MXPA03001489A - Sello mecanico frontal mejorado. - Google Patents

Abstract

Se describe un sello mecanico frontal del extremo que comprende dos anillos de sellado relativamente giratorios (18, 20), un fuelle resiliente (100) para proporcionar un sello secundario entre un anillo de sellado y ya sea una caja (12) o un arbol giratorio (16) y un elemento de muelle (80) de dedos empalmado en el fuelle. El fuelle resiliente comprende un material elastomerico, tal como hule (caucho) moldeado y tiene una sola convolucion que tiene una forma de seccion transversal general de "omega" invertida. El elemento de muelle de dedos comprende una pluralidad de dedos (86) de muelle en forma general de "U" que proporcionan la fuerza impulsora axial para impulsar las caras del anillo en relacion sellada. En una modalidad preferida, el muelle incluye ferulas (82, 84) para proporcionar una fuerza radialmente hacia adentro sobre una porcion de reborde de cada extremo del fuelle para mantener el sello secundario.

Description

SELLO MECANICO FRONTAL MEJORADO CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención es concerniente con sellos mecánicos frontales que proporcionan un sello hermético al fluido entre una caja y un árbol giratorio. Más en particular, es concerniente con tales sellos que incluyen un muelle tipo dedo para proporcionar un impulso o predisposición axial y un sello secundario formado de un hule o fuelle elastomérico .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los sellos de tipo general son de gran volumen, bajo costo y son particularmente apropiados para uso en bombas de agua automotrices. Otras aplicaciones de tales sellos incluyen otras bombas de agua, tales como bombas de santina marinas y bombas para varios otros líquidos . Los sellos actualmente en uso común incluyen normalmente un anillo primario y de acoplamiento que definen caras de sellado relativamente giratorias. Estos anillos pueden ser fabricados de carburo de silicio o carbono. Un muelle helicoidal proporciona un impulso o predisposición axial y un fuelle elastomérico o de hule proporciona un sello secundario entre el anillo primario movible axialmente y su caja o árbol asociado. Ejemplo se encuentran en las patentes norteamericanas Nos. 4,275,889; 4,779,876 y 5,199,719. Sellos similares que tienen una forma diferente de medios de sellado o de predisposición secundarios son mostrados en las patentes cf.: 145062 norteamericanas Nos. 4,754,981 y 5,947,479. Los sellos tipo fuelle han disfrutado de éxito comercial significativo. La demanda actual por una productividad, conflabilidad, durabilidad y requerimientos de envolvente cambiantes mejorados dentro de la bomba asociada determinan un esfuerzo continuo por nuevos desarrollos. La presente invención representa un avance en la tecnología de sellos que trata estas necesidades.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención es concerniente con un montaje o conjunto de sello mecánico que utiliza un muelle tipo dedo para proporcionar la carga axial sobre el anillo de sellado movible axialmente. También, se proporciona un fuelle elastomérico único que proporciona el sello secundario e incluye una sola convolución entre su conexión al anillo de sellado movible axialmente y su conexión a la caja o árbol asociado . La invención comprende, en la forma más amplia, un montaje de sello mecánico frontal del extremo para proporcionar un sello hermético al fluido entre una caja que define una perforación y un árbol giratorio que se extiende a través de la perforación. El montaje de sello comprende anillo de sellado de acoplamiento anular, anillo de sellado primario anular movible axialmente, cada uno de los anillos tienen una cara de sello en relación de frente a la cara de sello del otro anillo para definir una interfase de sellado entre las mismas, un fuelle resiliente en relación de sellado hermética al fluido al anillo primario y adaptado para estar en relación de sellado hermética al fluido a una caja o árbol, el fuelle incluye un refuerzo interno y un refuerzo externo, una base que une tales refuerzos para formar una sola convolución, un elemento de muelle de dedo adaptado para impulsar el anillo primario hacia el anillo de sellado de acoplamiento, el elemento de muelle de dedo incluye una pluralidad de dedos de muelle adaptados para ser deformados en la instalación de tal montaje de sello entre la caja y el árbol, el muelle de dedo es empalmado dentro de la única convolución .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista en elevación seccional de un montaje de sello mecánico frontal, antes de la precarga, que implementa la presente invención; La figura 2 es una vista en elevación seccional del montaje de sello mecánico frontal, mostrado en la figura 1, en su posición instalada y precargado dentro de una bomba ilustrativa; La figura 3 es una vista seccional lateral del fuelle de sello secundario de la modalidad de la figura 1; La figura 4 es una vista en planta del elemento de muelle de dedo de la modalidad de la figura 1; La figura 5 es una vista seccional en elevación lateral del elemento de muelle de dedo de la modalidad de la figura 1, tomada aproximadamente a lo largo de la linea 5-5 de la figura 4; La figura 6 es una vista en planta de una forma de elemento de muelle de dedo; La figura 6A es una vista en planta fragmentaria de una forma de elemento de muelle de dedo; La figura 7 es una vista en elevación seccional de otra modalidad de un montaje de sello mecánico frontal, antes de la precarga; La figura 8 es una vista en planta del anillo de acoplamiento de la modalidad de la figura 7; La figura 9 es una vista seccional en elevación lateral del anillo de acoplamiento de la modalidad de la figura 7, tomada aproximadamente a lo largo de la linea 9-9 de la figura 8; La figura 10 es una vista en planta del manguito de la modalidad de la figura 7; La figura 11 es una vista seccional en elevación lateral del manguito de la modalidad de la figura 7, tomada aproximadamente a lo largo de la linea 11-11 de la figura 10 y La figura 12 es una vista en elevación seccional del montaje de sello mecánico frontal, mostrado en la figura 7, en su posición instalada y precargado.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Los dibujos adjuntos, figuras 1-5 ilustran una modalidad de un montaje de sello mecánico frontal, designado en general con el número 10, de acuerdo con la presente invención. El montaje de sello 10 es instalado entre una caja 12 que tiene una perforación o pasaje 14 a través del cual se extiende un árbol 16 relativamente giratorio. El montaje de sello proporciona un sello hermético al fluido entre la caja 12 y el árbol 16 relativamente giratorio. La caja 12 puede ser de una bomba de agua u otro dispositivo en el cual un árbol se extiende a través de una abertura en la caja circundante. Sin embargo, se contempla que el montaje 10 de sello podría tener aplicación en una amplia variedad de bombas y otros dispositivos, particularmente, bombas con árboles de diámetro pequeño. El fluido puede ser agua o a base de agua o aún aceite. La caja de la modalidad ilustrada en las figuras 1 y 2 es parte de una bomba, tal como una bomba de agua o bomba de otro líquido, en la cual un impulsor (no mostrado) giratorio mediante el árbol 16 eleva la presión del líquido a ser sellado. La figura 1 muestra los elementos de sellado instalados sobre un árbol 16 dentro de la caja 14, pero antes de la carga de los anillos de sello a una altura de trabajo instalada mínima predeterminada, como se explicará. La figura 2 muestra un sello similar en la posición de trabajo con el muelle precargado. Como se muestra en la figura 1, el liquido está contenido en el espacio 13 interno a la caja 12 y el impulsor estaría dispuesto al lado izquierdo del montaje 10 del sello. Al describir las modalidades ilustrativa, el término "interno" se usa para hacer referencia al lado de presión de la bomba y el término "externo" se usa para referirse al ambiente externo a la bomba, esto es la atmósfera. El término "radialmente hacia adentro" significa hacia el árbol y el término "radialmente hacia afuera" significa a lo lejos del árbol. Aunque se muestra en sección transversal en las figuras 1, 2, 3 y 5, debe ser fácilmente evidente que los componentes del montaje de sello son anulares, como son las varias superficies de estos componentes que son descritos en