EMPAQUE CON CARGAS VIVAS DE BAJA FRICCIÓN
Referencia Cruzada a Aplicaciones Relacionadas Esta solicitud reclama el beneficio de la prioridad de la solicitud de patente provisional norteamericana no. 60/840,369 presentada el 25 de agosto de 2006, cuyo contenido se incorpora expresamente como referencia. Campo de la Invención La descripción se refiere en general a empaques para válvulas, y más particularmente a una mejora a los empaques con cargas vivas para válvulas de control usado en aplicaciones de control de proceso que requieren niveles de emisión muy bajos del empaque de la válvula. Antecedentes de la Invención En la industria del control de proceso, se sabe que muchas aplicaciones de proceso requieren válvulas de control que presenten fugas de muy pequeñas cantidades de un líquido de proceso en el ambiente circundante. De hecho, algunas instalaciones de procesamiento están conforme a las regulaciones federal bajo las enmiendas de 1990 a ley de aire limpio que regula la cantidad de ciertas emisiones de proceso, tales como hidrocarburos aromáticos o clorados, basados en las concentraciones medidas de las emisiones (por ejemplo, menos de 500 partes por millón por volumen (ppmv)) esa fuga de los ensambles de válvula de control en el ambiente de la planta. Las soluciones típicas para reducir tales
emisiones incluyen poner un sello de fuelle alrededor del vástago de válvula de control para contener las emisiones o la instalación de ensambles de empaque con cargas por resorte o con cargas vivas dentro del cuerpo de válvula de control para mantener las emisiones en niveles de concentración aceptables durante la operación de válvula. Los sellos de fuelle típicos crean un sello ambiental externo, "en forma de acordeón" uniendo un compartimiento del metal flexible (es decir, un fuelle) alrededor de una porción expuesta del vástago de la válvula. Los sellos de fuelle son ideados para capturar y para contener los líquidos de proceso dentro de la cámara de fuelle, previniendo de tal modo fugas al ambiente circundante. Para que sean funcionales, los fuelles deben seguir siendo flexibles a través de un rango de temperaturas operacional grande y ser resistentes a varios tipos de corrosión, que generalmente requiere el uso de metales especiales. Los fuelles se producen generalmente de aleaciones costosas tales como Inconel® de Special Metals Corporation de New Hartford, Nueva York o Hastelloy® C de Haynes International, Inc. de Kokomo, Indiana. Ambos metales especiales aumentan perceptiblemente el costo del sello de fuelle. Además, la instalación de los sellos de fuelle es costosa ya que los fuelles generalmente están sellados por soldadura al vástago de la válvula, sellado con una junta en la caperuza/unión de la válvula y requerir una caperuza extendida de la válvula. La construcción física del fuelle y de la instalación también pone límites en la cantidad de
rotación que puede ocurrir en el vástago de válvula. Para evitar el daño de la soldadura o el sello, frecuentemente un dispositivo el anti-rotación se debe instalar para limitar la cantidad de rotación del vástago de válvula durante la operación. Los sellos de fuelle también se diseñan para una longitud específica del recorrido para maximizar la vida de fatiga de fuelle. Las aplicaciones que producen el recorrido mayor que la longitud diseñada del recorrido pueden dañar el fuelle extendiendo los "pliegues" más allá de la longitud diseñada que causa la fatiga prematura del ciclo o que se presenten grietas. Una alternativa para capturar las emisiones que se escapan en un sello de fuelle es evitar que las emisiones ocurran usando un empaque mejorado de la válvula de control tal como empaque con cargas vivas. Los sistemas de empaque con cargas vivas convencionales están instalados dentro de una perforación del empaque del ensamble de válvula de control para sellar alrededor del vástago de válvula para reducir substancialmente las emisiones del sistema de empaque durante la operación. Se entiende generalmente que el empaque se debe cargar o tensionar axialmente para forzar la extensión radial de los componentes del empaque para aplicar un sello dinámico en un vástago de válvula móvil y un sello estático en la perforación del empaque donde están los componentes del empaque en contacto dentro del cuerpo de válvula de control. Según se utiliza en la presente descripción, alguien con experiencia ordinaria en la técnica debe entender que el término tensión del
empaque significa una fuerza axial de un dispositivo de carga, tal como un resorte, o de la presión de proceso que actúa en el sistema de empaque que es dividido por el área anular del empaque. Además, los ensambles de empaque descritos aquí usan componentes sellantes del anillo en V (es decir, la sección representativa del empaque tiene la forma de una "V") diseñada para amplificar la tensión axial del empaque en una mayor tensión radial de contacto para promover el sellado concentrando las fuerzas axiales en direcciones radiales. Se sabe generalmente que los ensambles de empaque con cargas vivas ambientales, tienen ciertas limitaciones. La figura 1 representa gráficamente los diferentes tipos de tensión relacionada a una presión de proceso de empacado, A del ejemplo descrito detalladamente abajo. Alguien con experiencia ordinaria en la técnica debe apreciar que las tensiones de empaque debajo de la presión de proceso, A, pueden dar lugar generalmente a fugas del fluido de proceso puesto que la presión de proceso puede superar un sello formado por la tensión del empaque.
