SISTEMA DE EMPAQUETADURA PARA LA ESTANQUEIZACION DE UN RECINTO DE GAS DE PROCESO FRENTE A UN RECINTO ESTANCO.

Agrupación de empaquetadura para llevar a cabo la estanqueización de un intersticio situado entre un rotor y una carcasa,

en la que se encuentra gas de proceso, con una empaquetadura para gases (21, 31, 41) y con un laberinto de bloqueo (10) que limita con el interior de la carcasa, que está llena de gas de proceso, para llevar a cabo la presurización con un gas, cuyo laberinto de bloqueo (10) está dispuesto, por el lado del gas de proceso, por delante de la empaquetadura para gases (21, 31, 41), cuyo laberinto de bloqueo (10) presenta, al menos, una cámara (3A, 3B, 3C), y presentando una admisión para el gas presurizante en la cámara (3A, 3B, 3C), al menos única, un elemento para la regulación del caudal (13), que está diseñado para un funcionamiento a una presión de admisión constante y para llevar a cabo la presurización de una cámara (3A, 3B, 3C) con un flujo de gas (11A, 11B, 11C), con una cantidad de paso predeterminada

Sistema de empaquetadura para la estanqueización de un recinto de gas de proceso frente a un recinto estanco.

La invención se refiere a un laberinto de bloqueo para llevar a cabo la presurización con un gas y para la agrupación por delante de una empaquetadura para gases con, al menos, una cámara, así como un sistema de empaquetadura para gases con una empaquetadura para gases y con un laberinto de bloqueo, estando dispuesto el laberinto de bloqueo por delante de la empaquetadura para gases. La invención se refiere a una carcasa y a un compresor. La invención se refiere así mismo a un procedimiento para llevar a cabo la estanqueización de un recinto para el gas de proceso frente a un recinto estanco, con un sistema de empaquetadura para gases que presenta una empaquetadura para gases y un laberinto de bloqueo con, al menos, una cámara, que está dispuesto en el lado del gas de proceso por delante de la empaquetadura para gases.

Las empaquetaduras para gases son empaquetaduras sin contacto físico con fugas extremadamente pequeñas. Estas empaquetaduras para gases son adecuadas de manera especial para llevar a cabo la estanqueización de piezas giratorias, tal como por ejemplo de un árbol. En este contexto "sin contacto físico" significa que la empaquetadura para gases puede estar ciertamente aprisionada por medio de un resorte cuando se encuentre detenida la pieza usualmente móvil (por ejemplo el árbol) - sin embargo, de manera usual, durante el funcionamiento se eleva la empaquetadura para gases como consecuencia del movimiento de la pieza. Cada vez son empleadas en mayor medida tales empaquetaduras para gases para llevar a cabo la estanqueización de turbocompresores. En el caso de un compresor puede ser empleada una empaquetadura para gases, por ejemplo, para llevar a cabo la estanqueización de un árbol giratorio. Durante el funcionamiento del árbol, por ejemplo con un número de revoluciones situado por encima de 3.000 revoluciones/minuto, se levanta la empaquetadura para gases del árbol y forma un intersticio con respecto al árbol, que de manera usual tiene una magnitud de orden micrométrico.

De una manera muy general, una empaquetadura para gases sirve para llevar a cabo la estanqueización de un recinto para el gas de proceso frente a un recinto estanco y, en principio, podría disponerse directamente de manera limítrofe con el recinto para el gas de proceso - concretamente en el caso no problemático de que pueda estar directamente en contacto físico un gas de proceso con la empaquetadura para gases.

Desde luego, existen gases de proceso, que no pueden llegar hasta la empaquetadura para gases puesto que ésta sería deteriorada, por ejemplo debido a una corrosión, a una polimerización o a procesos similares, inadecuados, químicos, mecánicos o de otra naturaleza. Mientras que puede entenderse por gas de proceso, en principio, un gas de proceso de cualquier tipo, el problema que ha sido indicado se pone de manifiesto especialmente en el caso de los gases de proceso con una elevada reactividad química, tal como por ejemplo el cloro gaseoso. Estos gases y otros gases eventualmente nocivos para las empaquetaduras para gases pueden presentarse, de manera especial, en el caso de los compresores, por ejemplo en el sector de las centrales eléctricas o en el sector de la explotación submarina de petróleo o de gas natural.

En tales casos problemáticos se bloquea con un gas un laberinto de bloqueo cuando se utilizan empaquetaduras para gases por el lado del gas de proceso por delante de la empaquetadura para gases de tal manera que el gas de proceso se mantiene alejado de la empaquetadura para gases. En el caso en que se utilice un gas de bloqueo externo, el gas de bloqueo externo llega a través del laberinto de bloqueo hasta el gas de proceso, lo cual puede ser inconveniente. En parte se ha previsto en el estado de la técnica como gas de bloqueo el gas de proceso purificado, es decir el gas puro. Desde luego, esta medida sirve especialmente para repeler la suciedad con respecto a la empaquetadura para gases y es costosa.

