generaciÓn y distribuciÓn de aire … · una protección duradera de sus equipos gracias a la...

capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización

Micro Pneumatic S.A.Regional [email protected]

GENERACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE AIRE COMPRIMIDO

mailto:[email protected]


1. Generación

2. Tratamiento

3. Distribución

4. Componentes Neumáticos

Automatización Industrial

Aire Comprimido


Tratamiento

Distribución

Sistema Neumático Básico

Componentes Neumáticos

Generación


Generación del Aire Comprimido


COMPRESORES

Admisión Descarga

Generación del Aire Comprimido


COMPRESORES DE TORNILLO

Producción del Aire Comprimido


Generación de Presión

Gases propios de su

composición N,O,H,etc.

Polvo ambiental

Agua (fase vapor)

Otros gases y

vapores contaminantes

- Gases propios de su

composición (N,O,H, etc..)

- Polvo ambiental fino

- Agua (fase liquida)

- Otros gases y vapores

contaminantes semilíquidos

- Aceite degradado del

compresor

- Partículas de desgaste del

compresor

+Partículas

desprendidas

de tuberías

Problemas en

la utilización:

Corrosión en tuberías metálicas

Obstrucción de boquillas de arenado

Proyección de gotas en instalaciones de pintura

Oxidación de internos en componentes y herramientas

Desgaste prematuro de componentes y herramientas

Atasque de los accionamientos

Aire Atmosférico A La Salida Del Compresor

+

Tuberías


0.001

0.005

0.01

0.05

0.1

0.5

1

5

10

50

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15

10°C

20°C

40°C

50°C

60°C

-20°-

0°C

- 10°C

- 30°C

- 40°C

Hu

med

ad

, g

rs.

De a

gu

a/

Kg

air

e

Presión efectiva, Kg/cm2

Cálculo de condensados

Cantidad de agua en el aire comprimido

C= 7,2 x 10-4

x G x ø x ( Xsi - Xsf)

donde:

C: condensados (Lh)

G: caudal nominal aspirado por el

compresor (Nm3min)

: porcentaje de servicio en carga

del compresor= tiempo de

carga/tiempo de maniobra en %

Xsi: humedad absoluta del aire

aspirado (gKg aire seco)

Xsf: humedad absoluta del aire

comprimido (g/Kg aire seco)


Ejemplo: T.ambiente = 20° C

Humedad Rel. = 80%

Q.aspirado x comp. = 8m3/min

% servicio comp. = 75%

Punto 1: 12g agua/Kg de aire seco Prelat1 = Atm.

Punto 2: 1,5g agua/Kg de aire seco Prelat2 = 8bar

=>C = 7,2 x 10-4 x G x ø x ( Xsi – Xsf)

=>C = 7,2 x 10-4 x 8m3/min x 0,75 x (12 – 1,5)g/Kg

=>C = 4,53 l/h

Cantidad de agua en el aire comprimido


Tratamiento del Aire Comprimido


Secador

por absorciónSecador a

membrana

Cíclo frigorífico



Recomendado en demandas

constantes

Recomendado en demandas

variables




Cíclo Frigorífico



1. Gabinete

2. Compresor Frigorífico

3. Condensador

4. Intercambiador de Calor

5. Circuito Frigorífico

6. Sistemas de Purga de

Condensados


Méritos de Cada Sistema de Secado

Item Secador FrigoríficoSecador por

Adsorción

Secador por

Absorción

Caida de Presión 2 1 3

Afectación del Aceite 1 2 2

Variación del punto de

rocío según material

Secante

1 1 3

Contaminación del

sistema1 2 3

Reposición del secante 1 2 3

Automaticidad 1 1 3

Referencias: 1. Bueno 2. Regular 3. Excesivo


• Corrosión en tuberías metálicas• Entorpecimiento de los accionamientos

mecánicos• Error en las mediciones en los equipos de

control• Obturación de boquillas de arena• Obturación de pistolas de pintura• Degradación del poder lubricante de los

aceites• Bajo rendimiento de la instalación• Atascamiento de las válvulas• Prematuro desgaste de órganos móviles,

etc.

Problemas por condensados en el sistema


ClaseMáx.. Tamaño

de las partículas (µ).

Máx.. Densidad de las partículas

(mg/m³).

