sábado, 9 de mayo de 2015

Compresores neumáticos

Temario:
1.- Objetivo
2.- Introducción
3.- Compresor
4.- Aplicaciones
4.1.- Los compresores en la industria
5.- Tipos de compresor
5.1.- Compresor de émbolo
5.2.- Compresor de membrana
5.3.- Compresor de paletas
5.4.- Compresor tipo Roots (Lóbulos)
5.5.- Compresor de tornillo
5.6.- Compresor Radial
6.- Mantenimiento
7.- Conclusión
8.- Mapa mental
9.- Formulario
10.- Bibliografía 
1.-Objetivo

Nuestro objetivo de la siguiente investigación realizada es dar a conocer  e informar sobre el funcionamiento de un compresor, además de conocer los tipos que existen y las principales características individuales de cada uno, al igual que mencionar algunas ventajas y desventajas de usar la neumática, algunas de las aplicaciones, además del correcto mantenimiento a realizar en los compresores.
2.-Introducción
El aire comprimido se refiere a una tecnología o aplicación técnica que hace uso de aire que ha sido sometido a presión por medio de un compresor. En la mayoría de aplicaciones, el aire no sólo se comprime sino que también desaparece la humedad y se filtra. El uso del aire comprimido es muy común en la industria, tiene la ventaja sobre los sistemas hidráulicos de ser más rápido, aunque es menos preciso en el posicionamiento de los mecanismos y no permite fuerzas grandes.
Las aplicaciones del aire comprimido son muy diversas. Bien como fuente de energía o como aire acumulado para su uso posterior; el aire comprimido ha sido considerado por algunos autores como la cuarta energía.

 Ventajas
·        El aire es de fácil captación y abunda en la tierra
·        El aire no posee propiedades explosivas, por lo que no existen riesgos de chispas.
·        Los actuadores pueden trabajar a velocidades razonablemente altas y fácilmente regulables
·        El trabajo con aire no daña los componentes de un circuito por efecto de golpes de ariete.
·        Las sobrecargas no constituyen situaciones peligrosas o que dañen los equipos en forma permanente.
·        Los cambios de temperatura no afectan en forma significativa.
·        Energía limpia
·        Cambios instantáneos de sentido

Desventajas
·        En circuitos muy extensos se producen pérdidas de cargas considerables.
·        Requiere de instalaciones especiales para recuperar el aire previamente empleado.
·        Las presiones a las que trabajan normalmente, no permiten aplicar grandes fuerzas
·        Altos niveles de ruido generados por la descarga del aire hacia la atmósfera.

3.-Compresor
Un compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal es éste el caso del aire.
Esto se realiza a través de un intercambio de energía entre la máquina y el fluido en el cual el trabajo ejercido por el compresor es transferido a la sustancia que pasa por él convirtiéndose en energía de flujo, aumentando su presión y energía cinética impulsándola a fluir.

Principio básico de compresión
Durante la compresión mecánica de los gases:
§  La presión del aire aumenta
§  El volumen del aire reduce
§  La temperatura del aire se eleva
P x V = T
P= Presión
V= Volumen
T= Temperatura


4.-Utilización
Los compresores son ampliamente utilizados en la actualidad en campos de la ingeniería y hacen posible nuestro modo de vida por razones como:
·        Son parte importantísima de muchos sistemas de refrigeración.
·        Se encuentran en sistemas de generación de energía eléctrica.
·        Se pueden comprimir gases para la red de alimentación de sistemas neumáticos, los cuales mueven fábricas completas.
4.1.-Los compresores en la industria
El aire comprimido en una planta industrial se considera el cuarto recurso del cual no se puede prescindir, el aire comprimido resulta de vital importancia para la operación de maquinaria industrial y múltiples aplicaciones que permiten que la materia prima entre por un lado de la línea de producción y el producto terminado salga por el extremo opuesto. La falta (baja presión), el exceso (alta presión) o la inadecuada relación de consumo eléctrico/cfm generados causa que la producción se vea afectada por producto mal terminado o a un costo demasiado alto que a su vez perjudica la rentabilidad de la empresa.