Cuando no deba llegar hasta el gas de proceso un gas de bloqueo externo, lo cual se presenta frecuentemente, por ejemplo, en el caso de los compresores de cloro, se emplea en el estado de la técnica un denominado laberinto de bloqueo con varias cámaras con regulación por medio de la diferencia de presión. En particular se ha descrito un laberinto de bloqueo de varias cámaras, de este tipo, con relación a la descripción detallada relativa a la figura 1. El inconveniente en este caso consiste en que se requieren cantidades relativamente grandes de gas de bloqueo ya en el caso de una estanqueización bajo presión atmosférica y, de la misma manera, se pierden grandes cantidades de gas de proceso. Como consecuencia de la regulación por medio de la diferencia de presión aumenta o bien la pérdida de gas de proceso o son considerables todavía las necesidades de gas de bloqueo en el caso de mayores presiones de estanqueización y según la presión de evacuación, que puede ser, en parte, de 2 bares, de 3 bares o por encima de este valor.

Por consiguiente, los laberintos de bloqueo conocidos tienen fugas relativamente elevadas como consecuencia de la usual regulación por medio de la diferencia de presión incluso en el caso de presiones de estanqueización y/o de presiones de evacuación más bien bajas.

La publicación EP1207310 A1 divulga una agrupación de empaquetadura para llevar a cabo la estanqueización de un intersticio comprendido entre un rotor y una carcasa, en el que se encuentra un gas de proceso,

del tipo que comprende una empaquetadura para gases y un laberinto de bloqueo para llevar a cabo la presurización con un gas, cuyo laberinto de bloqueo presenta una cámara,

presentando una admisión para el gas presurizante, un elemento para la regulación del caudal en la cámara, única, cuyo componente de regulación está diseñado para un funcionamiento con una presión de admisión constante y para llevar a cabo la presurización de la cámara con un flujo de gas con una cantidad de paso predeterminada.

Sería deseable conseguir fugas de gases comparativamente pequeñas y mantener al gas de proceso alejado de una empaquetadura para gases.

En este punto interviene la invención, cuya tarea consiste en proporcionar un dispositivo y un procedimiento que es empleado para llevar a cabo la estanqueización de un recinto para el gas de proceso frente a un recinto estanco y en el que el gas de proceso puede mantenerse alejado de una empaquetadura para gases, manteniéndose las fugas de gas al nivel más bajo posible.

La tarea se resuelve en lo que se refiere al dispositivo por medio de la invención con un laberinto de bloqueo del tipo que ha sido citado al principio, en el que, de conformidad con la invención, la admisión presenta un elemento para la regulación del caudal, que está diseñado para un funcionamiento con presión de admisión constante y para llevar a cabo la presurización de una cámara con un flujo de gas con una cantidad de paso predeterminada.

En este caso, la invención parte del razonamiento de que un laberinto de bloqueo puede ser diseñado ventajosamente de tal manera, que se presenten presiones tan bajas como sea posible. En este contexto, la invención ha descubierto que, para esta finalidad, es adecuado en el mejor de los casos un elemento para la regulación del caudal, que esté diseñado para un funcionamiento con presión de admisión constante para llevar a cabo la presurización de una cámara con un flujo de gas con una cantidad de paso predeterminada, es decir establecida de antemano. En otras palabras: un gas de bloqueo es alimentado a una presión de admisión constante en la cámara en una cantidad tal, que en el laberinto de bloqueo se presente una velocidad de flujo predeterminada, que sea suficiente para llevar a cabo un bloqueo seguro de la empaquetadura para gases por medio del laberinto de bloqueo frente al gas de proceso. En este caso, se ha puesto de manifiesto, de manera sorprendente, que en el laberinto de bloqueo puede realizarse una diferencia de presión extremadamente pequeña con respecto a la cámara, lo cual conduce a una fuga de gas comparativamente pequeña en comparación con los laberintos de bloqueo usuales.

La tarea se resuelve por medio de la invención, en lo que se refiere al dispositivo, también, por medio de un sistema de empaquetadura para gases con una empaquetadura para gases y con un laberinto de bloqueo, estando dispuesto el laberinto de bloqueo por delante de la empaquetadura para gases y estando dispuesta, de conformidad con la invención,...

