IEM-CHN: UNIDAD 2 "ELEMENTOS NEUMÁTICOS E HIDRÁULICOS"

2.1 PRODUCCIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE AIRE COMPRIMIDO

El componente principal de producción de aire es, sin lugar a dudas, el compresor. Este elemento se encarga de captar el aire atmosférico de su entorno, elevar la presión del mismo y, después, alimentar el depósito y la canalización principal. Existen compresores de distintos tipos, que veremos más adelante.

El aire, tal y como sale del compresor, es prácticamente inutilizable ya que lleva en suspensión impurezas atmosféricas, agua y restos de aceite, además de obtenerse a alta temperatura debido al proceso de compresión. Ello significa que en el grupo de producción deben estar presentes también otros componentes auxiliares que hagan, con su presencia, que el aire pueda ser utilizado sin problemas en los diferentes consumidores.

Antes de ser conducido a las canalizaciones finales, el aire comprimido es almacenado en depósitos y acumuladores que, además de asegurar un cierto abastecimiento, eliminan las fluctuaciones de presión que se producen, tanto en los compresores, como en las máquinas de concepción neumática.

Aunque las tendencias modernas se inclinan hacia la posibilidad de utilizar aire no lubricado en los circuitos, todavía predomina y, posiblemente durante cierto tiempo, el aire con un tratamiento final en la entrada de los circuitos, como filtrado de impurezas, decantado del agua en suspensión y lubricado mediante partículas de aceite finamente dispersas en el seno del mismo.

La distribución de aire comprimido se realiza por medio de una red de canalizaciones que parten del depósito y llegan a los puntos de consumo formando un circuito cerrado. La red ha de tener una inclinación del 2 al 3 %.

A lo largo del circuito se disponen purgas automáticas para evacuar el agua. En las instalaciones en las que no se dispone de un conjunto deshumectador, las tomas para el consumo se efectúan en la parte superior de la tubería de alimentación para dificultar el arrastre del agua de condensación.

Para la conexión a los distintos aparatos consumidores se disponen enchufes rápidos, aunque, también se utilizan para conectar mangueras o entre manguera y aparato consumidor adaptadores y acoplamientos.

Las conexiones entre los puntos de toma de aire y los elementos consumidores se efectúan a través de mangueras. Estas mangueras suelen ser de goma y llevan un trenzado interior que según la presión de trabajo será textil o de acero.

Referencias

http://www.google.com.mx/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=web&cd=4&sqi=2&ved=0CEgQFjAD&url=http%3A%2F%2Fcatedu.es%2Faratecno%2Fimages%2Frafael%2Fapuntes%2520neumatica.doc&ei=qkklUqTDL6KC2wWWk4CIBg&usg=AFQjCNG4P1hS90It0hV2CbTXBVAWdhg0gg&sig2=5y2akgyj5iMUhNnQN4TFgA&bvm=bv.51495398,d.b2I

http://www.google.com.mx/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=web&cd=1&sqi=2&ved=0CCwQFjAA&url=http%3A%2F%2Fefamoratalaz.com%2Frecursos%2F1%25C2%25BAEl-Fluidos-T2.pdf&ei=qkklUqTDL6KC2wWWk4CIBg&usg=AFQjCNHFrOyAH3F3d3xodWklS0ekCG-bCw&sig2=5tnopWR1_k4luKw9xGpoVQ

2.1.1 TUBERÍAS, FILTROS, DEPÓSITOS, ACUMULADORES, MANGUERAS Y UNIONES

Tuberías

Filtros: Elimina la humedad y partículas de polvo contenidas en el aire. Incluye una llave de purga para desalojar los líquidos condensados.

Filtros de partículas

Filtros coalescentes

Filtros de carbón activado

Depósito o acumulador

La mayoría de los compresores incluyen un depósito o tanque que actúa como acumulador.

El aire comprimido generado por el compresor se almacena en el depósito, para evitar que el compresor tenga que estar siempre trabajando. El compresor sólo se vuelve a poner en marcha cuando la presión en el depósito sea baja (ahorrando así la gasolina o electricidad necesarias para mover el motor del compresor).

Los depósitos cuentan con varios dispositivos asociados:

· Presostato: se trata de un sensor de presión que conecta o desconecta el motor del compresor. Si la presión del depósito desciende, el presostato activa el compresor para mantener la presión en el depósito.

· Válvula de seguridad: En caso de avería del compresor, se podría inyectar aire comprimido al depósito de forma continuada, provocando un peligroso aumento de la presión en el depósito. Para evitar esta situación, el depósito añade una válvula que deja escapar aire al exterior en caso de que la presión sea muy alta.

· Regulador: es una válvula ajustable que permite controlar la presión que se envía al circuito, dejando salir más o menos aire. Cuenta con un manómetro para conocer la presión entregada.

Depósitos de aire comprimido

Uniones

2.1.2 DIMENSIONAMIENTO DE LOS CONDUCTORES DE ACUERDO A LOS REQUERIMIENTOS DE FLUJO

Dimensión de la red

El dimensionado de las tuberías de distribución del aire comprimido, debe

hacerse teniendo en cuenta los siguientes parámetros:

Caudal máximo solicitado (teniendo en cuenta las posibilidades de
ampliación).
Longitud de tubería
Presión de servicio
Dificultad del tendido
Caída de presión admitida

La presión óptima de funcionamiento es de 7 bar; a presiones más altas aumentan las fugas y a más bajas hay que sobre dimensionar las tuberías y los elementos de trabajo.

La caída de presión de la tubería de conducción de aire entre la salida del acumulador y el punto de utilización, no debe ser superior a 0.1 bar.

Puede calcularse analíticamente con la ecuación:

Donde:

Dp = caída de presión en bar

b = coeficiente de resistencia

v = velocidad del aire en m/s (*)

L = longitud de la tubería en metros

p = presión de la red en bar

R = constante del aire (29.27)

T = temperatura absoluta en ºK

D = diámetro interior de la tubería en mm.

G = caudal en Kg/hora (1,293x60 Nm3/min)

(*) v < 6 m/s en la tubería principal y 10 < v < 20 m/s en tuberías secundarias.

En la práctica, para el dimensionado de las tuberías se utilizan monogramas y tablas de longitud de tubería equivalente.

Tendido de la red

En las redes de distribución del aire comprimido, no sólo es importante el correcto dimensionado, si no también la correcta instalación de las mismas.

Las tuberías necesitan una vigilancia y mantenimiento regulares, por lo que no deberán instalarse en emplazamientos angostos, ya que la detección y reparación de fugas o averías resultará muy difícil.

Siempre que no se disponga de un equipo de secado que garantice la imposibilidad de condensación de agua en la red, las tuberías principales deberán colocarse con una inclinación descendente de un 2 ó 3 % en el sentido de circulación del aire, para que el agua condensada pueda evacuarse al exterior a través de purgas colocadas en los puntos más bajos de la instalación.

Las derivaciones de tomas de aire de la red principal, se harán siempre por la parte superior de la tubería.

Para el tendido de la red principal se adoptan tres sistemas:

En circuito abierto, que se emplea en instalaciones de bajo consumo. Su tendido es lineal, la estación de compresión se conecta en un extremo y el otro está cerrado.

En circuito cerrado, que se usa en instalaciones con consumos intermedios o altos. Su tendido forma un anillo y la presión se mantiene más uniforme.

Las redes mixtas están formadas por una red cerrada de la que se derivan varias redes abiertas.

Los materiales empleados pueden ser, acero, cobre, latón o materiales plásticos; deben de ser resistentes a la oxidación y fáciles de instalar. Las tuberías de caucho no deben instalarse si no es en casos en los que se precisa de una flexibilidad máxima.