detalle. Como se ilustra en la figura 1, cada montaje de sello incluye un par de anillos de sello anulares que incluyen un anillo de acoplamiento 18 y anillo primario 20 asociados respectivamente con el árbol 16 y la caja 12. Estos anillos definen respectivamente caras de sellado de acoplamiento 19 y 21 que están en relación de sellado de frente y definen una interfase de sello. Los anillos de sellado 18 y 20 son mostrados contenidos en portadores que comprenden un manguito anular 40 y una cubierta o retén anular 70. El manguito 40 incluye la porción alargada tubular 50 arreglada para unirse al árbol 16 para asegurar el anillo 18 para rotación con el árbol 16. El retén 70 incluye la porción de pared 72 externa cilindrica que se extiende axialmente arreglada para conectar el anillo 20 a la caja asociada 12. En esta modalidad, estos últimos elementos están configurados para formar un cartucho o montaje de sello unitario que puede ser instalado en su posición como un componente unitario. Sin embargo, se debe comprender que la invención no requiere que el montaje de sello sea unitario. Además, no es necesario en cada aspecto de la invención que un manguito y retén sean incorporados en el montaje de sello. Los componentes operativos pueden ser unidos de otra manera a la caja y árbol de una manera alternativa con el manguito o retén o ambos componentes eliminados. El anillo primario 20 es movible axialmente. Es impulsado hacia el anillo 18 mediante el muelle 80, mostrado en detalle en las figuras 4 y 5, que es un muelle tipo dedo. Un fuelle elastomérico 100, mostrado en detalle en la figura 3, proporciona un sello secundario hermético al fluido entre el anillo 20 y el retén 70. También permite el movimiento axial del anillo 20 sin afectar el sello secundario entre el anillo 20 y el retén 70. Refiriéndose a la figura 1, el anillo de acoplamiento 18 se fija axialmente en relación al árbol 16 y la caja 12. Incluye una superficie radial anular 22 espaciada axialmente al interior de la cara de sellado radial 19 e incluye un avellanado 17. También incluye una superficie cilindrica interna 24 que tiene un diámetro más grande que el diámetro de la porción alargada tubular 50. La superficie cilindrica interna 24 es provista con muescas impulsoras 28 espaciadas igualmente alrededor de la periferia interna del anillo 20. Se debe notar que el anillo primario movible axialmente 20 podría estar asociado con el árbol 16 y el anillo de acoplamiento 18 podría fijarse a la caja 12. El anillo primario 20 incluye una superficie radial externa 30, espaciada al exterior de la cara de sellado 21. El anillo 20 también incluye una superficie cilindrica axial interna 32 que tiene un diámetro más grande que el diámetro de la porción alargada tubular 50 del manguito 40, para permitir el movimiento axial del anillo. La superficie 32 es provista con una pluralidad de muescas 33. El anillo primario 20 incluye la superficie cilindrica 37 que se extiende axialmente que define su periferia radialmente externa. Refiriéndose a la figura 1, el manguito 40 del árbol soporta el anillo de acoplamiento 18 sobre el árbol 16. El manguito 40 del árbol incluye una porción alargada tubular 50 que define la porción ampliada interna 52, la porción de acoplamiento del árbol 54 y la porción 56 ampliada externa. La porción ampliada externa 56 está dimensionada para facilitar la colocación del montaje de sello sobre el árbol 16 durante la instalación. El extremo axial de la porción ampliada externa 56 es preferiblemente doblado hacia afuera después del montaje para retener la porción de pared curva 79 del retén 70 y asi retener el sello como un cartucho antes de la instalación. Alternativamente, la porción ampliada externa 56 puede incluir una pluralidad de lengüetas 57 (como se muestra en lineas discontinuas en la figura 2) para mantener el manguito 40 y el retén 70 como un montaje de ¦ sello unitario hasta que el sello 10 es instalado. La porción ampliada interna 52 define una pluralidad de agujeros 53 por propósitos que serán explicados. El manguito 40 del árbol define un receptáculo del anillo de sellado que comprende el reborde 46 que es radial. El manguito 40 del árbol comprende además una pared cilindrica anular 48 y una pared radial 49. La pared 48 es de un diámetro más grande que la superficie cilindrica externa 26 del anillo 18. Las paredes 48 y 49 del manguito 40 proporcionan protección para el anillo 18 de sellado contra daños del contacto con otros objetos, tales como otros montajes de sello similares que se pueden poner en contacto entre si durante la manipulación o almacenamiento antes de la instalación. Estas porciones de pared pueden ser eliminadas o modificadas en forma sin desviarse de los principios de la invención. Un sello resiliente de soporte y secundario elastomérico 60 es moldeado en la porción ampliada interna 52 de la porción alargada tubular 50. Es asegurado mecánicamente al manguito 40 durante el proceso de moldeo en los agujeros 53 en la porción ampliada interna 52. El sello de soporte y secundario moldeado 60 define un cordón anular interno 61 que se acopla con la superficie externa del árbol 16 para proporcionar una relación sellada entre el árbol 16 y el manguito 40. El cordón 61 también ayuda al ajuste de interferencia de metal a metal entre la porción de acoplamiento 54 del árbol de la porción alargada tubular 50 y el árbol 16, para mantener la posición axial del manguito 40 en relación con el árbol 16. El cordón 61 es comprimido contra el árbol, como se muestra en la figura 1, cuando es instalado. El sello de soporte y secundario elastomérico 60 define un sello anular y porción impulsora radialmente hacia afuera de la porción ampliada interna 52 del manguito 40. Incluye la porción impulsora axial 62 y se extiende entre la porción ampliada interna 52 y la superficie cilindrica interna 24 del anillo 18 de sellado. La porción 62 define salientes impulsoras 63 dispuestas dentro de las muescas impulsoras 28 formadas en la superficie cilindrica interna 24. Esta relación retiente el anillo de sellado anular 18 contra la rotación en relación con el manguito 40. El sello de soporte y secundario elastomérico 60 define además una porción de sello anular formada integralmente 64 comprimida entre la pared radial 46 del manguito 40 y el anillo de acoplamiento 18. Define la superficie de sellado radial 65 en contacto hermético al fluido con el anillo 18 dentro del avellanado 17. El anillo primario 20 es soportado en relación con la caja 12 mediante el retén 70 de anillo primario de metal estampado anular. El retén 70 comprende la porción de pared 72 externa cilindrica que se extiende axialmente, un reborde radial 73, una porción externa anular que se extiende radialmente 74 y una porción de pared interna en general cilindrica que se extiende axialmente 75. La porción de pared externa cilindrica que se extiende axialmente 72 tiende un diámetro predeterminado que es recibido en la perforación 14 de la caja 12. La perforación 14 de la caja está dimensionada de tal manera que la porción cilindrica 72 puede ser ajustada a presión a la perforación 14 para crear una relación hermética al fluido entre el retén 70 y la caja 12. Una capa de látex u otro material apropiado puede ser aplicada a la superficie del diámetro externo de la pared 71 para asegurar un sello hermético al fluido entre el retén 70 y la caja 12. El reborde radial 73 se asienta contra una superficie radial de la pared de la caja 12 para proporcionar un obstáculo para posicionar axialmente de manera precisa el retén 70 en relación con la caja 12 y con el árbol 16. La porción externa en general radial 74 define una porción de pared anular radial 76 que conecta la porción de pared externa cilindrica que se extiende axialmente 72 con una porción de pared de asiento cilindrico que se extiende axialmente 78. La porción de pared de asiento 78 define un asiento para recibir una porción de un fuelle 100 en relación hermética al fluido, como se explicará posteriormente. La porción externa en general radial 74 define además una porción de pared curva que se extiende en general radialmente 79. La porción de pared curva que se extiende radialmente 79 se conecta con la porción de pared interna cilindrica que se extiende axialmente 75, dimensionada para ser de un diámetro más grande que la porción alargada tubular 50 para permitir el movimiento