Un tipo de empaque con cargas vivas convencional se conoce como empaque automático. Un sello es proporcionado por un solo sistema de empaque en forma de anillo V que es cargado axialmente por un resorte en espiral que ejerza una tensión relativamente pequeña de empaque en los anillos de empaque tales como un empaque sencillo PTFE comercializado por Fisher Controls International LLC de St. Louis, MO. Alguien con experiencia en la técnica entiende que este tipo de sistemas del empaque utiliza un
anillo en V con un alto cociente fuerza axial a fuerza radial. Es decir, el anillo en V se construye para proporcionar una elevada extensión radial bajo una constante de resorte relativamente baja de un resorte en espiral para una aplicación dada. Este tipo de empaque automático es típicamente aprobado para el servicio ambiental (por ejemplo, concentración del ppmv de <5oo) a una presión máxima de 300 psi, como se muestra en la figura 1 como la tensión axial B del empaque, y una temperatura máxima de 200°F (93.3°C). Estos tipos de empaque se pueden cargar desde el lado interior o de presión de la válvula de control, pero generalmente solamente son aplicables en aplicaciones ambientales a baja presión, debido a la carga del resorte espiral. Otro tipo de empaque se describe generalmente como empaque doble de anillo en V. Este ensamble de empaque utiliza dos sistemas de empaque de anillo en Va presión baja similares al único empaque de anillo en V descrito antes con los sistemas de empaque dispuestos como componente superior y menor del sello, pero sin ningún tipo de dispositivo cargado por resorte para ejercer la tensión de empaque. El sistema de empaque se tensiona bajo una carga estática de empaque para producir el sellado del vástago de válvula con una tuerca de empaque/un ensamble del seguidor de empaque conocidos para los expertos en la técnica. El defecto de este tipo de empaque es que sin un elemento de resorte para asegurar un nivel adecuado de tensión de empaque en un amplio rango de temperaturas, el diseño del empaque no puede ser
autorizado para el servicio ambiental, y, como tal, no se representa en la figura 1. Otro tipo de empaque ambiental adicional es sistema de empaque con cargas vivas de anillo en V doble, disponible en el comercio como el empaque Enviro-Seal® PTFE de Fisher Controls International LLC de St. Louis, MO. Este tipo de sistema de empaque utiliza un anillo en V de alta presión (es decir un reducido cociente de fuerza axial a fuerza radial) cargado por un dispositivo de carga con un resorte de elevada constante tal como un resorte de Belleville. Con respecto a la carga del resorte espiral, los resortes de Belleville tienen una constante de resorte mucho mayor para proporcionar una tensión de fuerza o de empaque relativamente elevada requerida para comprimir el empaque doble de anillo en V para usos a alta presión. Este tipo de empaque es típicamente apropiado para el servicio ambiental a una presión máxima de 750 psi y de una temperatura máxima de 450°F (232.2°C). Un problema con este tipo de ensamble de empaque se relaciona al uso de los resortes de Belleville para cargar el empaque. Aunque los resortes de Belleville proporcionan la tensión requerida de empaque, el recorrido o el rango de compresión de los resortes de Belleville es bastante reducido. Esta combinación de elevada constante del resorte y los rangos reducidos o pequeños de recorrido dan como resultado la necesidad de un ajuste inicial muy preciso de la carga del resorte de Belleville y/o de las tolerancias de fabricación firmemente observadas para obtener la tensión de empaque
deseada. Es decir, alguien con experiencia ordinaria en la técnica debe apreciar que la tensión de empaque por recorrido o unidad de compresión de los resortes de Belleville es relativamente grande. Como tal, las tolerancias normales de fabricación dentro del ensamble de válvula de control hacen necesario el ajuste manual, lo que puede ser muy difícil y tardado (por ejemplo, las válvulas de descarga rápida D2 de Fisher Controls usa tres resortes de Belleville apilados en serie, que requieren precisión en el ajuste dentro de ± 0.0024 pulgadas para obtener una tensión de empaque dentro de ± 50 psi). Así, si la tensión de empaque es demasiado elevada, puede obtenerse una elevada fricción de empaque, que puede reducir el desempeño de la válvula de control y la vida del empaque. Además, los resortes espirales no se utilizan típicamente con empaques a alta presión, de doble anillo en V debido al hecho de que el área de la caperuza/de la caja de empaque es limitada y la superficie transversal del resorte espiral necesaria para desarrollar la constante de resorte apropiada será demasiado grande. Además, este tipo de sistema de empaque se carga típicamente del lado externo (es decir lado externo o atmosférico con respecto al lado interior o de presión) de la válvula de control que proporciona una fuerza de empaque que se oponga a una fuerza producida por la presión de proceso. Debido a que la fuerza del resorte de Belleville se opone a la fuerza producida por la presión de proceso, las fuerzas del resorte no son aditivas a la tensión de empaque; por lo
tanto, la tensión inicial de empaque requerida para crear el sello ambiental se debe considerar en la disposición inicial del empaque aumentando la tensión inicial de empaque, mostrada como tensión de empaque C de la figura 1, que es independiente de la presión de proceso hasta que la presión del proceso coincida con la tensión de empaque. Esta sobrecompensación en la tensión inicial de empaque crea una mayor fricción en el ensamble, que puede provocar que el accionador de la válvula de control sea de gran tamaño, de tal modo agregando costo a la válvula de control y dando por resultado un mayor desgaste del empaque durante la operación. Otro empaque disponible en el comercio adecuado para elevadas temperaturas, servicio ambiental a alta presión es un empaque a base de grafito con PTFE integrado conocido como el Enviro-Seal de grafito ULF de Fisher Controls International LLC de St. Louis, MO. Este tipo de sistema de empaque utiliza anillos de empaque a base de grafito para la operación a alta temperatura con pequeñas cantidades de PTFE integrado en componentes del sello para reducir al mínimo la fricción. Los resortes de Belleville se utilizan para suministrar la tensión de empaque. Contrariamente a los sistemas de empaque anteriores, el cociente fuerza axial a fuerza radial extremadamente alto de la fuerza de los anillos de sellado a base de grafito requiere constante de resorte muy elevadas para crear el sello ambiental. Para este tipo de empaque, los resortes de Belleville crean una fuerza muy grande en la dirección opuesta de una fuerza generada por la presión de proceso
