ES2934247T3 - Membrana de estanqueidad flexible no plegable y conjunto de estanqueidad para equipo de árbol giratorio - Google Patents

Membrana de estanqueidad flexible no plegable y conjunto de estanqueidad para equipo de árbol giratorio Download PDF

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Tom Steigerwald
Syed Niamathullah
Dan Kozlowski
Michael G Kalodimos
James R Wasser
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Abstract

Una membrana de sellado flexible no colapsable (o fuelle) para incorporar en un conjunto de sello mecánico y usar en equipos de eje rotativo. La membrana de sellado incluye una primera porción de brida que se extiende sustancialmente radialmente hacia afuera, que puede ser empujada dentro de un anillo desplazable axialmente por un mecanismo de empuje. La membrana de sellado incluye además una segunda porción coaxial que se extiende sustancialmente axialmente hacia afuera, sustancialmente radialmente hacia adentro del diámetro de equilibrio del sello. Ventajosamente, la parte horizontal se mantiene fijada a un manguito por una banda anular. El ángulo entre la porción vertical y la porción horizontal de la membrana de sellado permite el control direccional de las fuerzas que actúan sobre el manguito corto y el anillo primario. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Membrana de estanqueidad flexible no plegable y conjunto de estanqueidad para equipo de árbol giratorio
SOLICITUD RELACIONADA
[0001] La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud provisional de EE. UU. n.° 62/361.458, depositada el 12 de julio de 2016.
CAMPO TÉCNICO
[0002] Esta invención se refiere a un equipo de árbol giratorio que tiene conjuntos de junta mecánica de estanqueidad que proporcionan una junta de estanqueidad entre una carcasa y un árbol giratorio del equipo de árbol giratorio. Más particularmente, se refiere a dicho equipo de árbol giratorio y conjuntos de junta de estanqueidad que incluyen una membrana de estanqueidad secundaria tal como un fuelle.
ANTECEDENTES
[0003] Las juntas mecánicas de estanqueidad se usan para proporcionar una junta de estanqueidad entre un árbol giratorio y una carcasa estacionaria de una bomba, compresor, turbina u otra máquina giratoria. Las juntas mecánicas de estanqueidad de cara plana generalmente incluyen una interfaz de estanqueidad principal que comprende dos caras de estanqueidad relativamente giratorias. El desgaste por fricción entre las caras de estanqueidad puede causar que se forme un hueco entre ellas, lo que conduce a una fuga excesiva. Por consiguiente, algunas juntas de estanqueidad de cara plana requieren un ajuste regular con el fin de mantener la posición adecuada o axial de un miembro de estanqueidad desplazable axialmente (también conocido como "altura de estanqueidad") con el fin de tener en cuenta dicho desgaste.
[0004] Se han contemplado varios mecanismos de impulso para proporcionar una fuerza de cierre que se adapte automáticamente al desgaste. Dicho mecanismo de impulso ha incluido resortes helicoidales únicos y múltiples, y fuelles metálicos.
[0005] Los conjuntos de junta de estanqueidad de empuje comprenden una junta de estanqueidad secundaria dinámica (tal como una junta tórica) para proporcionar una junta de estanqueidad entre el árbol y los propios miembros de estanqueidad. La junta de estanqueidad secundaria dinámica de las juntas de estanqueidad de empuje está generalmente configurada para moverse axialmente con el miembro de estanqueidad desplazable axialmente. Este movimiento axial con respecto al árbol puede causar desgaste por rozamiento o fragmentación de la junta de estanqueidad secundaria debido a la fricción.
[0006] Las juntas de estanqueidad que no son de empuje generalmente cuentan con una junta de estanqueidad de árbol secundaria que no tiene por objeto moverse axialmente con respecto al árbol, tal como una junta tórica (generalmente usada con juntas de estanqueidad de fuelle metálicas), o un fuelle elastomérico, un ejemplo de lo cual se proporciona en la FIG. 1. La junta mecánica de estanqueidad ilustrada comprende un fuelle elastomérico que es accionado para girar con el árbol con respecto a la carcasa. Esta junta de estanqueidad que no es de empuje puede reducir el esfuerzo de torsión en los fuelles, que están destinados a contraerse y expandirse para equilibrar las fuerzas de apertura y cierre en las caras de estanqueidad. A altas presiones, tales como presiones manométricas superiores a aproximadamente 70 bar (g), el propio árbol, no obstante, puede trasladarse axialmente. Esto puede crear una carga axial en los fuelles elastoméricos que puede provocar el colapso rígido del elastómero, como se muestra en la vista detallada (donde las áreas más claras son aquellas con mayor presión). Esta rigidez axial evita que los fuelles contrarresten eficazmente la fuerza de cierre proporcionada por los miembros de impulso, lo que conduce a un exceso de presión en la cara, desgaste por fricción y eventual fallo de la junta de estanqueidad.
