Componentes, Funcionamiento y Selección de Sellos Mecánicos y Empaquetaduras Industriales

Partes de un Sello Mecánico

Se describirán sintéticamente las partes que componen un sello mecánico típico:

• Cabeza rotante
• Anillo de sellado
• Diafragma
• Resorte
• Anillo estacionario
• Asiento
• O-ring (Anillo tórico)
• Armadura interna
• Retén del resorte

Principio de Funcionamiento de los Sellos Mecánicos en Bombas para Líquidos

El sello mecánico está formado por un conjunto de componentes diseñados para lograr la mayor hermeticidad posible entre un sistema que rota respecto a uno fijo, en presencia de un líquido. La función de sellado de los sellos mecánicos se divide en dos acciones principales:

1. La acción frontal entre dos anillos muy pulidos que tienen movimiento de rotación relativo entre ambos, llamada “Sellado Primario”.
2. Otra que tiene por función hermetizar partes fijas de la máquina, llamada “Sellado Secundario”.

Componentes Principales del Sello Mecánico

El sello mecánico se compone de dos partes principales:

• Parte rotante: Gira acompañando al eje.
• Parte estacionaria: Se ubica en un punto fijo del cuerpo de la máquina.

Durante la rotación, el anillo frontal de la parte rotante se desliza sobre la superficie frontal de la parte estacionaria, produciendo así un sellado dinámico donde intervienen las fuerzas del resorte y la presión del líquido. Este es el “Sellado Primario”.

El “Sellado Secundario” se forma a través de los componentes elásticos, generalmente llamados elastómeros (o 'gomas'), que hacen las veces de retenes contra las partes metálicas, ya sean en rotación (eje) o fijas (cuerpo o carcasa).

Empaquetaduras (Juntas) para Bridas

La función de una empaquetadura para bridas es crear un sello entre dos caras estacionarias de superficie imperfecta, dentro de un sistema que contendrá fluidos gaseosos o líquidos. Las juntas o empaquetaduras, al ser presionadas entre las caras planas de las bridas, deben compensar las inevitables irregularidades o rugosidades de esas caras mediante su propia compresibilidad o deformación.

Aspectos Clave en la Selección de Empaquetaduras

Es importante considerar los siguientes aspectos en la selección de una empaquetadura para un servicio en particular:

• Resiliencia: Esta cualidad permite mantener el sellado ante una baja de carga entre las caras de las bridas.
• Compresibilidad: Este factor es importantísimo de considerar, dado que es lo que permite compensar las irregularidades de la brida, tales como su rugosidad, falta de paralelismo, canales concéntricos, corrosión, etc.
• Presión Interna del Fluido: La presión interna del fluido tiende a "soplar" la empaquetadura de entre las bridas. Esto se produce dado que, tan pronto como es aplicada la presión en la cañería o estanque, la compresión de apriete inicial que tenían los pernos sobre las bridas se verá disminuida por la presión hidrostática resultante sobre las bridas. Este efecto negativo puede ser disminuido teniendo en consideración lo siguiente:
  1. Apriete adecuado de los pernos de las bridas (consultar tablas).
  2. Rugosidad suficiente en la cara de las bridas que permita el anclaje mecánico de la empaquetadura, resistiendo la presión de soplado que ejercerá el fluido interno.
  3. Escoger el espesor mínimo adecuado de la empaquetadura, de tal forma que se disminuya la sección y, por lo tanto, el área total de la empaquetadura expuesta al fluido. Al disminuir el área, la fuerza resultante de soplado será menor.
• Temperatura: Los efectos de las temperaturas ambientales y del fluido deben ser cuidadosamente considerados. Estos efectos inciden en la dilatación de los pernos, de las bridas y la cañería, los cuales pueden producir efectos de relajación por Creep (o flujo plástico) en la empaquetadura. También se debe considerar la temperatura en cuanto a su acción de degradación térmica sobre la empaquetadura.
• Compatibilidad con el Fluido: Dadas las composiciones químicas particulares de cada tipo de empaquetadura, se debe considerar la compatibilidad con el fluido a sellar.