dando por resultado una tensión de empaque que se puede aproximar a 4500 psi (mostrada como tensión constante de empaque D en la figura 1). Similar a otros tipos de ensambles de empaque a base de resorte Belleville, el recorrido de los resortes de Belleville es muy bajo requiriendo ajustes iniciales muy exactos para controlar la tensión de empaque. Aunque este tipo de empaque sea aprobado para el servicio ambiental a una presión máxima de 1500 psi y de una temperatura máxima de 600°F (315°C), los niveles de fricción producidos por esta disposición de empaque pueden ser substancialmente más altos que para el empaque de PTFE a temperaturas por debajo de 300°F (149°C) y pueden ser inaceptables para ciertos tipos de usos (por ejemplo, usos sin los posicionadores de la válvula de control). Por consiguiente, se desea proveer un sistema de empaque con carga viva mejorado con un rango de operación mejorado que puede aplicar una tensión uniforme al empaque del vastago de válvula, tal que la tensión de empaque permanece en un nivel constante bajo una presión de proceso durante la operación. También se desea para proporcionar un sistema de empaque con carga viva para reducir la fricción de empaque para el funcionamiento mejorado de la válvula de control y se reduce el desgaste del empaque para mejorar el mantenimiento. Breve Descripción de la Invención En un ensamble de empaque ejemplar, un ensamble de sello consiste de un componente del sello para proporcionar un sello de
fluido alrededor de un vástago de válvula y de un componente antiextrusión para prevenir substancialmente la extrusión del componente del sello sobre el vástago de la válvula y un ensamble del carga para proporcionar una tensión de empaque predeterminada sobre el ensamble de sello para acoplar la tensión de empaque entre los medios de carga y el ensamble de sello. El ensamble de empaque además incluye un retenedor de empaque adaptado para recibir por lo menos uno de entre el ensamble de sello y el ensamble de carga y está configurado para acoplar el ensamble de sello y al ensamble de carga al ensamble de válvula de control. El retenedor de empaque además incluye un hombro para acoplar una caja de empaque dentro del ensamble de válvula de control para controlar una carga del ensamble de carga para proporcionar una tensión de empaque predeterminada para reducir substancialmente la fricción de empaque y el desgaste del empaque en el ensamble de válvula de control. En otro ensamble de empaque ejemplar, un ensamble de empaque de cartucho incluye un ensamble de sello que tiene un componente de sello para proporcionar un sello fluido alrededor del vástago de válvula y, por lo menos, un primer componente de antiextrusión para prevenir substancialmente la extrusión del miembro del sello sobre el vástago de válvula y un ensamble de carga que tiene medios de carga de proporcionar una tensión de empaque predeterminada sobre el ensamble de sello y un componente seguidor para acoplar los medios de carga al ensamble de sello. El
ensamble de empaque además presenta un retenedor de empaque adaptado para ser dispuesto en una caja de empaque del ensamble de válvula de control PARA recibir el ensamble de sello y el ensamble de carga y tiene un hombro para acoplar el ensamble de válvula de control para controlar la carga del ensamble de carga para proporcionar una tensión de empaque predeterminada para reducir substancialmente la fricción de empaque y el desgaste de empaque en el ensamble de la válvula de control. El retenedor de empaque del ejemplo además incluye medios de ajuste para modificar la tensión de empaque después de la instalación. Breve Descripción de los Dibujos Las características de esta invención que se creen que son nuevas se describen con particularidad en las reivindicaciones anexas. La invención se puede entender mejor haciendo referencia a la descripción siguiente conjuntamente con los dibujos anexos en los cuales números de referencia ¡guales identifican elementos iguales en las diferentes figuras, en las cuales. La figura 1 es una representación gráfica de la presión de proceso contra la tensión axial del empaque para los diferentes tipos de ensambles de empaque; La figura 2 es una vista en sección transversal parcial dividida de un ensamble de empaque con cargas vivas de acuerdo con un sistema de empaque ejemplar; La figura 3 es una vista en sección transversal parcial dividida de un ensamble de empaque de cartucho con cargas vivas de
acuerdo con un sistema de empaque ejemplar; La figura 4 es una vista en sección transversal parcial dividida de un ensamble de empaque de cartucho con cargas vivas de acuerdo con un sistema de empaque ejemplar. Descripción Detallada de la Invención El ensamble de empaque ejemplar utiliza un apilado de anillos sellantes y de anillos anti-extrusión para proporcionar un ensamble de sello fluido a alta presión alrededor de un eje de válvula de control. El ensamble de sello puede ser caracterizado de la siguiente forma: 1) un ensamble de carga, tal como un apilado de resortes de Belleville, que proporciona la tensión de empaque de cierre con suficiente recorrido para proporcionar ajustes mejorados en el empaque en donde la tensión de empaque se ejerce en la misma dirección que una presión del líquido ejercida por el líquido de proceso; 2) un retenedor de empaque dispuesto para acoplar un ensamble de cuerpo o de la caperuza de la válvula de control para eliminar substancialmente la necesidad de ajustar inicialmente la tensión de empaque para superar o para compensar la presión de proceso de tal modo que proporcione un sello ambiental de fricción reducida y reducido desgaste del sistema de empaque; 3) un ensamble de sello con las arandelas y los anillos de anti-extrusión que reduce substancialmente el desgaste del eje y/o del sello de la válvula durante la operación; y 4) un ensamble de sello del cartucho que mejora substancialmente la reparación o el reemplazo del ensamble de empaque. El ensamble de empaque mejorado
proporciona medios económicos para proporcionar tensión de empaque que de "seguimiento" a la presión de proceso proporcionando una tensión constante de empaque que está por encima de una tensión de empaque que sea el resultado de una presión de proceso para permitir que el empaque funcione a la tensión aceptable inferior, minimizando así la fricción y maximizando la vida del empaque. El seguimiento de la presión de proceso será descrito minuciosamente adelante. En un primer ensamble de empaque ejemplar ilustrado en la figura 2, una sección transversal en división parcial muestra el ensamble de empaque 100 descargado o sin tensión en el semipleno izquierdo, y cargado o tensionado en el semi-plano derecho, alguien con experiencia ordinaria en la técnica debe entender que, por ejemplo, el ensamble de empaque descrito aquí concerniente a un ensamble de caperuza 190; sin embargo, esta descripción no se pretende limite el ensamble de empaque ejemplar a tales usos específicos. Por ejemplo, el ensamble de empaque ejemplar se podría instalar directamente en una caja de empaque dentro de una válvula de control o de un ensamble de accionador sin salirse del espíritu y alcance de la invención. Según lo descrito previamente, muchos usos de la válvula de control requieren un sello ambiental alrededor de un vástago de válvula para prevenir las fugas del líquido de proceso a la atmósfera circundante. Además, muchos sistemas convencionales de empaque están instalados del lado externo de la válvula de control (es decir,
