Cosa sono i giunti rotanti?

Un giunto rotante è un dispositivo di tenuta che collega una parte rotante a tubazioni fisse per il trasferimento di vapore, acqua, olio diatermico, refrigerante, olio idraulico, aria e altri fluidi.

Possono essere progettati con più passaggi e gestire più tipi di fluido contemporaneamente. In questi casi, viene utilizzata una guarnizione morbida come un O-ring per evitare che i fluidi trafilino in un altro passaggio.

I giunti rotanti sono utilizzati in molti settori e applicazioni, tra cui petrolio e gas, alimenti e bevande, aerospaziale, robotica e dispositivi medici. In alcune applicazioni, sono dotati di collettori di scorrimento per la trasmissione di segnali elettrici e di energia idraulica.

 

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Come sono fatti i giunti rotanti?

I giunti rotanti utilizzano una tenuta a molla per impedire che il fluido, liquido o gassoso, venga disperso nell'ambiente. Il fluido o il gas in molte applicazioni serve a creare uno scambio termico nel prodotto in lavorazione.

Ad esempio, vapore per asciugare la carta, acqua per raffreddare i rotoli su cui vengono prodotte le billette metalliche, acqua calda per riscaldare i granulati di plastica e acqua fredda per raffreddare il film plastico.

In tutti questi casi il giunto rotante ha una tenuta meccanica, che è il cuore del giunto rotante ed è bilanciata o sbilanciata.

Con una tenuta meccanica sbilanciata, la molla viene utilizzata nel giunto rotante per mantenere la sede interna iniziale e il giunto rotante viene sigillato a pressione una volta in funzione. Il servizio a bassa pressione o vuoto si basa sulla forza della molla per creare la tenuta.

I giunti rotanti possono essere autoportanti con l'uso di una guida interna in grafite o supportati dall'esterno mediante aste o staffe di montaggio.

 

 

La tenuta bilanciata

I giunti rotanti a tenuta bilanciata vengono generalmente utilizzati con fluidi liquidi (ad es. acqua, refrigerante, ecc.), ma possono essere utilizzati anche con vapore e altri gas.

La tecnologia di tenuta bilanciata si basa sull'ottimizzazione della pressione della molla per creare la tenuta all'interno del giunto rotante.

La pressione di esercizio del fluido ha un effetto minimo, se non nullo, sul carico di tenuta. Le tenute bilanciate sono tipicamente tenute a faccia piana e i giunti rotanti sono supportati da cuscinetti a sfera.

Le guarnizioni sono i principali componenti soggetti ad usura di un giunto rotante e di un giunto rotante. Durante il funzionamento, le tenute possono subire forze di carico interne dovute alla pressione del fluido, nonché attrito dal contatto tra le facce di tenuta.

Anche i fattori correlati alla velocità della macchina, alla temperatura e ai fluidi utilizzati possono influire sulla durata dell'anello di tenuta. Un giunto rotante è considerato efficiente in funzione della qualità della tenuta. 

Le guarnizioni di scarsa qualità si consumano naturalmente più rapidamente, con un conseguente aumento dei costi di manutenzione, inattività e riparazione. Quando una tenuta si rompe, il fluido fuoriesce e l'efficienza dell'intero processo di riscaldamento o raffreddamento ne risente. Tutto ciò rende il costo effettivo di sostituzione della guarnizione solo una piccola parte del costo totale del malfunzionamento.

 

L'influenza dei fluidi sui giunti rotanti.

I fluidi influenzano il tipo di tenuta meccanica richiesta. Alcuni fluidi come l'aria non sono ottimi lubrificanti. In tal caso vengono spesso utilizzati due materiali di tenuta che in combinazione creeranno una lubrificazione tra le facce di scorrimento. In altri casi, come l'acqua o l'olio, il fluido creerà un film lubrificante molto sottile che ridurrà l'usura delle facce di tenuta.

Le guarnizioni spesso non sono realizzate con gli stessi materiali di tenuta: di solito c'è un materiale più duro e uno relativamente più morbido, che aiuteranno le facce della tenuta ad adattarsi all'usura reciproca durante la loro vita e a rimanere ben chiuse. Possono essere utilizzati anche due materiali di tenuta dura come il carburo di silicio e il carburo di tungsteno.

Due materiali più duri sono molto utili per l'acqua che contiene particelle di sporco, ad esempio acqua non filtrata.

Per la longevità del giunto rotante i fluidi filtrati danno i migliori risultati.

 

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