[0007] El documento WO 2015/108107 A1 describe una junta mecánica de estanqueidad que comprende un anillo de acoplamiento que incluye una parte deslizante que tiene una superficie deslizante que se desliza contra un anillo de estanqueidad dentro de una superficie de extremo en un lado atmosférico del mismo en una dirección axial de un árbol, y una parte retenida que se extiende a partir de una parte de extremo radialmente hacia afuera de la parte deslizante hacia un lado de fluido estanqueizado en la dirección axial y está retenida por un manguito. La junta mecánica de estanqueidad incluye un apoyo anular que está fijado al manguito y recibe una presión de una junta tórica que recibe, a partir del lado de fluido estanqueizado en la dirección axial, una presión de fluido de un fluido a estanqueizar que se transportó en un espacio creado por una parte de brida del manguito y la parte retenida del anillo de acoplamiento.
[0008] La demanda continua de una mayor productividad, fiabilidad, durabilidad y los requisitos cambiantes de la envoltura para las bombas y otros equipos de árbol giratorio exigen un esfuerzo continuo para los nuevos desarrollos en los conjuntos de junta de estanqueidad. En particular, existe una necesidad de juntas mecánicas de estanqueidad que puedan funcionar para estanqueizar presiones internas más altas. La presente descripción se refiere a un avance en la tecnología de estanqueidad que aborda estas necesidades.
RESUMEN
[0009] Las realizaciones de la presente descripción satisfacen la necesidad de juntas mecánicas de estanqueidad que puedan funcionar para estanqueizar presiones internas más altas al proporcionar una membrana de estanqueidad flexible no plegable (o fuelles) para su incorporación en un conjunto de junta mecánica de estanqueidad y su uso en equipos de árbol giratorio.
[0010] Según la invención, se proporciona un conjunto de junta mecánica de estanqueidad de acuerdo con la reivindicación 1. Las características preferidas se exponen en las reivindicaciones dependientes 2 a 10.
[0011] La membrana de estanqueidad flexible incluye una primera parte que se extiende sustancialmente de forma radial, que se puede empujar hacia un anillo desplazable axialmente mediante componentes de estanqueidad que incluyen una pluralidad de resortes separados axialmente. La membrana de estanqueidad flexible incluye además una segunda parte que se extiende sustancialmente de forma axial, sustancialmente de forma radial hacia adentro del diámetro de equilibrio de la junta de estanqueidad, y orientada generalmente de forma ortogonal a la primera parte. La segunda parte se mantiene ventajosamente fijada a un manguito truncado mediante una banda anular. El ángulo entre la primera parte y la segunda parte de la membrana de estanqueidad puede proporcionar un control direccional de las fuerzas que actúan sobre el manguito truncado. La membrana de estanqueidad flexible puede reducir los efectos sobre el rendimiento de estanqueidad causados por el desplazamiento axial del árbol giratorio a altas presiones.
[0012] El conjunto de junta mecánica de estanqueidad está adaptado para su disposición alrededor de un árbol giratorio y comprende un anillo de estanqueidad desplazable axialmente dispuesto axialmente hacia el exterior de un anillo de estanqueidad fijado axialmente y una membrana de estanqueidad flexible. El miembro de estanqueidad flexible incluye una parte de brida que se puede colocar entre el anillo de estanqueidad desplazable axialmente y un mecanismo de impulso, siendo la parte de brida desplazable axialmente con respecto al árbol giratorio mediante fuerzas transmitidas a la parte de brida por el mecanismo de impulso y el anillo de estanqueidad desplazable axialmente. La estanqueidad flexible incluye una parte coaxial que se extiende axialmente a partir de una parte de conexión flexible en una extensión radialmente hacia adentro de la parte de brida. La parte coaxial se mantiene fijada axialmente con respecto al árbol giratorio mediante una banda anular en un diámetro externo y un manguito truncado anular en un diámetro interno mediante lo cual la fuerza de cierre aplicada al anillo de estanqueidad estacionario por la parte de brida permanece fija independientemente de la posición axial de la parte de brida.