el lado superior o de presión atmosférica externo al cuerpo de válvula de control) y se carga o se tensiona generalmente del lado externo. Este tipo de configuración de empaque es tensionado por una fuerza en la oposición a la fuerza generada por una presión de proceso que frecuentemente produce tensiones iniciales de empaque que exceden una cantidad requerida para crear el sello ambiental, que puede degradar el funcionamiento de la válvula de control, como se describe más adelante. En el presente ejemplo, un ensamble de empaque 100 para proporcionar un sello fluido ambiental se instalado en un ensamble de caperuza 190 como ensamble de empaque con carga inferior instalado en el interior (es decir, instalado en relación al lado interior o al lado de la presión del cuerpo de válvula de control). Específicamente, el ensamble de empaque 100 se coloca dentro de una caja de empaque 180 del ensamble de caperuza 190 y recibe un vástago de válvula 115 vía un barreno 136 que se extiende a través del ensamble de empaque 100 y en el lado interior de la válvula de control que conecta con un dispositivo de control de fluido (no mostrado) por ejemplo un enchufe de válvula para controlar el flujo de un líquido a través de la válvula de control. La caja de empaque 180 del ensamble de caperuza 190 presenta tres perforaciones substancialmente concéntricas 137, 138 y 139 para acomodar el vástago de válvula 115 y el ensamble de empaque 100. Una primera perforación es una perforación externa de separación 137 para el vástago de válvula 115 para permitir el movimiento a lo largo de una
dirección axial, Z, para acoplarse el movimiento del vastago de válvula deseado al enchufe de válvula para controlar el flujo de fluido dentro de una válvula. Proporcionando un contacto de separación del vástago de válvula se evita que el vástago de válvula 115, que puede dar lugar a fugas al mover la porción dañada del vástago a través del ensamble de empaque 120. Una segunda perforación dentro del ensamble de caperuza 190 es una perforación de empaque 138 proporcionados para contener un sistema de empaque 120 que proporcione el mecanismo de sellado del ensamble de empaque 100. La perforación de empaque 138 es definida por una pared 142 que termina en un hombro 143 de la perforación de empaque en el lado externo del ensamble de caperuza 190 para proporcionar una superficie de asiento para el sistema de empaque 120. Una tercera perforación, relativamente más grande que la perforación de separación externa 137 y la perforación de empaque 138, es una perforación de detención 139 configurada para acoplarse con un retenedor de empaque 155 proporcionar una tensión preajustada de empaque, según se explica con mayor detalle adelante. El sistema de empaque 120 consiste de un único anillo 125 y dos anillos anti-extrusión 123 y 127 comúnmente referidos como un sistema de empaque de anillo en V. Como se muestra en la figura 2, el sistema de empaque 120 ejemplar incluye un anillo adaptador superior hembra 123; un anillo sellante medio 125; y un anillo adaptador macho inferior 127 colocado en contacto estrecho alrededor de la circunferencia del vástago de válvula 115. Alguien
con experiencia en la técnica puede apreciar que varias combinaciones del anillo en V se podrían utilizar para obtener un sello ambiental (por ejemplo cinco o siete sistemas de anillo en V). Los anillos de empaque de anillo en V 123, 125 y 127 pueden formarse de politetrafluoroetileno (PTFE) conocido como empaque de PTFE tipo V disponible del John H. Crane Company de Morton Grove, Illinois. Empaques formados convenientemente de otro material, o de otros polímeros de resina sintética, puede también ser utilizados. Además, los anillos adaptadores 123 y 127 pueden estar rellenados con carbón para proporcionar mayor rigidez bajo carga que pueda crear un sello mejorado, como se describe más abajo. Se prefiere el empaque del anillo en V porque bajo tensión axial de empaque la sección transversal en forma de V intrínsecamente crea una carga radial que expande el sistema de empaque para crear un sello mejorado. Es decir bajo carga, los anillos en V 123, 125 y 127 se comprimen axialmente, provocando la extensión radial asociada del anillo sellante medio 125 en el vástago de válvula 115 y en la perforación de empaque 138 mientras que las superficies de forma de V coincidentes se acercan entre sí. Preferiblemente, como cada anillo adaptador 123 y 127 es relativamente menos adecuado que el anillo sellantes medio 125, concentrando de tal modo la tensión de empaque en el anillo medio para proporcionar el sello fluido. A temperaturas elevadas y/o las presiones elevadas, los anillos de empaque de anillo de PTFE V pueden extruirse (esto es,
distorsionarse de la forma original a lo largo de una trayectoria tal como la perforación de separación 136 lejos del anillo sellante 125) dando por resultado una pérdida de volumen de empaque contenido. La "translocación" del empaque puede producir una pérdida subsecuente de volumen de empaque dentro del sistema de empaque produciendo una reducción en la tensión asociada de empaque, que puede hacer que el empaque presente fugas. Para prevenir tal extrusión, el ensamble de empaque usa dos arandelas de antiextrusión 132 y 133 colocados en un lado externo e interno del sistema de empaque 120, Como se muestra en la figura 2. Ambas arandelas anti-extrusión 132 y 133 se caracterizan como generalmente incompresibles (por ejemplo, las arandelas no se comprimen substancialmente en una dirección axial ni se expanden en una dirección radial) bajo la tensión de empaque ejercida para formar el sello fluido. Por consiguiente, la arandela anti-extrusión superior 132 se acopla con el hombro de la perforación de empaque 143 para prevenir la extrusión a través de la perforación de separación 136 en el lado externo del cuerpo de válvula y la arandela de anti-extrusión 133 se acopla con un espaciador 141 para prevenir la extrusión más allá del espaciador 141 hacia el lado interior del vástago de válvula 115. Ambos anillos de anti-extrusión también hacen contacto con la pared de la perforación de empaque 142 para contener el anillo sellantes dentro de la perforación de empaque 138. Alguien experto en la técnica también apreciará que la arandela inferior anti-
extrusión 133 se puede eliminar del sistema de empaque 120 sin substancialmente degradar el funcionamiento anti-extrusión del sistema de empaque 120. Es decir, se cree que la carga inferior del sistema de empaque, como se describe más abajo, además de una fuerza dirigida hacia fuera proporcionada por la presión de proceso (mostrada como vector P en la figura 2), puede producir la extrusión solamente del lado externo del ensamble de caperuza 190. Cada arandela anti-extrusión se forma de un material de composición, un PTFE relleno que tiene un relleno seleccionado por lo menos de uno de los siguientes: grafito, carbón, silicona o sulfato de bario que se encuentra en el comercio como Gylon® de Garlock Sealing Technologies de Palmyra, Nueva York. Las arandelas antiextrusión se forman generalmente de un material que sea suficientemente duro, en relación a los anillos de empaque, para prevenir la extrusión. Se ha observado que un material común de la arandela anti-extrusión, tal como el material Gylon® 3510, puede causar desgaste del vástago de válvula en ciertos usos de la válvula de control de elevados ciclos (por ejemplo, aplicaciones que acumulan una gran cantidad de ciclos tal como 25.000 ciclos). Se entiende Gylon 3510 es un material compuesto hecho de