Contar con un compresor de aire comprimido confiable y que consuma la energía eléctrica adecuada a la generación de aire garantiza que la producción no se detendrá, evitará desperdicio de material y más importante aún no generara costos adicionales de producción.
5.-Tipos de compresores
Alternativos: La compresión se realiza al aspirar aire de un recinto hermético y reducir su volumen hasta alcanzar la presión que se desea. Por ejemplo: Compresor de émbolo o compresor de membrana.
Rotativos: Basan su principio de funcionamiento en las leyes de la dinámica de fluidos. Transforman la energía cinética de un fluido en energía de presión. Por ejemplo: Compresor de paletas, Roots, Tornillo y Radiales.

5.1-Compresor de Émbolo
Es el más habitual en las industrias ya que es barato y robusto. Además que necesita lubricación para su funcionamiento y produce elevado calentamiento del aire.
Se puede utilizar tanto para equipos estacionarios como móviles, en una gran variedad de tamaños.  Los más grandes pueden llegar a entregar caudales superiores a los 500 m3/min. Las presiones suelen alcanzar los 6-7 bares.
Su principio de funcionamiento es sencillo. El eje desplaza a un émbolo con movimientos alternativos. En la fase de aspiración, el aire llena la cavidad del pistón. En la fase de compresión, al desplazarse el émbolo hacia arriba, reduce el volumen del aire y lo impulsa hacia la línea de distribución.
Para alcanzar mayores presiones y aumentar el rendimiento, algunos disponen de varios pistones (multietapas) dispuestos en serie. El aire que sale de una etapa se vuelve a comprimir en la siguiente, hasta alcanzar presiones cercanas a 200 bares.
  5.2.-Compresor de membrana

Su funcionamiento es similar a los de émbolo. Una membrana se interpone entre el aire y el pistón, de forma que se aumenta su superficie útil y evita que el aceite de lubricación entre contacto con el aire estos compresores proporcionan aire limpio, por lo que son adecuados para trabajar en industrias químicas o alimentarias.
Normalmente no superan los 30m3/h de caudal. Se utilizan para presiones inferiores a los 7 bares.
5.3.-Compresor de paletas
Estos compresores están constituidos por un rotor excéntrico que gira dentro de un cárter cilíndrico. Este rotor está provisto de aletas que se adaptan a las paredes del cárter, comprimiendo el aire que se introduce en la celda de máximo.
 Necesitan lubricación para las piezas móviles, reducir el rozamiento de las paletas y mejorar la estanqueidad.
Suelen utilizarse en campos o instalaciones que exijan caudales inferiores a 150m3/h y presiones máximas de 7 bares.
5.4.-Compresor tipo Roots (Lóbulos)

Estos compresores no modifican el volumen de aire aspirado, lo impulsan. La compresión se efectúa gracias a la introducción de más volumen de aire del que puede salir. Los caudales máximos está entorno a los 1500m3/h. Las presiones no suelen superar los 1-2 bares.
Su principio de funcionamiento se basa en aspirar aire e introducirlo en una cámara que disminuye su volumen. Está compuesto por dos rotores, cada uno de los álabes, con una forma de sección parecida a la de un ocho. Los rotores están conectados por dos ruedas dentadas y giran a la misma velocidad en sentido contrario, produciendo un efecto de bombeo y compresión del aire de forma conjunta.
5.5.-Compresor de tornillo
Son de los compresores ampliamente utilizados en la industria, junto con los de émbolo.
Funcionan mediante dos rotores helicoidales paralelos, que giran en un cárter en sentidos contrarios e impulsan el aire de forma continua. El rotor macho, conectado al motor, arrastra al rotor hembra como consecuencia del contacto de sus superficies, sin ningún engranaje auxiliar. El volumen libre entre ellos disminuye comprimiendo el aire.
Es necesario lubricar las piezas móviles con aceite, para evitar severos desgastes y refrigerar los elementos. Este aceite deberá separar del aire comprimido mediante un separador aire-aceite.
Pueden dar caudales elevados, 24000m3/h y presiones cercanas a 10 bares. También se pueden colocar en serie varias etapas, llegando a presiones de 30 bares.
5.6.-Compresor Radial

Se basan en el principio de la compresión de aire por fuerza centrífuga y constan de un motor centrífugo que gira dentro de una cámara espiral, tomando aire en sentido axial y arrojándolo a gran velocidad en sentido radial. La fuerza centrífuga que actúa sobre el aire lo comprime contra la cámara de compresión.

