Un anillo de linterna es un anillo hueco perforado, ubicado cerca del centro del prensaestopas de una bomba. A pesar de su sencilla apariencia, juega un papel fundamental en la operación satisfactoria de un sistema de bombeo.
Función del anillo de linterna
Los anillos de linterna sirven simultáneamente tres propósitos:
- Protección: el término anillo de linterna proviene del uso primordial de la palabra linterna. Una linterna consiste en un recipiente o dispositivo que protege una fuente de luz. También sirven para mantener contaminantes afuera. Si el material circulado o cualquier otra materia extraña ingresa al prensaestopas podría destruir las empaquetaduras o causar daños al eje o el prensaestopas.
- Salida para refrigeración: el término linterna es también un término de diseño arquitectónico para definir una estructura en la parte superior de un techo o un ático que facilita la ventilación. Estas estructuras permiten que las edificaciones respiren. Los anillos de linterna proporcionan una abertura y asisten en la refrigeración del prensaestopas. Esto evita que el sistema esté totalmente sellado.
- Lubricación: otra de las principales funciones del anillo de linterna es facilitar la lubricación. El fluido que ingresa al anillo de linterna lubrica las empaquetaduras. Esto reduce la fricción contra el eje. Además, la lubricación ayuda a reducir el desgaste de algunos componentes de la máquina, así como también buena parte de calor excesivo generado dentro del sistema.
Se utilizan únicamente con empaquetaduras
En estas tres aplicaciones, se utilizan anillos de linterna únicamente en combinación con empaquetaduras. Es un elemento fundamental debido a que las empaquetaduras tienden a generar calor. Este calor aumenta el desgaste, que a su vez reduce la vida tanto de las empaquetaduras como del prensaestopas y el eje. Colocar un anillo de linterna entre anillos de empaquetadura prolongará la vida de las empaquetaduras.
Muchas veces, los usuarios finales pasan por alto los anillos de linterna en el sistema debido a que no cumplen una función de sello. Primordialmente en un prensaestopas, los equipos de trabajo se concentran en las empaquetaduras y qué tipo de ellas utilizar. Sin embargo, el anillo de linterna es tan importante como las mismas empaquetaduras. Sin la ayuda del anillo de linterna para proporcionar protección, ventilación y lubricación, las empaquetaduras no funcionarían correctamente.
El material ideal: PTFE o PEEK para anillos de linterna
Es de gran importancia utilizar anillos de linterna fabricados con el tipo correcto de material de buena calidad. Las opciones de materiales plásticos de baja calidad se suavizarán y derretirán mucho más rápida y fácilmente con el tiempo. Si esto sucede, la capacidad de proteger, refrigerar y lubricar adecuadamente las empaquetaduras se verá considerablemente disminuida. Y esto llevará a fallas prematuras en las empaquetaduras.
Los anillos de linterna se fabrican primordialmente de politetrafluoroetileno (PTFE en inglés) o poliéster éter cetona (PEEK en inglés). Antes de que se utilizara tan generalizadamente el PTFE, probablemente los anillos de linterna se fabricaban de diversos materiales, tales como bronce, plásticos de baja calidad, o metal. Algunos fabricantes utilizan otros materiales en ciertos casos.
Para seleccionar el material apropiado se debe tener varias consideraciones:
- ¿El sistema se pondrá en funcionamiento en un ambiente hermético?
- ¿Qué tipo de lubricante se utilizará?
- ¿Cuáles son los requisitos de presión del sistema?
- ¿Cuánta flexibilidad se necesita?
- ¿Existen componentes con características abrasivas o de alta dureza?
- ¿Cuál es la naturaleza reactiva de los materiales que entrarán en contacto con el anillo de linterna?
- ¿Existen algunas consideraciones de higiene?
- ¿Cuáles son las temperaturas de operación?
- ¿Las tareas de mantenimiento serán complicadas o sencillas?
- ¿Existen limitaciones económicas?
PTFE
El PTFE se ha convertido en la norma en la producción de anillos de linterna debido a que este material flexible soporta un amplio rango de temperaturas. Es capaz de tolerar temperaturas desde -185 ˚C hasta 260 ˚C (-300 ℉ a 500 ℉), lo cual ofrece un rango operacional de temperatura de unos 445˚C (800 °F). Muy pocos materiales pueden soportar un rango tan amplio. Otros beneficios del uso del PTFE para anillos de linterna incluyen el hecho de que cumple con la normativa de la FDA y es químicamente resistente. Estas propiedades lo hacen un material universal para anillos de linterna.
Las fortalezas de PTFE incluyen:
- Amplia resistencia química
- No inflamable
- Flexible a bajas temperaturas
- Bajo coeficiente de fricción
- Estable a altas temperaturas
- Relativamente fácil de procesar
- Resistencia a altas frecuencias
Los puntos débiles del PTFE incluyen:
- Se desliza y es fluido en frío
- Relativamente suave
- Baja capacidad de disipación térmica
- Estabilidad dimensional pobre
- Alto coeficiente de contracción
- Poca rigidez
- Baja conductividad eléctrica
PEEK
Aunque el PTFE sea el material a elegir para anillos de linterna en muchos casos, existen aplicaciones de alta temperatura en las que la temperatura del prensaestopas podría potencialmente superar los 260 °C (500°F). En estos casos, es preferible emplear PEEK para fabricar los anillos de linterna. El PEEK siempre será una buena elección y se desempeñará bien, pero es más costoso. Es el material predilecto. Sin embargo, debido a su alto costo, los fabricantes usan típicamente PTFE el 95% de las veces.
Fortalezas del PEEK:
- Excelentes propiedades de resistencia a la tensión, alargamiento y desgaste
- Resistencia química superior
- Soporta largos períodos de exposición a altas presiones, agua y vapor
- Muy poco inflamable
- Resistente a radiación gamma
- Uso ininterrumpido hasta 260 °C (500 °F)
Puntos débiles del PEEK:
- No apto para aplicaciones que involucren el uso de ácido nítrico o sulfúrico
- Más costoso
- Difícil de procesar
Haga la selección correcta
Elegir el material correcto para un anillo de linterna constituye una decisión crítica desde un enfoque general del sistema. Los anillos de linterna merecen la misma consideración debido a que son igualmente tan importantes como las empaquetaduras.