PTFE que contiene sulfato de bario mineral (es decir substancialmente la barita mineral). En aplicaciones de elevados ciclos, el sulfato de bario puede causar de hecho el desgaste microscópico del vástago que puede degradar el funcionamiento de empaque. Se sabe que el sulfato de bario tiene una dureza de
aproximadamente 3 en la escala de dureza de Mohs (HM), que es aproximadamente 19 en la escala de la dureza de Rockwell C (HRC). Los vástagos de válvula se hacen comúnmente de S31600 que se conoce por tener una dureza de aproximadamente 25 HRC. Se cree que el relleno mineral puede tener suficiente resistencia para inducir el desgaste gradual o la abrasión en el vástago, que puede causar la degradación del empaque durante el funcionamiento. Esto puede ser porque las arandelas anti-extrusión son substancialmente adyacentes a los anillos sellantes de empaque de PTFE de tal forma que la abrasión del vástago causada por las arandelas antiextrusión, serán colocados para hacer el contacto frecuente con el anillo de empaque de PTFE durante el movimiento cíclico de la válvula, causando de tal modo superficies ásperas en la porción del sellado del vástago. Las superficies desgastadas aumentan el índice del desgaste de los anillos sellantes de empaque que pueden producir fugas indeseables que requieren mantenimiento y reparación . Inversamente, si esta abrasión puede disminuirse substancialmente, la vida útil del ensamble de empaque podría aumentar substancialmente. En el presente ensamble de empaque ejemplar, cada anillo de anti-extrusión se forma preferiblemente de un material compuesto de PTFE relleno que tiene un relleno de disulfuro de molibdeno y polímero de refuerzo polieteretercetona (PEEK) conocido como TCM® Ultra disponible de Fisher Controls International. La referencia adicional al material compuesto se puede
hacer al material sellante descrito en la patente norteamericana No. 5.823.540, asignada al presente solicitante, e incorporada aquí como referencia. Se espera que el material de relleno TCM Ultra menos abrasivo (esto es, la dureza de sulfuro de molibdeno es aproximadamente 1 HM) Ise espera que aumente la vida de ciclos del ensamble de empaque ejemplar y puede también extender el rango de temperaturas de aproximadamente 450°F a 500°F (232-260°C). Además, los anillos anti-extrusión hechos de TCM Ultra se pueden formar por un proceso convencional de moldeado que sea substancialmente menos costoso que el proceso de sellado cortado con matrices usado para hacer las típicas partes de Gylon 3510. Como se describe previamente, para formar un sello de fluido, el anillo sellante 125 debe expandirse radialmente en el vástago de válvula 115 y la perforación de empaque 138. En el ensamble de empaque ejemplar 100, la tensión axial de empaque se transmite a través del espaciador substancialmente incompresible 141 de un ensamble de carga 140. El espaciador 141 se hace de S31600 y hace generalmente el contacto estrecho con la pared 142 de la perforación de empaque 138. Una perforación de separación se proporciona para recibir el vástago de válvula 115 sin la abrasión de la superficie del vástago y para prolongar la vida del empaque. La tensión axial de empaque se genera de una fuerza de carga (mostrada como vector L en la figura 2) por el ensamble de carga 140 del ensamble de empaque ejemplar 100. El ensamble de carga 140 consiste preferiblemente de una pila de resortes de Belleville,
pero alguien con experiencia ordinaria en la técnica entiende que otros dispositivos de resorte pueden ser contemplados a condición de que el dispositivo del resorte pueda suministrar una cantidad apropiada de tensión de empaque predeterminada sobre el rango deseado de recorrido. Por ejemplo, un resorte espiral puede ser utilizado, pero la constante generalmente inferior del resorte a partir de un resorte espiral puede requerir un volumen perceptiblemente más grande de la caja de empaque para alojar el ensamble, lo que puede aumentar el costo de la válvula de control y crear problemas de ensamble y de instalación. Contrariamente a los resortes convencionales de Belleville, el ensamble de carga 140 del ensamble de empaque 100 ejemplar usa resortes de disco de Belleville que tienen una constante de resorte relativamente inferior y un recorrido o una compresión mayor, según se describe detalladamente adelante. El ensamble de carga 140 es retenido y comprimido por un retenedor de empaque 155 que se configure ser unido al cuerpo de válvula de control (no mostrado) del lado interior. El retenedor de empaque 155 se forma en una forma generalmente cilindrica que tiene a la cavidad substancialmente cilindrica que forma un perforación de ensamble de carga 165 para recibir el ensamble de carga 140 y la segunda perforación retenedora 170 para recibir el vástago de válvula 115 y/o un cojinete liso 175. En ciertos usos, el cojinete liso puede proporcionar la guía para el vástago de válvula 115 a través del ensamble de empaque 100. Para retener el cojinete liso, el cojinete liso 175 puede incluir un labio de
acoplamiento 182 formado para un acoplamiento con un borde achaflanado 183 del retenedor de empaque 155 y retenido por la compresión de los resortes de Bel levi 11 e del ensamble de carga 140. Tal configuración para comprimir el ensamble de carga 140 se muestra en la figura 2 de la modalidad ejemplar con los hilos de rosca de acoplamiento externa 185 que se acoplan con un hilo de rosca correspondiente 151 en una porción de la perforación retenedora 139. Alguien con experiencia en la técnica debe apreciar que otros métodos se pueden contemplar por ejemplo afianzados con abrazadera desde el diseño. Alternativamente, en las aplicaciones donde la guía del vástago de válvula no se requiere, el cojinete liso puede ser eliminado y el vástago de válvula 115 pasa a través de la perforación de separación 170 sin hacer ningún contacto, conservando de tal modo el final superficial del vástago de válvula 115. Alguien con experiencia en la técnica debe apreciar que el mecanismo de instalación y de retención del ensamble de empaque ejemplar pueden reducir perceptiblemente la instalación y el ajuste del ensamble de empaque. Los ensambles de empaque con cargas vivas convencionales tienen generalmente lo que se conoce como el problema de tolerancia al apilamiento. Esto ocurre cuando los componentes del ensamble de empaque y el cuerpo de válvula de control sobrepasan el recorrido o la compresión de apilado del resorte de Belleville de tal forma que los ajustes de la carga del ensamble de empaque se deben determinar precisamente, según lo explicado previamente.
