ES2246591T3 - Montaje doble de sellamiento. - Google Patents
Montaje doble de sellamiento.Info
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Abstract
Un montaje doble de sellamiento (10) para proveer sellamiento entre una biela (28) y un collarín (20), la biela (28) extendiéndose a lo largo de un eje longitudinal, el sellamiento doble comprende: un primer elemento anular de sellamiento (12) construido de un material que tiene una primera dureza y que tiene un borde de sellamiento (62) en contacto con la biela (28) para proveer un sellamiento entre el primer elemento de sellamiento (12) y la biela (28), y un segundo elemento anular de sellamiento (14) posicionado axialmente adyacente al primer elemento anular de sellamiento (12), el segundo elemento anular de sellamiento (14) siendo construido de un material que tiene una segunda dureza diferente de la primera dureza y que tiene un borde de sellamiento que hace contacto con la biela (28) para proveer un sellamiento entre el segundo elemento de sellamiento (14) y la biela (28), en donde dicho collarín (20) incluye un surco (16) formado allí, y solamente dichos primero (12) y segundo (14) elementos anulares de sellamiento están dispuestos dentro del surco (16) para formar dicho sellamiento doble (10), y caracterizado porque al menos uno entre el primero (12) y segundo (14) de los elementos anulares de sellamiento se fisiona a una interfaz para formar un primero (106) y un segundo bordes de interconexión que se entrelazan para inhibir la separación del elemento de sellamiento en la interfaz.
Description
Montaje doble de sellamiento.
La presente invención se relaciona con un montaje
doble de sellamiento para sellar una biela o barra relacionada con
un collarín o cubierta que la rodea. En particular, la invención se
relaciona con un montaje doble fisionado de sellamiento que provee
un sello entre una biela y el collarín.
Los sistemas hidráulicos y neumáticos usualmente
convierten la presión de un fluido en una fuerza lineal, aplicando
la presión de un fluido a un extremo de un pistón cilíndrico que se
desplaza en forma axial en la unión de una perforación. Una biela de
pistón se extiende desde el pistón o barra hacia fuera a través al
menos de un extremo de la perforación y dentro de un collarín o
cubierta. Para evitar una pérdida de fluido y presión de fluido del
sistema, es necesario un sistema de sellamiento que provea un sello
entre la biela y el collarín o cubierta y/o entre el pistón y la
perforación.
Los sistemas convencionales de sellamiento pueden
emplear varios elementos elastómeros anulares de sellamiento
dispuestos dentro de un surco formado en el collarín. Los elementos
anulares de sellamiento son de un tamaño tal que permite la
interferencia entre los elementos de sellamiento y la superficie
exterior de la biela. El grado de interferencia suministrado
permite preferiblemente el movimiento axial suave de la biela a
través de los elementos de sellamiento mientras que en forma
concomitante permite el sellamiento del fluido entre la biela y el
collarín.
Tales sistemas convencionales de sellamiento
sufren una variedad de deficiencias. En particular, el movimiento
de aproximaciones sucesivas de la biela, puede causar que los
elementos de sello se extruyan a través del intersticio que se
presenta entre la biela y el collarín. Además, a medida que se
produce el desgaste de los elementos de sellamiento, disminuye la
cantidad de fuerza de compresión radial suministrada por los
elementos de sellamiento contra la biela, lo cual da como resultado
la disminución correspondiente en la efectividad del sellamiento de
los elementos de sello. Para compensar tal disminución en la
eficacia de sellamiento, una variedad de sistemas convencionales de
sellamiento proveen un mecanismo de compresión axial para ajustar
la presión axial sobre los elementos de sellamiento, incrementando
así la fuerza radial compresiva suministrada por los elementos de
sellamiento contra la biela. Tales ajustes ocasionales pueden
consumir tiempo y pueden incrementar el costo de mantenimiento.
Con miras a superar los problemas de desgaste
asociados con los elementos elastómeros de sellamiento, algunos
sistemas convencionales de sellamiento incluyen un elemento
elastómero adicional de posicionamiento para colocar los elementos
de sello en contacto de sellamiento con la biela, ejerciendo
fuerzas compresivas axiales y/o radiales contra los elementos de
sellamiento. Tales sistemas convencionales de sellamiento, sin
embargo, típicamente no funcionan en forma adecuada en todas las
condiciones de operación. Por ejemplo, en condiciones de presión
inversa en las cuales la presión en el lado de presión normalmente
alta del sistema hidráulico o neumático, cae por debajo de la
presión en el lado de presión normalmente baja del sistema, el
elemento elastómero adicional de posicionamiento puede no ser
efectivo para colocar los elementos de sellamiento en contacto con
la superficie exterior de la biela.
Además, en tales sistemas de sellamiento, el
elemento adicional de posicionamiento no hace contacto con la
biela, y por lo tanto, no proporciona la función de sellamiento.
Ya que únicamente los elementos de sellamiento hacen contacto con la
biela, no existe un efecto cooperativo entre los elementos de
sellamiento y el elemento de posicionamiento para asegurar que se
mantenga la concentricidad del sello. La pérdida de concentricidad
puede conducir a un escape de fluido o de gas. Por ejemplo, en
muchas aplicaciones la biela puede ser sometida a fuerzas radiales
que tienden a distorsionar la alineación concéntrica de la biela.
Tal distorsión de la alineación de la biela puede a su vez
distorsionar las superficies de sellamiento que hacen contacto con
la biela, causando así que los bordes de sellamiento de los
elementos de sello, pierdan el compromiso de sellamiento con la
biela.
Otra desventaja del sistema de sellamiento del
arte previo, son las pobres características de desgaste de los
elementos de sellamiento que requieren de un seguimiento frecuente
y del reemplazo o ajuste de dichos elementos de sellamiento. El
reemplazo e instalación de los elementos de sellamiento o de otros
componentes del sistema de sello pueden requerir desbaratar
completamente el sistema hidráulico o neumático para pasar los
componentes anulares sobre la biela. Los procesos de reemplazo y
ajuste pueden requerir por lo tanto de largos períodos frecuentes
de inactividad para el sistema asociado con el sistema de
sellamiento.
Las Especificaciones de la Patente Británica No.
GB-A-1 598 347 describen un
empaquetamiento cilíndrico para fluido que comprende un a serie de
anillos de sellamiento axialmente acoplados en su interior de
material elastómero.
Las Especificaciones de la Patente Estadounidense
No. US-A-4 635 945 describen un
sellamiento compuesto que comprende un elemento primario de
sellamiento y un elemento secundario de sellamiento. El elemento
primario de sellamiento se deforma más fácilmente que el elemento
secundario de sellamiento. Las superficies yuxtapuestas de los
elementos de sellamiento se configuran para minimizar la extrusión
del elemento primario de sellamiento más allá del elemento
secundario de sellamiento.
Por lo tanto, es un objetivo de la invención el
proveer un montaje de sellamiento con elementos de sello que
mantienen un contacto sellado con la biela en todo el amplio rango
de condiciones de operación, incluidas las condiciones inversas de
presión.
