Empaquetaduras: una visión general Realizaremos una visión general sobre como funcionan las empaquetaduras, como se fabrican, algunos conceptos técnicos sobre su diseño y funcionamiento, y finalmente consejos sobre su correcto montaje tanto en válvulas como en bombas.

* Definición y usos de empaquetaduras trenzadas INDICE * Definición y usos de empaquetaduras trenzadas * Como funciona una empaquetadura * Construcciones típicas * Materiales y lubricantes * Diseño de una cajera * Selección correcta del material * Instalación en bombas y válvulas Leer el índice, que es el resumen de la presentación.

Definición y usos de empaquetaduras trenzadas * el más viejo y común sistema de sellado * Elementos: cajera, prensa estopas, tornillos, anillo linterna Comentar que hace miles de años que se conoce su uso, desde que los egipcios sellaban sus conducciones de agua con trenzas de papiro. A pesar de esto el concepto mantiene su vigencia. Describir los elementos que componen el conjunto. Especialmente el anillo linterna.

Como funciona una empaquetadura * el sellado se basa en el film * los lubricantes de arranque * agotamiento del lubricante * el caso de las válvulas * disposiciones habituales Describir que el sellado se basa en el film entre la empaquetadura y el eje, por eso es muy importante el lubricante que lleve y la capacidad de la empaquetadura para que no se pierda con facilidad. En el arranque es cuando el lubricante debe hacer bien su papel porque es el momento en el hay mayor fricción con lo que el calor generado sería excesivo pudiendo incluso quemar la empaquetadura. EL film a veces se consigue con el propio fluido a sellar en forma de goteo, pero esto a veces no es posible, sobre todo en el caso de las válvulas, en las que no se permite fuga y la propia empaquetadura debe ser autolubricada. Se presentan algunas disposiciones habituales con o sin anillos-linterna.

Construcciones típicas * trenzado capa sobre capa * trenzado sólido * diagonal 3 vías * diagonal 4 vías * otras construcciones - doblado, extruido, laminado, moldeado, cintas Son los diferentes tipos de trenzado que hay. Destacar que la trenza diagonal es la que más resistencia mecánica tiene, y en particular la de 4 vias es la que consigue caras más planas favoreciendo la estanqueidad.

Procedimiento de fabricación * impregnación de hilos * bobinado * trenzado En esta dispositiva y en la siguiente se describe el proceso de fabricación de la empaquetadura más compleja, la que está impregnada hilo a hilo y finalmente impregnada la trenza. En las fotos se ven algunas de las máquinas que intervienen en los procesos.

Procedimiento de fabricación * impregnación en bandeja * cuadrado Algunas empaquetaduras exigen un cuadrado final para dimensionarlas correctamente a la medida de la cajera, consiguiendo además una cierta densificación en el caso del grafito expandido.

Materiales. Hilos . * Fibras vegetales: algodón, yute, lino, ramio, cáñamo * Fibras minerales naturales: asbesto * Fibras sintéticas: acrílico, aramida, vidrio, Kynol, PTFE, carbono, grafito y variantes * Grafito expandido * Metálicas Ver diferentes tipos de hilos que se utilizan. Comentar la prohibición del amianto. Comentar las fibras naturales para servicios de poca exigencia. Comentar que hay varias fibras sintéticas que por su versatilidad estan sustituyendo a las antiguas de amianto. Y el caso del grafito expandido que por su gran capacidad de disipación térmica, su alta resistencia química, su capacidad autolubricante esta llamada a convertirse en la empaquetadura unversal del futuro.

Materiales. Lubricantes. * Grasas animales y vegetales * Aceites minerales y sintéticos * Aceites de silicona * PTFE * Grafito * Mica * Inhibidores de corrosión En cuanto a los lubricantes, destacar que se utilizan para mejorar las prestaciones de la empaquetadura, incrementando su lubricación en el caso de los aceites y las grasas, mejorando sus resistencias químicas en el caso del PTFE, aumentando el poder disipativo del calor producido en el caso del grafito, su resistencia a la temperatura en el caso de la mica o los inhibidores de corrosión que evitan la corrosión galvánica que se pueda producir por causa de algún componente de la empaquetadura.