Punto de condensación

(°C).

Concentración de gua (mg/m³)

Concentración de aceite (mg/m³).

1 0.1 0.1 -70 3 0.01

2 1 1 -40 120 0.1

3 5 5 -20 880 1

4 15 8 +3 6000 5

5 40 10 +7 7800 25

6 - - +10 9400 -

Calidad del Aire a presión Norma ISO 8573-1


Distribución del Aire Comprimido


CALCULOS DE LOS CONSUMOS EN PLANTA

Orificios o Picos de soplado:

Diámetro

agujero

(mm)

Perdidas de

aire a 6 Bar (Nm³/h)

Potencia

necesaria de

reposición Kw.

CV Costo Hora Diario

(12horas)

Mes (30 días)

1 3,6 0,3 0,4 $ 105 $ 1.260 $ 37.800

3 36 3,1 4,2 $ 1085 $ 13.020 $ 390.600

5 97,2 8,3 11,2 $ 2.905 $ 34.860 $ 1.045.800

10 378 33 44 $ 11.550 $ 138.600 $4.158.000

Valor Kwh = $350


Generación y distribución de Aire Comprimido

DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO:

Redes de distribucion: (consideraciones)

Ubicación de los puntos de utilización.

Ubicación de las máquinas

Configuración del edificio

Actividades dentro de la planta industrial




Redes de distribucion: (Principios)

Recorridos cortos y rectos, reduciendo accesorios.

Montaje aéreo, por mantenimiento, y dilatación de los tubos.

Tomas de las bajantes lateralmente para colocar drenajes.

Prever tratamiento de aire parcial o total.

Prever utilización de FRL en las utilizaciones.




Redes de distribucion: (Diseño)

Circuito cerrado o abierto cuando se efectua tratamiento de aire a la salida del compresor

Circuito abierto cuando no se realiza tratamiento de aire a la salida del compresor


Red en circuito abierto


Red en circuito cerrado


Tendido de tuberías


Esquema de tendido de tuberías industriales


Accesorios para conexionado de tubería


Distribuciones prácticas


Derivaciones


La rapidez y simplicidad de montaje de Transair se apoya sobre su innovadora

tecnología: una conexión instantánea de los componentes con el tubo de

aluminio.

Principio de Funcionamiento

Conexión instantánea con arandela se sujeción

Ø16.5mm – 25mm – 40mm

Conexión instantánea con doble brida

Ø 63mm


Una protección duradera de sus equipos gracias a la calidad del aire.

•El tubo de aluminio Transair garantiza una total ausencia de corrosión.

•La calidad de superficie de este tubo, asegura la distribución de un aire limpio y

duradero.

•Transair elimina toda posibilidad de formación del óxido que se forma en las

redes de acero.

•Gracias a la calidad constante del aire desde la salida del compresor hasta las

máquinas, el tubo Transair en aluminio lacado, incrementa la longevidad de los

equipos evitando así un cambio frecuente de los elementos de filtración.



Calculo de tuberías: (consideraciones)

1. Presión de servicio

2. Caudal en Nm3/min.

3. Pérdidas de carga en la instalación < 3%

4. Pérdidas de carga en los puntos de utilización < 3%


Elementos Neumáticos

1. Unidad de Mantenimiento

2. Válvulas de Vías

3. Actuadores

Rotativo

Motor Neumático

Lineal


Estructura de los Sistemas Neumáticos


Unidad de Mantenimiento


0.01 0.1 1.0 10 100 1000

Arena

Niebla IndustrialNiebla de agua

Polvo de carbón

Polvo de la calle normal

Polvo de cemento Arena de playa

Polvo toxico

Partículas de sal marina

Polen

Bacterias

Polvo metalúrgico

Niebla de pintura por spray

Bruma de aceite Niebla de aceite

Humo de tabaco

670 170 42 11 3.3 1.6 0.9

Submicroscópico Microscópico Visual

Vapor / Bruma / Humo lvo Niebla Spray Lluvia

Ciclones

Normales

Pesados

Filtros

industriales

Microfiltros

Filtro de carbón activado

Tiempo de caída para 1m en seg.