Otro objetivo de la invención es el de proveer un
montaje de sellamiento que tiene elementos de sello que mantienen
el acoplamiento sellante con la biela sin necesitar un seguimiento
frecuente, reemplazo, o ajuste del montaje de sellamiento.
Aún otro objetivo de la invención es el de
proveer un montaje de sellamiento que tiene elementos de sello que
resisten la extrusión dentro del intersticio entre la biela y el
collarín.
Otro objetivo adicional de la invención es la de
proveer un montaje de sellamiento que tiene componentes fusionados
que facilitan el seguimiento, instalación y reemplazo del montaje
de sellamiento.
Otros y objetivos más específicos de esta
invención serán en parte obvios y en parte evidentes a partir de
los dibujos y de la descripción que sigue.
La invención provee un montaje doble de
sellamiento como se especifica en la Reivindicación 1.
Este y otros objetivos de la presente invención
se logran por medio del montaje doble de sellamiento de la presente
invención para proveer un sellamiento entre una biela de
aproximaciones sucesivas y el collarín. El sellamiento doble incluye
un primer y un segundo elementos de sellamiento anulares adyacentes
en forma axial. El primer elemento de sellamiento se construye de
un material que tiene dureza diferente a la del material que forma
al segundo elemento de sellamiento. El primero y segundo elementos
de sellamiento incluyen cada uno un borde de sellamiento que hace
contacto con la biela para proveer el sellamiento respectivo entre
el primer y segundo elementos de sellamiento y la biela. Al menos
una porción del primer elemento de sellamiento y/o el segundo
elemento de sellamiento se acoplan con el collarín para formar el
sello entre la biela y el collarín.
De acuerdo con un aspecto de la presente
invención, el primer elemento de sellamiento se posiciona en forma
axial hacia el interior del segundo elemento de sellamiento, y la
dureza del material que forma al primer elemento de sellamiento es
menor que la dureza del material que forma al segundo elemento de
sellamiento. Preferiblemente, la dureza durométrica del material
que forma al segundo elemento de sellamiento está aproximadamente
entre 50 Shore A y 25 Shore D, y la dureza durométrica del material
que forma al primer elemento de sellamiento está aproximadamente
entre 50 Shore A y 95 Shore A.
La diferencia en dureza de los materiales que
forman al primer y segundo elementos de sellamiento provee una
variedad de ventajas significativas. Variando la dureza de los
materiales que forman los elementos de sellamiento, el primer
elemento des sellamiento y segundo elemento de sellamiento pueden
configurarse para proveer diferentes funciones dentro del montaje
doble de sellamiento y pueden proveer en forma cooperativa un sello
efectivo para fluidos bajo un amplio rango de condiciones de
operación. Por ejemplo, la dureza durométrica inferior del material
que forma al primer elemento de sellamiento, permite una mayor
deflexión radial elástica del primer elemento de sellamiento, cuando
el primer elemento de sellamiento es comprimido en forma axial por
la presión del fluido durante la operación. El primer elemento de
sellamiento, puede así trasladar las fuerzas de compresión axiales
en una fuerza mayor de sellamiento radial por medio de reflexión
radial en la dirección de la biela y en la dirección del surco.
Inversamente, la mayor dureza durométrica del segundo elemento de
sellamiento, permite al segundo elemento de sellamiento resistir la
deformación elástica durante la operación, manteniendo de este modo
la concentricidad del primer elemento de sellamiento más blando,
inhibiendo la extrusión del primer elemento de sellamiento dentro
del intersticio entre la biela y el collarín, y permitiendo al sello
doble operar bajo condiciones de presión inversa.
De acuerdo con una modalidad alternativa de la
presente invención, al menos uno de los componentes del montaje
doble de sellamiento se fisiona para facilitar la instalación,
reemplazo, seguimiento o inspección del montaje doble de
sellamiento. En particular, la instalación, el reemplazo, y la
inspección del componente fisionado de sellamiento del montaje
doble de sellamiento, pueden realizarse sin la necesidad de
desbaratar completamente el sistema hidráulico y neumático y sin
tener que pasar el componente de sellamiento por un extremo de la
biela. Preferiblemente, el primer elemento anular de sellamiento se
fisiona en una interfaz para formar un primero y segundo bordes de
interconexión que bloquean para inhibir la separación del elemento
de sellamiento en la interfaz.
Estas y otras características y ventajas de la
presente invención serán entendidas más completamente por
referencia a la siguiente descripción detallada junto con los
dibujos acompañantes en los cuales los numerales de referencia se
refieren a elementos semejantes a través de las diferentes vistas.
Los dibujos ilustran los elementos principales de la invención y,
aunque no a escala, muestran las dimensiones relativas.
La Figura 1 es una vista en perspectiva de un
montaje doble de sellamiento de acuerdo a las enseñanzas de la
invención;
La Figura 1A es una vista despiezada en
perspectiva del montaje doble de sellamiento de la Figura 1;
La Figura 1B es una vista fragmentaria en sección
transversal del montaje doble de sellamiento de la Figura 1, que
ilustra el montaje doble de sellamiento bajo condiciones estáticas
de operación;
La Figura 2 es una vista en sección transversal
del primer elemento de sellamiento del montaje doble de sellamiento
de la Figura 1 de acuerdo a las enseñanzas de la presente
invención;
La Figura 3 es una vista en sección transversal
del segundo elemento de sellamiento del montaje doble de
sellamiento de la figura 1 de acuerdo a las enseñanzas de la
presente invención;
La Figura 4 es una vista lateral en elevación en
sección transversal del montaje doble de sellamiento de la Figura
1, que ilustra el montaje doble de sellamiento bajo condiciones
normales de operación;
La Figura 5 es una vista lateral en elevación en
sección transversal del montaje doble de sellamiento de la Figura
1, que ilustra el montaje doble de sellamiento bajo condiciones de
presión inversa;
La Figura 6 es una vista en sección transversal
del primer elemento de sellamiento del montaje doble de sellamiento
de la Figura 1, que ilustra las dimensiones relativas del borde de
sellamiento y el surco formado en la superficie axial interior del
primer elemento de sellamiento;
La Figura 7A es una vista en elevación de la
superficie axial exterior del primer elemento de sellamiento de un
montaje doble fisionado de sellamiento de acuerdo a las enseñanzas
de la presente invención;
La Figura 7B es una vista en elevación de la
superficie radial interior del primer elemento de sellamiento de la
Figura 7A, que ilustra los bordes de interconexión que forman la
interfaz fisionada del primer elemento de sellamiento;
La Figura 7C es una vista detallada en elevación
de los bordes de interconexión que forman la interfaz fisionada del
primer elemento de sellamiento de la Figura 7A;
La Figura 8A es una vista en elevación de la
superficie radial interior del primer elemento de sellamiento de la
Figura 7A, que ilustra los bordes de interconexión que forman la
interfaz fisionada del primer elemento de sellamiento durante el
movimiento de la biela en dirección axial hacia afuera; y
La Figura 8B es una vista en elevación de la
superficie radial interior del primer elemento de sellamiento de la
Figura 7A, que ilustra los bordes de interconexión que forman la
interfaz fisionada del primer elemento de sellamiento durante el
movimiento de la biela en dirección axial hacia adentro.
