasa lubricante a la posición correspondiente del labio del sello de aceite o al diámetro del eje.
Cubra el anillo exterior del sello de aceite con sellador y envuelva la chaveta en el eje con papel rígido para evitar rayar el borde del sello de aceite. Utilice herramientas especiales para girar el sello de aceite hacia adentro y no use fuerza para evitar deformaciones o daños al resorte.
Si hay bordes rebordeados, resorte combado o sello de aceite caído, retírelo y vuelva a instalarlo. Tenga en cuenta que si el diámetro del eje no está desgastado y la fuerza del resorte del sello de aceite es suficiente, no apriete el resorte interno sin autorización.
(3) Los sellos utilizados en las máquinas a menudo enfrentan malas condiciones de trabajo, grandes fluctuaciones de temperatura, polvo y vibraciones frecuentes. Cuando las condiciones de resistencia de las piezas de una máquina cambian con frecuencia, es importante comprobarlas, mantenerlas y repararlas periódicamente.
(4) Si el diámetro del eje y el desgaste del cojinete son severos, repare o reemplace la goma del sello de aceite o el resorte lo antes posible.
(5) Retire cualquier pieza que se esté calentando anormalmente y evite el exceso de velocidad mecánica y la sobrecarga para evitar el aumento de temperatura de los bordes, el envejecimiento de la goma y el desgaste prematuro de los bordes.
(6) Compruebe periódicamente el nivel de aceite y, si hay muchas impurezas o restos metálicos en el aceite, reemplácelo por completo. Elija una marca y calidad de aceite que cumpla con los requisitos estacionales.
Considere agregar Maitrey Super Sealant & Lubricant al aceite de su motor, ya que es un excelente aditivo para cajas de cambios que forma una película de material inerte sobre los componentes. Esto puede retrasar las fugas del sello de aceite, extender la vida útil del engranaje del sello de aceite y reducir el ruido de la caja de cambios. Este lubricante súper sellador no contamina ni deteriora el aceite.
4. Sello de rosca
Hay dos formas comunes de sellos de rosca en bombas químicas: sello de junta de tornillo y sello de rosca más sello de relleno. Ambas formas se utilizan para sellar conexiones roscadas de pequeño diámetro.
En una bomba eléctrica de diafragma de tornillo con junta de estanqueidad, la junta actúa como elemento de sellado, mientras que la rosca sólo proporciona fuerza de presión.
La rugosidad de la superficie de sellado y la precisión de su posición geométrica relativa con el orificio roscado también influyen en gran medida en el efecto de sellado, además del rendimiento de la junta.
Al apretar la rosca, la unión se somete a una fuerza de compresión y un par de torsión, lo que puede provocar deformaciones o daños. Como resultado, las juntas de estanqueidad sólo son adecuadas para bombas químicas con baja presión. Si la junta es de metal, puede soportar presiones superiores a 30MPa.
Otra forma de sellar roscas en bombas de productos químicos es utilizar un tapón. Para mantener bajo el costo de fabricación del tapón, la rosca del tornillo por sí sola no es suficiente para sellar, y el espacio de la rosca generalmente se llena con un relleno como cinta en bruto o sellador.
La capacidad de carga del tapón depende de la precisión de su fabricación y del material de la rosca, y no se ve afectada por la forma correspondiente del tapón y del orificio roscado.
Ya sea que se utilice “cono a cono” o “columna a cono” para el orificio roscado y el tapón, el efecto de sellado es el mismo, pero las áreas de uso son diferentes.
5. Sello laberíntico
Cuando el diseño es sólido, el procesamiento es de primer nivel, el ensamblaje es de alta calidad y la velocidad de rotación es alta, el efecto de sellado del laberinto es muy efectivo.
Sin embargo, en aplicaciones del mundo real, las fugas en las bombas químicas son comunes, razón por la cual los sellos laberínticos no se usan ampliamente en las bombas químicas.
Las razones para esto incluyen:
- El espacio de ajuste entre los componentes de sellado (como el eje y el casquillo del cojinete) es demasiado grande, lo que reduce el efecto de sellado. En algunos casos, las superficies rugosas y las marcas visibles de cortes en espiral también pueden aumentar la probabilidad de fugas de la bomba de productos químicos.
- El uso excesivo de aceite lubricante en la cámara del rodamiento puede provocar un desbordamiento de presión que exceda la resistencia del sellado.