Impurezas del

Aire


Batería de Filtrado (Microfiltrado)

Filtro 50 µ Filtro 5 µFiltro

submicrónico

Filtro de carbón

activado


Filtro de línea50micrones

Filtro de línea5micrones

Filtro submicronico

Filtro silicagel

Filtro Carbón activado (Opcional silicagel)

Capacida de separación: solidos

menores que 50 micrones

Capacida de separación:

solidos menores que 5 micrones

Capacidad de separación: solidos

mayores que o,o1 micrón

Capacidad para separar

condensados a través del efecto

ciclonico producido en el vaso

Capacidad para separar

condensados a través del efecto

ciclonico producido en el vaso

Capacidad de adsorción de

humedad residual contenida en

el aire comprimido

Caida de presión: 0,07 bar a elemento

nuevo –

0,3 bar elemento saturado

Caida de presión

a 6 bar: 0.1 bar

Posibilidad de incorporar

drenajes automáticos

Posibilidad de incorporar

drenajes automáticos

------------------------------------ Posibilidad de incorporar drenajes

automáticos

Drenaje manual

Temp. Max: 60°c

Presión maxima: 10 bar

Temp. Max: 60°C

Presión máxima: 10 bar

Temp. Max: 60°C


Temp. Max: 50°C


Temp: 15 – 50°C


Caida de presión máxima

admisible en filtro saturado: 1

bar

Color del material a nueva

carga: Azul

Color de saturación: Rosado

Poder filtrante: 99.999% Aceite residual:

0.001mgm3

Incorporar cerca del elemento

operativo

Incorporar luego de un filtro de

50 micrones

Incorporar luego de un filtro de 5

micrones

Incorporar luego de un filtro de 5

micrones

Incorporar luego de un

filtro submicronico


Drenaje por flotador

Montaje externoTemporizado eléctrico

Drenajes Automáticos


Válvulas de corte y

descarga

Unidad Filtro-Regulador

(Opcional bloqueo con llave)

Unidad

Lubricador

Brida

intermedia

Bloque Presóstato

Válvula de

presurización

y descarga

Válvula de

presurización

progresiva

Funciones adicionales y de seguridad


Válvula de corte y descarga


Filtro - Regulador


Lubricador


Válvula de presurización progresiva


•Estas unidades se instalan en la línea de

•alimentación de un circuito, suministrando

•aire libre de humedad e impurezas,

•lubricado y regulado a la presión requerida.

•Filtros de 5, 30 y 50 u.

•Filtros de sustancias Higroscópicas o depuradoras.

•Filtros submicrónicos (sólidos de < 0,01u)

•Filtros de Carbón Activado

•Reguladores de presión de a 0 a 2,5 bar y de 0 a 10 bar

•Reguladores de 0 a 4 bar, 0 a 16 bar.

•Regulador de Presión Proporcional.

•Válvulas de Presurización Progresiva

•Drenajes automáticos, por flotador externo, interno y

temporizado

Unidad de mantenimiento


Frecuencia Tarea

Cada 8 hs. de

servicio.

Drenar condensados (1).

Controlar nivel en lubricadores.

Controlar regulación de aire.

Controlar regulación de presión.

Cada 40 hs. de

servicio.

Reponer aceite en lubricadores.

Cada 200 hs. de

servicio.

Limpiar elementos filtrantes de 5 micrones.

Cada 600 hs. de

servicio

Limpiar elementos filtrantes de 50 micrones.

Cada 2 años ó 5000

hs. de servicio.

Desarme, limpieza general, recambio preventivo de

guarniciones y elemento filtrante.

Lubricación

Recomendaciones Generales


Válvulas de Vías


Válvula de dos posiciones

Válvula de tres posiciones.

NOTA: COMO PODRÁ OBSERVARSE, NO EXISTEN VÁLVULAS DE UNA SOLA POSICIÓN; COMO

MINÍMO HAY DOS POSICIONES.

Los cuadros representan

posiciones de mando y el

número de cuadros

representa el número de

posiciones de mando.


PUERTOS DE LA VALVULA IDENTIFICACION

UTILIZACION 2,4

SUMINISTRO 1

ESCAPE 3,5,

PILOTAJE 12,14.

Válvula 2/2 NC ( válvula de dos vías y dos posiciones

normalmente cerrada )

NOTA: OBSÉRVESE QUE UNA VALVULA MINIMO TIENE DOS VIAS, NO EXISTEN

VALVULAS DE UNA SOLA VIA. TIENEN UNA ENTRADA Y UNA SALIDA, POR ESO SE

DICE QUE TIENEN DOS VIAS.