Una modalidad como ejemplo de un montaje doble de
sellamiento 10 de acuerdo con las enseñanzas de la presente
invención se ilustra en las Figuras 1, 1A y 1B. El montaje de
sellamiento 10 está dispuesto preferiblemente en forma concéntrica
alrededor de una barra o una biela 28 y se asienta dentro de un
surco anular 16 formado dentro de un collarín o cubierta 20
asociado con un sistema hidráulico o neumático. La biela 28 se
extiende a lo largo de un eje 30, y está parcialmente montado
dentro del collarín 20. Durante la operación del sistema
hidráulico/neumático, la biela 28 se aproxima en forma sucesiva a lo
largo del eje 30 relativo al collarín 20. El montaje doble de
sellamiento 10 se construye para suministrar sellamiento al fluido
entre el collarín 20 y la biela 28, previniendo así el escape de
fluido neumático del sistema hidráulico/neumático. El sellamiento se
provee originalmente por medio de un primer elemento anular de
sellamiento 12 que tiene una superficie anular de sellamiento 62
que se acopla con la biela 28 para establecer el primer sello de
fluido del montaje de sellamiento 10. Un segundo elemento anular de
sellamiento 14 se interconecta en forma axial con el primer
elemento de sellamiento 12 para mantener al primer elemento de
sellamiento 12 dentro del surco 16 y acoplado con la biela 28. Como
se describe con más detalle más abajo, el segundo elemento de
sellamiento 14 se acopla a la biela 28 para proveer un sellamiento
secundario de fluido contra la biela 28. Cuando se asienta dentro
del surco 16 del collarín 20, el primero y segundo elementos
anulares de sellamiento 12 y 14 están radialmente desviados dentro
del acoplamiento de sellamiento con la biela 28 bajo un amplio rango
de condiciones de operación, como se describe con mayor detalle más
abajo.
Los términos "axial" y "axialmente"
utilizados aquí se refieren a la dirección generalmente paralela del
eje de la biela 30. Los términos "radial" y "radialmente"
utilizados aquí, se refieren a una dirección generalmente
perpendicular al eje de la biela 30. Los términos "fluido" y
"fluidos" se refieren a líquidos, gases, y combinaciones de los
mismos.
Continuando con referencia a la Figura 1, el
surco anular 16 formado dentro del collarín 20 incluye una
superficie extendida axialmente 22 y dos espaciadas, extendiendo
radialmente las paredes laterales 24 y 26. Un intersticio anular 32
separa al collarín 20 de la biela 28 en el extremo axialmente
interior del collarín 20. Los intersticios 32 y 33 se suministran
para permitir a la biela 28 aproximaciones sucesivas sin la
interferencia del collarín 20. El término "axialmente interior"
como se lo utiliza aquí se refiere a la porción distante del centro
del sistema hidráulico/neumático.
Con referencia a la Figura 2, el primer elemento
de sellamiento 12 incluye una superficie radial exterior 34 que
tiene una sección que se extiende axialmente 36 conectándose a una
sección arqueada en ángulo 38 que da cara axialmente al exterior,
radialmente al exterior. La sección en ángulo 38 se conecta a una
cara invertida, esto es, a una sección en ángulo 40 que da cara
axialmente al interior, radialmente al exterior. Las secciones en
ángulo 38 y 40 se unen para formar un borde anular de sellamiento 39
para establecer un sello para fluido entre el primer elemento de
sellamiento 12 y la superficie que se extiende axialmente 22 del
surco 16. La sección en ángulo 40 se extiende a una superficie axial
interior 42 que incluye una sección planar que se extiende
radialmente 44, extendiéndose a una sección en ángulo 46 que da
cara axialmente al interior, radialmente al interior. La sección en
ángulo 46 se conecta a una sección arqueada 48 que da cara
axialmente al interior que a su vez se extiende hasta una sección
en ángulo 50 que da cara axialmente al interior, radialmente al
exterior. La sección en ángulo 50 se extiende a una sección planar
52 que se extiende radialmente. La combinación de las secciones 46,
48 y 50 forma un surco 54 en la superficie axial interior 42.
El primer elemento de sellamiento 12 incluye
además una superficie radial interior 56 formada por una sección en
ángulo 58 que se extiende a una sección arqueada en ángulo 60 que
da cara axialmente al exterior, radialmente al interior. Las
secciones en ángulo 58 y 60 se unen para proveer un borde anular de
sellamiento 62 que rodea a la biela 28 para proveer un acoplamiento
de sellamiento con la biela 28. La superficie radial interior 56
incluye además una sección que se extiende axialmente 64,
extendiéndose desde la sección en ángulo 60 hasta una superficie
axial exterior 66. La superficie axial exterior 66 incluye una
sección en ángulo 68 que se extiende hasta una sección
sustancialmente planar 70 que a su vez se conecta a una sección en
ángulo 72.
Haciendo referencia a las Figuras 1 y 2, el
primer elemento de sellamiento 12 provee un sellamiento de fluido
entre el collarín 20 y la biela 28 por medio de un contacto en
forma circunferencial de la biela con el borde anular de sellamiento
62, y por contacto entre una porción de la superficie que se
extiende axialmente 22 del surco 16 y al menos una porción de la
superficie radial exterior 34. El contacto del elemento de
sellamiento 12 con la biela 28, provee una interfaz dinámica de
sellamiento con la biela 28, y el contacto del elemento de
sellamiento 12 con la superficie radial exterior 22 del surco 16
provee una interfaz estática de sellamiento entre el elemento de
sellamiento 12 y el surco 16.
Como se ilustra en la Figura 3, el segundo
elemento de sellamiento 14 incluye una superficie radial exterior
74 que tiene una sección que se extiende axialmente 76,
extendiéndose hacia una sección arqueada en ángulo 78 que da cara
axialmente hacia el exterior, radialmente hacia el exterior, que a
su vez conecta a una sección en ángulo 80 que da cara axialmente
hacia el interior, radialmente hacia el exterior. Las secciones en
ángulo 78 y 80 se unen para formar un borde anular de sellamiento 79
para establecer un sello para fluido entre el segundo elemento de
sellamiento 14 y la superficie que se extiende axialmente 22 del
surco 16. La sección en ángulo 80 se une con una superficie axial
interior 82 que incluye una sección en ángulo 84 que da cara
axialmente hacia el interior, radialmente hacia el interior
extendiéndose hacia una sección arqueada 86 que da cara axialmente
hacia el interior. La sección arqueada 86 se extiende hacia una
sección en ángulo 88 que da cara radialmente hacia el exterior,
axialmente hacia el interior que se extiende hacia una superficie
radial interior 90. Las secciones 84, 86 y 88 forman un surco de
interfaz 92 en la superficie 82 que es complementaria en forma con
la superficie axial exterior 66 del elemento de sellamiento 12. La
superficie radial interna 90 incluye una sección en ángulo 94 que
da cara radialmente hacia el interior, axialmente hacia el interior,
extendiéndose hacia una sección arqueada 96 que da cara axialmente
hacia el exterior, radialmente hacia el exterior. Las secciones en
ángulo 94 y 96 se unen para formar un borde anular de sellamiento
97 que rodea a la biela 28 para proveer un acoplamiento de
sellamiento con la biela 28. La superficie radial interior 90
incluye además una sección que se extiende axialmente 98 que conecta
con una superficie axial exterior 100 que se extiende
radialmente.