- La instalación incorrecta de la mirilla de aceite o del indicador de nivel de aceite puede provocar evaluaciones incorrectas de la cantidad de aceite lubricante en la cámara de aceite.
- Un aumento en la temperatura del aceite durante el funcionamiento puede reducir su viscosidad y aumentar el riesgo de fugas de productos químicos en la bomba.
- Un pequeño tanque de retorno de aceite o un orificio de retorno, u otras obstrucciones, pueden impedir que el líquido fluya suavemente, provocando fugas.
El medio transportado por la bomba química presenta riesgo de corrosión, volatilización y explosión, por lo que el rendimiento de sellado de la bomba debe ser significativamente mayor en comparación con otros tipos de bombas.
Sin embargo, el uso de sellos laberínticos aumenta la probabilidad de que se produzcan fugas de material en las bombas químicas.
Como resultado, las juntas laberínticas generalmente no se utilizan en bombas químicas.
6. Sello de embalaje
El sellado de juntas de una bomba química implica insertar una junta elástica y comprimible en el prensaestopas. La fuerza de compresión axial ejercida por el casquillo se transforma luego en una fuerza de sellado radial, proporcionando un efecto de sellado.
Este método de sellado se llama sellado de junta y el material de la junta se llama junta de sellado.
El sello de empaque es una opción popular en el diseño de bombas químicas debido a su estructura simple, facilidad de reemplazo, bajo costo y versatilidad para adaptarse a diferentes velocidades, presiones y medios.
Principio del sello de embalaje:
En la industria de la maquinaria, los sellos de empaque se utilizan principalmente como sellos dinámicos y se encuentran comúnmente en bombas centrífugas, compresores, bombas de vacío y mezcladores como sellos de eje. La junta se coloca en la cámara de la junta y se comprime axialmente mediante el tornillo de la junta. Cuando hay movimiento relativo entre el eje y la junta, se genera una fuerza radial y la junta entra en estrecho contacto con el eje debido a la plasticidad del relleno. Esto también hace que el lubricante dentro de la junta sea expulsado, formando una película de aceite entre las superficies de contacto.
Sin embargo, debido al estado de contacto no uniforme, algunas partes de la junta harán contacto con el eje, mientras que otras no. Este estado límite de lubricación se conoce como “efecto rodante”. Las partes en contacto y sin contacto crean un laberinto irregular que evita que el flujo de líquido se escape, lo que se conoce como "efecto laberinto".
Se obtiene un buen sellado manteniendo tanto el “efecto rodante” como el “efecto laberinto”. Una lubricación deficiente o una presión excesiva pueden hacer que la película de aceite se rompa, provocando una fricción seca entre la junta y el eje, lo que eventualmente provocará daños y desgaste en el eje.
Para evitar esto, el grado de compresión de la empaquetadura debe ajustarse con frecuencia para asegurar una lubricación y compresión adecuadas. Con el tiempo, el lubricante dentro de la junta se puede perder, por lo que se debe extraer algo de lubricante para compensar la relajación de la fuerza de compresión causada por el cambio en el volumen de la junta. Sin embargo, la extrusión frecuente del relleno puede provocar que el impregnante se seque, por lo que el relleno debe reemplazarse periódicamente.
Finalmente, para mantener la película líquida y eliminar el calor por fricción, se debe permitir una pequeña cantidad de fuga en la junta.
Los problemas del sellado de envases en el uso de bombas químicas:
La bomba química suele estar equipada con un sello de eje, que tiene ventajas como resistencia al desgaste, resistencia al calor, buena flexibilidad y alta resistencia.
Sin embargo, el uso de envases también tiene algunas desventajas:
La superficie rugosa de la junta provoca un alto coeficiente de fricción y aumenta la probabilidad de fugas. Además, el lubricante utilizado durante mucho tiempo puede agotarse.
Inicialmente, el sello del eje del equipo recién reparado funciona bien, pero después de un corto período de funcionamiento, las fugas comienzan a ocurrir con mayor frecuencia. La necesidad de ajustar el casquillo y reemplazar la junta se vuelve más frecuente, y la camisa del eje puede desgastarse hasta adoptar la forma de un jarrón después de solo un ciclo de operación. En casos severos, el manguito del eje puede incluso romperse y el anillo de sello de agua puede no poder realizar su función de sellado debido a la junta podrida e irreemplazable.