Pueden ser de una o varias etapas de compresión consecutiva, alcanzándose presiones de 8-12 bares y caudales entre 10000 y 20000m3/h. Son máquinas de alta velocidad, siendo este un factor fundamentalmente en el funcionamiento ya que está basado en principios dinámicos, siendo la velocidad de rotación del orden de las 15000 a 20000 r.p.m.
6.-Mantenimiento
Las operaciones de mantenimiento a efectuar sobre compresores incluirán:
Ø Anualmente:
a.     Limpieza interior de aceites y carbonillas.
b.     Válvulas de seguridad: comprobación de su status como dispositivo de control apto para este tipo de funciones. En caso de que sea necesaria su sustitución será posible exigir al instalador que efectúe el cambio que facilite una copia del certificado acreditativo del fabricante del dispositivo donde se especifique la capacidad de descarga de la válvula. En caso de que sea necesaria su sustitución sólo se empleará válvulas nuevas que llevarán o bien grabado o bien en una placa los siguientes datos: fabricante, diámetro nominal, presión nominal, presión de tarado y caudal nominal. Las válvulas sustituidas serán precintadas a la presión de tarado.
c.      Manómetros: ser comprobará su buen estado y funcionamiento. Así  mismo se comprobará que los manómetros existentes sean de clase 2.5 según el Reglamento de Aparatos a Presión. Si un manómetro necesita ser sustituido, sólo lo será por otro nuevo, de clase 2.5, según el citado Reglamento. Una vez sustituido se comprobará su correcto funcionamiento.
d.     Dispositivos de inspección y limpieza: se comprobará la accesibilidad a los orificios y registros de limpieza. En el caso de los purgadores, se comprobará su operatividad. Así mismo se comprobará el funcionamiento de los dispositivos de refrigeración y captación de aceite del aire alimentado.
e.     Engrase: el aceite que se emplee estará libre de materias resinificables. Se utilizará aceite de propiedades antioxidantes con punto de inflamación superior a 125ºC. Cuando la presión de trabajo sobrepase los 20 Kg/cm2, sólo deberán utilizarse aceites con punto de inflamación superior a 220ºC.
Ø Cada 10 años:
a.     Inspección visual exterior.
b.     Inspección visual interior.
c.      Prueba de presión: se efectuará una prueba a 1.5 veces la presión de diseño. Para la realización de esta prueba se contará con la presencia de un Organismo de Control Autorizado (O.C.A.), que levantará acta sobre la realización de las pruebas, entregando una copia al órgano Competente de la Administración (Conselleria d’Indùstria), otra copia al usuario del aparato, y quedando también una copia en poder del O.C.A. emisor de la misma.
Estas operaciones de mantenimiento deben ser supervisadas por el N3 responsable del área en la que se vaya a instalar el compresor. Así mismo, deberá archivar la documentación que este proceso genere

7.-Conclusión
El conocimiento de los distintos tipos de compresores que actualmente utilizan las empresas, es absolutamente necesario para el desempeño de un mecánico en mantención.
Es por ello que el presente trabajo tiene como finalidad entender de manera sencilla el funcionamiento de los compresores anteriormente descritos y de esta forma, comprender la importancia de estos.  Conocer los diferentes tipos que existen, que tipo de compresor nos es más útil para cada trabajo o acción a realizar.
De igual forma en búsqueda de vídeos y películas con la finalidad de tener un mayor aprendizaje y entendimiento de los compresores. 

8.-Mapa mental

9.-Formulario
10.-Bibliografía



lunes, 13 de abril de 2015

Bitácora del mes de abril





Válvulas de bloqueo y válvulas de caudal oleohidráulicas.