El primero y segundo elementos de sellamiento 12
y 14 pueden formarse a partir de un material elastómero tal como,
por ejemplo, neopreno, poliuretano, caucho, caucho reforzado,
plástico o materiales poliméricos perfluorados, tales como
copolímeros de TEFLON® (vendido por DuPont, Wilmington, Delaware).
Preferiblemente, el primero y segundo elementos de sellamiento 12 y
14 se construyen a partir de un material elastómero homogéneo para
proveer un comportamiento elástico predecible y eliminar residuos
de uso que son comunes cuando se emplea un material no homogéneo o
compuesto en un elemento de sellamiento. En una modalidad
preferida, el primero y segundo elementos de sellamiento 12 y 14,
pueden construirse ambos a partir de materiales de poliuretano que
tienen diferentes valores de dureza.
El primero y segundo elementos de sellamiento 12
y 14 se construyen preferiblemente a partir de materiales que
tienen diferente dureza o valores de dureza durométrica. En
particular, el material empleado para fabricar al primero elemento
de sellamiento 12, tiene preferiblemente un valor durométrico menor
que el material empleado para fabricar al segundo elemento de
sellamiento 14. El valor durométrico del material que forma al
primer elemento de sellamiento 12 está preferiblemente entre
alrededor de 50 Shore A y alrededor de 95 Shore A, mientras que la
dureza durométrica del segundo elemento de sellamiento 14 está
preferiblemente entre alrededor de 50 Shore A y alrededor de 25
Shore D. En una modalidad preferida, el valor durométrico del
material que forma al primer elemento de sellamiento 12 es 85 Shore
A y el valor durométrico del material que forma al segundo elemento
de sellamiento 14 es 95 Shore A.
La diferencia en dureza de los materiales que
forman al primero y segundo elementos de sellamiento 12 y 14 provee
una variedad de ventajas. En particular, variando la dureza de los
materiales que forman los elementos de sellamiento, el primer
elemento de sellamiento 12 y el segundo elemento de sellamiento 14
pueden configurarse para proveer diferentes funciones dentro del
montaje doble de sellamiento 10 que provee en forma cooperativa un
sellamiento efectivo para fluidos bajo un rango amplio de
condiciones de operación. Por ejemplo, la dureza durométrica menor
de los materiales que forman al primer elemento de sellamiento 12
permite una deflexión radial elástica mayor del primer elemento de
sellamiento 12 cuando el primer elemento de sellamiento 12 es
comprimido axialmente por la presión del fluido durante operación,
como se describe en más detalle más abajo. El primer elemento de
sellamiento 12, traslada así las fuerzas compresivas axiales en una
fuerza de sellamiento radial mayor por deflexión en forma radial en
la dirección de la biela 28 y en la dirección del surco 28.
Inversamente, la mayor dureza durométrica del segundo elemento de
sellamiento 14 permite al segundo elemento de sellamiento 14,
resistir la deformación elástica durante operación manteniendo así
la concentricidad del primer elemento de sellamiento 12 más blando,
inhibiendo la extrusión del primer elemento 12 dentro del
intersticio 33, y permitiendo al sellamiento 10 operar bajo
condiciones de presión inversa.
Una ventaja más de utilizar un material más
blando para el primer elemento de sellamiento 12 es que el material
más blando permite al primer elemento de sellamiento 12 amoldarse
mejor a las superficies de sellamiento, esto es, a la superficie
exterior de la biela 28 y a la superficie que se extiende axialmente
22 del surco 16. Un material elastómero más blando es por lo tanto,
particularmente útil para proveer un sello hermético para fluidos
en los equipos más viejos en los cuales las superficies de
sellamiento pueden no ser lisas como resultado del uso.
La Figura 1 muestra al primero y segundo
elementos 12 y 14 durante condiciones de operación estática. El
término "condiciones de operación estática" se refiere a
condiciones de operación en las cuales la biela 28 está inactiva,
esto es, condiciones de operación en las cuales la biela 28 no hace
aproximaciones sucesivas en relación con el collarín 20. Durante
condiciones de operación estática, el borde anular de sellamiento
39 y el borde anular de sellamiento 62 del primer elemento de
sellamiento 12 hace contacto con la superficie que se extiende
axialmente 22 del surco 16 y con la superficie exterior de la biela
28 para proveer un sellamiento de fluido entre el collarín 20 y la
biela 28. El ancho del primer elemento de sellamiento 12 entre los
bordes de sellamiento 39 y 62, como lo indica la flecha W_{S} en
la Figura 2, se selecciona preferiblemente en estado no deformado
para que sea mayor que la distancia entre la superficie que se
extiende axialmente 22 del surco 16 y la superficie exterior de la
biela 28, como lo indica la línea W_{G} en la Figura 1. El primer
elemento de sellamiento 12 se comprime así radialmente en los bordes
de sellamiento 39 y 62 para proveer una fuerza de sellamiento
exterior radialmente elástica F_{ro} en el borde de sellamiento
39, y una fuerza de sellamiento interior radialmente elástica
F_{ri} en el borde de sellamiento 62. Las fuerzas de sellamiento
radiales F_{ro} y F_{ri} cooperan para proveer un sello para
fluido entre el collarín 20 y la biela 28 forzando los bordes de
sellamiento 39 y 62 para que se acoplen con la biela 28 y el
collarín 20. De esta forma, el montaje doble de sellamiento 10 de
la presente invención provee un sello hermético al fluido durante
condiciones de operación estática.
Adicionalmente, durante condiciones de operación
estática, el borde de sellamiento anular 79 y el borde de
sellamiento anular 97 del segundo elemento de sellamiento 14 hacen
contacto con la superficie que se extiende axialmente 22 del surco
16 y la superficie exterior de la biela 28, respectivamente, para
proveer un sellamiento secundario al fluido entre el collarín 20 y
la biela 28. Como 78 en el caso del primer elemento de sellamiento
12, el ancho del segundo elemento de sellamiento 14 entre los bordes
de sellamiento 79 y 97 como se indica por la flecha W_{S2} en la
Figura 3, se selecciona preferiblemente para ser mayor que la
distancia entre la superficie que se extiende axialmente 22 del
surco 16 y la superficie exterior de la biela 28, como lo indica la
línea W_{G} en la Figura 1. El segundo elemento de sellamiento 14
se comprime así radialmente en los bordes de sellamiento 79 y 97
para proveer una fuerza de sellamiento exterior radialmente elástica
F_{ro2} en el borde de sellamiento 79, y una fuerza de
sellamiento interior radialmente elástica F_{ri2} en el borde de
sellamiento 97. Las fuerzas de sellamiento radiales F_{ro2 } y
F_{ri2 } cooperan para proveer un sello para fluido entre el
collarín 20 y la biela 28 forzando los bordes de sellamiento 79 y 97
para que se acoplen con la biela 28 y el collarín 20.