axial relativo entre el manguito 40 y el retén 70 en la instalación. Retenes 77 formados en la porción de pared interna cilindrica 75 se acoplan con muescas 33 en el anillo primario 20. La superficie axial interna 32 del anillo primario 20 es de un diámetro más grande que la porción de pared interna cilindrica que se extiende axialmente 75 para permitir el movimiento axial del anillo primario 20 con relación al retén 70. El entrelazamiento entre las muescas 33 y los retenes 77 impide la rotación del anillo primario 20 en relación al retén 70 que a su vez se fija a la caja 12. Un sello secundario entre en el anillo primario 20 y el retén 70 es provisto mediante el fuelle elastomérico resiliente 100. La sección transversal del fuelle es de una forma de "Omega" en general invertida con el refuerzo externo 102 un tanto más largo que el refuerzo interno 104. Las porciones 102 y 104 de refuerzo son unidas mediante una porción de base radialmente interna 106 para formar una sola convolución . En su extremo radialmente externo, el refuerzo interno 104 incluye un reborde anular que se extiende axialmente 108. El reborde 108 incluye una superficie cilindrica que se extiende axialmente 110 en acoplamiento de sellado hermético al fluido con las superficie cilindrica axial 37 del anillo primario 20. También incluye una superficie cilindrica radialmente externa 112 en contacto con el muelle de dedo 80, como será explicado en detalle adicional . El refuerzo 104 incluye una superficie interna radial 114 en contacto con la superficie radial externa 30 del anillo primario 20. También incluye una superficie externa radial 116 en contacto con el muelle de dedo 80. El refuerzo externo 102 incluye un reborde que se extiende axialmente 118. El reborde 118 incluye una superficie cilindrica de diámetro interno que se extiende axialmente 120 que incluye un cordón dirigido hacia adentro 126 en acoplamiento de sellado hermético al fluido con la pared de asiento cilindrica axial 78 del retén 70. También incluye una superficie que se extiende axialmente radialmente externa 122 y una superficie anular que se extiende radialmente 124, que se pone en contacto con el muelle de dedo 80. Refiriéndose ahora a las figuras 1, 2, 4 y 5, el elemento de muelle de dedo 80 empalmado dentro de la única convolución definida por el fuelle 100 proporciona la fuerza de impulso o predisposición axial que provoca que el anillo primario 20 sea impulsado hacia el anillo de acoplamiento 18. Incluye una porción de férula 82 asociada con el reborde 108 en el anillo primario 20, una porción de férula 84 asociada con el reborde 118 en el retén 70. Una pluralidad de dedos 86 del muelle conectan las porciones de férula 82 y 84. Estos dedos 86 del muelle son en general de una sección transversal "en forma de U" con una pata más larga que la otra. La porción de férula 82 incluye una porción que se extiende axialmente en general cilindrica 83 que se superpone al refuerzo 108 en la superficie 112 y una porción anular que se extiende en general radialmente 85 adyacente a la superficie externa radial 116 del refuerzo 104. La porción de férula 84 incluye una porción que se extiende axialmente en general cilindrica 87 que se superpone al refuerzo 118 en la superficie 122 y una porción anular que se extiende en general radialmente 89 adyacente a la superficie interna radial 124 del refuerzo 102. Cada dedo 86 del muelle incluye una porción de pata radial relativamente corta 92 conectada a la férula 82 en la porción anular radial 85 y una porción de pata radial relativamente larga 94 conectada a la férula 84 en la porción anular radial 89. Las porciones de pata son unidas en una porción doblada radialmente interna 95.

En su altura de trabajo, mostrada en la figura 2, los componentes del montaje de sello son posicionados con respecto a la caja 12 y árbol 16, de tal manera que los dedos 86 del muelle son deformados mediante el movimiento de las porciones de férula 82, 84 una hacia la otra, de tal manera que la porción anular radial 85 de la férula 82 es traída hacia la porción anular radial 89 de la férula 84, colocando así el muelle 80 de dedo en flexión. A esta altura de trabajo, la fuerza de restauración de la flexión de los dedos 86 provoca que la porción anular radial 85 sea impulsada a lo lejos de la porción anular radial 89, impulsando también mediante esto axialmente el reborde anular que se extiende axialmente 108 y la superficie externa radial 116 del refuerzo radial interno 104 hacia adentro del refuerzo radial externo 102. El contacto estrecho entre la superficie interna 114 del refuerzo interno 104 y la pared radial 30 del anillo primario 20 provoca que el anillo primario 20 sea impulsado hacia el anillo de acoplamiento 18, tendiendo así a traer las caras de sellado 19 y 21 en contacto. En una modalidad operacional para un árbol que tiene un diámetro de 12 mm, la carga sobre el muelle es provocada por una compresión de altura de trabajo de aproximadamente 1 mm. A la altura de trabajo, el muelle 80 y el fuelle elastomérico 100 provocan que la base 106 del fuelle 100 se desplace en posición dentro del retén 70, de tal manera que el fuelle se pone en contacto con la porción de pared curva que se extiende radialmente 79. Esta es la posición de asiento normal de la convolución del fuelle elastomérico 100, lo que permite todavía algo de movimiento axial del anillo de sellado primario 20. Una característica provista por este arreglo particular de la modalidad 10 del sello de la invención es minimizar las cargas axiales y otras cargas sobre el fuelle. Por ejemplo, a medida que la bomba de agua comienza su operación, el fluido interno del fuelle elastomérico 100 se presuriza a una presión que excede la presión ambiental al exterior del sello. Esta presión tiende a empujar en las paredes y especialmente en la superficie que se extiende radialmente más larga del refuerzo radial interno 104 y del refuerzo radial externo 102 y tiende mediante esto a deformar la forma del fuelle elastomérico. Una característica provista en esta modalidad es que el retén 70, que incluye la porción de pared curva que se extiende radialmente 79, proporciona tanto soporte axial como radial al fuelle elastomérico 100, que, en su base central 106 y el refuerzo externo 104, toma la forma provista por el retén 70. La presión creada por el impulsor de la bomba no puede por consiguiente deformar la forma anular del fuelle elastomérico y evita mediante esto la apertura de trayectorias de fugas indeseables a través del sello secundario, por ejemplo, mediante deformación de la compresión en el reborde que se extiende axialmente 118. Aunque algo de carga incidental sobre el anillo de sellado 20 puede ser provista por el fuelle 100, una característica del arreglo es aislar el fuelle 100 de las fuerzas axiales que actúan sobre el sello. Asi, la función primaria del fuelle 100 es proporcionar un sello secundario entre el retén 70 y la caja 12 y el anillo 20 de sellado. La provisión de un sello secundario consistente y eficiente a la caja 12 se obtiene por medio de la compresión del reborde 118 del fuelle dentro del receptáculo en forma de copa definido por las paredes del retén 72, 76, 78. El mantenimiento de tal sello secundario crea dificultades especiales debido a la diferencia de presión a través del sello 100 de fuelle elastomérico producida durante la operación de la bomba y también debido a las fuerzas vibracionales continuas creadas durante la rotación del árbol 16 mediante un motor u otro dispositivo (no mostrado) dispuesto al exterior del sello 110. Una característica de la presente invención que facilita el mantenimiento del sello secundario en el extremo externo es un cordón anular 126 dispuesto centralmente sobre la superficie 120 que se extiende axialmente del reborde 118. Como se ilustra mejor en la figura 3, el cordón 126 se extiende hacia adentro de la superficie 120 que se extiende axialmente, plana. ? medida que el reborde 118 es ajustado al retén 70, el cordón 126 es comprimido contra la porción de pared de asiento cilindrica que se extiende axialmente 78 y mediante esto crea un ajuste de interferencia más fuerte entre el reborde 113 y el retén 70. En el extremo interno del fuelle 100, se forma un sello secundario mediante el reborde 108 que rodea el anillo 20 de sellado. La férula 82 está dimensionada de tal manera que aplica una fuerza de