Ejemplos de válvulas distribuidoras


Esquema de funcionamiento Eléctrico


Conexiones en el cuerpo

Esquema de funcionamiento

Esquema de funcionamiento Eléctrico-Neumático


Válvulas Tipo ISO


Frecuencia Tarea

Semanalmente. Control general de:

Fugas por la válvula o sus conexiones.

Fugas en los mandos.

Vibración y calentamiento de solenoides

Cada 8 millones

de ciclos de

conmutación ó 1

año.

Desarme parcial, limpieza y control de partes

Cada 24 millones

de ciclos de

conmutación ó 3

años.

Desarme total, limpieza y recambio preventivo de

partes.



Actuadores Neumáticos


Son unidades que transforman la energía potencial del airecomprimido en energía cinética o fuerzas prensoras, en un movimiento

lineal de vaivén, y mediante motores neumáticos o actuadores, en

movimiento de giro.

Elementos neumáticos de movimiento rectilíneo

(cilindros neumáticos)

La fuerza de empuje es proporcional a la presión del aire y a la superficie del pistón.

F= P * A donde: F = FuerzaP = Presión manométricaA = Area de émbolo o pistón

Cilindro Neumáticos


En esta ejecución de cilindro de doble efecto, el vástago es una

cremallera que acciona un piñón y transforma el movimiento lineal

en un movimiento giratorio hacia la izquierda o hacia la derecha,

según el sentido del émbolo. Los ángulos de giro corrientes pueden

ser de 45° , 90° , 180° , 290° hasta 720° .

Actuador Rotativo


P

F

ALa fuerza disponible en uncilindro crece con mayor presióny con mayor diámetro.

La determinación de la fuerzaestática en los cilindros estásustentada por la siguientefórmula o la gráfica adjunta.

F = P * A donde: F = fuerza; Kgf, lbf, NP = presión; psi, bar, kg/cm2A = área; mm2, cm2, m2, in2

Transmisión de fuerzas

Actuador Lineal


k. Carrera real < carrera básica

Donde:

Carrera real: carrera del cilindro

Carrera básica: carrera máxima decada cilindro según su diámetro.

El pandeo es un factor limitativoen la elección de los cilindroscuyos vástagos estén sometidos acompresión, ya que sólo bajodicha solicitación es cuandoaparece este fenómeno.

Pandeo en cilindros


En cuanto a la forma de sujetar un cilindro neumático, es propio de cadaaplicación qué modelo de montaje se utilizará. En general estará sujeto acondiciones de diseño, razones de espacio y características de losmovimientos.

Las posibilidades de montaje en cilindros pueden tener las siguientescaracterísticas:

1. Montajes rígidos: el cuerpo del cilindro permanece fijo durante eldesplazamiento del pistón.

2. Montajes basculantes: el cuerpo del cilindro gira en torno a uno o más ejesde durante el desplazamiento del pistón.

Montajes


El cálculo del consumo de aire en cilindros neumáticos es muy importantecuando se requiere conocer la capacidad del compresor necesario paraabastecer a la demanda de una instalación.

Puede calcularse con la siguiente fórmula o con la gráfica siguiente:

Q = (PI / 4) * d2 * c * n * P * N *10-6

Donde: Q = consumo de aire (Nl/min)PI = 3.141516d = diámetro del cilindro (mm)c = carrera del cilindro (mm)n = número de ciclos completos por minutoP = presión (bar)N = número de efectos del cilindro(N=1 para simple efecto, N=2 para doble efecto)

Consumo de aire en cilindros


CP 10

UNITOP VDMA

CN 10 ISO VDMA 24562

MD 8 ISO 6432

ORIGA OSP-P

Ejecución especial

Familia de cilindros neumáticos


Cilindro CN10


Frecuencia TareaSemanalmente.

Control general de:Fugas en el propio cilindro y su conexionado.Ajuste de alineación del montaje.Regulación de amortiguadores.

Cada 500 Km. recorridos por el vástago.

Desarme parcial, limpieza y control de desgaste.

Cada 3000km recorridos por el vástago.

Desarme total, limpieza y recambio preventivo de partes.



capacitación

GRACIAS

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