Es preferible por el ancho W_{S} del primer
elemento de sellamiento 12, que sea mayor que el ancho W_{S2} del
segundo elemento de sellamiento 14. Consecuentemente, las fuerzas
de sellamiento radiales F_{ri} y F_{ro} proveídas por el primer
elemento de sellamiento 12 son preferiblemente mayores que las
fuerzas de sellamiento radial F_{ri2} y F_{ro2} proveídas por
el segundo elemento de sellamiento 14.
Por lo tanto, el primer elemento de sellamiento
12 proporciona el sellamiento primario del fluido para el arreglo
doble de sellamiento 10 de la presente invención durante
condiciones de operación estática.
Preferiblemente, la longitud axial del primer y
segundo elementos de sellamiento 12 y 14, como lo indica la línea
Ls en la Figura 1, es menor que la longitud de la superficie que se
extiende axialmente 22 del surco 16, como lo indica la línea L_{G}
en la Figura 1. Se provee una cámara anular interior 23, entre la
superficie axial interior 42 del primer elemento de sellamiento 12
y la pared lateral radial 24 del surco 16. la cámara anular
interior 23 permite al primer y segundo elementos de sellamiento 12
y 14, flotar o deslizarse axialmente dentro del surco 16, en
respuesta a condiciones de operación cambiantes, como se discute en
más detalle más adelante. La presencia de la cámara anular interior
23 también obvia la necesidad de tolerancias estrechas entre el
surco y los elementos de sellamiento, proveyendo así una
instalación sin tolerancia que minimiza el entrenamiento requerido
para el personal.
Los sellos convencionales utilizan varios anillos
elastómeros de sellamiento que se comprimen axialmente dentro del
surco anular del collarín para proveer un sellamiento para el
fluido entre el collarín y la biela. Para el desgaste de los anillos
de sellamiento, se aplica una presión axial adicional a los anillos
de sellamiento para mantener la integridad del sello. Esto se logra
típicamente a través del uso de una abrazadera o forzando cuñas
dentro del surco para comprimir más los anillos de sellamiento en
contacto radial con la biela. En contraste, el sellamiento doble 10
de la presente invención, requiere solamente de dos elementos de
sellamiento, el primero y el segundo elementos de sellamiento 12 y
14, para establecer un sellamiento, y es por lo tanto más económico
que los sellos convencionales. Además, el primero y segundo
elementos de sellamiento 12 y 14 están configurados para flotar o
deslizarse axialmente con el surco 16 y por lo tanto no requieren de
ajuste, esto es, compresión axial, para mantener un sellamiento
efectivo.
La Figura 4 ilustra el montaje doble de
sellamiento 10 de la invención durante condiciones de operación
normales. Condiciones de operación normales se refieren a
condiciones de operación en las cuales la biela 28 hace
aproximaciones sucesivas con relación al collarín 20 y en las
cuales, la presión del fluido en el extremo axial interior del
montaje doble de sellamiento 10, es mayor que la presión en el
extremo axial exterior del montaje doble de sellamiento 10. Bajo
condiciones de operación normales, fluido hidráulico o neumático
llena la cámara anular interior 23 y un fluido del medio exterior,
tal como aire, llena el intersticio 32. La diferencia de presión
del fluido entre el fluido hidráulico o neumático dentro de la
cámara anular interior 23 y el fluido del medio dentro del
intersticio 32, resulta en una fuerza neta del fluido en dirección
axialmente hacía afuera sobre el primer elemento de sellamiento 12,
como lo indican las flechas F_{A} en la Figura 4. La fuerza axial
del fluido F_{A} se trasmite al segundo elemento de sellamiento 14
a través de la interfaz formada por la superficie axial exterior 66
del primer elemento de sellamiento y la interfaz del surco 92 del
segundo elemento de sellamiento 14. Como resultado de la Fuerza
axial F_{A}, el primero y segundo elementos de sellamiento 12 y
14 se comprimen axialmente contra la pared lateral radial 26 del
surco 16.
El primer elemento de sellamiento 12, traslada la
fuerza compresiva axial F_{A} en dos fuerzas de sellamiento
radiales, indicadas por las flechas F_{ro1} y F_{ri1} en la
Figura 4, por deflexión radial en los bordes de sellamiento 39 y 62
en la dirección de la pared que se extiende axialmente 22 del surco
16 y de la biela 28, respectivamente. El surco 54 formado en la
superficie axialmente interior 42 del primer elemento de sellamiento
12, facilita la deflexión del primer elemento de sellamiento en los
bordes de sellamiento 39 y 62. Como se discutió antes, el primer
elemento de sellamiento 12 se construye preferiblemente de un
material elastómero que tiene una dureza durométrica menor que la
dureza durométrica del material elastómero que forma al segundo
elemento de sellamiento 14. La menor dureza durométrica y, por lo
tanto menores módulos de elasticidad, del material que forma al
primer elemento de sellamiento 12, permite una deflexión radial
elástica mayor del primer elemento de sellamiento 12 en la medida
que el primer elemento de sellamiento 12 es comprimido axialmente
por la presión del fluido durante operación normal.
La fuerza axial de compresión F_{A} trasmitida
al segundo elemento de sellamiento 14 a través del primer elemento
de sellamiento 12 resulta en el traslado de la fuerza de compresión
axial F_{A} en dos fuerzas radiales de sellamiento, indicadas por
las flechas F_{ro2} y F_{ri2} en la Figura 4, en forma análoga
al primer elemento de sellamiento 12. El segundo elemento de
sellamiento 14 se deflecta radialmente en los bordes de sellamiento
79 y 97 en la dirección de la pared que se extiende axialmente 22
del surco 16 y la biela 28, respectivamente. Debido a la
preferiblemente mayor dureza durométrica del material que forma al
segundo elemento de sellamiento 14, la cantidad de deflexión radial,
y consecuentemente la intensidad de las fuerzas radiales de
sellamiento, F_{ro2} y F_{ri2}, es menor que las fuerzas
radiales de sellamiento, F_{ro1} y F_{ri1}, asociadas con el
primer elemento de sellamiento 12. Por lo tanto, el primer elemento
de sellamiento 12 provee el sellamiento primario para el montaje
doble de sellamiento 10, y el segundo elemento de sellamiento 14
provee el sellamiento secundario.
En montajes convencionales de sellamiento, las
fuerzas axiales sobre los elementos de sellamiento pueden resultar
en la extrusión de porciones de los elementos de sellamiento dentro
del intersticio entre el collarín y la biela, resultando en un
escape de fluido. Incrementando la dureza durométrica del material
que forma al segundo elemento de sellamiento 14, el segundo
elemento de sellamiento 14 opera para resistir o inhibir la
extrusión tanto del primero como del segundo elementos de
sellamiento 12 y 14 dentro del intersticio 32 entre el collarín
20.