Temario:
1.- Objetivo
2.- Introducción
2.1-Válvulas hidráulicas
3.- Válvulas antirretorno o CHECK
4.- Válvulas CHECK pilotadas
5.- Válvulas de paso oleohidráulicas
5.1.- Válvula de bola o mariposa
5.2.- Válvula de compuerta
6.- Válvula reguladora de caudal
6.1.- Válvula reguladora de caudal no compensada
6.2.- Válvula reguladora de caudal compensada
7.- Válvula unidireccional
7.1.- Válvula reguladora de caudal unidireccional compensada en la presión y temperatura
8.- Válvula reguladora de caudal de dos vías 
9.- Conclusión o resumen 
10.- Mapa mental
11.- Formulario
12.- Bibliografía

1.- Objetivo
El objetivo de el siguiente trabajo realizado es dar a conocer cuales son las funcionalidades de los diferentes tipos de válvulas oleohidráulicas que a continuación se mencionan. Haciendo una investigación detallada, brindando características principales de cada una de ellas. Además de tener conocimiento sobre la simbología de las mismas, al igual que brindar información especifica, que nos sirve para tener un mayor entendimiento de los mecanismos.
2.- Introducción
La oleohidráulica es una rama de la hidráulica. El prefijo "oleo" se refiere a fluidos derivados básicamente del petróleo como, por ejemplo, el aceite mineral. En esencia, la oleohidráulica es la técnica aplicada a la transmisión de potencia mediante fluidos incompresibles confinados.
Ventajas 
  • La oleohidráulica posee la ventaja sobre el agua, de que no corroe los componentes internos de los circuitos en los cuales el aceite trabaja, permitiendo así una mayor vida útil de estos componentes.
  • El aceite en circuitos hidráulicos también tiene la propiedad de lubricar y sellar entre cámaras debido a las pequeñas áreas entre cada componente.
  • El aceite a altas presiones se comporta como un sólido y tiene un rango de compresión despreciable.
  • Sirve para manipular aceites que se utilizan para la circulación de gasolina.

2.1.- Las válvulas hidráulicas
Son elementos de regulación, de control y mando de la circulación del fluido hidráulico por el interior del circuito, pueden ser: controladoras de presión, de caudal, direccionales o distribuidoras, válvulas de bloqueo o de cierre.
Todos los sistemas hidráulicos utilizan válvulas para accionar los cilindros y los motores y para controlar otros requisitos de caudal de fluido y presión del sistema.
Según su función las válvulas de presión se clasifican en:
- Válvulas de seguridad: este tipo protegen al circuito de sobrepresiones. Son válvulas normalmente cerradas, que cuando se alcance una presión límite se activan y descargan el fluido.
-Válvula de compensación de carga: este tipo se utilizan para mantener una presión mínima, evitándose así que se pueda reducir un fenómeno de embalamiento por ausencia de una resistencia en el circuito.

-Válvulas de caudal, limitan el caudal máximo que circula por el circuito, derivando el exceso de caudal al tanque de retorno.

-Válvulas direccionales, distribuyen el flujo dentro del circuito hidráulico. Las hay de varios tipos:
  •  Válvulas antirretorno.
  • Válvulas distribuidoras, pueden ser correderas o rotativas. En correderas las conexiones se suelen denominar: P, para la línea de presión; T, la de retorno a tanque; A,B..., las distintas líneas a actuadores, como se muestra en la figura siguiente.


3.- Válvulas antirretorno o CHECK

También llamadas válvulas de retención, válvulas uniflujo o válvulas check, tienen por objetivo cerrar por completo el paso de un fluido en circulación  en un sentido y dejar paso libre en el contrario. Tiene la ventaja de un recorrido mínimo del disco u obturador a la posición de apertura total.
Se utilizan cuando se pretende mantener a presión una tubería en servicio y poner en descarga la alimentación. El flujo del fluido que se dirige desde el orificio de entrada hacia el de utilización tiene el paso libre, mientras que en el sentido opuesto se encuentra bloqueado
Las válvulas antirretorno son ampliamente utilizadas en tuberías conectadas a sistemas de bombeo para evitar golpes de ariete, principalmente en la línea de descarga de la bomba.
Ejemplos de válvulas CHECK















4.-Válvulas CHECK Pilotadas
Pilotada válvulas de retención (también referido como PO válvulas de retención), son válvulas de retención que pueden ser abiertas por una presión piloto externo. Así, PO checks, el flujo de bloque en una dirección, como válvulas de retención estándar, pero puede ser liberada una vez una presión piloto adecuado se aplica. La libre circulación se permite en la dirección inversa. PO checks se utilizan a menudo para bloquear de manera positiva un cilindro de doble acción.