La fricción constante entre la junta giratoria y el eje o el manguito del eje provoca desgaste, lo que requiere un reemplazo regular o irregular del manguito.
Para garantizar que el calor de fricción entre la junta y el eje o el manguito del eje se disipe de manera oportuna, se debe mantener una cierta cantidad de fuga, que puede ser difícil de controlar.
Además, la fricción entre la junta y el eje o el manguito del eje reduce la eficacia del sello de la junta, lo que afecta la potencia del motor y aumenta el consumo de energía.
Rendimiento del sello de la junta y causas de falla:
Según el principio de sellado de juntas, existen tres fuentes de fugas en la cavidad de sellado:
- Líquido que penetra a través del material de sellado.
- Fuga entre la junta y el prensaestopas.
- Fugas superficiales de la junta y del eje.
Las principales averías y sus causas son las siguientes:
- La superficie exterior de la junta está dañada, lo que provoca fugas en el exterior de la junta, lo que puede ocurrir si el diámetro exterior de la junta es demasiado pequeño.
- El juego excesivo o excéntrico durante el proceso de diseño puede hacer que la junta se comprima en el espacio entre el eje y el anillo de retención o entre el eje y el casquillo.
- Un montaje inadecuado de la junta o un anillo de retención dañado pueden provocar fugas de medio a lo largo de la junta.
- Si la junta se expande o daña, se corta demasiado o se ensambla incorrectamente, la fuga puede ser demasiado grande para ajustarla.
7. Sello eléctrico
Vista parcial del sello dinámico tipo K con agua de refrigeración
| 1. Impulsor | 7. Prensaestopas | 13. husillo | 19. Lavadora a presión |
|---|---|---|---|
| 2. bomba | 8. Boquilla de agua de refrigeración | 14. Bloqueo ácido | 20. Almohadilla de contratuerca L |
| 3. Cobertura de espalda | 9. Anillo de sello de agua | 15. Anillo superior | 21. Contratuerca |
| 4. Tornillo de conexión cruzada | 10. Anillo K | 16. Junta de manguito del eje | 22. Contratuerca |
| 5. Junta del prensaestopas | 11. Anillo de sellado | 17. manguito del eje | |
| 6. Bloque de sellado del prensaestopas | 12. Tapa del prensaestopas | 18. Almohadilla del impulsor |
Cuando la bomba de productos químicos está en funcionamiento, la presión generada por el impulsor auxiliar equilibra el líquido de alta presión en la salida de la bomba, asegurando un sellado adecuado.
Durante la parada, el impulsor auxiliar deja de funcionar, por lo que debe estar equipado con un dispositivo de sellado de parada para evitar fugas de productos químicos.
El impulsor auxiliar tiene una estructura de sellado simple y confiable con una larga vida útil, lo que garantiza que no haya fugas durante el funcionamiento de la bomba.
Como resultado, se utiliza a menudo en bombas que transportan medios impuros en la industria química.
Existen varios tipos de sellos, incluidos los sellos centrífugos, los sellos en espiral y los sellos de fluido magnético. El sello en espiral es particularmente prometedor.
El sello completamente cerrado puede ser tipo diafragma o tipo escudo, entre otros.
1) Sello de potencia centrífuga
El principio de los sellos centrífugos:
Un sello dinámico centrífugo funciona expulsando el medio líquido en dirección radial a través de la fuerza centrífuga, evitando así que el líquido entre en la abertura de fuga para lograr un efecto de sellado. Este tipo de junta sólo es adecuada para medios líquidos y no para medios gaseosos.
Por lo tanto, si se requiere estanqueidad al aplicar un sello centrífugo, se debe utilizar una combinación de sellos centrífugos y otros tipos de sellos.
El sello centrífugo más comúnmente utilizado es el deflector de aceite, que se usa ampliamente en varios dispositivos de transmisión para sellar aceite lubricante u otros líquidos. Cuanto mayor sea la velocidad del cárter, mejor será el rendimiento del sello. Por otro lado, si la velocidad es demasiado baja o no hay rotación, el sello de aceite deja de ser efectivo.
Además, el sello deflector de aceite no está limitado por las altas temperaturas, lo que lo convierte en una opción adecuada para aplicaciones de alta temperatura y alta velocidad, como una bomba de aceite de transferencia de calor. Sin embargo, no se puede utilizar en aplicaciones de alta presión y normalmente se utiliza en situaciones con una diferencia de presión nula o casi nula.