Generalmente, esto requiere a un operador para instalar el sistema de empaque dentro del ensamble del cuerpo o de la caperuza de válvula de control y apretar posteriormente el empaque hasta el ajuste se "agota" (es decir, ya no hay ajuste que permanece). El operador debe aflojar posteriormente el mecanismo de ajuste del ensamble de empaque con un número exacto de rotaciones, dependiendo del uso, para fijar el empaque en el nivel de tensión deseado. Para evitar este problema, el retenedor 155 ejemplar incluye un hombro retenedor 168 como se muestra que entra en contacto con una superficie que coincide con la perforación 166 cuando el retenedor 155 se enrosca en la perforación de retención 139 del ensamble de caperuza 190 para preestablecer la tensión de empaque. Es decir, el hombro de retención 168 y las dimensiones del perforación del ensamble de carga 166 se predeterminan para pre-cargar precisamente el ensamble de empaque 120 cuando el retenedor 155 se enrosca firmemente dentro del ensamble de caperuza 190. Por ejemplo, en el presente ejemplo el ensamble de empaque 100 ejemplar usa las dimensiones controladas para fijar la tensión y cinco resortes de Belleville de recorrido más largo para aumentar la tolerancia de manufactura para que la apilación pueda ser de hasta + 0.015 pulgadas. Además el retenedor de empaque 155 puede tener una superficie externa 178 formada para aceptar un zócalo estándar, por ejemplo con una sección representativa hexagonal, para proporcionar un método conveniente para apretar el
retenedor 155 en el ensamble de caperuza 190. Debe ser apreciado por alguien con experiencia ordinaria en la técnica que las menores constantes del resorte se pueden derivar a partir de los resortes de disco de Belleville más finos. Así, aunque los resortes de Belleville tienen una constante de resorte relativamente inferior cuando se comparan con los ensambles convencionales de empaque, el rango de recorrido más largo conjuntamente con la menor constante del resorte proporciona la tensión adecuada de empaque bajo una compresión o carga predeterminada para proveer un sello ambiental con fricción mínima. Por ejemplo, en el presente ensamble de empaque cargado desde abajo 100, una pila de resorte de Belleville la cual pueda suministrar una tensión de empaque de aproximadamente 450 psi pueden dar lugar a un sello ambiental en una válvula tal como el diseño de controles de Fisher D2. Así, cuando se aprieta el empaque, el retenedor de empaque sale hacia fuera en una superficie coincidente en el ensamble de la caperuza que crea la cantidad deseada de tensión inicial en el empaque. Aun más importante, debido al ensamble cargado por abajo, a medida que la presión de proceso aumenta, la tensión de empaque del empaque cargado por abajo ejemplar permanece por encima de la presión de proceso en una cantidad igual a la tensión inicial de empaque (es decir, la fuerza de carga del ensamble no está en oposición a la fuerza creada por la presión de proceso). Con este diseño, la tensión inicial del empaque se puede seleccionar para obtener las características de
funcionamiento deseadas para el uso. Como ejemplo, para crear un sello ambiental con el presente ensamble de empaque ejemplar que tiene una tensión de empaque de 1500 psi bajo condiciones de proceso de 750 psi solamente se requieren 750 psi de la tensión de empaque. Esto es una disminución significativa de la tensión de empaque con respecto a la tensión de empaque de 1500 psi del empaque con cargas vivas de doble anillo en V convencional, que puede requerir una tensión inicial de empaque de 1500 psi. Es decir el ensamble de empaque cargado desde abajo 100 proporciona una tensión de empaque que permite una tensión constante de empaque sobre la tensión proporcionada por las condiciones de proceso que prevalecen. Es decir, la tensión de empaque del ensamble de empaque ejemplar "sigue" la presión de proceso con un margen de tensión de empaque que es substancialmente igual a la tensión inicial de empaque y que esté constantemente presente tal que la tensión mínima de empaque será substancialmente igual a la tensión inicial de empaque. Como se muestra en la figura 1 como tensión de empaque E. Alternativamente, en aplicaciones de proceso que produzcan presiones de proceso de 1000 psi, el ensamble de empaque 100 ejemplar puede utilizar una tensión inicial de empaque de 500 psi para alcanzar una tensión de empaque de 1500 psi para un sello ambiental. La tensión de empaque inferior del ensamble de empaque 100 ejemplar puede reducir el desgaste del empaque y la fricción de empaque para mejorar el funcionamiento total de la válvula de
control y para reducir los costos del mantenimiento. Debe ser observado y ser apreciado por alguien con experiencia ordinaria en la técnica que el sistema de empaque ejemplar mantendrá un sello ambiental adecuado cuando está funcionado en un servicio al vacío. Es decir, la tensión inicial de empaque puede ser fijada tal que las condiciones de funcionamiento inferiores que producen un vacio (por ejemplo, -14.7 psi) las condiciones de la presión son un porcentaje relativamente insubstancial de la tensión total de empaque ejercida sobre el ensamble de empaque. Un ensamble alternativo del empaque ejemplar se ilustra en la figura 3. Este tipo ensamble de empaque se puede instalar en el cuerpo de una válvula de control, tal como una válvula de globo con desplazamiento de vástago convencional, y se puede definir como ensamble de empaque cargado por abajo instalado en el exterior. Es decir, el ensamble de empaque se puede instalar del lado externo de la válvula de control y, como tal, es conveniente tanto para aplicaciones de instalación nueva o de reparación. Además, la vista en sección transversal con división parcial ilustrada en la figura 3 muestra un ensamble no ajustable de empaque de cartucho en el plano de la mitad izquierda y un ensamble ajustable de empaque de cartucho en el plano de la mitad derecha. Los elementos similares han recibido los mismos números de referencia. El ensamble de empaque de cartucho 200 es similar al ensamble de empaque ejemplar anterior porque incluye un barreno de ensamble 236 que recibe un vástago de válvula 215 que conecta con un enchufe de
válvula interior (no mostrado) con el líquido del control a través de la válvula de control. El ensamble de empaque de cartucho 200 ejemplar está instalado en una caja de empaque 280 en el lado externo de un cuerpo de válvula de control 290 y presenta dos perforaciones substancialmente concéntricas como se muestra. La primera perforación es una perforación de empaque 238 que contiene el ensamble de empaque de cartucho 200 y consiste de la pared interna 239 que termina en un hombro de borde achaflanado 286 que separa generalmente la trayectoria principal del flujo de fluido (no mostrada) en el lado de presión de la válvula de control de perforación de empaque 238. La segunda perforación es una perforación de separación 270 para el vástago de válvula 215 para permitir que el vástago de válvula 215 se mueva a lo largo de un eje longitudinal, Z, la separación entre el vástago de válvula y las paredes de la segunda perforación se provee para prevenir la abrasión del vástago. El ensamble de empaque de cartucho 200 es conservado dentro de la caja de empaque 280 por un reborde de empaque 228 que tiene una sección representativa generalmente en forma de T que proporcione una superficie de ajuste del reborde 272 para unirse a la válvula de control en una superficie superior 273. En el ensamble no ajustable de empaque del cartucho mostrado en el plano de la mitad izquierda de la figura 3, el reborde de empaque 228 incluye una porción substancialmente cilindrica inferior 229 y tiene una primera perforación 236 para colocar el
