Los sellos de PTFE energizados por resorte funcionan de manera confiable en una variedad de aplicaciones donde los sellos elastoméricos convencionales fallan debido a ataques químicos, calor o frío extremos, fricción, extrusión o compresión.
Los sellos de PTFE tienen tres elementos de diseño básicos:
- Una chaqueta en forma de U accionada a presión
- Un dispositivo de carga de resorte metálico
- Materiales de sellado poliméricos de alto rendimiento
Entonces, ¿qué es un sello de PTFE energizado por resorte? Es una copa en U energizada por resorte que utiliza una variedad de perfiles de camisa, tipos de resorte y materiales en configuraciones de vástago y pistón, cara y sello giratorio. Se utilizan cuando los sellos elastoméricos no cumplen con los requisitos de rango de temperatura, resistencia química o fricción.
Los perfiles de las camisas están hechos de PTFE y otros polímeros de alto rendimiento. Los tipos de muelles están disponibles en aleaciones resistentes a la corrosión, incluidos acero inoxidable, Elgiloy y Hastelloy.
Dado que las chaquetas se mecanizan y no se moldean por inyección, la configuración del sello se puede ajustar fácilmente cuando sea necesario para mejorar el rendimiento del sello. El sello se mecaniza en tornos CNC con tolerancias muy estrechas, utilizando solo materiales de primera calidad. Cada diseño está disponible en diámetros estándar y especiales y secciones transversales en tamaños fraccionados en pulgadas, AS4716 y métricos. El rango de tamaño completo incluye diámetros de 1/32 a 150 pulgadas, con secciones transversales radiales de 1/32 a varias pulgadas de ancho.
Los labios de sellado con resorte y el energizador de resorte se comprimen cuando se instalan en la glándula de sellado. El resorte elástico responde con fuerza constante, empujando los labios de sellado y creando un sello hermético al gas contra las superficies de sellado. El sello se expande a medida que se introduce la presión, aumentando la fuerza de sellado más allá de la proporcionada por el resorte y el material de la camisa.
Carga de resorte
Un resorte de acero inoxidable energiza el sello y suministra toda la carga necesaria para el sellado cuando la presión del medio es demasiado baja para accionar completamente los labios.
El resorte también compensa las variaciones en la tolerancia de la glándula y el desgaste normal del sello. Como dispositivo de carga de sellos, un resorte metálico es más preciso que dispositivos como juntas tóricas para controlar la fricción. Hay tres tipos de muelles diferentes, cada uno con una o tres capacidades de carga diferentes (ligera, media y pesada) para cumplir con los requisitos exactos de fricción lineal o torque.
En aplicaciones dinámicas, el resorte se expande para compensar el desgaste del sello mientras continúa proporcionando carga. En condiciones que involucran ciclos térmicos, el sistema de resorte continúa energizando los labios de sellado sin tener que usar un conjunto de compresión o volverse demasiado blando o duro, como puede hacerlo un elastómero.
El resorte flexible permite un amplio rango de tolerancia que puede ayudar a superar la desalineación y excentricidad del hardware, sin causar fricción adicional o la incapacidad de sellar. Hay disponibles tres diseños de sellos de PTFE energizados por resorte diferentes, que ofrecen atributos individuales para cada aplicación.
Alto rendimiento
El diseño único y las propiedades de los materiales de estos sellos proporcionan a los ingenieros de diseño una nueva variedad de soluciones para aplicaciones difíciles.
Algunas de las capacidades más notables del sello incluyen:
- Fricción muy baja
- Compatibilidad química universal
- Servicio de alta velocidad
- Servicio criogénico a -425 grados Fahrenheit
- Servicio de alta temperatura a 575 grados Fahrenheit
- Clasificaciones de alta presión (más de 30 Kpsi)
- Conjunto de elasticidad permanente con inmunidad al envejecimiento, fragilidad y compresión.
Muchas de estas capacidades son el resultado de los materiales utilizados para hacer el sello. Las chaquetas de sellado, hechas de PTFE de baja fricción y varias mezclas, son químicamente inertes, resistentes a la extrusión y capaces de funcionar en un amplio rango de temperaturas. La falta de resistencia del polímero es superada por una carga de resorte hecha de uno de varios metales resistentes a la corrosión.
La combinación de material y configuración de diseño del sello energizado por resorte elimina muchos de los problemas asociados con juntas tóricas u otros sellos elastoméricos. Por ejemplo, al seleccionar un sello elastomérico para manejar una variedad de solventes, es necesario revisar la compatibilidad del elastómero en cada uno de los solventes. En muchos casos, ninguno de los elastómeros de uso común es satisfactorio para la gama de fluidos prevista.
El problema se agrava aún más cuando la temperatura de funcionamiento supera unos pocos cientos de grados Fahrenheit. Si consideramos los factores anteriores en una aplicación rotativa o recíproca, ahora tenemos un problema muy difícil para el diseñador de equipos que intenta seleccionar un material elastomérico.
Con sellos de PTFE energizados por resorte, sin embargo, no hay necesidad de preocuparse por la compatibilidad, ya que las mezclas de PTFE son inertes para esencialmente todos los productos químicos industriales y disolventes, incluso a temperaturas y presiones elevadas. En el servicio dinámico no hay necesidad de preocuparse por la adherencia antideslizante o elastomérica. La siguiente tabla compara los sellos energizados por resorte con los sellos elastoméricos en general. Consulte la siguiente tabla para obtener una comparación de las propiedades generales de los sellos.
El objetivo no es devaluar la capacidad de un elastómero, ya que están hechos para manejar una variedad de aplicaciones de sellado. Más bien, nuestro propósito es educar a los ingenieros de diseño sobre la diferencia significativa que ofrecen los sellos de PTFE energizados por resorte.
Para obtener más información sobre estos sellos, asegúrese de descargar nuestra nueva Guía de Sellos energizados por resorte.