Hay dos tipos de válvulas piloto de chequeo de operación; estilo cartucho roscado y estilo pistón piloto. Estas válvulas funcionan mejor cuando se utiliza junto con una válvula de control que ventila los puertos de la válvula al tanque cuando está centrado.


5.-Válvula de paso oleohidráulicas

Una válvula es un Mecanismo que regula el flujo de la comunicación entre dos partes de una máquina o sistema. Sin embargo las tres acepciones siguientes se refieren a mecanismo que dejan pasar un fluido en un sentido y lo impiden en el contrario.
Las válvulas se dividen en las siguientes categorías cuando son divididas por construcción y características:
  • Si el elemento de cierre 'rota' en la vía de circulación para detener el flujo, por ejemplo: válvula de bola, válvula de mariposa.

  •  Si el elemento de cierre de la válvula es 'insertado' en la vía de circulación para detener el flujo, por ejemplo: válvula de compuerta.




5.1.-Válvula de bola

·       Ofrecen muy buena capacidad de cierre y son prácticas porque para abrir y cerrar la válvula es tan sencillo como girar la manivela 90°. 
·       La disminución del riesgo de fuga de la glándula sello, que resulta debido a que el eje de la válvula solo se tiene que girar 90°.
·       Es para uso exclusivo en la posición totalmente abierta ó cerrada. No adecuada para su uso en una posición de apertura parcial para ningún propósito, tal como el control de caudal.
·       Hace uso de un anillo suave conformado en el asiento de la válvula. Si se deforma, sus propiedades de sellado se vulneran y esta fugará como consecuencia de ello.



5.2.-Válvula de Compuerta

·       El tipo de válvula más simple es la válvula de compuerta común.
·       El flujo se controla acercando o alejando el vástago de la válvula del asiento de la válvula. Esta válvula sencilla también puede afectar la presión del circuito.
·       A medida que se cierra la abertura entre el asiento de la válvula y el vástago, se restringe el flujo, haciendo que caiga la presión del lado posterior a la válvula. Este fenómeno se llama “efecto del orificio restrictor”.
·       Una de las principales características de este tipo de válvula es la pequeña caída de presión cuando está totalmente abierta.



6.-Válvula reguladora de caudal
Las válvulas reguladoras de caudal son las que delimitan el volumen de líquido por unidad de tiempo que pasa a través del sistema. Las válvulas reguladoras de caudal tienen también muchas aplicaciones dentro de los sistemas hidráulicos ya que sirven para variar la velocidad de los movimientos.


6.1.-Válvulas Reguladoras de Caudal No Compensadas (Válvulas de Aguja)
 El método más simple de regular el caudal es mediante la válvula de aguja. Un cono conectado al mando de regulación abre o cierra el paso según se separe más o menos de su asiento. Es decir, a medida que se va aflojando el mando se va incrementando el área de paso de fluido, permitiendo un mayor caudal. En este tipo el caudal regulado está influenciado por la presión del circuito ya que al incrementar la presión también aumentará el caudal que pasa a través de la válvula (con una mayor pérdida de carga y aumento de temperatura).

6.2.-Válvulas Reguladoras de Caudal Compensadas
Las válvulas de regulación compensadas mantienen el caudal constante independientemente de la diferencia de presión del fluido. Mientras en las no compensadas el caudal se incrementa en función de la presión, en las compensadas el caudal se mantiene constante a pesar de la variación de presión. Estas válvulas compensadas son las más utilizadas ya que mantienen las velocidades de los actuadores dentro de unos límites mucho más definidos que las válvulas no compensadas.

7.-Válvulas Unidireccionales
Las válvulas unidireccionales son, como su propio nombre indica, válvulas que permiten el flujo del fluido sea en un sólo sentido, y evitan el flujo en sentido inverso.

Regulador unidireccional
Existen dos tipos de reguladores: de un solo sentido (unidireccional) y de dos sentidos.

7.1.-Válvula reguladora de caudal unidireccional compensada en la presión y temperatura.


Funcionamiento
— La válvula RPC1 es una reguladora de caudal compensada en presión y de temperatura.
— El caudal se regula mediante un pomo graduado que modula la apertura de la luz de control y que puede ser bloqueado en cualquier posición de regulación. La regulación se efectúa mediante tres vueltas; bajo pedido, se encuentra disponible la opción de regulación con una única vuelta del pomo: RPC1*/M.
— Se encuentra disponible en siete diferentes campos de regulación de caudal de 0,5 l/min a 30 l/min.

8.-Válvula reguladora de caudal de dos vías
Características 
– Válvula de placa intermedia
– Posición de las conexiones según DIN 24340 forma A
– Posición de las conexiones según ISO 4401-03-02-0-05 (con orificio de fijación)
 – Con 1 ó 2 cartuchos reguladores de caudal
– Tipo de ajuste con hexágono interno
Funcionamiento
La válvula tipo Z2FRM es una válvula direccional reguladora de caudal de 2 vías en diseño de placa intermedia. Se emplea para mantener constante un caudal independientemente de la presión y temperatura. Consta básicamente de carcasa (1) y uno o dos cartuchos reguladores de caudal. La regulación de caudal desde el canal A②/B② hacia el A①/B① se efectúa en el punto de estrangulación (3). La sección de estrangulación se ajusta girando el variador (2) entre el punto de estrangulación (3) y el perno de estrangulación (4). Luego del punto de estrangulación (3) está conectado un compensador (5) para mantener constante el caudal en el canal A①/B① independientemente de la presión.
El compensador (5) es presionado por el resorte (7) contra el tornillo de cierre (8) manteniéndose así abierto cuando la válvula no es atravesada. Si se atraviesa la válvula, la presión existente en el canal A②/B② ejerce una fuerza sobre el compensador (5). Este va a la posición de regulación hasta que exista un equilibrio de fuerzas. Si aumenta la presión en el canal A②/B②, el compensador (5) se desplaza en sentido de cierre hasta que se dé nuevamente un equilibrio de fuerzas. Debido al constante reajuste del compensador se logra un caudal constante. El retorno libre desde el canal A①/B① hacia el canal A②/B② se efectúa a través de una válvula antirretorno (6).

9.-Conclusión o resumen.
En el trabajo ya realizado, damos a conocer algunas de las diferentes tipos de válvulas oleohidráulicas, las cuales mencionamos en éste trabajo de tipo CHECK, CHECK pilotada, las cuales como ya sabemos son válvulas que tienden a permitir el flujo en un solo sentido, ya que opone el paso al fluido de forma contraria, las cuales están vigiladas. Válvulas de paso, reguladora unidireccional y reguladora de caudal de dos vías, estás reguladoras nos permiten regular la velocidad de nuestro actuador, ya sea de tipo cilindro neumático o motor.
Elaborando una investigación la cual nos detalla cual es el funcionamiento y algunas de las características más distinguidas de cada una de estas válvulas, los objetivos, además ilustrando para mejorar el aprendizaje de éstas. Por ejemplo las válvulas CHECK tienen por objetivo cerrar por completo el paso de un fluido en circulación  en un sentido y dejar paso libre en el contrario. Los diferentes tipos de válvulas de paso y sus diferentes tipos de accionamientos de las mismas.
También en búsqueda de vídeos o películas con la finalidad de tener un mayor aprendizaje y mejor entendimiento para el conocimiento de las diferentes válvulas. 

10.-Mapa mental

11.-Formulario
12.-Bibliografía
http://www.oleosistemas.com.mx/productos2.php?id=3
http://www.hidranaven.com/pdf/direccionales.pdf
http://ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn212.html#seccion32
http://www.sohipren.com/imagenes/pdf1/Manual_Basico_de_Oleohidraulica.pdf
http://www.boschrexroth.com/ics/Vornavigation/VorNavi.cfm?Language=ES&Region=none&VHist=&PageID=p537695
http://www.boschrexroth.com/RDSearch/rd/r_28163/rs28163_2009-02.pdf
http://www.duplomatic.com/assets/SchedeTecniche/ES/32200.pdf
http://www.tlv.com/global/LA/steam-theory/types-of-valves.html
http://www.carrlane.com/catalog/index.cfm/28025071F0B221118070C1C513E111D081B0006280B1713050245221E0107070F1A3C3B28535240595F