El lanzador de aceite centrífugo tiene las ventajas de una estructura simple, bajo costo, sin consumo de energía por fricción, sin desgaste y bajo mantenimiento, lo que lo convierte en una opción ampliamente utilizada.
La estructura de los sellos centrífugos:
Un sello centrífugo es un dispositivo de sellado de deflectores de aceite sin cárter. En un eje liso, la adherencia del medio líquido facilita su fuga a lo largo de la superficie del eje. Sin embargo, si hay una o dos ranuras anulares en el eje, resulta difícil que el líquido cruce la interfaz afilada en la ranura anular. Con la ayuda de la fuerza centrífuga del eje giratorio, es fácil agitar el líquido y garantizar el sellado.
El lanzador de aceite centrífugo está integrado en el eje, lo que bloquea el líquido que intenta escaparse y arroja el líquido a la circunferencia de la tapa de sellado bajo la acción de la fuerza centrífuga. Luego, el líquido fluye hacia el orificio de retorno de aceite que se encuentra debajo para el retorno de aceite.
Hay una ranura anular ubicada en la unión de la cubierta del sello y el deflector de aceite, lo que permite que el líquido en la pared de la cubierta del sello fluya a través de la ranura del anillo en lugar de ingresar al espacio entre la cubierta del sello y el eje.
Al diseñar un dispositivo de sellado de deflector de aceite centrífugo, es importante reducir el juego radial y el juego axial entre el deflector de aceite y la cubierta de sellado tanto como sea posible, para reducir el juego radial entre la cubierta de sellado y el eje. La ranura del anillo de la cubierta del sello debe ser lo suficientemente grande, el espacio de lanzamiento de aceite entre la cubierta del sello y el deflector de aceite debe ser lo suficientemente grande y el canal de retorno de aceite debe ser lo más liso posible.
El sello del impulsor deflector de aceite equivale a varias piezas dispuestas en uno o ambos lados del cárter, que soportan el efecto de soplado producido por la rotación del impulsor. Esto arroja el aceite lubricante filtrado al puerto de retorno junto con el flujo radial, reduciendo así la desviación del aceite lubricante a lo largo del eje.
El tamaño de las palas del impulsor no debe ser excesivo y no debe haber demasiadas. Esto se debe a que un fuerte flujo de aire combinado con una mezcla de aceite lubricante puede provocar formación de espuma, lo que perjudica el retorno de aceite y aumenta el consumo de energía.
Los sellos de paleta trasera y los sellos auxiliares del impulsor se utilizan a menudo como sellos de eje en bombas centrífugas.
Para estabilizar el flujo y aumentar la capacidad de sellado, a menudo se coloca un conjunto de paletas guía fijas dentro de la cámara de sellado del impulsor auxiliar. Esto ayuda a reducir la presión sobre la superficie lisa del impulsor auxiliar.
Uno de los beneficios de los sellos eléctricos centrífugos es que no tienen contacto de fricción directo y pueden acomodar una amplia separación de sellado. Esto los hace adecuados para sellar medios que contienen impurezas sólidas y presentan un bajo desgaste, una larga vida útil y un diseño confiable sin fugas.
Sin embargo, tienen una capacidad limitada para manejar diferencias de presión y consumen una cantidad significativa de energía, a veces hasta un tercio de la potencia útil de la bomba.
Además, al ser una junta dinámica, la capacidad de estanqueidad se pierde en cuanto se para la bomba y, por tanto, debe complementarse con una junta de estacionamiento.
2) Sello dinámico en espiral
El principio de funcionamiento de un sello de tornillo dinámico es similar al de una bomba de tornillo. Si se corta una rosca en el eje (o la ranura del tornillo está grabada en la carcasa, o ambas), la rotación del eje será en el sentido de las agujas del reloj.
La fricción entre el medio líquido y la cáscara produce una fuerza en sentido antihorario, y la componente de esta fuerza de fricción F a lo largo de la rosca derecha está hacia la derecha, lo que hace que el líquido sea empujado hacia la derecha, tal como una tuerca se mueve a lo largo de una tornillo.
Al disminuir el volumen, la altura aumenta, equilibrando la presión de sellado establecida con la presión del fluido a sellar, evitando así fugas.