vástago de válvula 215 a través del mismo como se muestra. Un agujero de separación se provee sobre el vástago de válvula 215 para eliminar substancialmente la abrasión del vástago por el reborde de empaque 228. Un retenedor de empaque 255 se coloca dentro de la caja de empaque 280 y se adapta para recibir la porción inferior 229 del reborde de empaque 228 dentro de una perforación de empaque 242 para proporcionar una dimensión controlada de la superficie. Esta dimensión superficial será utilizada para comprimir un sistema de empaque 220 para producir una tensión de empaque predeterminada y se describirá detalladamente adelante. Como se muestra, el reborde de empaque 228 se une al cuerpo de válvula de control 290 con sujetadores 275 que pasan a través de agujeros de separación 274 y se acoplan con una porción roscada interna 276 del cuerpo de válvula 290. Otros métodos se pueden emplear por ejemplo métodos de fijación con abrazadera son conocidos por los expertos en la materia. Los componentes sellantes del ensamble de empaque de cartucho 200 ejemplar son similares al ensamble de empaque instalado en el interior previamente descrito. Como se muestra en la figura 3, el sistema de empaque 220 consiste de un único anillo de sellado 225 y de anillos de antiextrusión 223 y 227. Los materiales de construcción son substancialmente similares a aquellos descritos previamente para los componentes semejantes. Además, para prevenir la extrusión, el ensamble de empaque 220 también utiliza dos arandelas 232 y 233 de anti-extrusión colocados en un lado externo e interior del sistema
de empaque 220, como se muestra en la figura 3. Como se discute previamente, para formar un sello de fluido el anillo sellante 225 se debe expandir radialmente en el vástago de válvula 215 y la perforación de empaque 238. En el ensamble de empaque 200 ejemplar, una fuerza de carga axial se transmite a través del espaciador substancialmente incompresible 241 de un ensamble de carga 240, incluyendo preferiblemente un apilado de resortes de Be I le vi I le según lo descrito previamente. Alguien con experiencia ordinaria en la técnica debe apreciar que el presente ensamble de empaque 200 ejemplar puede también incluir un cojinete liso (no mostrado) como una manga guía dispuesta en la perforación de separación 270 para reducir substancialmente los efectos de cualquier carga lateral ejercida por los líquidos de proceso turbulentos o el desalineación del accionador. Para la disposición no ajustable mostrado en el plano de la mitad izquierda de figura 3, alguien con experiencia ordinaria en la técnica debe entender que una tensión de empaque predeterminada es establecida por una distancia controlada entre una superficie superior de un hombro retenedor 268 y una superficie de asiento 265 para el ensamble de carga 240 y la longitud de la porción 229 del cilindro del reborde 228 con respecto a la superficie de ajuste del reborde 272. Como se explico previamente los ensambles de empaque con cargas vivas convencionales tienen generalmente un apilamiento de tolerancia dentro de los componentes del ensamble de válvula de control que pueden superar el recorrido o la
compresión del apilado de resortes de Belleville. Por el contrario, el sistema de empaque 200 ejemplar proporciona un apilamiento de tolerancia con respecto a solamente dos dimensiones controladas. Como tal, la distancia controlada entre el hombro retenedor 268; la superficie de asiento 265; y la porción cilindrica 229 del reborde 228 asegura la carga exacta del resorte de Belleville. En otras palabras la carga es determinada más bien controlando la profundidad de la caja de empaque dentro de la manga y no la profundidad de la perforación original de la válvula. Además, el ensamble de empaque 200 ejemplar en el plano de la mitad izquierda mejora substancialmente el proceso de reparación o reacondicionamiento para las válvulas existentes al regresar la perforación de la caja de empaque a la nueva condición mediante el "encamisado" de la perforación anterior con el nuevo retenedor 255. El nuevo retenedor 255 puede proporcionar resistencia a la corrosión mejorada al estar hecho de un metal o de una aleación resistente a la corrosión tal como S31600 o polímeros resistentes a la corrosión, termalmente estables similares incluyendo PEEK. De hecho, el retenedor de empaque 255 se puede utilizar en una caja de empaque 280 en donde la caja de empaque puede ser sobre-perforada o ser dañada de otra manera usando un componente sellante tal como un anillo O 293 o similares, colocados dentro de una receso anular 294, para sellar eficazmente el retenedor de empaque 255 y la perforación de empaque 238. Alternativamente, la vista en sección transversal divisora parcial ilustrada en el plano de la mitad derecha de figura 3
muestra un ensamble de empaque del cartucho ajustable en el plano de la mitad derecha como se describe adelante. Es decir, en ciertas aplicaciones, pueden ser deseables los ajustes de la tensión de empaque (por ejemplo, los sistemas de empaque usados que requieren la tensión adicional de empaque para asegurar un sello ambiental). Al controlar de forma precisa la compresión del resorte de Belleville, y así controla precisamente la tensión de empaque, el funcionamiento del empaque puede mejorarse perceptiblemente y la variabilidad se puede reducir perceptiblemente en comparación con el empaque externamente ajustado tradicional. Sin embargo, en base a la instalación inicial, después de que el empaque haya alcanzado el final de su vida útil, hay también la necesidad de tratar las fugas de empaque causadas por el empaque gastado. Típicamente, el empaque se debe apretar para detener la salida del empaque hasta que el mantenimiento se pueda programar para substituir el sistema de empaque. Esto se puede lograr mediante un tornillo de ajuste no sellado 291 que se acopla con el retenedor 255 para mover el sistema de empaque 220 a lo largo de una dirección axial. Alguien con experiencia ordinaria en la técnica puede apreciar que el tornillo de ajuste 291 no necesita ser sellado porque los medios de ajuste son externos al sello fluido creado por el ensamble de empaque 220. El tornillo de ajuste 291 un mecanismo adicional para fijar la tensión de empaque a una tensión deseada mayor a la determinada por la longitud predeterminada de acoplamiento de la porción inferior 229
del cilindro del reborde de empaque 228, similar al ensamble no ajustable de empaque descrito previamente. Es decir, un espaciador suplementario 241 colocado en el lado externo del sistema de empaque 220 se puede conducir hacia el sistema de empaque 220 para comprimir adicionalmente el anillo sellante 225 y para aumentar la tensión de empaque. Además, alguien con experiencia ordinaria en la técnica puede también apreciar que un anillo anular de una llave inglesa (no mostrada) se podría también utilizar para ajustar y para fijar una tensión de empaque. También debe apreciarse que el tornillo de ajuste se puede diseñar para viajar más que los resortes de Belleville, dando al personal de mantenimiento la capacidad de aplicar una tensión muy alta de empaque si procede. Por ejemplo, tal tensión puede ser necesaria para reducir suficientemente la salida de empaque seriamente gastado. Un ensamble de empaque de cartucho ejemplar alternativo se ilustra en la figura 4. Este tipo de ensamble de empaque de cartucho se puede también instalar en el cuerpo de una válvula de control, tal como una válvula de globo de desplazamiento convencional del vástago, y se puede describir como ensamble de empaque cargado por abajo instalado en el exterior. El ensamble de empaque 300 del cartucho es similar al ensamble de empaque ejemplar anterior porque facilita la reparación de las válvulas de control existentes y proporciona medios alternos de ajuste. En esta modalidad, la tensión de empaque es aplicada en de la misma dirección que la presión de
