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A continuación la FSA presenta dentro su Serie de Entrenamientos una introducción a los sellos secos y sus consideraciones particulares de estas aplicaciones. Los sellos secos son sellos dobles que alcanzan cero emisiones con muy bajo consume de energía. Una descripción de estos sellos son:
▪ Tienen características de diseño criticas.
▪ Consideraciones para algunas aplicaciones.
▪ Típicamente Sellos Dobles.
Características Críticas del Diseño
Características Criticas del Diseño
Características de las Carcas de sellado
▪ Espesor y rigidez de la película.
▪ Separación a baja velocidad.
▪ Consumo de Gas
▪ Patrón de flujo de la película de sellado.
Arrastre del sello secundario
▪ Evitada el atascamiento de las caras.
Dispositivos de exclusión de solidos.
▪ Excluya los sólidos del espacio entre la cara del sello y los sellos secundarios dinámicos
Sistema de Soporte
▪ Suministro de gas de barrera, regulación y seguimiento.
Características de las Caras de Sellado
Consumo del Gas de Barrera
▪ Las fugas mínimas del fluido de Barrera (Usualmente Nitrógeno) pasan las caras de sellado hacia el lado del proceso.
▪ La mayoría del consumo de gas de barrera pasa las caras del sello externo hacia la atmosfera.
Características de las Caras de Sellado
Hydrodynamic Lift Engine
Mapa de presión tridimensional del levantamiento hidrodinámico.
SpiralGroove Technology
Características de las Caras de Sellado
Ranuras de espiral Unidireccionales:
Ranuras de espiral cónicas superficial
Cara del sello
Ranura anular
Área de sellado
Características de las Caras de Sellado
Ranuras de espiral Unidireccionales :
2) El Gas es comprimido a través del área estrecha del espiral
3) La presión del Gas se equilibra a través del área circunferencial.
1) Gas entra en el área mas profunda sobre el diámetro Externo
Arrastre del Sello Secundario
• La baja rigidez de la película requiere baja carga de los resortes para evitar contacto entre las caras
• Las cargas de los resortes no puede superar la resistencia hidrodinámica del sello
• Se requieren diseños de secundarios dinámicos de poco arrastre (Orings)
• Los diseños de fuelle eliminan la necesidad de sellos secundarios.
Sello Secundario
Sello secundario
▪ O-rings – diseño de la cavidad, hinchamiento por ataque químico, expansión térmica
▪ Sello de teflón con resorte energizadoparámetros de diseño, diseño de los resortes
Superficie con acabado
Acabado de la superficie de la camisa
Acabado de la superficie mínimo 0.4 µm / 16
µin RMS
Recubrimientos de baja fricción.
Cara de sello
Sello Secundario
Lubricación
▪ El lubricante de Orings debe ser compatible con tipo de material.
Características del material del elastómero.
▪ Compatibilidad con el fluido de proceso. Absorción puede resultar en hinchamiento, cambios de las propiedades físicas y un desempeño impredecible
▪ Acabado de la Superficie / Recubrimientos de baja fricción.
▪ Dureza del elastómero para lograr sellado con poca compresión. Dureza normal 75 o mas baja (Dureza Shore A)
▪ Resistencia a la compresión del elastómero.
▪ Efectividad del proceso de curado del elastómero para la compatibilidad química.
Dispositivos de Exclusión de Solidos
Objetivo de los dispositivos de exclusión:
▪ Evitar que los sólidos se acumulen en el sello dinámico secundario.
▪ Evitar que los sólidos entren en el espacio entre las caras del sello
Técnicas de Exclusión:
▪ Crear un restricción física para mantener los solidos fuera de las caras.
▪ Generar una flujo de fluido para mantener los solidos fuera de las caras.
Sistemas de Soporte
▪ El propósito del panel es regular, controlar y monitorear el flujo de gas
▪ Muchos de estos sistemas se unifican en un solo panel como se muestra en la figura
▪ Se debe tener cuidado de no eliminar la presión del sistema cuando el equipo esta en Stand-by
▪ Equipos opcionales:
▪ Amplificador de presión
▪ Acumulador
▪ Instrumentación
Indicador de Presión Filtro
Válvula de Cierre
Indicador de Flujo (Switch opcional))
Entrada del Gas de Barrera
Hacia el Sello Mecánico
Valvular de Cierre
Regulador de Presión
Válvula Check Switch de Presión
Consideraciones adicionales de estas aplicaciónes
Consideraciones adicionales de esta aplicación
Fluidos con Solidos suspendidos:
▪ Solidos entre las caras puede trancar el desempeño hidrodinámico de las ranuras de espiral.
