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Jul 16, 2023

Juntas de expansión de caucho cónico

Las juntas de dilatación elastoméricas, a diferencia de las juntas de dilatación de tuberías de otros materiales, se pueden fabricar con conos concéntricos o excéntricos, pasando de un diámetro mayor en un lado a uno menor.

Las juntas de dilatación elastoméricas, a diferencia de las juntas de dilatación de tuberías de otros materiales, se pueden fabricar con conos concéntricos o excéntricos, pasando de un diámetro mayor por un lado y menor por el otro. Estas juntas de expansión normalmente se construyen a mano sobre un mandril y no son del tipo moldeado. Los requisitos de bajo volumen y las longitudes no estándar no soportan el alto costo de las herramientas de moldeo.

Antes de seguir adelante, es importante definir y aclarar la diferencia entre reductores cónicos concéntricos y excéntricos:

El diseño concéntrico es donde el centro de cada brida es concéntrico o alineado entre sí (Imagen 1).

El diseño excéntrico es donde el centro de cada brida es excéntrico o compensado entre sí (Imagen 2).

Un reductor concéntrico se estrecha uniformemente alrededor de toda la circunferencia de la articulación. Los reductores excéntricos se estrechan sólo en un lado. El ángulo de conicidad máximo es el doble que el de un reductor concéntrico equivalente, ya que el cono está en un solo lado.

Los reductores concéntricos generalmente se encuentran en el lado de descarga de una bomba y los reductores excéntricos en la entrada. La junta de expansión excéntrica evita la formación de bolsas de aire en la tubería de succión de una bomba, un escenario indeseable que puede provocar cavitación de la bomba.

La interrupción del flujo y la caída de alta presión dictan que la conicidad en la junta de expansión nunca debe exceder los 20 grados para reductores concéntricos y 10 grados para reductores excéntricos. Esto también es válido para los reductores cónicos de acero estándar. Exceder el ángulo cónico probablemente provocaría un mal funcionamiento del sistema o una falla prematura en la propia junta de goma.

Como la mayoría de las innovaciones, las juntas de expansión de caucho cónicas tienen ventajas y desventajas en aplicaciones de la vida real. Una ventaja es que los usuarios pueden adaptarse al movimiento/vibración de la tubería y a la reducción del tamaño de la tubería con un solo producto. Esto puede conducir a una posible reducción de costos, lo que en algunos casos puede ser cierto. Ambas funciones se pueden lograr en una dimensión cara a cara más corta. Este requisito de presencial más breve suele ser simplemente una necesidad. En algunos casos, la longitud combinada de un reductor de tubería de acero estándar y una junta de expansión de caucho recta estándar es demasiado larga para implementarse en el sistema de tuberías.

Una desventaja de los reductores cónicos de caucho es que el arco de la junta de expansión no es perpendicular a la tubería. El resultado de esto es que no puede acomodar los mismos movimientos que el de una junta de dilatación recta estándar. Hay formas de superar esta posible deficiencia. Se encuentran disponibles grados más altos de aportaciones de ingeniería, como la consideración del ángulo de la capa de refuerzo y pruebas para tratar el arco descentrado.

Dado que las juntas de expansión cónicas se construyen a mano, el costo de estos productos puede ser bastante alto. En algunos casos, aunque un producto cumpla con ambos requisitos, el costo puede exceder el de un reductor de acero más una junta recta moldeada estándar. Si el material de la tubería es más exótico que el acero al carbono, es probable que el costo de la junta cónica de caucho sea inferior al de la combinación de un reductor de tubería dura y una junta de expansión recta estándar.

Una desventaja del uso de reductores elastoméricos es la disponibilidad del producto. Dado que el producto se construye a mano y requiere mucha mano de obra y la amplia variabilidad de tamaños y dimensiones significa poco o ningún inventario, las posibilidades de encontrar el reductor exacto que se necesita son difíciles.

No es inusual que las entregas de reductores cónicos se realicen en el rango de ocho a 10 semanas. Eso no funcionará si ocurre una falla. Si no hay un repuesto disponible, entonces pueden entrar en juego horas extras, que pueden casi duplicar el costo de una pieza con plazo de entrega normal. Hay algunas cosas importantes que un operador debe considerar al incorporar o reemplazar juntas de expansión reductoras elastoméricas en el sistema de tuberías. En la parte superior de la lista está: "¿El reductor es concéntrico o excéntrico?" Intentar reemplazar un reductor con el cono incorrecto puede ser desastroso.

Al considerar la capacidad de presión de una junta de expansión reductora, utilice la clasificación de presión del extremo grande o la clasificación más baja de las dos dimensiones. Las consideraciones de instalación para reducir las juntas de expansión son las mismas que las de las juntas rectas estándar.

Una consideración importante son las situaciones en las que se requieren barras de control. Para que las barras de control funcionen correctamente, es importante que las placas de refuerzo triangulares tengan el tamaño correcto para mantener el mismo diámetro exterior de la placa en cada extremo de la junta de expansión. Una barra de control instalada en ángulo puede causar atascos durante la compresión, extensión y desplazamientos laterales. La imagen 5 muestra una instalación inadecuada de las placas de refuerzo con interferencias de bridas de acoplamiento. El proveedor de juntas de expansión debe saber qué alturas de placa de refuerzo se necesitan para lograr esto. Estas alturas están prediseñadas y son estándar sin importar quién sea el fabricante.

La capacidad de fabricar un producto para lograr flexibilidad más un reductor concéntrico o excéntrico es única utilizando materiales elastoméricos. El uso de reductores suele estar determinado por el espacio disponible o simplemente por el reemplazo de un producto existente. Como la mayoría de las cosas, entran en juego las preferencias personales. Realmente no existe una elección correcta o incorrecta, pero es de esperar que algunas de las cosas mencionadas en este artículo ayuden en el proceso de toma de decisiones. El objetivo final es conseguir un producto que cumpla con los requisitos del sistema con la mayor vida útil posible.

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Paul E. (Buddy Von) Baltzer Jr. tiene una licenciatura en marketing de la Universidad Estatal de Michigan. Se unió a Pebco Sales, Inc. y luego fundó Meccom Industrial Products, una subsidiaria de Pebco Sales, en 1981. Baltzer se convirtió en miembro de la Fluid Sealing Association en 2005.