proceso, según lo descrito previamente. El ensamble de empaque 300 del cartucho ejemplar está instalado en una caja de empaque externa 380 de un cuerpo de válvula de control 390. El ensamble de empaque 300 del cartucho incluye un reborde de empaque 328 y un retenedor 355 que forman una caja de empaque de cartucho 383 que consiste en dos perforaciones substancialmente concéntricas 352 y 338. La primera perforación es una perforación de empaque 352 formada dentro del reborde de empaque 328 y consiste de la pared externa 354 que termina en un hombro 353. La segunda perforación es una perforación retenedora 338 adaptada para recibir la pared externa 354 del reborde de empaque 328. La caja de empaque de cartucho 383 forma un volumen contenido para contener un sistema de empaque 320, un espaciador escalonado 341 y un ensamble de carga 340, como se describe adelante. Alguien con experiencia ordinaria en la técnica puede apreciar que el espaciador escalonado 341 realiza substancialmente la misma función en el presente ejemplo dispuesto según lo descrito antes. Es decir, el espaciador escalonado 341 transmite la tensión de empaque del ensamble de carga 340 mediante el soporte de un ensamble de retenedor 355. De manera similar al ensamble de empaque ejemplar anterior, el ensamble de empaque de cartucho 300, la perforación retenedora 338 termina en un hombro 365 para apoyar al ensamble de carga y acoplar la fuerza del ensamble de carga al sistema de empaque 320. El sistema de empaque 320 y el retenedor 355 se mantiene dentro del cuerpo de válvula de control 390 mediante el reborde de
empaque 328 descrito previamente con los sujetadores 375 que pasan a través de los agujeros de separación 372 y se acoplan con una porción roscada interna 376 del cuerpo de válvula 390. El reborde de empaque 328 también incluye un receso anular 393 y una junta de hoja plana 394 o dispositivo similar de sellado para crear un sello del reborde para prevenir las fugas a alta presión más allá del ensamble de empaque de cartucho 320. El presente ejemplo se puede utilizar como arreglo no ajustable mostrado cuando la tensión de empaque predeterminada se basa en una limitación de la fuerza de carga definida por una distancia controlada entre un hombro 368 del retenedor que entra en contacto con la superficie superior del cuerpo de válvula 325; una superficie de asiento 365 para el ensamble de carga 340; y una profundidad de inserción de una porción cilindrica 329 del reborde de empaque 328 con respecto a la superficie superior del cuerpo de válvula 325. El reborde de empaque 328 puede también proporcionar medios de ajuste para proporcionar la tensión adicional de empaque al empaque nuevo o reparado, según se describe detalladamente adelante. Los componentes sellantes del ensamble de empaque de cartucho 320 ejemplar son similares al ensamble de empaque instalado en el interior previamente descrito. Es decir, el sistema de empaque 320 consiste de un único anillo sellante 325 y los dos anillos de anti-extrusión 323 y 327. Los materiales de construcción y la función de estos componentes son substancialmente similares a los anteriormente descritos para componentes semejantes en los
sistemas anteriores de empaque ejemplar. El ensamble de empaque 320 también utiliza dos arandelas anti-extrusión 332 y 333 colocados en un lado externo e interno del sistema de empaque 320, como se muestra en la figura 4. El retenedor 355 del ensamble de empaque de cartucho 300 se forma de una forma generalmente cilindrica con dos perforaciones retenedoras concéntricas. Según lo ¡lustrado en la figura 4, la perforación retenedora 338 sirve para recibir una porción del reborde de empaque 328, del ensamble de carga 340, y una porción del espaciador escalonado 341. Una segunda perforación 370 se adapta para recibir el vástago de válvula 315 y para proporcionar generalmente una perforación de separación para recibir el vástago de válvula 315 que no desgastará la superficie de vástago de válvula 315 lo que puede causar la degradación de empaque y fugas de los fluidos. Alguien con experiencia en la técnica debe apreciar que el presente ensamble de empaque 300 ejemplar puede también incluir un cojinete liso (no mostrado) como manga de la guía, similar al ensamble de empaque ejemplar anterior para reducir substancialmente los efectos de cualquier carga lateral ejercida por los líquidos de proceso turbulentos o por la desalineación del accionador. El ensamble de empaque de cartucho 320 ejemplar de la figura 4 también incluye medios de ajuste para controlar la tensión de la carga o el empaque de resorte de Bel leville dentro del ensamble de empaque 320. Como se muestra en la figura 3, un tornillo de ajuste
sellado 391 se acopla operativamente al retenedor 355 para mover el retenedor 355 a lo largo de una dirección axial hacia/desde la dirección del lado externo del cuerpo de válvula de control 390, debe ser apreciado por alguien con experiencia ordinaria en la técnica que el tornillo de ajuste 391 se puede sellar por varios métodos tales como un anillo o similares 392, como se muestra en la figura 3. En el presente ensamble de empaque de cartucho 300 ejemplar, el ajuste de la tensión de empaque resulta al girar el tornillo de ajuste 391 en una dirección en un sentido de las manecillas del reloj o viceversa dependiendo de si la tensión de empaque debe ser aumentada o ser disminuida. Es decir, el retenedor 355 se puede extraer hacia el lado externo del cuerpo de válvula de control 390 para comprimir adicionalmente al ensamble de carga para aumentar la tensión de empaque, según se desee. El ensamble de empaque 300 ejemplar también incluye un limitador de ajuste. El retenedor 355 puede viajar hacia el lado externo del ensamble de empaque hasta que la superficie superior 356 del ensamble de retenedor 355 entre en contacto con la superficie 397 del limitador del reborde 328. Un limitador alterno de ajuste se puede también colocar dentro del espaciador escalonado 341. Por ejemplo, una porción superior 343 del espaciador escalonado 341 se configura para cooperar con la perforación de empaque de reborde 352 tal que la porción superior se puede recibir dentro de la perforación de empaque de reborde 352 mientras que se ajusta la tensión de empaque. El espaciador escalonado 341 puede además estar
configurado tal que una porción inferior 344 puede acoplarse con un hombro para la perforación de empaque 353 para limitar el recorrido del espaciador escalonado para asegurar una tensión mínima de empaque para proporcionar un sello ambiental, o puede ser indicativo de que el sistema de empaque 320 debe ser substituido si el sellado no puede ser mantenido. Mientras que se ha mostrado y se ha descrito los que actualmente se consideran las modalidades preferidas de la presente invención, para los expertos en la técnica será obvio que varios cambios y modificaciones pueden realizarse hechos sin salirse del alcance de la invención según lo definido por las reivindicaciones anexas. Por ejemplo, el experto en la técnica debe apreciar que las presentes modalidades se pueden también utilizar con el sistema de empaque que tiene secciones transversales que no tienen el tipo de anillo en V tales como empaques de cordón formados por matriz o empaque estilo cuerda trenzada. Aunque ciertos aparatos, métodos, y artículos de fabricación se han descrito aquí, el alcance de la cobertura de esta patente no se limita a ello. Por el contrario, esta patente cubre todo el aparato, métodos, y los artículos manufacturados que entran dentro del alcance de las reivindicaciones anexas ya sea literalmente o bajo la doctrina de equivalentes.