▪ Fuerzas Centrifugas empujan los solidos hacia las caras de sellado en los arreglos espalda contra espalda.
▪ Solidos entre las caras pueden también causar abrasión .
▪ Solidos en los sellos secundarios dinámicos puede causar atascamiento, puede también influir sobre la alineación correcta de las caras y crear un daño en la superficie pulida (agravada por la ligera carga de los resortes)
Consideraciones adicionales de esta aplicación
Fluidos con solidos disueltos:
▪ Los solidos salen de la solución debido a:
▪ Diferentes condiciones ambientales
▪ Efecto de secado por el escape del gas de barrera
▪ Problemas similares a los atribuidos por solidos en los líquidos
▪ La migración del fluido entre las caras del sello durante la operación estática puede dejar residuos que afecten las caras.
Consideraciones adicionales de esta aplicación
Rotación contraria de la bomba:
▪ Al momento de apagar la bomba la presión estática en la descarga puede generar rotación contraria del equipo
▪ Flujo en reversa causa que el impulsor y el eje rote al contrario.
▪ Esto es normalmente un problema en bombas verticales.
▪ Rotación inversa en sellos de gas unidireccionales puede causar daño en las caras del sellos.
Consideraciones adicionales de esta aplicación
Operación del equipo por requerimiento:
▪ Procedimientos de encendidos y paradas pueden involucrar momentos de baja velocidad en los equipos
▪ Operaciones del equipo a baja velocidad y continuos arranques y paradas son críticos
▪ Operación repetitivas a baja velocidad puede causar un daño acumulado en las caras del sello
Consideraciones adicionales de esta aplicación
Bombas en Stand-by:
▪ Pequeñas fugas normales del gas de barrera en condición estática hacia la caja de sellado pueden acumular el gas en el tiempo.
▪ Un apropiado venteo es necesario antes de arrancar el equipo
Bajo
Flujo / Baja presión de succión:
▪ Bombas centrifugas puede tolerar 1-2% de gas atrapado en el fluido.
▪ Fugas normales del gas de barrera expande in presiones de succión baja
▪ Proporciones del gas debe ser evaluado al punto de mas baja presión
Consideraciones adicionales de esta aplicación
Recipientes con mezcladores pequeños:
▪ El gas de barrera puede acumularse en el tiempo e incrementar la presión en el recipiente
▪ El incremento de la presión afectaría las caras del sello y su soportes
▪ El incremento de la presión puede exceder las especificaciones del recipiente o la reacción
Sellos de Gas Típicos
Características de los sellos de gas para Bombas
Sellos de tipo Cartucho son 100% sometidos a prueba estática en la fabrica
La mayoría requiere cajas de sellado grande
Sellos secundarios dinámicos
Cavidad de gas de barrera
Carburo de Silicio estacionario con las ranuras
Sellos de Gas de Fuelle Metálico
▪ Elimina la fricción del sello secundario (O-rings):
Sellos de Gas doble para caja de sellado amplias
Lado de Proceso
Suministro de Gas de Barrera
Lado Atmosférico
Rotación Sentido Horario
Rotación anti horario
Sellos Secos para cajas de sellado estándar
Regular Interno para el suministro de gas
Cara coaxial del sello
Cara de Carburo de Silicio con las ranuras
Sellos de Gas Co-axial Hidrostático con regular de gas de barrera interno
Características del sello de Gas para Mezcladores
Diseño para mezcladores de entrada vertical
Centralizador del eje
Espacio radial para mayores run-out
Lado Atmosférico
Sellos secundarios dinámicos
Lado Proceso
Resortes pasantes para mantener la carga
Conclusiones
La tecnología de sellos secos ha estado evolucionando y esta ahora bien establecida
Sellos doble de gas ofrece muchos beneficios incluyendo:
▪ Cero emisiones de producto
▪ Tolerancia para equipos por fuera de especificación.
▪ Significante reducción de energía
Diseños de sellos secos con características criticas incluye:
