¿Qué es un cierre mecánico? Una guía completa

Los cierres mecánicos son componentes vitales e integrales en todos los sectores industriales, ya que desempeñan un papel fundamental a la hora de evitar fugas de fluidos y garantizar el funcionamiento sin problemas de equipos rotativos como bombas, incluidas bombas centrífugas, bombas de lóbulos rotativos, bombas de diafragma, bombas de engranajes y compresores.

En esta completa guía, nos adentramos en los entresijos de los cierres mecánicos, explorando sus tipos, aplicaciones, ventajas y aspectos cruciales de la instalación y el mantenimiento.

El artículo describirá cómo funcionan los cierres mecánicos y explorará los aspectos críticos que diferencian un buen rendimiento de un rendimiento deficiente o inadecuado.

Además, descubriremos cómo los servicios y productos de ingeniería de fiabilidad pueden beneficiar significativamente a sus operaciones.

Bombas centrífugas

Las bombas centrífugas son el tipo más común de bomba utilizada en la industria, ya que son adecuadas para la mayoría de los tipos de medios de proceso, se utilizan específicamente para la manipulación de agua y aceites y son relativamente fáciles de fabricar.

Hay muchas empresas que fabrican bombas centrífugas, entre ellas ITT Gould's, Flowserve, KSB, Grundfos y Kirloskar. Tradicionalmente, las bombas se sellaban con empaquetaduras de prensaestopas, juntas labiales y otros tipos diferentes, como dispositivos de sellado de componentes ineficaces con caras de sellado desequilibradas, que crean un desgaste del equipo y/o una generación excesiva de calor que conducen a un fallo prematuro del equipo.

Reliability Engineering ofrece soluciones innovadoras de cierres mecánicos, sistemas de soporte de cierres y cierres de cojinetes para todo tipo de equipos rotativos y bombas centrífugas.

Componentes de cierres mecánicos

Antes de adentrarnos en las complejidades de los cierres mecánicos, conozcamos los fundamentos de su construcción. Un cierre mecánico típico consta de dos componentes principales: el elemento fijo y el elemento giratorio. El elemento fijo suele estar fijado a la carcasa de la bomba, mientras que el elemento giratorio está conectado al eje de la bomba. Trabajando en tándem, estos elementos forman una barrera que impide la salida de fluido o gas de la bomba o el compresor.

Además, los cierres mecánicos presentan una cara de estanquidad en la que entran en contacto los elementos fijos y giratorios. Esta cara de estanquidad crítica está fabricada con materiales duraderos como cerámica, carbono o carburo de silicio, lo que garantiza su resistencia en las exigentes condiciones de las operaciones industriales.

Tipos de cierres mecánicos

Existen varios tipos de cierres mecánicos, cada uno de ellos adaptado a unos requisitos de funcionamiento específicos. Aunque los cierres mecánicos se instalan en una amplia gama de equipos, los más comunes son los cierres para bombas. Entre los tipos de cierre para bombas se incluyen:

• Cierres mecánicos simples: Adecuados para aplicaciones con condiciones de presión y temperatura moderadas.
• Doble cierre mecánico: Ideales para manipular sustancias peligrosas, proporcionando un respaldo en caso de fallo del cierre primario.
• Cierres mecánicos de cartucho: Unidades premontadas que simplifican la instalación y el mantenimiento, populares en industrias donde las sustituciones rápidas minimizan el tiempo de inactividad.
• Cierres mecánicos partidos: Se separan fácilmente en dos mitades para facilitar la instalación y el reequipamiento sin desmontar el equipo.
• Cierres mecánicos de componentes: Personalizables para necesidades operativas específicas, ofrecen flexibilidad en una amplia gama de aplicaciones.

Ejemplos de los cierres mecánicos más comunes para bombas, son los cierres de tipo cartucho simple y doble, como se muestra a continuación;

Cierres mecánicos de cartucho simple

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Cierres mecánicos de doble cartucho

¿Cómo funcionan los cierres mecánicos?

Los cierres mecánicos incorporan dos componentes principales: una parte fija (a menudo denominada carcasa del cierre o prensaestopas) y una parte giratoria (denominada cabezal del cierre o cara giratoria). La parte giratoria contiene una o más caras giratorias del cierre mecánico. En la parte fija hay una o más caras fijas del cierre mecánico. En su forma básica, el cierre mecánico se forma entre las caras de cierre de fricción contrarrotatoria, que impiden que el fluido del proceso salga de la bomba o del elemento del equipo giratorio.

A diferencia de los cierres mecánicos de labio, que utilizan materiales elastoméricos, caucho y polímeros de desgaste rápido, las caras del cierre mecánico contrarrotatorio están fabricadas con materiales duraderos como carbono, carbono de tungsteno y carburo de silicio. Cuando se complementa con conjuntos de sellado secundarios, como juntas tóricas y juntas, el cierre mecánico crea un dispositivo de sellado integral que prolonga la vida útil de los equipos rotativos si se aplica correctamente. ...... y ése es el truco. Aplicar la solución de cierre mecánico adecuada a la aplicación correcta es el secreto del éxito de la estanquidad.

Una buena analogía es un coche de carreras de Fórmula 1 y un jeep. Los coches de fórmula 1 cuentan con una tecnología excelente para circular a alta velocidad por terrenos llanos. Si se lleva un coche de Fórmula 1 a un terreno abrupto, rocoso y montañoso, con barro húmedo, NO funcionará. Es entonces cuando entra en juego la tecnología Jeep. La tecnología de los cierres mecánicos no es diferente. Se puede aplicar mal un retén mecánico del mismo modo que se puede aplicar mal un coche de Fórmula 1. Alinearse con un proveedor de cierres mecánicos experimentado y reputado, como Reliability Engineering, que conozca los tipos y la tecnología de los cierres, es una forma de evitar una aplicación incorrecta.

Película fluida

Entre las caras contrarrotatorias de un cierre mecánico hay algo que se denomina "película de fluido". La película de fluido ayuda a enfriar y lubricar las caras contrarrotatorias del cierre, contribuyendo a prolongar la cara del cierre. Si la película de fluido es demasiado grande, el cierre mecánico tendrá fugas. Si la película de fluido es demasiado pequeña, el cierre mecánico se sobrecalentará y se quemará. Por lo tanto, el elemento esencial de todos los cierres mecánicos es mantener las condiciones de película de fluido adecuadas para la aplicación.

Hay muchas formas de mejorar la película de fluido en un cierre mecánico. Los cierres equilibrados hidráulicamente son uno de esos métodos, junto con los sistemas Plan 53.

Haga clic aquí para obtener más información sobre la película de fluido del cierre mecánico y cómo funcionan los cierres mecánicos.

Aplicaciones de cierres mecánicos

La versatilidad de los cierres mecánicos los hace indispensables en diversos sectores y tipos de equipos rotativos que suelen contener un eje transmisor de potencia. El sellado para evitar fugas es uno de los principales factores que impulsan el uso de cierres mecánicos en lugar de empaquetaduras de prensaestopas. Algunas aplicaciones son:

• Bombas: Prevención de fugas y mantenimiento de la eficacia de la transferencia de fluidos en bombas centrífugas, bombas de desplazamiento positivo y otras.
• Compresores: Garantizar la contención de gases y evitar la contaminación ambiental en compresores rotativos y alternativos.
• Agitadores y mezcladores: Esenciales en industrias como la farmacéutica, la química y la alimentaria para mantener la integridad del producto y evitar fugas.
• Marina: Crucial para un sellado eficaz en los sistemas de propulsión de los buques, garantizando operaciones marítimas seguras y eficientes.
• Automoción: Desempeñan un papel en aplicaciones de automoción como bombas de agua y sistemas de aire acondicionado, contribuyendo al rendimiento y la fiabilidad del vehículo.

Industrias de juntas mecánicas

El uso generalizado de los cierres mecánicos se extiende por diversas industrias y contribuye al buen funcionamiento de procesos críticos en sectores como:

• Petróleo y gas: Vital para sellar bombas y compresores en procesos de exploración, producción, refinado y transporte.
• Procesamiento químico: Se utiliza para evitar fugas y contaminación en bombas y agitadores, garantizando la integridad de los procesos químicos.
• Productos farmacéuticos: Esencial para mantener la pureza del producto durante la mezcla, la combinación y otros procesos críticos en la fabricación de productos farmacéuticos.
• Tratamiento de agua y aguas residuales: Empleado para mantener la eficiencia y fiabilidad de bombas y mezcladores en instalaciones municipales e industriales.
• Generación de energía: Desempeñando un papel crucial en las centrales eléctricas, sellando bombas y compresores tanto en sistemas de energía convencionales como renovables.