[0013] La porción coaxial está dentro del diámetro de equilibrio de la junta de estanqueidad. En las realizaciones, la parte de conexión presenta una sección transversal más delgada que la parte de brida y la parte coaxial.
[0014] La traslación axialmente hacia adentro del árbol giratorio empuja la parte de brida a desplazarse axialmente hacia el interior y radialmente hacia adentro contra el manguito truncado. Las fuerzas dirigidas axialmente hacia el exterior (tales como la traslación hacia afuera del árbol giratorio) pueden empujar la parte de brida a desplazarse axialmente hacia el exterior y radialmente hacia afuera con respecto a la parte coaxial.
[0015] En una realización, el sistema de junta mecánica de estanqueidad comprende además un anillo antiextrusión que se puede recibir dentro de una ranura del anillo de estanqueidad desplazable axialmente.
[0016] En una realización, el manguito truncado está fijado axialmente al mecanismo de impulso por un anillo de retención.
[0017] En una realización, el mecanismo de impulso comprende un elemento de retención anular desplazable axialmente próximo a la parte de brida, un soporte anular, fijado axialmente a una placa de prensaestopas, y una pluralidad de miembros de resorte separados radialmente dispuestos entre ellos.
[0018] En una realización, un manguito giratorio está acoplado operativamente al árbol giratorio para su rotación con el mismo y el anillo de estanqueidad fijado axialmente está acoplado operativamente al manguito por una pluralidad de pasadores.
[0019] En una realización, la membrana de estanqueidad comprende un elastómero flexible.
[0020] Las figuras y la descripción detallada siguientes ejemplifican más particularmente varias realizaciones.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
[0021] La materia objeto de la presente puede entenderse más completamente en consideración de la siguiente descripción detallada de varias realizaciones en relación con las figuras adjuntas.
La FIG. 1 es una vista en sección transversal que representa una parte de un conjunto de junta de estanqueidad y un detalle de un fuelle elastomérico como se conoce en la técnica.
La FIG. 2 es una vista en sección transversal que representa una parte de un conjunto de junta de estanqueidad según una realización.
La FIG. 3 es una vista en sección transversal que representa un detalle del conjunto de junta de estanqueidad de la FIG. 2 según una realización.
La FIG. 4A es una vista en sección transversal que representa una parte de un conjunto de junta de estanqueidad según una realización.
La FIG. 4B es una vista en sección transversal que representa una parte de un conjunto de junta de estanqueidad según una realización.
La FIG. 5 es una vista en sección transversal que representa una parte de un conjunto de junta de estanqueidad según una realización.
[0022] Si bien varias realizaciones son susceptibles de diversas modificaciones y formas alternativas, se han mostrado detalles de las mismas a modo de ejemplo en los dibujos y se describirán en detalle. Debería entenderse, sin embargo, que la intención no es limitar las invenciones reivindicadas a las realizaciones particulares descritas. Por el contrario, la intención es abarcar todas las modificaciones y alternativas que se encuentran dentro del alcance de la materia objeto como se define por las reivindicaciones.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
[0023] Las FIGS. 2 y 3 son vistas en sección transversal amplias y detalladas (respectivamente) que representan una parte de un conjunto de junta de estanqueidad 10 que incluye una membrana de estanqueidad flexible no plegable 100 representada junto con un artículo de equipo de árbol giratorio tal como una bomba, mezclador, mezcladora, agitador, compresor, soplador, ventilador o similares, según una realización de la presente descripción.
[0024] Como es habitual para los conjuntos de junta de estanqueidad de este tipo, el conjunto de junta de estanqueidad 10 puede estanqueizar un árbol giratorio que se extiende axialmente 12 de un artículo de un equipo de árbol giratorio. El conjunto de junta de estanqueidad 10 puede proporcionar una junta de estanqueidad para la cámara de procedimiento 14 en la extensión interior del conjunto de junta de estanqueidad 10 con respecto al entorno 16.