1. Agrupación de empaquetadura para llevar a cabo la estanqueización de un intersticio situado entre un rotor y una carcasa, en la que se encuentra gas de proceso, con una empaquetadura para gases (21, 31, 41) y con un laberinto de bloqueo (10) que limita con el interior de la carcasa, que está llena de gas de proceso, para llevar a cabo la presurización con un gas, cuyo laberinto de bloqueo (10) está dispuesto, por el lado del gas de proceso, por delante de la empaquetadura para gases (21, 31, 41), cuyo laberinto de bloqueo (10) presenta, al menos, una cámara (3A, 3B, 3C), y presentando una admisión para el gas presurizante en la cámara (3A, 3B, 3C), al menos única, un elemento para la regulación del caudal (13), que está diseñado para un funcionamiento a una presión de admisión constante y para llevar a cabo la presurización de una cámara (3A, 3B, 3C) con un flujo de gas (11A, 11B, 11C), con una cantidad de paso predeterminada.

2. Agrupación de empaquetadura según la reivindicación 1,

caracterizada porque

comprende, al menos, dos cámaras comunicantes (3A, 3B, 3C), presentando una primera de las cámaras, de entre al menos dos cámaras, una admisión (5A, 5C) y presentando una segunda cámara, de entre al menos dos cámaras, un escape (5B) y estando conectadas las cámaras comunicantes, al menos dos, (3A, 3B, 3C) a través de al menos un paso para el gas (7A, 7B, 7C), presentando la admisión (5A, 5C) y/o el escape (5B) un elemento para la regulación del caudal (13), que está diseñado para un funcionamiento con una presión de admisión constante y para llevar a cabo la presurización de una cámara (3A, 3B, 3C) con un flujo de gas (11A, 11B, 11C), con una cantidad de paso predeterminada.

3. Agrupación de empaquetadura según la reivindicación 1 o 2,

caracterizada porque

una cámara (3A, 3B, 3C) está exenta de regulación por medio de la diferencia de presión.

4. Agrupación de empaquetadura según una de las reivindicaciones 1 a 3,

caracterizada porque

está exenta de escape una empaquetadura para gases (21, 31, 41) por el lado de la cámara (3C), con excepción de uno o e varios pasos para el gas (7C) únicamente hasta otro recinto o hasta otra cámara (3B).

5. Agrupación de empaquetadura según una de las reivindicaciones 1 a 4,

caracterizada porque

se encuentra una diferencia de presión (?p) entre una cámara (3A) y otro recinto (3) y/o entre dos cámaras comunicantes (3A, 3B, 3C) cuando se trabaja por debajo de 100 mbares, de manera especial cuando se trabaja por debajo de 50 mbares.

6. Agrupación de empaquetadura según una de las reivindicaciones 1 a 5,

caracterizada porque

el elemento para la regulación del caudal (13) está constituido en forma de un diafragma.

7. Agrupación de empaquetadura según una de las reivindicaciones 1 a 6,

caracterizada porque

el elemento para la regulación del caudal (13) es regulable.

8. Agrupación de empaquetadura según una de las reivindicaciones 1 a 7,

caracterizada porque

presenta exactamente tres cámaras de comunicantes (3A, 3B, 3C), presentando la primera cámara (3A) y la tercera cámara (3C), de entre las tres cámaras (3A, 3B, 3C), una admisión (5A, 5C) y presentando una segunda cámara (5B), de entre las tres cámaras (3A, 3B, 3C), un escape (5B) y las tres cámaras comunicantes (3A, 3B, 3C) están conectadas a través de, al menos, un paso para el gas (7A, 7B, 7C).

9. Agrupación de empaquetadura según la reivindicación 8,

caracterizada porque

la segunda cámara (3B) está dispuesta entre la primera cámara (3A) y la tercera cámara (3C) y está conformado un primer paso para el gas (7B) entre la primera cámara (3A) y la segunda cámara (3B) y un segundo paso para el gas (7C) entre la tercera cámara (3C) y la segunda cámara (3B), estando diseñados el primer paso para el gas (7B) y el segundo paso para el gas (7C) para flujos de gas (9B, 9C) contrapuestos.

10. Agrupación de empaquetadura según la reivindicación 8 o 9,

caracterizada porque

la primera cámara (3A) está diseñada para llevar a cabo la presurización con un gas de proceso (11A) y la tercera cámara (3C) está diseñada para llevar a cabo la presurización con un gas de bloqueo (11C).

11. Agrupación de empaquetadura según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizada porque

12. Compresor con una agrupación de empaquetadura según una de las reivindicaciones precedentes.

13. Procedimiento para llevar a cabo la estanqueización de un recinto para el gas de proceso (3) frente a un recinto estanco (4), con un sistema de empaquetadura para gases que presenta una empaquetadura para gases (21, 31, 41) y un laberinto de bloqueo (10) que es colindante con el interior de la carcasa, que está llena con gas de proceso, y que está dispuesto por el lado del gas de proceso por delante de la empaquetadura para gases (21, 31, 41), cuyo laberinto de bloqueo comprende, al menos, una cámara (3A, 3B, 3C),