compresión al reborde anular que se extiende axialmente 108 del refuerzo 104 para establecer una relación hermética al fluido entre la superficie de contacto de la férula 102 y el reborde de contacto 108 y la superficie de contacto del reborde 108 y el anillo primario 20. La férula 84 es dimensionada de tal manera que aplica una fuerza de compresión al reborde anular que se extiende axialmente 118 del refuerzo 102 para establecer una relación hermética al fluido entre la superficie de contacto de la férula 84 y el reborde de contacto 118. La conexión radial de la porción axial cilindrica 83 del muelle 80 de dedos produce una fuerza radialmente hacia adentro que, junto con la presión del fluido del fluido bombeado, mantiene el sello secundario del reborde 108, que es prensado contra el anillo de sellado primario 18. La fuerza dirigida radialmente hacia adentro de la porción axial cilindrica 83 es capaz de mantener un sello estático entre la superficie cilindrica que se extiende axialmente 110 del reborde 108 y la superficie cilindrica axial del diámetro externo 37 del anillo de sellado 20. Para una mejor capacidad de sellado, la superficie cilindrica 110 presenta un sello en el extremo de una superficie interna semejante a cordón ahusada del reborde 108, como se muestra, que también es comprimida radialmente hacia adentro para mantener el sello secundario contra el anillo 20 de sellado. Una fuerza axial incidental sobre la pared expuesta radialmente 109 del reborde 108 es contrarrestada por la fuerza de presión opuesta dirigida axialmente correspondiente sobre la superficie radialmente externa 116 y mediante la fuerza de muelle del muelle 80 que actúa axialmente sobre el reborde 108. La carga apropiada del sello 10, por ejemplo, a una compresión axial de altura de trabajo de aproximadamente 1 mm para un sello diseñado para uso con un árbol de 12 mm, debe asegurar que no haya contacto entre las dos porciones anulares radiales 85, 89 de las férulas 82, 84. Un sello para un tamaño de árbol de 12 mm puede tener comúnmente una altura "libre", esto es antes de la precarga, como se muestra en la figura 1, de aproximadamente 14.2 mm. Después de la precarga, con instrumentos convencionales que miden la distancia entre los extremos axiales del sello 10, la altura instalada mínima representativa puede ser de aproximadamente 13.1 mm. Por supuesto, el movimiento axial en la dirección que tiende a flexionar adicionalmente los dedos 86 del muelle, provoca que la fuerza del muelle se incremente, tendiendo así a impulsar el anillo 20 de sellado contra el I anillo de acoplamiento 18 aún más fuertemente hasta que se obtiene la carga óptima. El movimiento axial más allá de un cierto punto es impedido por el contacto de las porciones anulares radiales 85, 89, pero tal contacto debe ser evitado para impedir un incremento indeseable sobre la carga colocada sobre el anillo 20 de sellado. La separación típica entre las porciones anulares radiales 85, 89, bajo condiciones de carga apropiadas, serán aproximadamente alrededor de 0.5 a 1.0 mm como se muestra en la figura 2. Se debe notar que en el estado precargado, mostrado en la figura 2, la pata del dedo 86 del muelle que se conecta a la férula 84 es sometida a mayor desviación axial que la pata conectada a la férula 82. Esta desviación mayor resulta de la forma y configuración del refuerzo 102, que proporciona una separación entre el dedo 86 del muelle y la superficie de pared del refuerzo 102. Esta es una configuración preferida debido a que es deseable mantener la forma y configuración tan cercanas a cuadradas como sea posible con el fin de mantener el soporte del anillo 20 de sellado y el sello secundario hermético al fluido contra los mismos. La configuración final del muelle 80 puede ser formada mediante una o varias etapas de estampado antes del montaje final. Estampados sobre diseño especiales son ordinariamente requeridos para formar el muelle 80 y pueden estar disponibles de operaciones de estampado de precisión comerciales, tales como American Engineered Components de Brigton, Massachusetts y Carla Place, New York. El elemento 80 de muelle de dedo es fabricado de acero inoxidable y es preferiblemente formado como un solo componente integral. El elemento 80 de muelle de dedo puede ser fabricado alternativamente como componentes separados remachados conjuntamente o sujetados de otra manera entre si. En un ambiente de trabajo, los materiales de los elementos pueden ser materiales de sello estándar. Preferiblemente, el anillo de acoplamiento 18 es fabricado de carburo de silicio (SiC) y el anillo primario 20 puede comprender ya sea carburo de silicio como se muestra en la figura 2 o un anillo de carbono estándar, como se muestra en la figura 1. El material del fuelle es resiliente y preferiblemente un elastómero tal como hule moldeado y los muelles 80, en los que se incluyen los dedos 86 de muelle, son de acero . inoxidable o acero de muelle. El manguito 40 y el retén 70 también son de acero inoxidable. Las dimensiones de los elementos pueden variar dependiendo del tamaño del árbol para el cual el sello 10 está diseñado. Como ejemplo, para un tamaño de árbol de 12 mía, el muelle 80 puede comprender una hoja de muelle de acero inoxidable 301 o 316L que tiene un espesor de aproximadamente 0.10 a 0.50 MU, con un espesor preferible de 0.15 itm. Las dimensiones y especialmente la carga provista en el estado de altura libre, pueden ser criticas para la operación del sello. Por supuesto es importante que la dimensión del fuelle elastomérico anular 100 coincida con las dimensiones del retén 70 y el anillo 20 de sellado de tal manera que las porciones elastoméricas puedan ser comprimidas para formar los sellos secundarios apropiados. Una configuración alternativa de un muelle 180 es mostrada en la figura 6, en la cual, la férula 182, 184 proporciona flexibilidad adicional en el sello. Como se muestra en la figura 6, la intersección radial y axial de los elementos de muelle 180 puede ser modificada para reducir la rigidez en la fuerza de muelle provista por el elemento de muelle de dedo 180. Como se muestra en la figura 6, varios cortes y espacios en el refuerzo del elemento 180 de muelle pueden ser realizados, lo que incrementa la flexibilidad de los dedos del muelle. Superficies que se extienden radialmente 185 y 189 de las férulas 182 y 184 pueden ser cortadas adyacentes a los elementos de muelle 186, de tal manera que las conexiones del elemento de muelle a las férulas 182 y 184 son directamente a las porciones axiales cilindricas correspondientes 183, 187, respectivamente. Un espacio 194, provisto entre el elemento de muelle 186 y la porción radial 185 y el espacio 196, puede ser provisto entre el elemento de muelle 186 y la porción anular radial 189, de tal manera que los elementos de muelle se extienden continuamente a las porciones de pared cilindricas 183, de tal manera que los elementos de muelle 186 se pueden flexionar en relación con unas respectivas férulas 182, 184, independientemente de cualquier soporte derivado de los elementos anulares que se extienden radialmente 185 y 189 respectivamente. Flexibilidad adicional puede ser provista, si se desea, al realizar cortes adicionales en las férulas en las esquinas, en donde las porciones axiales cilindricas 183, 187 se conectan a las porciones anulares radiales respectivas 185, 189. Por ejemplo, los cortes 197 en las esquinas de la férula 182 y los cortes 198 en las esquinas de la férula 184 proporcionan flexibilidad en el movimiento de los elementos de férula uno en relación al otro y al refuerzo del fuelle elastomérico adyacente 100, sin menoscabar de ninguna manera la integridad estructural del muelle 186 de dedos. Los cortes 197, 198 pueden tomar cualquier forma, pero como se muestra, comprenden óvalos alargados que siguen los pliegues, creados durante el proceso de estampado, que comprenden las esquinas entre las porciones axiales y radiales de las férulas 182, 184. La figura 6? muestra una forma del elemento de muelle 180. La porción radial 185 de la férula 182 es cortada para definir espacios radiales 194 entre el elemento 186 de dedo del muelle y la porción radial 185. El dedo del muelle es conectado a la porción anular cilindrica 183 de la férula 182. La pata 194 del dedo del muelle de cada dedo 186 del muelle es conectada a la porción anular radial 189 de la férula 184.