Diseño de una cajera * Diámetro del eje y ancho de la empaquetadura 16<D<29mm 5/8”<D<1 1/8” 8 mm 29<D<48mm 1 1/8”<D<1 7/8” 10 mm 48<D<75mm 1 7/8”<D<3” 13 mm 75<D<120mm 3”<D<4 3/4” 16 mm 120<D<300mm 4 3/4”<D<12” 19 mm Esto es una relación empírica sobre que dimensión debe llevar la empaquetadura y por tanto la cajera en función del diámetro del eje. Es totalmente experimental sin más soporte que el práctico. En la imagen inferior se aprecia culaes deben ser las dimensiones de la cajera en función del ancho de la empaquetadura.

Selección correcta del material Criterios: * Ph del fluido a sellar * Temperatura * Presión * Velocidad del eje * Dimensiones de la cajera Enumerar los criterios principales a la hora de seleccionar la empaquetadura.

Selección correcta del material Resistencias químicas de diversos materiales En esta gráfica se muestran las diferentes resistencias químicas pra diferentes familias de empaquetaduras. Se aprecia la gran diferencia entre las vegetales y el resto.

Selección correcta del material Resistencias a la temperatura de diversos materiales En cuanto a las resistencias térmicas hay una diferencia importante entre las fibras de carbono y el resto. Las vegetales siguen siendo las mas limitadas.

Selección correcta del material En esta tabla se pretende mostrar las compatibilidades de la gama de empaquetaduras Montero con diferentes medios.

Selección correcta del material Para apoyar la correcta selección de empaquetaduras esta tabla convierte las revoluciones por minuto y el diámetro del eje en velocidad lineal. De esta manera se pueden comparar las prestaciones de las empaquetaduras con las fichas del catalogo.

Instalación en bombas (I) * Eliminar la vieja empaquetadura de la cajera, limpiandola bién. * Cortar la empaquetadura correctamente * Siempre cortar la empaquetadura en anillos a 90º o a 45º * Instalar los anillos de uno en uno colocando el corte mínimo 90º en cada anillo Esta diapositiva y la siguiente explican la instalación correcta de una empaquetadura en bombas. Hay varias teorias que defienden el corte a 45º o a 90º. Esta diapositiva no pretende posicionarse a favor de ninguna de ellas porque hay varios ejemplos que dicen que cualquiera de los cortes funciona.

Instalación en bombas (II) * Cuando el último anillo esté instalado apretar los tornillos con la mano * Dejar fugar la bomba cuando se arranque y apretar suavemente hasta unas 8-10 gotas por minuto * Si el fabricante de la bomba lo especifica conectar el anillo linterna asegurando su posición y la presión requerida * Cambiar la empaquetadura cuando la fuga no se reduzca apretando los tornillos. NO AÑADIR ANILLOS NUEVOS Importante incidir en no añadir anillos nuevos sino sustituir toda la empaquetadura, ya que los anillos viejos han perdido muchas propiedades elásticas y no actuaran como un conjunto si mezclamos anillos viejos con anillos nuevos.

Instalación en válvulas * Seguir los primero pasos igual que en la instalación de bombas * Apretar el prensa firmemente, girando el volante de la válvula hasta encontrar resistencia * NO ALCANZAR EL LIMITE DONDE EL VOLANTE YA NO GIRE * Inspeccionar al principio la válvula en previsión de posibles fugas * Instalar cuando se pueda arandelas Belleville Es importante decir que en el caso de las válvulas no se nos permite fuga alguna, es más, incluso las emisiones fugitivas deben ser reducidas. Por tanto parecería lógico apretar a tope. El problema es en las válvulas de regulación en las cuales el dimensionamiento del actuador es importante y depende de la fricción. Por eso la empaquetadura es fundamental. Las arandelas Belleville nos permitirán mantener viva la carga durante más tiempo asegurando el apriete de la empaquetadura.

Problemas típicos de las empaquetaduras La diapositiva está estructurada como sigue: cuando se observan los síntomas de un problema incluido en la lista, se procede a la inspección para determinar los efectos del problema, en función de lo inspeccionado se pueden determinbar las causas del problema y por tanto proponer la solución más adecuada.