Relación de compresión neumática

PROPIEDADESYPRINCIPIOSFÍSICOSDELAIRECOMPRIMIDO

El airecomprimido es una de las formas de energía más antigua que conoce el hombre, aprovechándose de sus recursos físicos.

La neumáticaesel conjuntodelasaplicaciones técnicas(transmisióny transformaciónde fuerzasymovimiento)queutilizanlaenergíaacumuladaenelaire comprimido.

La técnica de la neumática en la industria se dio a partir de 1950 con la introducción de la automatizaciónen los procesos de trabajo, aunque al comienzo fue rechazada por su  desconocimiento.  Hoy  en  día  no  se  concibe  una  explotación industrial sin aire comprimido. La automatización permite la eliminación total o parcial de la intervención humana. Asume algunas funciones intelectuales más o menos complejas de cálculo y de decisión.

La “neumática convencional” es la tecnología que emplea elementos neumáticos con partes mecánicas en movimiento. La energía estática contenida en un fluido bajo presión de 3 a 10 Kg/cm2es transformada en energía mecánica mediante los actuadores (cilindros o motores).

La utilización de la neumática está dividida en dos clases de aplicaciones:

1.  Trabajosdepotencia, mediante motores y cilindros neumáticos

2.  Trabajosdemando, mediante válvulas distribuidoras

PROPIEDADESDELAIRECOMPRIMIDO:VENTAJASE INCONVENIENTES

Entrelasprincipalesventajasdelairecomprimido se destacan:

• Abundante: el aire para su compresión está en cantidades ilimitadas.
• Transporte: se transporta fácilmente por tuberías sin necesidad de retorno.
• Almacenable: se puede almacenar en depósitos, botellas y utilizarse de éstos.
• Temperatura:  no  tiene  peligro  de  explosión  ni  incendio,  por  lo  que  sus instalaciones son más baratas.
• Limpio: en caso de falta de estanqueidad, no produce ensuciamiento. Esto es importante por ejemplo para las industrias alimentarias, de madera, textiles, etc.
• Elementos:  son  simples  y  por  lo  tanto  económicos  con  relación  a  otras tecnologías, además de una larga vida.
• Velocidad: su desplazamiento es rápido, permitiendo velocidades de trabajo elevadas.

DEPÓSITO

El complemento del compresor es el depósitoo acumuladory tiene las siguientes funciones:

1.  Amortiguar  las  pulsaciones  del  caudal  de  salida  de  los  compresores alternativos

2.  Permitir que los motores de arrastre de los compresores no tengan que trabajar de manera continua, sino intermitentemente.

3.  Hacer frente a las demandas puntuales de caudal sin provocar caídas en la presión

En general son cilíndricos, de chapa de acero y van provistos de varios accesorios tales como un manómetro,válvuladeseguridad,válvuladecierre, grifodepurgadecondensados, así como un presostato (en los pequeños) para arranque y paro del motor.

Los depósitos para pequeños compresores suelen ir montados debajo del mismo  compresor  y  en  sentido horizontal. Para  grandes  caudales  suelen  ir separados  y  en  sentido  vertical,  disponiendo  de  otros  accesorios  como termómetro y trampilla de acceso.

Su tamaño depende de varios factores como el caudal de suministro del compresor, de la demanda de aire, del volumen suplementario de las tuberías, del tipo de refrigeración para determinar los periodos aconsejables de paro, etc.

FILTROCONREGULADORDE PRESIÓN

Elfiltro tienecomo misiónextraerdelaire comprimido circulante todas las impurezas y el aguacondensada.

Hay diferentes tipos: con o sin regulador de presión y purga. Además suelen llevar incorporado, los que poseen el regulador de presión, un manómetro.

El aire limpio pasa entonces por el regulador de presión.Lafuncióndelregulador depresiónes mantenerlapresióndetrabajoconstante,aunquelapresióndelared varíeolohagael consumodeaire. La presión primaria debe ser siempre mayor a la secundaria o de trabajo.

Con el tornillo superior regulamos la fuerza del muelle que se opone a otra fuerza por el otro lado, originada por la presión de trabajo.

Si la presión de trabajo aumenta, aumenta la fuerza contraria al muelle. Esto hace disminuir el caudal de aire que pasa, bajando la presión en el secundario. La sobrepresión  suele  eliminarse  por  medio  de  unos  orificios  de  escape.  Si  por  el contrario la presión de trabajo disminuye, disminuye la fuerza contraria al muelle. Esto origina una entrada mayor de caudal, restableciendo la presión de trabajo.

MANÓMETRO

A la salida del secundario del regulador se coloca un manómetro que nosdirá en cada momentolapresióndetrabajoque tenemos.

Se basa en la deformación que sufre un tubo de metal de paredes delgadas, con la combinación de la presión del aire en su interior y la atmosférica en el exterior. Al aumentar la presión interior (2) del tubo, aumenta su radio y transmite a través de una biela (3) y sector dentado (4) movimiento a un indicador (6) a través de un piñón (5). En una escala (7) se mide la presión.

LUBRICADOR

Ellubricadortienecomomisiónreducirelrozamientodeloselementos móvilesde losaparatosneumáticosyprotegerloscontralacorrosión. Se basan en el efecto Venturi, derivado del Teorema de Bernoulli.  Se aprovecha la depresión que se produce entre la entrada de la “tobera” y la zona más estrecha para aspirar líquido (aceite) de un depósito         y mezclarlo con el aire. Al existir un estrechamiento en la tubería, la presión en esa zona disminuye y si colocamos un tubo con aceite, la diferencia de presión aspira el líquido, las gotas de éste son pulverizadas por el aire y quedan mezcladas con él.

UNIDADDE MANTENIMIENTO

Se  denomina  unidad de mantenimiento a  la  combinación  de  los  elementos siguientes:

1.  Filtro de aire comprimido

2.  Regulador de presión (generalmente con manómetro)

3.  Lubricador de aire comprimido

CILINDROSNEUMÁTICOS

Un cilindro neumático consta principalmente de un tubo cilíndrico (camisa1)
De acero embutido  sin  costuras  con  un gran acabado interno (bruñido) para minimizar el desgaste; una tapa  generalmente  de  fundición de aluminio (cabezalanterior3
) en la parte del vástago y otra (cabezal posterior 2
) en el otro extremo;   émbolo   generalmente de aleación ligera o acero bonificado con mangúito dedoblecopa (8)
;y vástago (4)
De acero bonificado al cromo para evitar su corrosión con juntas(9)
.  Entre el vástago y el cabezal anterior llevan un cojinete(6)
Generalmente de bronce sinterizado que sirve de guía al vástago, y  un  collarín obturador (5)
Para  hermetizar  el  vástago.  Delante  del  casquillo  del cojinete se encuentra un arorascador(7)
Que impide la entrada de suciedad en el interior del cilindro.

CILINDROSDESIMPLEEFECTO

Tienen una sola conexión de aire, trabajando solo en un sentido. Generalmente,  la  carrera  activa  es  la  de “vástago  saliente”,  realizándose  el retorno  bien  por  muelle  o  por  una  fuerza  externa.  Suelen  ser  de  diámetro pequeño y carrera corta (hasta 100 mm), debido al muelle. Se utilizan para sujetar, expulsar, apretar, alimentar, levantar, etc.

CILINDROSDEDOBLEEFECTO

Poseen dos tomas de aire situadas a ambos lados del émbolo. Son los más utilizados, aprovechando la carrera de trabajo en los dos sentidos.

Las ventajas con relación a los de simple efecto son, entre otras:

Aprovecha toda la longitud del cuerpo del cilindro como carrera útil.

No realiza trabajo en comprimir el muelle.

Se puede ajustar con mayor precisión en régimen de funcionamiento.

A igualdad de presión, la fuerza del émbolo es mayor en el avance que en el retroceso, debido a la mayor sección.

La carrera no tiene la limitación de los de simple efecto al no poseer muelle, pero no puede ser muy larga debido al peligro de pandeo y flexión del vástago.

Lasválvulassonelementosque regulanlapuestaen marcha,elparo, ladirección,la presiónoelcaudal defluido. 

Según dicha función, las válvulas se dividen en: 

• Válvulasdistribuidoras, de vías o de control de dirección: interrumpen, dejan pasar o desvían el fluido.
• Válvulasdebloqueo: suelen bloquear el paso de caudal en un sentido y lo permiten en otro.
• Válvulasdepresión: mantienen constante una presión establecida.
• Válvulasdecaudal: dosifican la cantidad de fluido que pasa por ellas en unidad de tiempo.
• Válvulas de cierre: abren o cierran el paso de caudal, pudiendo ser el paso en ambas direcciones.

Relé

El elemento básico de los automatismos cableados es el reléy su hermano mayor el contactorya que ambos realizan básicamente la misma función. El relé es un elemento electromagnético, su nombre deriva del francés relaisque podríamos traducir por revelador, si bien el término más comúnmente utilizado y admitido es el de relé.

Podríamos definirlo como un componente eléctrico que al recibir excitación en su bobina actúa abriendo o cerrando sus contactos, estos a su vez pueden controlar otro componente o circuito eléctrico.

Un relé se compone básicamente de una bobinacon un núcleo magnético y unos contactosunidos mecánicamente a una armadura móvil. Al recibir tensión suficiente, la bobina crea un campo magnético en el núcleo, este atrae a la armadura de material ferromagnético que al moverse arrastra consigo a los contactos de forma que los abiertos se cierren y los cerrados se abren.

TIPOS DE COMPRESORES

Émbolo oscilante

• Pistón.
• Pistón con etapas.
• Membrana.

Émbolo rotativo

• De paletas.
• De tornillo.

Turbocompresor

• Axial.
• Radial

UNIDAD DE MANTENIMIENTO

Es el conjunto de filtro, regulador de presión y lubricador y disponen de él todas las instalaciones.

El filtrado se realiza con filtros y suele haber en la instalación con elementos filtrantes de mayor o menor eficacia según la necesidad.

Los reguladores de presión mantienen la presión de salida en el valor deseado y establecido por el muelle, sobre el que se actuará por medio del tornillo inferior