En la ilustración de la figura 6A, las patas 192 del dedo del muelle, debido a los espacios 194, son más largas y un tanto más flexibles que las patas cortas internas 92 de la modalidad de las figuras 1-4. La clasificación o proporción de muelle del muelle 180 de dedos de esta ilustración es menor que la proporción de muelle del muelle 80 de dedos. Las figuras 7-12 ilustran otra modalidad de un montaje de sello mecánico frontal de acuerdo con la presente invención. La figura 7 ilustra el montaje de sello mecánico frontal 310 en su altura libre. La figura 12 muestra montaje de sello en su altura instalada o altura de trabajo. El montaje de sello mecánico frontal 310 incluye un anillo de acoplamiento 318 y un anillo primario 320, un manguito 340, retén 370, muelle 380 de dedos y fuelle 400. El anillo primario 320 de esta modalidad es idéntico al anillo primario 20 de la primera modalidad. El anillo primario 320 incluye la superficie radial externa 330 y una superficie cilindrica externa que se extiende axialmente 337. También incluye la superficie axial interna 332 que define una pluralidad de muescas axiales 333. El anillo de acoplamiento 318 de esta modalidad es similar al anillo de acoplamiento 18 de la primera modalidad. Incluye una superficie posterior radial anular 322. También incluye una superficie cilindrica anular interna 324.

El anillo de acoplamiento 320 no · incluye muescas impulsoras tales como las muescas 28 de la modalidad de las figuras 1-5. Incluye tres muescas impulsoras 306 espaciadas aproximadamente de manera igual, definidas sobre la superficie radialmente externa del anillo de acoplamiento 318, como se ilustra en las figuras 8 y 9. Los anillos 318 y 320 están contenidos en portadores que comprenden el manguito cilindrico 390 y la cubierta anular o retén 370. El manguito 340 de esta modalidad ilustrada en las figuras 10 y 11 es similar al manguito 40 de la primera modalidad. Incluye el reborde radial 346 y la pared cilindrica externa 348. Tres dientes radialmente hacia adentro, espaciados aproximadamente de manera igual, son definidos en la pared cilindrica radialmente externa 348 del manguito 340. Puesto que el manguito 340 es formado de una hoja delgada de metal, protuberancias 314 dirigidas hacia adentro radialmente correspondientes son formadas en la pared cilindrica anular 348. Las protuberancias 314 están localizadas de tal manera que pueden ser situadas directamente alineadas con las muescas impulsoras 306 del anillo de acoplamiento 318. Las protuberancias 314 están dimensionadas de tal manera que pueden ser recibidas dentro de las muescas impulsoras 306 del anillo de acoplamiento 318. La combinación de las protuberancias 314 del manguito 340 dentro de las muescas impulsoras 306 del anillo de acoplamiento 318 permite que el manguito 340 se acople positivamente con el anillo de acoplamiento 318 para impulsar el anillo de acoplamiento 318 con el manguito 340 y el árbol 316 al cual el manguito 340 es anexado . Otra diferencia entre el manguito 340 de esta modalidad y el manguito 40 de la primera modalidad es que el manguito 340 tiene tres ranuras 316 definidas en la porción que se extiende radialmente hacia afuera del reborde 346. Las ranuras 319, como se ve mejor en las figuras 10 y 11, están espaciadas aproximadamente de manera igual y están localizadas entre las protuberancias 314. Las ranuras 319 del manguito 340 permiten la circulación de liquido a través del manguito 340. El número particular de ranuras no se considera critico. Si es necesario, la porción radial del reborde 340 podría incluir seis u ocho ranuras separadas por refuerzos tales como los refuerzos 313 mostrados en la figura 10. Un sello de soporte y secundario elastomérico, resiliente 360 es moldeado sobre la porción radialmente hacia adentro e interna del manguito 340. El sello de soporte y secundario 360 de esta modalidad incluye elementos de sellado de soporte y secundario. El sello de soporte y secundario elastómerico 360 define una porción de sello anular formada integralmente 364 comprimida entre la pared radial 349 y la superficie radial posterior 332 del anillo de acoplamiento 318. Un asiento anular 362 es posicionado dentro del anillo 318 y proporciona soporte radial del anillo de acoplamiento 318 sobre la superficie cilindrica anular 324. El anillo primario 320 es soportado en relación con la caja 312 mediante el retén 370 de anillo primario de metal estampado anular. El retén 370 comprende la porción de pared externa cilindrica que se extiende axialmente 372, un reborde radial 373, una porción externa anular que se extiende radialmente 374 y una porción de pared interna en general cilindrica que se extiende axialmente 375. La porción de pared cilindrica que se extiende axialmente 372 tiene un diámetro predeterminado que es recibido en la perforación 314 de la caja 312. La perforación 314 de la caja está dimensionada de tal manera que la porción cilindrica 372 puede ser ajustada a presión a la perforación 314 para crear una relación hermética al fluido entre el retén 370 y la caja 312. Una capa de látex u otro material apropiado 371 puede ser aplicada a la superficie del diámetro externo de la pared 372, para asegurar un sello hermético al fluido entre el retén 370 y la caja 312. El reborde radial 373 se asienta contra una superficie radial de la pared de la caja 312 para proporcionar un obstáculo para posicionar axialmente de manera precisa el retén 370 en relación con la caja 312 y al árbol 316. La porción externa en general radial 374 define una porción de pared anular radial 376 que conecta la porción de pared externa cilindrica que se extiende axialmente 372 con una porción de pared de asiento cilindrica que se extiende axialmente 378. La porción de pared de asiento 378 define un asiento para recibir una porción de un fuelle 400 en relación hermética al fluido. La porción externa en general radial 374 define además una porción de pared cónica que se extiende en general radialmente 379. La pared cónica 379 es convexa en su superficie externa y cóncava en su superficie interna adyacente al fuelle 400. Una porción de transición 375a de pared curva conecta la porción de pared cónica 379 a la porción de pared cilindrica 375. La porción de pared cilindrica 375 se extiende por una distancia dada axialmente y define retenes 377 que se acoplan con las muescas 333 sobre el anillo primario 320 para impedir que el anillo primario 320 gire en relación con el manguito 370, todavía permitiendo el movimiento axial. La porción de pared cilindrica 375 está localizada radialmente hacia adentro de la superficie externa de la porción base interna 406 del fuelle 400. La porción de pared cónica 379, la porción de pared de transición curva 375a y la porción de pared cilindrica 375 están localizadas al exterior de la base interna 406 del fuelle 400 cuando el montaje de sello está en su altura libre, como se ilustra en la figura 7. Como con la primera modalidad, un sello secundario entre el anillo primario 320 y el retén 370 es provisto mediante el fuelle elastomérico resiliente 400. El fuelle 400 es idéntico al fuelle 100 de la primera modalidad. La sección transversal del fuelle 400 es de forma general de "omega" invertida con el refuerzo 402 externo un tanto más largo que el refuerzo interno 404. Las porciones de refuerzo 402 y 404 están unidas mediante una porción de base radialmente interna 406 para formar una sola convolución. En su extremo radialmente externo, el refuerzo interno 404 incluye un reborde anular que se extiende axialmente 408. El reborde 408 incluye una superficie cilindrica que se extiende axialmente 410 en acoplamiento de sellado hermético al fluido con