Al diseñar un dispositivo de sellado de roscas, es importante prestar atención a la dirección de desplazamiento del aceite del tornillo. Si hay un error al respecto, el sello no funcionará correctamente y pueden producirse fugas.
Tenga en cuenta que el sello roscado es un tipo de sello dinámico y su función de sellado puede perderse cuando el dispositivo está en reposo o funcionando a bajas velocidades. En estos casos, puede ser necesario un sello limitador, lo que añade complejidad al dispositivo y requiere un espacio axial adecuado.
8. Sello mecánico
El sello mecánico, también conocido como sello final, es actualmente la forma de sello más utilizada en la industria de bombas químicas debido a su baja fuga y su larga vida útil. Se considera el principal método de sellado de ejes para este tipo de equipos a nivel mundial.
Según las normas nacionales pertinentes, un sello mecánico se define como un dispositivo que evita la fuga de fluido a través de al menos un par de caras extremas perpendiculares al eje de rotación, dependiendo de la presión del fluido y la fuerza elástica (o magnética) del sello. compensación. mecanismo, en coordinación con sellos auxiliares.
Los sellos mecánicos de PTFE resistentes a la corrosión, ampliamente utilizados, son eficaces para prevenir fugas de fluido.
Es importante tener en cuenta que cualquier tipo de sello debe evitar que la bomba centrífuga química funcione en ralentí, ya que el ralentí puede provocar fallas en el sello.
Principio del sello mecánico:
Los sellos mecánicos, también conocidos como sellos de extremo, son dispositivos de sellado de eje que se utilizan en máquinas rotativas para evitar fugas de fluido. Funcionan utilizando un par de caras extremas perpendiculares al eje de rotación, junto con la presión del líquido y la fuerza elástica de un mecanismo de compensación, para crear un sello hermético.
Los sellos mecánicos se usan comúnmente en bombas, calderas, compresores y otros equipos de eje giratorio similares. Se componen de un anillo móvil, un anillo estático, un elemento de presión y un elemento de sellado.
El anillo móvil gira con el eje de la bomba y encaja perfectamente con el anillo estático para formar una superficie de sellado que evita que el medio se escape. La presión del líquido en la cámara de sellado presiona la cara del extremo del anillo móvil contra la cara del extremo del anillo estático, creando una fina película de líquido y una presión específica adecuada para lograr un sellado.
El elemento de compresión genera presión, manteniendo unido el extremo de la bomba cuando la bomba no está funcionando y evitando la entrada de fugas e impurezas. El elemento sellador incluye un elemento elástico para amortiguar las vibraciones e impactos de la bomba, así como los espacios entre el anillo móvil y el eje y entre el anillo estático y el casquillo.
Los sellos mecánicos se integran con otras piezas de la bomba durante el funcionamiento. El rendimiento del sello mecánico depende de sus propios componentes, del dispositivo auxiliar de sellado y de los requisitos técnicos de instalación. Para garantizar el correcto funcionamiento del sello mecánico, es importante cumplir primero con estos requisitos.
Los problemas que existen al utilizar el sello mecánico en la bomba de químicos son los siguientes:
Los sellos mecánicos en equipos rotativos pueden fallar por diversas razones, incluido el desgaste de las caras del sello, grietas en caliente, deformación y daños. Con el tiempo, los resortes también pueden relajarse, fracturarse y corroerse.
Además, los anillos de sello auxiliares pueden sufrir grietas, torceduras, deformaciones y fracturas.
Rendimiento de fallas y causas del sello mecánico:
- Vibración y calentamiento del sello mecánico: durante el funcionamiento, la rugosidad de las caras extremas de los anillos móviles y estacionarios y el pequeño espacio entre los anillos dinámicos y estáticos y la cavidad de sellado pueden causar vibraciones y colisiones. En algunos casos, la mala resistencia a la corrosión y a la temperatura de las caras del sello, un enfriamiento insuficiente o impurezas de partículas en las caras de los extremos durante la instalación también pueden causar vibración y calentamiento.
- Fugas de medio en el sello mecánico: Las fugas durante las pruebas de presión estática, una instalación descuidada, magulladuras, deformaciones, daños, suciedad, impurezas granulares, tornillos de posicionamiento flojos, un casquillo sin comprimir o una precisión insuficiente del equipo pueden causar fugas de medio. Pueden producirse fugas en el manguito del eje si el anillo de sellado del manguito del eje no está suficientemente comprimido, dañado durante el montaje o comprimido.