[0025] El conjunto de junta de estanqueidad 10 puede disponerse de forma coaxial al árbol 12 en un orificio definido por una carcasa anular 18 de forma coaxial al árbol 12. Varios componentes estacionarios (o no giratorios) del conjunto de junta de estanqueidad 10 pueden acoplarse operativamente a la carcasa 18, o a una placa de prensaestopas 20 que, a su vez, también está acoplada operativamente a la carcasa 18.
[0026] Diversos componentes giratorios se pueden acoplar operativamente al árbol 12, para su rotación con el mismo. Un miembro de manguito anular 22 se sujeta al árbol 12 para su rotación con el mismo. Una formación de brida anular 26 se extiende radialmente hacia afuera del miembro de manguito 22 en su extremo adyacente a la cámara de procedimiento 14. Una pluralidad de pasadores separados de forma anular 24 pueden extenderse axialmente a través de orificios en la brida de manguito 26.
[0027] Un anillo de estanqueidad fijado axialmente 30 (o anillo de acoplamiento) está montado en la cara de la brida de manguito 26 lejos de la cámara de procedimiento 14, para su rotación con la misma. La junta tórica anular 32 proporciona una junta de estanqueidad secundaria elástica entre el miembro de manguito 22 y el anillo de estanqueidad fijado axialmente 30. En las realizaciones, pueden estar presentes más o menos juntas tóricas de estanqueidad secundarias. El anillo de estanqueidad fijado axialmente 30 incluye una cara de estanqueidad exterior 50.
[0028] Un anillo de estanqueidad desplazable axialmente 36 (o anillo primario) está dispuesto exteriormente y adyacente al anillo de estanqueidad fijado axialmente 30. El anillo de estanqueidad desplazable axialmente 36 incluye una cara de estanqueidad interior 52. La cara de estanqueidad interior 52 está contigua con la cara de estanqueidad exterior 50.
[0029] Aunque, tal como se representa y describe, el anillo de estanqueidad desplazable axialmente 36 es estacionario y el anillo de estanqueidad fijado axialmente 30 es giratorio, en las realizaciones, el movimiento axial relativo puede proporcionarse bien por el anillo de estanqueidad giratorio o bien por el anillo de estanqueidad estacionario.
[0030] La entrada 40 se puede definir dentro de la carcasa 18 y/o la placa de prensaestopas 20 para proporcionar un lubricante de estanqueidad (no se muestra) a las caras de estanqueidad 50 y 52.
[0031] El fuelle anular, o membrana de estanqueidad 100 puede presentar una sección transversal generalmente en forma de L, que comprende una primera parte de brida que se extiende generalmente de forma radial hacia afuera 102 y una segunda parte coaxial que se extiende generalmente de forma axial hacia el exterior 104. La parte de brida 102 y la parte coaxial 104 pueden acoplarse operativamente mediante una parte de conexión flexible 106. Una cara interior de la parte de brida 102 puede estar contigua con la cara exterior del anillo de estanqueidad desplazable axialmente 36, lo que crea una junta de estanqueidad hermética a la presión. La parte coaxial 104 se encuentra sustancialmente o completamente radialmente hacia adentro del diámetro de equilibrio de la junta de estanqueidad, donde la diferencia de presiones a través de la junta de estanqueidad es mayor. La parte de conexión flexible 106 puede presentar una faceta angular 108 en un lado radialmente hacia adentro y un ángulo de conexión 0 entre la parte de brida 102 y la parte coaxial 104 en un lado radialmente hacia afuera. En las realizaciones, el ángulo 0 puede ser de aproximadamente noventa grados, aunque también se pueden usar otros ángulos. La parte de conexión flexible 106 puede presentar una sección transversal más delgada que la parte de brida 102 o la parte coaxial 104 para permitir el estiramiento y la compresión.
[0032] La faceta angular 108 puede terminar en la esquina 110 en una extensión radialmente hacia adentro de la parte de conexión flexible 106. La faceta 108 puede presentar un ángulo 9, con respecto al eje axial de entre aproximadamente 100° a aproximadamente 150°. El miembro de estanqueidad 100 no es plegable y puede comprender un material flexible. Los materiales flexibles ilustrativos incluyen elastómeros tales como cauchos de nitrilo, fluroreslastómero y etileno propileno, aunque se pueden usar otros materiales.
