Antes de começarmos a falar dos princípios de funcionamento, vamos entender o que é um selo mecânico.
Selo mecânico é um elemento de máquina de equipamentos rotativos que operam, normalmente, líquidos e gases, cuja função é de vedação.
Com o termo vedação queremos dizer "impedir" que o fluido operado saia do sistema em questão, ou seja, que não haja vazamento dele para o ambiente.
É importante ressaltar que todo elemento de vedação tem um vazamento residual, ou seja, nenhum deles tem eficiência de 100%. O que muda é quantidade de vazamento que cada um tem e isso acaba sendo um dos parâmetros para se escolher selo mecânico, gaxeta, retentor ou qualquer outro tipo. (*)
Portanto:
Não se iluda, embora não haja vazamento visível pelo selo mecânico, ele está lá. (e pode ser perigoso para você!)
Feita a introdução e alerta, vamos entender como um selo mecânico funciona.
A animação abaixo nos ajudará a compreender melhor.
A parte principal, que faz a vedação é o conjunto de faces. Elas são duas peças lisas (**) chamadas de faces de vedação. Uma delas é estacionária e a outra gira com o eixo. No nosso exemplo, vermelha e amarela respectivamente.
Hoje em dia, é muito comum serem fabricadas na combinação de um tipo grafite (alguns chamam de carvão) e carbeto de silício, mas também podemos encontrar faces em cerâmica, carbeto de tungstênio, Ni-resist, aço inox, e muito mais. A escolha normalmente está ligada ao tipo de aplicação e da compatibilidade química.
O fluido a ser vedado é então forçado a passar entre essas faces que possui uma folga, entre 10 e 20 micrometro que não da para visualizar a olho nu. Como essa folga é muito pequena, o fluido tem dificuldade de passar entre elas e consequentemente, o vazamento residual do selo mecânico é bem menor do que o observado em uma gaxeta, por exemplo.
Essas faces são uma espécie de material de sacrifício que com o tempo serão desgastadas. Dependendo do modelo do selo mecânico, vale a pena trocá-las, processo que dá se o nome de Recuperação de Selos Mecânicos.
Além das faces, o selo mecânico possuem as chamadas vedações secundárias que promovem uma vedação de segundo plano, ou seja, impedem vazamentos através de outras peças que compõem o selo mecânico. No caso do nosso exemplo, temos os anéis O, que são os mais usados, mas existem outros tipos, como a cunha de teflon ou foles elastoméricos.
Existem vários tipos de materiais que os anéis O podem ser fabricados, ficando a sua escolha ligada, principalmente, a compatibilidade química e temperatura de operação.
Outro elemento fundamental do selo mecânico é a mola (***) cuja função principal é fechar o selo mecânico quando o equipamento está parado. Isso porque durante o funcionamento, na maioria das aplicações, a maior parte da força de fechamento do selo mecânico vem da pressão hidráulica. No exemplo acima, temos um selo multi-molas, bastante comum que qualquer fabricante tem disponível.
Para segurar todos os componentes juntos, na parte do selo mecânico que tem a compensação (movimento axial da face), também chamada de cabeça do selo mecânico, temos o estojo, no exemplo, a peça azul.
Existem outras peças que poderíamos citar, com parafusos, pinos, anel de encosto, luvas, sobreposta, juntas, entre outras, mas nem todos os modelos possuem. Quanto mais complexo, mais peças ele terá. Nesse sentido, caso necessite, sugiro consultar o desenho técnico ou o manual técnico do selo mecânico que você comprou para tirar a dúvida. Sim, selo mecânico tem manual também.
Existe muito mais tópicos que poderíamos abordar sobre o tema, mas ai o post ficaria muito grande e inviável de escrever ou ler.
Mas caso tenha interesse em saber mais sobre o tema, convido a conhecer nosso curso "Vedação Industrial com Foco em Selo Mecânico" onde abordamos em mais detalhes o tema.
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Um abraço e até a próxima.
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OBSERVAÇÕES:
(*) Não estou me referindo aqui a equipamentos herméticos ou de acoplamento magnéticos que não possuem vazamento. Estes não possuem elementos de vedação rotativos, apenas estáticos.
(**) Definição vale apenas para selos mecânicos úmidos. Existem os selos mecânicos especiais chamados DGS (Dry Gas Seal) que possuem faces ranhuradas, com um princípio de funcionamento diferenciado.
(***) A maioria dos selos mecânicos usam uma ou mais mola, no entanto, o termo mais apropriado a ser usado é elemento elástico, tendo em vista que selos mecânicos de foles metálicos não possuem molas, uma vez que o próprio fole, tem a função de mola.