Durante la operación normal del equipo, se
presenta típicamente una película delgada de fluido sobre los
bordes de sellamiento 62 y 97 de los elementos de sellamiento 12 y
14, respectivamente. Esta película de fluido provee de lubricación a
los bordes de sellamiento 62 y 97 que mantienen suaves los
movimientos de aproximaciones sucesivas de la biela 28, y también
minimiza el desgaste del equipo. Así, el montaje de sellamiento 10
que tiene dos elementos de sellamiento, cada uno de los cuales
provee una función claramente diferente, provee un sellamiento
hermético efectivo para fluidos desde una presión atmosférica a una
presión por encima de 34,474 MPa (5000 psi).
El montaje doble de sellamiento 10 de la presente
invención proporciona un sellamiento hermético para fluidos bajo un
rango amplio de condiciones de operación, incluidas condiciones de
presión inversa. La Figura 5 ilustra la operación del montaje doble
de sellamiento 10 bajo condiciones inversas de presión. Las
condiciones inversas de presión se refieren a condiciones en las
cuales la presión en el lado normalmente de alta presión del
montaje doble de sellamiento, esto es, el lado axial interior, cae
por debajo de la presión sobre el lado normalmente de baja presión
del montaje de sellamiento, esto es, el lado axialmente
exterior.
Durante las condiciones de presión inversa, el
fluido hidráulico o neumático que llena la cámara anular interna 23
está a una presión menor que la presión del fluido externo en la
superficie axialmente exterior 100 del segundo elemento de
sellamiento 14. la presión diferencial de fluido entre el fluido
hidráulico o neumático dentro de la cámara anular interior 23 y el
fluido ambiental, resulta en una fuerza neta de fluido en la
dirección axialmente hacia el interior sobre el segundo elemento de
sellamiento 14, como lo indican las flechas F_{I} en la Figura 5.
La fuerza axial del fluido F_{I} se transmite al primer elemento
de sellamiento 12 a través de la interfaz formada por la superficie
axial exterior 66 del primer elemento de sellamiento 12 y el surco
de interfaz 92 del segundo elemento de sellamiento 14. Como
resultado de la Fuerza axial F_{I}, el primero y segundo elementos
de sellamiento 12 y 14 se deslizan axialmente dentro del surco 16
hasta que las paredes axialmente interiores 44 y 52 del primer
elemento de sellamiento 12 empalme con la pared lateral radial 24
del surco 16. Una vez que las paredes axialmente interiores 44 y 52
empalmen con la pared lateral radial 24 del surco 16, la fuerza
axial F_{I} empieza a comprimir al primer elemento de sellamiento
12 y al segundo elemento de sellamiento 14.
En forma análoga a la descrita anteriormente en
conexión con la condición de operación normal, el primero y segundo
elementos de sellamiento 12 y 14 trasladan la fuerza de compresión
axial F_{I} en fuerzas radiales de sellamiento, indicadas por las
flechas F_{ro1}, F_{ri1}, F_{ro2}, F_{ri2} en la Figura 5,
por deflexión radial en los bordes de sellamiento 39, 79 y 62, 79
en la dirección de la pared que se extiende axialmente 22 del surco
16 y de la biela 28, respectivamente. Como en el caso de la
condición de operación normal, el primer elemento de sellamiento
más blando 12, provee fuerzas de sellamiento radial mayores y, por
lo tanto, provee el sellamiento primario para el montaje doble de
sellamiento 10.
Bajo condiciones inversas de presión, la presión
neta entre el fluido hidráulico o neumático y el fluido externo es
mínima comparada con la magnitud de la diferencia de presión neta
durante condiciones de operación normal. Típicamente, la diferencia
neta de presión durante condiciones de presión inversa en el orden
de 103,42 kPa (15 psi), comparada con las diferencias netas de
presión en el orden de 6,89-34,474 MPa
(1000-5000 psi) para las condiciones normales de
operación. Por esta razón, la extrusión del primer elemento de
sellamiento 12 dentro del intersticio 33 durante condiciones
inversas de presión no es de importancia significativa. Por lo
tanto, las superficies planas proveídas por las superficies
axialmente interiores 44 y 57 del primer elemento de sellamiento 12
que empalma con la pared lateral axial 24 del surco 16 son
suficientes para inhibir la extrusión del primer elemento de
sellamiento 12 dentro del intersticio 33.
En una modalidad preferida, la longitud axial del
surco 54 formado en la superficie axialmente interior 42 del primer
elemento de sellamiento 12, indicado por la línea D en la Figura 6,
se selecciona para permitir deflexión radial del primer elemento de
sellamiento 12 en los bordes de sellamiento 39 y 62 cuando el primer
elemento de sellamiento 12 se comprime axialmente. Como se discutió
antes, la deflexión radial del primer elemento de sellamiento 12
resulta en mayores fuerzas de sellamiento radial en los bordes de
sellamiento 39 y 62 para proveer un mejor sellamiento a los fluidos
contra la superficie que se extiende axialmente 22 del surco 16 y
de la biela 28, respectivamente. Es importante, sin embargo,
limitar la magnitud de las fuerzas de sellamiento radial resultantes
suministradas por el primer elemento de sellamiento 12 para
prevenir un desgaste prematuro del elemento de sellamiento. Por
ejemplo, si las fuerzas de sellamiento radial se hacen muy altas,
las fuerzas de fricción resultantes entre el borde de sellamiento
62 y la biela 28, pueden causar que porciones del primer elemento
de sellamiento 12 se vean sometidas a esfuerzo constante.
Para inhibir el desgaste prematuro de los
elementos de sellamiento, es preferible para la longitud axial D
del surco 54 que satisfaga la siguiente relación:
(1)(C -
D)/D \leq
0,25,
en donde C es la longitud axial del
borde de sellamiento 62, como se ilustra en la Figura 6. La
relación así establecida por la fórmula (1) entre la longitud D del
surco 54 y la longitud C del borde de sellamiento 62, permite la
deflexión radial suficiente del primer elemento de sellamiento 12
para proveer el sellamiento del fluido en los bordes de sellamiento
39 y 62 mientras que concomitantemente se inhibe el desarrollo de
mayores fuerzas de fricción entre el borde de sellamiento 62 y la
biela 28, que pueden conducir a un desgaste prematuro del primer
elemento de sellamiento
12.
En una modalidad preferida de la invención, el
primer y segundo elementos 12 y 14 pueden ser fisionados para
facilitar la instalación, reemplazo, seguimiento o inspección del
montaje doble de sellamiento 10. En particular, la instalación,
reemplazo, e inspección de los elementos de sellamiento fisionados
12 y 14 del montaje doble de sellamiento 10 pueden realizarse sin
necesidad de desbaratar el sistema hidráulico y neumático, y sin
tener que pasar los elementos de sellamiento por un extremo de la
biela 28.
Con relación a las Figuras 7A-7C,
se muestra un primer elemento de sellamiento fisionado 16. El primer
elemento de sellamiento 12 se fisiona en la interfaz 100 para
formar segmentos de sellamiento precisos 102 y 104 que conectan a la
interfaz 100 a través de bordes de interconexión de empalme
complementarios 106 y 108. El primero y segundo bordes de
interconexión 106 y 108 tienen un diseño generalmente no plano o no
lineal para promover el entrelazamiento de los segmentos de
sellamiento 106 y 108 cuando se ensamblan. El primer borde de
interconexión 106 incluye una superficie generalmente planar,
axialmente extendida 110 y una sección no planar prominente 112
formada por una primera y segunda superficies en ángulo 114 y 116.