[0033] La parte coaxial 104 se fija a un manguito truncado anular 200 mediante una banda anular 300. Las caras orientadas radialmente hacia afuera del manguito truncado 200 pueden estar contiguas con la parte coaxial 104, la faceta 108 y el anillo de estanqueidad desplazable axialmente 36. El manguito truncado 200 puede presentar una ranura 202 para recibir el anillo de retención 204 para ubicar el manguito truncado axialmente con respecto al soporte 504 (analizado más adelante). En las realizaciones, el manguito truncado 200 puede estar ubicado radialmente por el anillo de retención 204, presión hidráulica o ajuste con apriete con el soporte 504 (analizado más adelante) u otros componentes del conjunto de junta de estanqueidad 10. El manguito truncado 200, la banda 300 y el anillo de retención 204 pueden comprender acero o acero inoxidable en las realizaciones.
[0034] El anillo anular antiextrusión 400 puede estar presente en una ranura anular del anillo de estanqueidad desplazable axialmente 36 y el anillo de estanqueidad desplazable axialmente 36 contiguo, el manguito truncado 200 y el miembro de estanqueidad 100. El anillo anular antiextrusión 400 puede comprender un elastómero más duro que la membrana de estanqueidad 100, tal como un politetrafluoroetileno (PTFE) relleno de carbono con durómetro de 50 a 55 (Shore D). Debido a que la extrusión es más probable en el diámetro de equilibrio de la junta de estanqueidad, el diámetro interno del anillo antiextrusión 400 puede disponerse en el diámetro de equilibrio de la junta de estanqueidad.
[0035] El mecanismo de impulso 500 puede estar contiguo con la parte de brida 102. El mecanismo de impulso 500 puede comprender un elemento de retención anular desplazable axialmente 502, un soporte fijado axialmente 504 y uno o más miembros de impulso 506 que se extienden entre estos. El elemento de retención 502 se puede disponer próximo a la parte de brida 102. El elemento de retención 504 puede presentar un saliente 508, que se extiende axialmente hacia el interior fuera del diámetro externo de la parte de brida 102. El saliente 508 puede estar separado radialmente de la cara exterior de la parte de brida 102. El soporte 504 puede fijarse de forma axial y giratoria a la placa de prensaestopas 20 mediante uno o más pasadores 510, aunque se pueden usar otros mecanismos de fijación. Los miembros de impulso 506 pueden comprender uno o más resortes separados radialmente, aunque se pueden usar otros mecanismos de impulso conocidos en la técnica. En las realizaciones, uno o ambos del elemento de retención 502 y el soporte 504 pueden incluir orificios adaptados para recibir al menos parte de cada miembro de impulso 506, de modo que los miembros de impulso 506 se ubiquen parcialmente dentro del elemento de retención 502 y del soporte 504.
[0036] Los expertos en la materia apreciarán que las disposiciones representadas en las FIGS. 2 y 3 incluyen componentes que se pueden alterar o eliminar en otras realizaciones de conjuntos de junta de estanqueidad. Además, se pueden incorporar más o menos componentes en otras realizaciones de conjuntos de junta de estanqueidad según la presente descripción.
[0037] En funcionamiento, la rotación del árbol 12 puede accionar el miembro de manguito 22 y el anillo de estanqueidad fijado axialmente 30 para girar con respecto al anillo de estanqueidad desplazable axialmente 36. Se puede proporcionar un lubricante de estanqueidad (no se muestra) a la junta de estanqueidad 10 a través de una o más entradas proporcionadas en la carcasa 18 para lubricar las caras de estanqueidad de la junta de estanqueidad 50 y 52 y para crear un gradiente de presión a través de las caras de estanqueidad 50 y 52.
[0038] El gradiente de presión y la presión hidráulica creada por la rotación relativa de las caras de estanqueidad 50 y 52 pueden dar como resultado una fuerza de apertura, lo que empuja el anillo de estanqueidad axialmente desplazable 36 axialmente hacia el exterior del anillo de estanqueidad fijado axialmente 30. De manera similar, se puede proporcionar una fuerza de cierre mediante el mecanismo de impulso 500, que empuja el anillo de estanqueidad axialmente desplazable 36 hacia el interior hacia el anillo de estanqueidad fijado axialmente 30.