la superficie cilindrica axial externa 337 del anillo primario 320. También incluye una superficie cilindrica radialmente externa 412 en contacto con la férula 382 del muelle 380 de dedos. El refuerzo 404 incluye una superficie interna radial 414 en contacto con la superficie radial externa 330 del anillo primario 320. También incluye una superficie externa radial 416 en contacto con el muelle 380 de dedos. El refuerzo externo 402 incluye un reborde que se extiende axialmente 418. El reborde 418 incluye una superficie cilindrica interna que se extiende axialmente 420 en acoplamiento de sellado hermético al fluido con una pared 378 de asiento cilindrica axial del retén 370. También incluye una superficie que se extiende axialmente radialmente externa 422 en contacto con la férula 384 y una superficie anular que se extiende radialmente 424, que se pone en contacto con la porción radialmente anular 389 de la férula 384. El elemento de muelle 380 de dedos es empalmado dentro de la única convolución definida por el fuelle 400 para proporcionar la fuerza de impulso o predisposición axial que provoca que el anillo primario 320 sea impulsado hacia el anillo de acoplamiento 318. Incluye una porción de férula 382 asociada con el reborde 408 en el anillo primario 320, una porción de férula 384 asociada con el reborde 418 en el retén 370. Una pluralidad de dedos 386 del muelle conectan las porciones de férula 382 y 384. Estos dedos 386 del muelle son en general de una sección transversal en "forma de U" . La porción de férula 382 incluye una porción que se extiende axialmente en general cilindrica 383 que se superpone al reborde 408 en la superficie 412 y una porción anular que se extiende en general radialmente 385 adyacente a la superficie externa radial 416 del refuerzo 404. La porción de férula 384 incluye una porción en general cilindrica 387 que se superpone al refuerzo 418 en la superficie 422 y una porción anular que se extiende en general radialmente 389 adyacente a la superficie interna radial 424 del refuerzo 402. Cada dedo 386 del muelle incluye una porción 392 de pata radial relativamente corta conectada a la férula 382, en la porción anular radial 385 y una pata radial relativamente larga 394 conectada a la férula 384 en la porción anular radial 389. Las porciones de pata están unidas en una porción doblada radialmente interna 395. La férula 382 está dimensionada de tal manera que aplica una fuerza de compresión al reborde 408 anular que se extiende axialmente del refuerzo 404 para establecer una relación hermética al fluido entre las superficies de contacto de la férula 382 y el reborde 408 y las superficies de contacto del reborde 408 con el anillo primario 320. La férula 384 está dimensionada de tal manera que aplica una fuerza de compresión al reborde anular que se extiende axialmente 418 del refuerzo 402 para establecer una relación hermética al fluido entre las superficies de contacto de la férula 384 y el reborde 418 y las superficies de contacto del reborde 418 y la porción 378 de pared de asiento que se extiende axialmente. Como en la primera modalidad, un elemento de muelle 380 de dedos es empalmado dentro de la única convolucion del fuelle 400 para proporcionar la fuerza de impulso o predisposición axial que provoca que el anillo primario 320 sea impulsado hacia el anillo de acoplamiento 318. El elemento de muelle 380 de dedos puede ser el mismo como los elementos de muelle de dedos 80 ó 180 ilustrados en las figuras 1-6A. El retén 370 está localizado al exterior del fuelle 400 y el elemento de muelle de dedos 380. El retén 370 de esta modalidad es similar al retén 70 de la modalidad de las figuras 1-5, con la excepción de que el retén 370 está formado para proporcionar un viaje axial incrementado del anillo primario 320 y compresión axial resultante de las dedos 386 del muelle del elemento de muelle 380 de dedos. El retén 370 define una porción de pared cónica que se extiende hacia afuera 379. La pared cónica 379 es convexa en su superficie externa y cóncava en su superficie interna adyacente al fuelle 400. Una porción de pared curva 375a conecta la porción de pared cónica 379 a una porción de pared cilindrica 375. La porción de pared cilindrica 375 se extiende por una distancia dada axialmente y está localizada radialmente hacia adentro de la superficie externa de la porción de base interna 406 del fuelle 400. La porción de pared cónica 379, la porción de pared curva 375a y la porción de pared cilindrica 375 están localizadas al exterior de la base interna 406 del fuelle 400 cuando el montaje de sello está en su altura libre, como se ilustra en la figura 7. En su altura de trabajo, mostrada en la figura 12, el muelle 380 y el fuelle elastomérico 400 provocan que la porción de base interna 406 del fuelle 400 se desplace en la dirección hacia afuera dentro del retén 370, de tal manera que el refuerzo externo 402 del fuelle 400 se pone en contacto con la superficie cónica cóncava de la porción de pared cónica 379 del retén 370. Los componentes del montaje de sello son posicionados de tal manera que los dedos del muelle del muelle 360 son comprimidos axialmente y proporcionan una fuerza de restauración para impulsar el anillo primario 320 en contacto de sellado con el anillo de acoplamiento 318. El refuerzo 402 del fuelle es colocado en contacto con la superficie cóncava interna de la pared cónica 379 del retén 370. La base 406 que define la conexión entre los refuerzos 402 y 404 del fuelle 400 es desplazada axialmente hacia la porción de pared cónica 375 del retén 370. Mediante esto, el refuerzo 402 externo del fuelle es soportado sobre la superficie cóncava de la porción de pared cónica 379. También, la forma cónica de la porción 379 y la pared de transición curva 375a y la pared cilindrica 375 proporcionan un espacio dentro del cual el fuelle 400 y su muelle 380 de dedos empalmado residen cuando el sello 310 se encuentra en su altura de operación o de trabajo. En el estado precargado, mostrado en la figura 12, la pata 394 del dedo 386 del muelle que se conecta a la porción anular radial 389 de la férula 384 es sometida a mayor desviación axial que la pata 392 conectada a la férula 382. Esta mayor desviación resulta de la forma y configuración de muelle y también la superficie anular que se extiende radialmente 424 sobre el reborde 402, lo que proporciona una separación entre el dedo 386 del muelle y la superficie de pared radial del refuerzo 402. Aunque la invención es descrita e ilustrada con respecto a varias modalidades preferidas, un entendimiento general de la invención proporciona la base para otras modificaciones y alteraciones que se pueden volver fácilmente evidentes para una persona que tenga habilidad ordinaria en la técnica. Por ejemplo, las modalidades preferidas han sido descritas e ilustradas en el contexto de un retén 70. Sin embargo, se considera posible diseñar una configuración de sello que utiliza un arreglo de muelle sin un retén, en el cual, el arreglo de fuelle es mantenido en su lugar mediante un ajuste friccional contra el árbol o ca mediante un accesorio separado (no mostrado) y el anillo primario mediante la férula del muelle, tal como la férula 82. La eliminación del retén y eliminación del manguito, pueden ser posibles en tanto que todavía proporcionen los beneficios derivados de las características de la presente invención. Así, las modalidades descritas e ilustradas anteriormente, no son para ser interpretadas como limitantes del alcance de la invención. Se hace constar que, con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención es el convencional para la manufactura de los objetos a que la misma se refiere.