Nuestros servicios

Como proveedor líder de soluciones de cierres mecánicos, nos enorgullece presentar nuestra amplia gama de servicios, incluida la innovadora iniciativa"Reiuptime-Equipment Healthcare". Este programa de cuidado de la salud de los equipos de los clientes, operado por Reliability, está específicamente adaptado a los contratos y asociaciones de los clientes proveedores del canal. "Reiuptime" se centra en garantizar la salud y la longevidad de los equipos mediante un mantenimiento y una asistencia proactivos.

• ‍Diseño y desarrollo: Importantes inversiones en instalaciones de diseño, desarrollo y producción, con sistemas de diseño asistido por ordenador (CAD) en 3D y programas de fabricación asistida por ordenador (CAM) para una ingeniería de precisión.
• Fabricación: Diferenciación gracias a la inversión continua en tecnología punta de máquinas herramienta CNC, que garantiza la fabricación de componentes de alta calidad.
• Montaje y pruebas: Lista de comprobación exhaustiva posterior al montaje de cada cierre mecánico antes de su envío, lo que garantiza que todos los productos son aptos para su finalidad al salir de la fábrica.‍
• Inventario y atención al cliente: El mantenimiento estratégico de un amplio inventario, unido a un ADN empresarial centrado en ofrecer un excelente servicio al cliente, garantiza la disponibilidad de los componentes adecuados para un rápido montaje, prueba y envío.‍
• Reparación y renovación: Un completo programa de gestión de juntas, que incluye el reacondicionamiento de juntas mecánicas, se extiende a nuestra propia marca de juntas y ofrece una opción competitiva para reacondicionar juntas de la competencia cuando resulte práctico.

Nuestro compromiso con la excelencia en los servicios, que abarcan el diseño, la fabricación, el montaje y la asistencia al cliente, queda patente en la iniciativa "Reiuptime-Equipment Healthcare". Centrados en la innovación y la satisfacción del cliente, nuestro objetivo es ser su socio preferido en soluciones de cierres mecánicos.

Nuestros productos

Además de nuestros servicios integrales, nos enorgullece ofrecer una amplia gama de productos de sellado mecánico de alta calidad:

• Cierres mecánicos estándar: Soluciones fiables y rentables adecuadas para una amplia gama de aplicaciones industriales.
• Soluciones de estanquidad personalizadas: Cierres mecánicos a medida diseñados para satisfacer requisitos operativos específicos, garantizando un rendimiento y una longevidad óptimos.
• Juntas especializadas para entornos peligrosos: Diseñadas para soportar condiciones extremas, como altas temperaturas, productos químicos corrosivos y materiales abrasivos.
• Sistemas de juntas de cartucho: Juntas de cartucho premontadas para simplificar la instalación y el mantenimiento, reducir el tiempo de inactividad y mejorar la eficacia operativa.
• Sistemas de soporte de juntas: Sistemas innovadores que mejoran el rendimiento y la fiabilidad de los cierres mecánicos proporcionando una lubricación y refrigeración adecuadas.

Consulte aquí nuestra gama de productos para obtener información detallada.

Conclusión

En conclusión, comprender los entresijos de los cierres mecánicos es imprescindible para las industrias que dependen de una maquinaria eficiente y sin fugas. Los diversos tipos y aplicaciones de los cierres mecánicos los convierten en componentes indispensables en varios sectores, garantizando el buen funcionamiento de procesos críticos. Como proveedor líder de soluciones de cierres mecánicos, nuestro compromiso con los servicios y productos de calidad tiene como objetivo ayudar a nuestros clientes a conseguir un rendimiento, fiabilidad y longevidad óptimos en sus aplicaciones de cierres mecánicos.

Tanto si trabaja en el sector del petróleo y el gas como en el químico, farmacéutico, de tratamiento de aguas o de generación de energía, nuestro equipo se dedica a ofrecer soluciones personalizadas para satisfacer sus necesidades específicas. Póngase en contacto con nosotros hoy mismo para saber cómo nuestra experiencia puede mejorar la eficiencia y fiabilidad de sus aplicaciones de cierres mecánicos.