[0039] Los expertos en la materia apreciarán que la fuerza de cierre en una interfaz de cara de estanqueidad se puede calcular a partir del área de cierre (AC), el área de apertura (AO), el diámetro exterior de la cara de anillo estacionario (OD), el diámetro interior de la cara de anillo estacionario (ID) y el diámetro de equilibrio (BD), como se detalla a continuación:
Figure imgf000006_0001
Presión hidráulica
donde
Figure imgf000006_0002
[0040] La parte de brida 102 puede desplazarse axial y radialmente en función de las fuerzas de cierre y apertura relativas, y la traslación axial del propio árbol, de modo que la fuerza de cierre aplicada al anillo de estanqueidad desplazable axialmente 36 sea constante, independientemente de la posición de la parte de brida 102.
[0041] Las FIGS. 4A y 4B son vistas en detalle de una realización de un conjunto de junta de estanqueidad, en el que se pueden observar algunos efectos del movimiento axial sobre la membrana de estanqueidad 100. Una traslación axialmente hacia afuera del árbol se puede transmitir a la parte de brida 102 a través del manguito 22, el anillo fijado axialmente 30 y el anillo de estanqueidad desplazable axialmente 36. Este movimiento puede provocar que la parte de brida 102 se comprima ligeramente y se deforme en un ángulo, evitando cualquier cambio en las fuerzas de apertura y cierre en la interfaz de estanqueidad. En particular, como se representa, la traslación axialmente hacia el exterior del anillo de estanqueidad desplazable axialmente 36 puede transmitir la fuerza de apertura a la parte de brida 102, lo que provoca que la parte de brida 102 se traslade axialmente hacia el exterior y radialmente hacia afuera lejos del manguito truncado 200 como se representa en la FIG. 4A. Por el contrario, una traslación axialmente hacia adentro del árbol puede aliviar la presión en la parte de brida 102, lo que permite que la parte de brida 102 se traslade axialmente hacia el interior y radialmente hacia adentro contra el manguito truncado 200. Este contacto entre la membrana de estanqueidad y el manguito truncado 200 puede minimizar aún más las fugas.
[0042] Un gradiente de alta presión a través de las caras de estanqueidad 50 y 52 puede promover la extrusión parcial de la membrana de estanqueidad flexible 100 entre el manguito truncado 200 y el anillo de estanqueidad desplazable axialmente 36. Esto puede ser resistido por el material más duro del anillo antiextrusión 400.
[0043] Durante la vida útil de la junta de estanqueidad, las caras de estanqueidad 50 y 52 se desgastarán entre sí. Debido a que la membrana de estanqueidad 100 puede moverse hacia el interior, hacia la cámara de procedimiento 14, y hacia afuera, lejos de la cámara de procedimiento 14, durante la vida útil de la junta de estanqueidad, puede ayudar a mantener un hueco de estanqueidad adecuado. La presión hidráulica puede evitar que el anillo de estanqueidad desplazable axialmente 36 entre en contacto con el anillo de estanqueidad fijado axialmente 30 mientras la parte de brida 102 de la membrana de estanqueidad 100 se mueve hacia el interior. La presión hidráulica puede mantener los otros componentes, tales como el manguito truncado 200, en su lugar. Además, debido a que la parte coaxial 104 se encuentra por debajo del diámetro de equilibrio de la junta de estanqueidad, la presión hidráulica aplicada a la parte coaxial 104 no afectará a la fuerza de cierre, o al propio diámetro de equilibrio. El mecanismo de impulso 500 se puede usar para establecer la altura de trabajo de la junta de estanqueidad y comprimir la parte de brida 102 de la membrana de estanqueidad 100 contra un extremo del anillo de estanqueidad desplazable axialmente 36 (distal en relación con la cámara de procedimiento y la cara de estanqueidad opuesta 52) del anillo de estanqueidad desplazable axialmente 36 (que crea una junta de estanqueidad) cuando no hay presión hidráulica presente. Debido a que la fuerza vertical no se ve alterada por el movimiento axial de la membrana de estanqueidad 100, y la fuerza de cierre en la interfaz de las caras de estanqueidad 50 y 52 no se ve afectada.