El segundo borde de interconexión 108 incluye una superficie
generalmente planar que se extiende axialmente 118 y una sección no
planar en una depresión 120 complementaria en forma a la sección no
planar prominente 112 del primer borde de interconexión 106. La
sección no planar en una depresión 120 del segundo borde de
interconexión 108 se forma por la primera y segunda superficies en
ángulo 122 y 124. Aunque no se ilustra, el segundo elemento de
sellamiento 14 puede ser fisionado en forma análoga al primer
elemento de sellamiento 12.
Alternativamente, los segmentos arqueados de
sellamiento 102 y 104 pueden ser fisionados en una segunda interfaz
para permitir a los segmentos de sellamiento 102 y 104 ser
separados completamente en segmentos de sellamiento separados.
Alguien entrenado en la técnica apreciará además que el elemento de
sellamiento puede también ser fisionado en puntos adicionales, por
ejemplo, en tres o más interfaces, para formar una pluralidad de
segmentos de sellamiento arqueados de interconexión.
Es importante para el primer y segundo bordes de
interconexión 106 y 108, mantener contacto próximo al borde de
sellamiento 62 para prevenir una fuga de fluido entre el primer
elemento de sellamiento 12 y la biela 28. El primero y segundo
bordes de interconexión 106 y 108 se configuran por lo tanto en la
disposición de entrelazamiento para mantener una conexión hermética
fluida en la interfaz 100 próxima al borde de sellamiento 62
durante operación para inhibir el escape de fluido. En particular,
las secciones no planas 112 y 120 del primero y segundo bordes de
interconexión 106 y 108, cooperan para inhibir la separación de las
superficies planas 110 y 118 del primer y segundo bordes de
interconexión 106 y 108.
El efecto cooperativo de las secciones no planas
112 y 120 del primer y segundo bordes de interconexión 106 y 108 se
ilustra en las Figuras 8A y 8B. La Figura 8A ilustra el movimiento
de la biela 28 en la dirección axialmente exterior, como lo indica
la flecha E, y las fuerzas resultantes sobre el primer elemento de
sellamiento 12, como lo indican las flechas R_{1} y R_{2}, en
la interfaz 100. Las primeras superficies en ángulo 114 y 122 de
las secciones no planas 112 y 120, respectivamente, cooperan para
inhibir el movimiento axial relativo de las superficies planas 110
y 118 del primer y segundo bordes de interconexión 106 y 108 debido
a las fuerzas resultante R_{1} y R_{2}. Por lo tanto, se inhibe
la separación de las superficies planas 110 y 118, y el escape
resultante de fluido.
La Figura 8B ilustra el movimiento de la biela 28
en la dirección axialmente interior, como lo indica la flecha G, y
las fuerzas resultantes sobre el primer elemento de sellamiento 12,
como lo indican las flechas R_{1} y R_{2}, en la interfaz 100.
Las segundas superficies en ángulo 116 y 124 de las secciones no
planas 112 y 120, respectivamente, cooperan para inhibir el
movimiento axial relativo de las superficies planas 110 y 118 del
primer y segundo bordes de interconexión 106 y 108 debido a las
fuerzas resultante R_{1} y R_{2}. Por lo tanto, se inhibe la
separación de las superficies planas 110 y 118, y el escape
resultante de fluido.
Mientras que la modalidad del ejemplo del montaje
doble de sellamiento 10 de la presente invención se describe más
arriba en conexión con una biela de aproximaciones sucesivas,
alguien entrenado en la técnica reconocerá que el montaje doble de
sellamiento 10 puede ser utilizado en aplicaciones alternativas,
incluidas, por ejemplo, proveer sellamiento para fluido alrededor
de una barra en rotación.
Se verá por lo tanto que la invención alcanza
eficientemente los objetivos expuestos más arriba, entre ellos los
que son claros a partir de la descripción anterior. Ya que ciertos
cambios pueden hacerse en las construcciones anteriores sin salirse
del alcance de la invención, se pretende que toda la materia
contenida en la descripción anterior o mostrada en los dibujos que
la acompañan, sea interpretada como ilustrativa y no en sentido
limitante.
Claims (25)
1. Un montaje doble de sellamiento (10) para
proveer sellamiento entre una biela (28) y un collarín (20), la
biela (28) extendiéndose a lo largo de un eje longitudinal, el
sellamiento doble comprende:
- un primer elemento anular de sellamiento (12) construido de un material que tiene una primera dureza y que tiene un borde de sellamiento (62) en contacto con la biela (28) para proveer un sellamiento entre el primer elemento de sellamiento (12) y la biela (28), y
- un segundo elemento anular de sellamiento (14) posicionado axialmente adyacente al primer elemento anular de sellamiento (12), el segundo elemento anular de sellamiento (14) siendo construido de un material que tiene una segunda dureza diferente de la primera dureza y que tiene un borde de sellamiento que hace contacto con la biela (28) para proveer un sellamiento entre el segundo elemento de sellamiento (14) y la biela (28),
en donde dicho collarín (20) incluye un surco
(16) formado allí, y solamente dichos primero (12) y segundo (14)
elementos anulares de sellamiento están dispuestos dentro del surco
(16) para formar dicho sellamiento doble (10), y
caracterizado porque al menos uno entre el primero (12) y
segundo (14) de los elementos anulares de sellamiento se fisiona a
una interfaz para formar un primero (106) y un segundo bordes de
interconexión que se entrelazan para inhibir la separación del
elemento de sellamiento en la interfaz.
2. Un montaje (10) como el reivindicado en la
reivindicación 1, en donde el primer elemento anular de sellamiento
(12) se posiciona axialmente hacia el interior del segundo elemento
anular de sellamiento (14) y en donde la dureza del material que
forma el primer elemento anular de sellamiento (12) es menor que la
dureza del material que forma al segundo elemento anular de
sellamiento (14).
3. Un montaje (10) como el reivindicado en la
reivindicación 1 o en la reivindicación 2, en donde la dureza del
material que forma al segundo elemento anular de sellamiento (14)
está entre alrededor de 50 Shore A y alrededor de 25 Shore D.
4. Un montaje (10) como el reivindicado en la
reivindicación 1 o en la reivindicación 2, en donde la dureza del
material que forma al segundo elemento anular de sellamiento (14)
es de alrededor de 95 Shore A.
5. Un montaje (10) como el reivindicado en la
reivindicación 2, en donde la dureza del material que forma al
primer elemento anular de sellamiento (12) está aproximadamente
entre 50 Shore A y 95 Shore A.
6. Un montaje (10) como el reivindicado en la
reivindicación 5, en donde la dureza del material que forma al
primer elemento anular de sellamiento (12) es de alrededor de 85
Shore A.