Claims (56)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un montaje de sello mecánico frontal del extremo para proporcionar un sello hermético al fluido entre una caja que define una perforación y un árbol giratorio que se extiende a través de la perforación, el montaje está caracterizado porque comprende: un anillo de sellado de acoplamiento anular; un anillo de sellado primario anular movible axialmente; cada uno de tales anillos tiene una cara de sello en relación de frente a la cara de sello del otro anillo para definir una interfase de sellado entre las mismas; un fuelle resiliente en relación de sellado hermética al fluido al anillo primario y adaptado para estar en relación de sellado hermética al fluido a una caja o árbol; tal fuelle incluye un refuerzo interno y un refuerzo externe- una base que conecta los refuerzos para formar una sola convolución; un elemento de muelle de dedos adaptado para impulsar el anillo primario hacia el anillo de sellado de acoplamiento, el elemento de muelle de dedos incluye una pluralidad de dedos del muelle adaptados para ser deformados en la instalación del montaje de sello entre la caja y el árbol ; el muelle de dedos es empalmado dentro de la única convolución.
2. 2. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el muelle de dedos incluye una pluralidad de dedos del muelle en forma general de U que tienen una pata interna y una pata externa adaptada para ser deformada en la instalación del montaje de sello entre la caja y el árbol.
3. 3. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque los refuerzos de tales fuelles son en general radiales y paralelos entre si y el refuerzo radial externo es más largo que el refuerzo radial interno y tales patas de las dedos del muelle son en general paralelas entre si y la pata externa es más larga que la pata interna.
4. 4. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el refuerzo radial interno de tal fuelle incluye un reborde anular que se extiende axialmente en acoplamiento de sellado hermético al fluido con el anillo primario movible axialmente y el refuerzo radial externo incluye un reborde anular que se extiende axialmente y en donde el muelle de dedos incluye una férula conectada a las patas internas de los dedos del muelle, la férula está asociada con. el reborde anular que se extiende axialmente del refuerzo interno de tal fuelle, tal muelle de dedos incluye además una férula conectada a las patas externas de los dedos del muelle, la férula está asociada con el reborde anular que se extiende axialmente sobre el refuerzo externo de tal fuelle.
5. 5. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque tal refuerzo radial interno de tal fuelle incluye un reborde anular que se extiende axialmente en acoplamiento de sellado hermético al fluido con el anillo primario movible axialmente y el refuerzo radial externo incluye un reborde anular que se extiende axialmente y en donde tal muelle de dedos incluye una férula conectada a las patas internas de los dedos del muelle, la férula está asociada con el reborde anular que se extiende axialmente del refuerzo interno de tal fuelle, el muelle de dedos incluye además una férula conectada a las patas externas de los dedos del muelle, la férula está asociada con un reborde anular que se extiende axialmente sobre el refuerzo externo de tal fuelle.
6. 6. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque cada férula incluye una porción que se extiende axialmente, cilindrica, que se superpone al reborde anular que se extiende axialmente en uno de tales refuerzos y una porción anular que se extiende radialmente adyacente al refuerzo, las porciones de pata de tales dedos del muelle son conectadas a las férulas en la porción que se extiende axialmente, cilindrica y la porción anular que se extiende radialmente de tales férulas.
7. 7. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque cada férula incluye una porción que se extiende axialmente, cilindrica, que se superpone al reborde anular que se extiende axialmente de uno de los refuerzos y una porción anular que se extiende radialmente adyacente al refuerzo, las porciones de pata de los dedos del muelle son conectadas a las férulas en la porción que se extiende axialmente cilindrica y la porción anular que se extiende radialmente de tales férulas.
8. 8. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la porción anular que se extiende radialmente de tal férula, asociada con el reborde anular que se extiende axialmente del refuerzo interno de tal fuelle, define ranuras que separan la porción anular que se extiende radialmente de la férula de las patas internas de tales dedos del muelle.
9. 9. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la porción anular que se extiende radialmente de la férula, asociada con el reborde anular que se extiende axialmente del refuerzo interno del fuelle, define ranuras que separan la porción anular que se extiende radialmente de la férula de las patas internas de los dedos del muelle.
10. 10. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la porción anular que se extiende radialmente de la férula, asociada con el reborde anular que se extiende axialmente del refuerzo externo del fuelle, define ranuras que separan la porción anular que se extiende radialmente de la férula de las patas externas de los dedos del muelle.
11. 11. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la porción anular que se extiende radialmente de la férula, asociada con el reborde anular que se extiende axialmente del refuerzo externo del fuelle, define ranuras que separan la porción anular que se extiende radialmente de la férula de las patas externas de tales dedos del muelle.
12. 12. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque tales patas internas de tales dedos del muelle son conectados solamente a la porción que se extiende axialmente, cilindrica, de tal férula asociada con el reborde anular que se extiende axialmente de tal refuerzo radial interno de tal fuelle y tales patas externas de los dedos del muelle son conectadas a la porción anular que se extiende radialmente de la férula asociada con el reborde anular que se extiende axialmente del refuerzo radial externo de tal fuelle.
13. 13. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque tal reborde que se extiende axialmente sobre el refuerzo externo del fuelle incluye una superficie interna 5 radial en contacto con la porción anular que se extiende radialmente de la férula asociada con el reborde de tal refuerzo externo, para posicionar las patas externas de los dedos del muelle en relación espaciada al refuerzo externo de tal fuelle. w
14. 14. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque tal reborde que se extiende axialmente sobre el refuerzo externo de tal fuelle incluye una superficie interna radial en contacto con la porción anular 15 que se extiende radialmente de la férula asociada con el reborde del refuerzo externo, para posicionar las patas externas de los dedos del muelle en relación espaciada al refuerzo externo de tal fuelle.
15. 15. El montaje de sello mecánico frontal del 20 extremo de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque, en la deformación de tales dedos del muelle, las patas externas de tales dedos del muelle son sometidas a mayor desviación que las patas internas.
16. 16. El montaje de sello mecánico frontal del 25 extremo de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque, en la deformación de los dedos del +1 muelle, las patas externas de los dedos del muelle son sometidas a mayor desviación que tales patas internas.
17. 17. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque las porciones que se extienden axialmente, cilindricas, de tales férulas aplican fuerzas de compresión radiales a los rebordes anulares que se extienden axialmente de tales refuerzos.
18. 18. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque las porciones cilindricas que se extienden axialmente de tales férulas aplican fuerzas de compresión radiales a los rebordes anulares que se extienden axialmente de tales refuerzos.
19. 19. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque tal montaje incluye un retén para soportar tal anillo primario movible axialmente en relación con la caja o árbol, el retén incluye una porción de pared de asiento cilindrica y el reborde que se extiende axialmente del refuerzo radial externo está en acoplamiento de sellado hermético al fluido con la pared de sello cilindrica axial del retén.
20. 20. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el montaje incluye un retén para soportar el anillo primario movible axialmente en relación con la caja o árbol, el retén incluye una porción de pared de asiento cilindrica y el reborde que se extiende axialmente del refuerzo radial externo está en acoplamiento de sellado hermético al fluido con la pared de sello cilindrica axial del retén.
21. 21. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el retén incluye una porción de pared curva que se extiende en general radialmente, la porción de pared curva está adaptada para soportar el refuerzo externo de tal fuelle.
22. 22. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el retén incluye una porción de pared curva que se extiende en general radialmente, la porción de pared curva está adaptada para soportar el refuerzo externo de tal fuelle.
23. 23. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el retén incluye una porción de pared cónica que se extiende en general radialmente, que tiene una superficie cóncava interna para soportar el soporte externo de tal fuelle.
24. 24. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el retén incluye una porción de pared cónica que se extiende en general radialmente, que tiene una superficie cóncava interna para soportar el refuerzo externo de tal fuelle.
25. 25. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el reborde anular que se extiende axialmente sobre el refuerzo externo incluye un cordón dirigido hacia adentro en acoplamiento de sellado con la porción de pared de asiento cilindrica de tal retén.