[0044] La traslación axialmente hacia el exterior máxima de la parte de brida 102 y el elemento de retención 502 puede definirse por un hueco proporcionado entre una cara hacia el exterior del elemento de retención 502 y una cara hacia el interior del soporte 504, o por el límite de compresión de los miembros de impulso 506. En las realizaciones, la traslación de la parte de brida 102 se puede limitar para evitar el agrupamiento, plegado u otro colapso del miembro de estanqueidad 100 en la parte de conexión 106. En una realización, la traslación de la parte de brida 102 puede limitarse a mantener ángulos 0 o ^.
[0045] De manera adicional, debido a que la parte de brida 102 se mantiene en una orientación que se extiende radialmente mediante el anillo de estanqueidad desplazable axialmente 36 y el elemento de retención 502, la parte coaxial 104 se mantiene en una orientación que se extiende axialmente mediante el manguito truncado 200 y la banda 300, el miembro de estanqueidad 100 no es plegable.
[0046] Como se puede observar en la FIG. 5, el ángulo 0 entre la parte de brida 102 y la parte coaxial 104 de la membrana de estanqueidad 100 proporciona un control direccional de las fuerzas que actúan sobre el manguito truncado 200 y el anillo de estanqueidad desplazable axialmente 36. La parte coaxial 104 permite la flexibilidad de la parte de brida 102 y la parte de conexión 106 mientras que la parte de brida 102 está bajo presión en el diámetro de equilibrio de la junta de estanqueidad.
[0047] En esta invención se han descrito diversas realizaciones de sistemas, dispositivos y procedimientos. Estas realizaciones se proporcionan únicamente a modo de ejemplo y no pretenden limitar el alcance de las invenciones reivindicadas. Debe apreciarse, por otra parte, que las diversas características de las realizaciones que se han descrito pueden combinarse de diversas maneras para producir numerosas realizaciones adicionales. Por otra parte, mientras que varios materiales, dimensiones, formas, configuraciones y ubicaciones, etc., se han descrito para su uso con las realizaciones descritas, se pueden utilizar otros además de los descritos, sin exceder el alcance de las invenciones reivindicadas.
[0048] Los expertos en las técnicas relevantes reconocerán que la materia objeto de la presente puede comprender menos características que las ilustradas en cualquier realización individual descrita anteriormente. Las realizaciones descritas en esta invención no pretenden ser una presentación exhaustiva de las formas en que se pueden combinar las diversas características de la materia objeto en esta invención. Por consiguiente, las realizaciones no son combinaciones de características mutuamente excluyentes; más bien, las diversas realizaciones pueden comprender una combinación de diferentes características individuales seleccionadas de diferentes realizaciones individuales, como entienden los expertos en la materia. Por otra parte, los elementos descritos con respecto a una realización se pueden implementar en otras realizaciones incluso cuando no se describen en dichas realizaciones a menos que se indique lo contrario.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un conjunto de junta mecánica de estanqueidad adaptado para su disposición alrededor de un árbol giratorio, teniendo el conjunto de junta mecánica de estanqueidad un primer y un segundo anillo de estanqueidad, siendo el primer anillo de estanqueidad (36) desplazable axialmente con respecto al árbol giratorio (12) y estando el segundo anillo de estanqueidad (30) fijado axialmente con respecto al árbol giratorio (12), comprendiendo el conjunto de junta mecánica de estanqueidad:
una brida de manguito anular (26) conectable al árbol giratorio (12), estando el segundo anillo de estanqueidad fijado axialmente (30) conectado a la brida de manguito anular (26) y teniendo una cara de estanqueidad fijada axialmente (50), estando el segundo anillo de estanqueidad fijado axialmente (30) y la cara de estanqueidad fijada axialmente (50) construidos y dispuestos para girar con el árbol giratorio (12); una placa de prensaestopas (20); un manguito truncado (200) acoplado operativamente a la placa de prensaestopas (20) mediante un soporte (504), siendo el primer anillo de estanqueidad desplazable axialmente (36) desplazable axialmente con respecto al manguito truncado (200) y a la placa de prensaestopas (20) en respuesta a un movimiento axial del árbol giratorio (12), de la brida de manguito anular (26) y del segundo anillo de estanqueidad fijado axialmente (30), teniendo el primer anillo de estanqueidad desplazable axialmente (36) una cara de estanqueidad desplazable axialmente (52) que interactúa con la cara de estanqueidad fijada axialmente (50); un mecanismo de impulso que empuja el primer anillo de estanqueidad desplazable axialmente (36) hacia el segundo anillo de estanqueidad fijado axialmente (30); una membrana de estanqueidad flexible anular (100) que comprende una parte de brida (102) que se puede disponer entre el primer anillo de estanqueidad desplazable axialmente (36) y el mecanismo de impulso, siendo la parte de brida (102) desplazable axialmente en movimiento con el primer anillo de estanqueidad desplazable axialmente (36) con respecto al árbol giratorio (12) mediante fuerzas transmitidas a la parte de brida (102) por el mecanismo de impulso y el primer anillo de estanqueidad desplazable axialmente (36);
una parte de conexión flexible (106) colocada en una extensión radialmente hacia adentro de la parte de brida (102);
una parte coaxial (104) que se extiende axialmente de la porción de conexión flexible (106), estando la porción coaxial (104) mantenida fijada axialmente con respecto al manguito truncado (200) mediante una banda anular en un diámetro exterior y el manguito truncado (200) en un diámetro interior, estando la parte coaxial dentro de un diámetro de equilibrio del conjunto de junta mecánica de estanqueidad;
donde la parte de conexión flexible (106) se flexiona en respuesta al movimiento axial del primer anillo de estanqueidad desplazable axialmente (36) y de la parte de brida (102) de modo que la fuerza de cierre aplicada al primer anillo de estanqueidad desplazable axialmente no se ve afectada;
donde la traslación axialmente hacia adentro del árbol provoca una traslación axial hacia el interior y radial hacia adentro de la parte de brida contra el manguito truncado (200).
2. El conjunto de junta mecánica de estanqueidad de la reivindicación 1, donde la traslación axial del árbol giratorio (12) con respecto al mecanismo de impulso (500) empuja la parte de brida (102) a desplazarse axialmente hacia el interior y radialmente hacia adentro con respecto a la parte coaxial (104).
3. El conjunto de junta mecánica de estanqueidad de la reivindicación 1, donde la traslación axial del árbol giratorio (12) con respecto al mecanismo de impulso (500) empuja la parte de brida (102) a desplazarse axialmente hacia el exterior y radialmente hacia afuera con respecto a la parte coaxial (104).
4. El conjunto de junta mecánica de estanqueidad de la reivindicación 1, donde la parte de conexión flexible (106) presenta una sección transversal más delgada que la parte de brida (102) y la parte coaxial (104).
5. El conjunto de junta mecánica de estanqueidad de la reivindicación 1, que comprende además un anillo antiextrusión (400) que se puede recibir dentro de una ranura del primer anillo de estanqueidad (36).
6. El conjunto de junta mecánica de estanqueidad de la reivindicación 1, donde el manguito truncado (200) está fijado axialmente al mecanismo de impulso (500) mediante un anillo de retención (204).
7. El conjunto de junta mecánica de estanqueidad de la reivindicación 1, donde el mecanismo de impulso (500) comprende un elemento de retención anular desplazable axialmente próximo a la parte de brida, estando el soporte anular (504) fijado axialmente a la placa de prensaestopas (20), y una pluralidad de miembros de resorte separados radialmente (506) dispuestos los mismos.
8. El conjunto de junta mecánica de estanqueidad de la reivindicación 1, donde el segundo anillo de estanqueidad fijado axialmente (30) está acoplado operativamente a la brida de manguito (26) mediante una pluralidad de pasadores (24).
9. El conjunto de junta mecánica de estanqueidad según la reivindicación 1, donde la membrana de estanqueidad (100) comprende un elastómero flexible.
10. El conjunto de junta mecánica de estanqueidad de la reivindicación 1, donde la parte de brida (102) se comprime y deforma en un ángulo en respuesta a un movimiento axial del primer anillo de estanqueidad desplazable axialmente (36) y de la parte de brida (102).
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