- Fugas periódicas o paroxísticas: La vibración periódica del conjunto del rotor del sello mecánico puede causar fugas si hay un desplazamiento axial excesivo.
- Fugas frecuentes del sello mecánico: Las fugas frecuentes de los sellos mecánicos pueden ocurrir debido a varias razones, incluidos defectos en la cara del sello, el anillo de sello auxiliar y los resortes. Otras causas pueden incluir vibración del rotor, mala calidad o holgura en la transmisión y las piezas de sujeción.
- Vibración excesiva del sello mecánico: La vibración excesiva del sello mecánico puede provocar una pérdida de efectividad del sello. Sin embargo, la causa de la vibración excesiva no se limita sólo al sello mecánico en sí, sino que también puede atribuirse a otras partes de la bomba.
9. Sello de tornillo
Un sello roscado es un tipo de sello dinámico creado mecanizando una ranura en espiral en el eje giratorio o manguito que rodea el eje. Se llena un medio sellador entre el eje y el manguito para evitar fugas de fluido.
A medida que el eje gira, la ranura en espiral crea un efecto de transporte similar al de una bomba, que ayuda a mantener el fluido sellado. La capacidad de sellado del sello roscado está influenciada por factores como el ángulo del tornillo, el paso, el ancho y la altura del diente, la longitud de acción del diente y la holgura entre el eje y el manguito.
Una de las ventajas de las juntas roscadas es su larga vida útil, ya que no hay fricción entre las juntas. Sin embargo, la capacidad de sellado está limitada debido a la corta longitud del perno, que a menudo está limitada por limitaciones de espacio estructural. Además, cuando la bomba funciona a velocidad reducida, el efecto de sellado de la junta roscada se reduce considerablemente.
10. Sello de gas seco
El sello de gas seco, también conocido como “sello de gas de funcionamiento en seco”, es un nuevo tipo de tecnología de sello de extremo de eje que utiliza tecnología de sello ranurado para sellar gas y se considera un sello sin contacto.
Principio de sellado de gas seco:
Cuando se coloca un anillo móvil con una ranura hidrodinámica (que varía de 2,5 a 10 micrómetros) en el borde exterior de la cara del extremo, la ranura hidrodinámica crea un flujo que bombea gas aislado a alta presión desde el diámetro exterior (también conocido como aguas arriba). lado ) en la superficie de sellado.
La presión de la película de gas aumenta progresivamente desde el diámetro exterior hacia el diámetro de la ranura y disminuye gradualmente desde el diámetro de la ranura hacia el diámetro interior.
Debido a la mayor presión en la máscara terminal, la fuerza de apertura es mayor que la fuerza de cierre aplicada al anillo de sellado.
Se crea una fina capa de aire (1-3 milímetros) entre las superficies de fricción, lo que permite que el sello funcione sin contacto.
Esta película de gas formada bloquea eficazmente la fuga del medio sellador de presión relativamente baja, logrando cero fugas o escapes del medio sellador.
Selección de sellos para bombas químicas
La bomba química se utiliza a menudo para transportar sustancias volátiles corrosivas o tóxicas, lo que hace que su rendimiento de sellado sea un factor crucial para determinar la calidad de la bomba.
Al seleccionar una bomba química, se deben considerar los siguientes estándares.
1) Hay sello estático y sello dinámico.
Para los sellos estáticos, normalmente solo se utilizan juntas tóricas y juntas, siendo las juntas tóricas los anillos de sellado más utilizados.
Para los sellos dinámicos, los sellos de junta se usan raramente y se reemplazan principalmente por sellos mecánicos, que se pueden dividir en tipos de extremo simple, doble extremo, equilibrados y no equilibrados.
El tipo equilibrado es más adecuado para sellar medios de alta presión, normalmente definidos como presiones superiores a 1,0 MPa.
Los sellos mecánicos de doble cara se utilizan principalmente para medios con alta temperatura, tendencia a cristalizar, alta viscosidad y presencia de partículas o volatilización tóxica.
Se debe introducir un líquido aislante en la cavidad de sellado, con una presión generalmente de 0,07 a 0,1 MPa superior a la presión media.
2) Material de sellado
Para el sellado estático de bombas químicas, se suelen utilizar materiales de caucho fluorado. En casos especiales se pueden utilizar materiales de PTFE.