26. 26. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el reborde anular que se extiende axialmente sobre el refuerzo externo incluye un cordón dirigido hacia adentro en acoplamiento de sellado con la porción de pared de asiento cilindrica de tal retén.
27. 27. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque tal montaje incluye un retén para soportar el anillo primario movible axialmente en relación con la caja o árbol y tal retén incluye una porción de pared cónica que se extiende en general radialmente, que tiene una superficie cóncava interna para soportar el refuerzo externo de tal fuelle.
28. 28. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque tal montaje incluye un retén para soportar el anillo primario movible axialmente en relación con la caja o árbol y tal retén incluye una porción de pared cónica que se extiende en general radialmente, que tiene una superficie cóncava interna para soportar el refuerzo externo de tal fuelle.
29. 29. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque tal montaje incluye un retén para soportar el anillo primario movible axialmente en relación con la caja o árbol y tal retén incluye una porción de pared cónica que se extiende en general radialmente, que tiene una superficie cóncava interna para soportar el soporte externo de tal fuelle.
30. 30. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque tal montaje incluye un retén para soportar el anillo primario movible axialmente en relación con la caja o árbol y tal retén incluye una porción de pared cónica que se extiende en general radialmente, que tiene una superficie cóncava interna para soportar el refuerzo externo de tal fuelle.
31. 31. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque tal montaje incluye un retén para soportar el anillo primario movible axialmente en relación con la caja o árbol y tal retén incluye una porción de pared cónica que se extiende en general radialmente, que tiene una superficie cóncava interna para soportar el refuerzo externo de tal fuelle.
32. 32. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque tal montaje incluye un retén para soportar el anillo primario movible axialmente en relación con la caja o árbol y tal retén incluye una porción de pared cónica que se extiende en general radialmente, que tiene una superficie cóncava interna para soportar el refuerzo externo de tal fuelle.
33. 33. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque tal montaje incluye un manguito, el manguito incluye un sello resiliente de soporte y secundario moldeado al mismo, tal sello resiliente de soporte y secundario están en contacto hermético . al fluido con el anillo de acoplamiento.
34. 34. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque tal montaje incluye un manguito, el manguito incluye un sello resiliente de soporte y secundario moldeado al mismo, tal sello resiliente de soporte y secundario están en contacto hermético al fluido con el anillo de acoplamiento.
35. 35. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el sello resiliente de soporte y secundario incluye un cordón anular para sellar el manguito al árbol .
36. 36. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque el sello resiliente de soporte y secundario incluye un cordón anular para sellar el manguito al árbol y el retén está adaptado para conectar el anillo primario a la caja.
37. 37. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 33, caracteri ado porque el anillo de acoplamiento incluye muescas impulsoras y el sello resiliente de soporte y secundario incluye salientes impulsoras que se acoplan con las muescas impulsoras.
38. 38. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque el anillo de acoplamiento incluye muescas impulsoras y el sello resiliente de soporte y secundario incluye salientes impulsoras que se acoplan con tales muescas impulsoras.
39. 39. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el anillo de acoplamiento incluye muescas impulsoras y el manguito incluye dientes impulsores que se acoplan con las muescas impulsoras del anillo de acoplamiento y el sello resiliente de soporte y secundario incluye un asiento anular posicionado dentro del anillo de acoplamiento para proporcionar soporte radial para el mismo.
40. 40. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque tal anillo de acoplamiento incluye muescas impulsoras y tal manguito incluye dientes impulsores que se acoplan con tales muescas impulsoras del anillo de acoplamiento y el sello resiliente de soporte y secundario incluye un asiento anular posicionado dentro del anillo de acoplamiento para proporcionar soporte radial para el mismo.
41. 41. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el manguito y el retén son interconectados para formar un cartucho.
42. 42. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque tal manguito y el retén son interconectados para formar un cartucho.
43. 43. El montaje de sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque tal manguito y el retén son interconectados para formar un cartucho.
44. 44. El sello frontal del extremo mecánico de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque tal muelle es fabricado de acero inoxidable y tal fuelle es un elastómero .
45. 45. El sello frontal del extremo mecánico de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque tal muelle es fabricado de acero inoxidable y tal fuelle es un elastómero.
46. 46. El sello frontal del extremo mecánico de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque tal muelle es fabricado de acero inoxidable y tal fuelle es un elastómero.
47. 47. El sello frontal del extremo mecánico de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque tal muelle es fabricado de acero inoxidable y tal fuelle es un elastómero.
48. 48. El sello frontal del extremo mecánico de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque tal muelle es fabricado de acero inoxidable y tal fuelle es un elastómero.
49. 49. Un montaje de sello mecánico frontal del extremo para proporcionar un sello hermético al fluido entre una caja que define una perforación y un árbol giratorio que se extiende a través de la perforación, el montaje está caracterizado porque comprende: un anillo de sellado anular adaptado para ser conectado a uno de la caja y el árbol; un anillo de sellado anular adaptado para ser conectado al otro del árbol y la caja; cada uno de tales anillos tienen una cara de sellado anular dirigida en general radialmente, en relación de frente a la cara de sellado del otro anillo, para definir una interfase de sellado entre los mismos, uno de tales anillos es movible axialmente en relación con el otro; un sello secundario resiliente entre tal anillo movible axialmente y uno del árbol y la caja; tal elemento de sello secundario resiliente comprende un fuelle elastomérico en contacto de sellado hermético al fluido con tal anillo movible axialmente y en relación de sellado hermético al fluido a uno de la caja y el árbol ; un elemento de muelle de dedos interpuesto entre tal anillo de sellado movible axialmente y uno de la caja y el árbol; el elemento de muelle de dedos incluye una pluralidad de dedos de muelle adaptados para ser deformados en la instalación del montaje de sello entre la caja y el árbol, para proporcionar una fuerza sobre el anillo movible axialmente para impulsarlo hacia el otro de los anillos; en donde tal fuelle incluye un reborde en contacto de sellado hermético al fluido con el anillo movible axialmente y un reborde en relación de sellado hermético al fluido con uno del árbol y la caja y en donde el elemento de muelle de dedos incluye una férula en acoplamiento de superposición con el reborde, en contacto de sellado hermético al fluido con el anillo de sello movible axialmente y una férula en acoplamiento de superposición con el reborde en relación de sellado hermético al fluido con uno del árbol y la caja.
50. 50. El sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado porque los dedos de muelle del elemento de muelle de dedos son en general de forma de "U" con patas en general paralelas .
51. 51. El sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque cada uno de los rebordes del fuelle incluye por lo menos una superficie cilindrica dirigida axialmente y cada férula incluye una superficie cilindrica que se extiende axialmente en acoplamiento con la misma.
52. 52. El sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado porque el fuelle incluye una sola convolución entre tales rebordes y el elemento de muelle de dedos comprende además un muelle metálico provisto dentro de la única convolución del fuelle para proporcionar tal fuerza a uno de tales anillos .
53. 53. El sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado porque el muelle metálico comprende además acero inoxidable.
54. 54. El sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado porque el montaje comprende además un manguito del árbol, unido deslizantemente al anillo de sellado, adaptado para ser conectado a uno de la caja o el árbol y un retén adaptado para ser anexado de manera sellante por medio del fuelle al otro de la caja o el árbol.
55. 55. El sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 54, caracterizado porque el fuelle incluye una sola convolucion entre tales rebordes y el retén incluye una superficie curva dirigida en general radialmente para soportar la única convolucion del fuelle.
56. 56. El sello mecánico frontal del extremo de conformidad con la reivindicación 54, caracterizado porque el manguito está adaptado para ser conectado al árbol y el retén está adaptado para ser conectado a la caja.