7. Un montaje (10) como el reivindicado en una
cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en donde el
primer elemento anular de sellamiento (12) tiene un primer borde de
sellamiento (62) para acoplarse con la biela (28), el primer borde
de sellamiento (62) estando formado por una primera y una segunda
superficies de intersección, al menos una de la primera (58) y de
la segunda (60) superficies de intersección estando orientadas en un
ángulo relativo al eje longitudinal de la biela (28).
8. Un montaje (10) como el reivindicado en la
reivindicación 7, en donde el primer elemento anular de sellamiento
(12) tiene un segundo borde de sellamiento (39) para acoplarse con
el collarín (20), el segundo borde de sellamiento (39) estando
formado por una tercera (38) y una cuarta (40) superficies de
intersección, al menos una de la tercera (38) y de la cuarta (40)
superficies estando orientadas en un ángulo relativo al eje
longitudinal de la biela (28).
9. Un montaje (10) como el reivindicado en la
reivindicación 8, en donde el primer borde de sellamiento (62) y el
segundo borde de sellamiento (39) están radialmente opuestos y
están separados por un surco (54) formado en una superficie que se
extiende radialmente del primer elemento anular de sellamiento
(12).
10. Un montaje (10) como el reivindicado en la
reivindicación 9, en donde el surco (54) se extiende axialmente
hasta una profundidad D y el primer borde de sellamiento (62) tiene
una longitud en forma axial C, por lo cual la relación entre la
profundidad del surco D y la longitud axial C del primer borde de
sellamiento es (C - D)/D \leq 0,25.
11. Un montaje como el reivindicado en una
cualquiera de las reivindicaciones 8-10, en donde
el segundo elemento anular de sellamiento (14) tiene un tercer
borde de sellamiento para acoplarse con la biela (28) y un cuarto
borde de sellamiento radialmente opuesto al tercer borde de
sellamiento para acoplarse al collarín (20), el tercer borde de
sellamiento (97) y el cuarto borde de sellamiento (79) cada uno
estando formado por un par de superficies de intersección, al menos
una de las superficies de intersección de cada par de superficies
de intersección estando orientada en un ángulo relativo al eje
longitudinal de la biela
(28).
(28).
12. Un montaje (10) como el reivindicado en la
reivindicación 11, en donde el tercer borde de sellamiento (97) y
el cuarto borde de sellamiento (79) están separados por un surco
interfaz (92) formado en una superficie que se extiende radialmente
del segundo elemento anular de sellamiento (14), el surco interfaz
(92) siendo del tamaño y forma para recibir una porción del primer
elemento anular de sellamiento (12).
13. Un montaje (10) como el reivindicado en una
cualquiera de las reivindicaciones 1-12, en donde
el material que forma al primer elemento anular de sellamiento (12)
y el material que forma al segundo elemento anular de sellamiento
(14) es un material elastómero.
14. Un montaje (10) como el reivindicado en una
cualquiera de las reivindicaciones 1-13, en donde
el material que forma al primer elemento anular de sellamiento (12)
y el material que forma al segundo elemento anular de sellamiento
(14) es poliuretano.
15. Un montaje (10) como el reivindicado en una
cualquiera de las reivindicaciones 1-14, en donde
el primer borde de interconexión (106) incluye una porción planar
que se extiende axialmente (110) y una porción no planar (112) y en
donde el segundo borde de interconexión (108) incluye una porción
planar que se extiende axialmente (118) y una porción no planar
(120), la porción no planar (112) del primer borde d interconexión
(106) siendo complementaria en forma a la porción no planar (120)
del segundo borde de interconexión (108).
16. Un montaje (10) como el reivindicado en la
reivindicación 15, en donde la porción no planar (112, 120) del
primer (106) y del segundo (108) bordes de interconexión incluyen
un primer y un segundo segmentos de intersección cada uno de los
cuales se extiende en un ángulo hacia el eje longitudinal de la
biela (28).
17. Un montaje (10) como el reivindicado en una
cualquiera de las reivindicaciones 1-16, en donde
el primer (12) y segundo (14) elementos anulares de sellamiento se
conectan a una interfaz, el segundo elemento anular de sellamiento
(14) teniendo una superficie que se extiende generalmente en forma
radial, opuesta a la interfaz para acoplarse con el collarín
durante operación normal.
18. Un montaje (10) como el reivindicado en la
reivindicación 1, en donde el material que forma al primer elemento
anular de sellamiento (11) y el material que forma al segundo
elemento anular de sellamiento (14), el mismo material tiene
diferentes valores de dureza.
19. Un montaje (10) como el reivindicado en la
reivindicación 18, en donde el material que forma al primer
elemento anular de sellamiento (12) y el material que forma al
segundo elemento anular de sellamiento (14), es poliuretano.
20. Un montaje (10) como el reivindicado en una
cualquiera de las reivindicaciones 1-19, en donde
el primer elemento anular de sellamiento (12) se fisiona en una
interfaz sencilla (100) para formar dos segmentos de sellamiento
arqueados conectados parcialmente.
21. Un montaje (10) como el reivindicado en una
cualquiera de las reivindicaciones 1-20, en donde
el primer elemento de sellamiento se fisiona en una segunda interfaz
para formar dos segmentos de sellamiento arqueados separables.
22. Un montaje (10) como el reivindicado en una
cualquiera de las reivindicaciones 1-21, en donde
el primer borde de interconexión (106) tiene una saliente (112) que
se extiende desde allí y el segundo borde de interconexión (108)
tiene una depresión (120) formada allí dentro, siendo la depresión
complementaria en forma a la saliente.
23. Un montaje (10) como el reivindicado en la
reivindicación 1, en donde el collarín (20) tiene un surco anular
formado allí dentro, el surco anular (16) estando definido por una
primera (24) y una segunda (26) paredes laterales que se extienden
radialmente espaciadas por medio de una superficie que se extiende
axialmente (22), el primer elemento anular de sellamiento (12)
tiene una superficie axial (42) interior que tiene un par de
superficies planas espaciadas radialmente (44, 52), y el primer
elemento anular de sellamiento (12) y el segundo elemento anular de
sellamiento (14) se posicionan en el surco (16) de tal manera que
al menos una porción del segundo elemento anular de sellamiento (14)
se acopla a la segunda pared lateral que se extiende radialmente
(26) del surco (16) en respuesta a una primera condición de presión
y dichas superficies planas (44, 52) del primer elemento de
sellamiento (12) se acopla a la primera pared lateral que se
extiende radialmente (24) del surco (16) en respuesta a una segunda
condición de presión diferente de dicha primera condición de
presión.
24. Un montaje como el reivindicado en la
reivindicación 16, en donde la primera condición de presión se
caracteriza por una presión de fluido más alta sobre un lado
axialmente interior del sellamiento doble (10) próximo al primer
elemento anular de sellamiento (12) que sobre un lado axialmente
exterior del sellamiento doble (10) próximo al segundo elemento
anular de sellamiento (14).
25. Un montaje como el reivindicado en la
reivindicación 24, en donde la segunda condición de presión se
caracteriza por una presión de fluido más baja sobre un lado
axialmente interior del sellamiento doble (10) próximo al primer
elemento anular de sellamiento (12) que sobre un lado axialmente
exterior del sellamiento doble (10) próximo al segundo elemento
anular de sellamiento (14).
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