Cierre mecánico

En su forma más básica, un cierre mecánico combina una parte giratoria con una parte fija. Cuando se ha diseñado e instalado correctamente, la pieza giratoria se apoya en una película lubricante de tan sólo 0,00025 mm de grosor.

Si la película se vuelve demasiado gruesa, el medio bombeado goteará. Si la película se vuelve demasiado delgada, la pérdida por fricción aumenta y las superficies de contacto se sobrecalientan, provocando el fallo del cierre.

Construcción

La parte fija del cierre está fijada en la carcasa de la bomba. Consiste en un asiento fijo y un cierre secundario fijo. El cierre secundario evita las fugas entre el asiento fijo y la carcasa de la bomba. También evita que el asiento gire en la carcasa de la bomba.

El líquido bombeado (A) está generalmente en contacto con el borde exterior del anillo de cierre giratorio (B). Cuando el eje comienza a girar, la diferencia de presión entre el líquido (A) en la carcasa de la bomba y la atmósfera (D) obliga al líquido a entrar en el espacio de sellado (de B a C) entre las dos superficies planas giratorias. Se genera una película lubricante. La presión en el espacio de sellado se reduce de B a C, alcanzando la presión en D. La fuga del cierre aparecerá en el aire.

Las partes del cierre dentro de la bomba están sometidas a una fuerza que emana de la presión dentro de la bomba. El componente axial de esta fuerza, junto con la fuerza del muelle, crea la fuerza de cierre del cierre.

Fuerzas del cierre del eje

Las partes del cierre dentro de la bomba están sometidas a una fuerza axial por la presión en el líquido bombeado. Si la presión diferencial entre el medio bombeado y la atmósfera es superior a 20 bares, la fuerza de cierre se vuelve tan fuerte que impide la formación de una película lubricante hidrodinámica adecuada. El resultado es que las caras del cierre comienzan a deteriorarse.

La reducción del área de la presión hidráulica afectará automáticamente a la fuerza axial sobre el cierre mecánico. Como resultado, se reduce la fuerza hidráulica de las caras del cierre primario así como la fuerza de cierre del cierre.

La presión de la bomba que actúa sobre el área Ah provoca que se ejerza una fuerza de cierre sobre el cierre. El área Ah del cierre mecánico no equilibrado es mayor que el área As, y la relación de equilibrado k es mayor que 1.

La presión de contacto en la superficie deslizante supera la presión del líquido bombeado. En el rango de baja presión del líquido bombeado, los cierres mecánicos desequilibrados son suficientes. El área Ah del cierre mecánico equilibrado es inferior al área As, y la relación de equilibrio k es inferior a 1. El área Ah puede reducirse reduciendo el diámetro del eje.

En el rango de alta presión del medio bombeado o a alta velocidad, se utiliza el cierre mecánico equilibrado. La presión de contacto en el área de la superficie deslizante puede ser menor que la presión media bombeada. A menudo se elige una relación de equilibrado de alrededor de 0,8.

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