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capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
Micro Pneumatic S.A.Regional [email protected]
GENERACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE AIRE COMPRIMIDO
capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
1. Generación
2. Tratamiento
3. Distribución
4. Componentes Neumáticos
Automatización Industrial
Aire Comprimido
capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
Tratamiento
Distribución
Sistema Neumático Básico
Componentes Neumáticos
Generación
capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
Generación del Aire Comprimido
capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
COMPRESORES
Admisión Descarga
Generación del Aire Comprimido
capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
COMPRESORES DE TORNILLO
Producción del Aire Comprimido
capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
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
capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
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)
capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
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
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Tratamiento del Aire Comprimido
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Secador
por absorciónSecador a
membrana
Cíclo frigorífico
Tratamiento del Aire Comprimido
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Recomendado en demandas
constantes
Recomendado en demandas
variables
Tratamiento del Aire Comprimido
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Tratamiento del Aire Comprimido
Cíclo Frigorífico
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Tratamiento del Aire Comprimido
1. Gabinete
2. Compresor Frigorífico
3. Condensador
4. Intercambiador de Calor
5. Circuito Frigorífico
6. Sistemas de Purga de
Condensados
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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
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• 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
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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
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Distribución del Aire Comprimido
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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
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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
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Generación y distribución de Aire Comprimido
DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO:
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.
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Generación y distribución de Aire Comprimido
DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO:
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
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Red en circuito abierto
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Red en circuito cerrado
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Tendido de tuberías
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Esquema de tendido de tuberías industriales
capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
Accesorios para conexionado de tubería
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Distribuciones prácticas
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Derivaciones
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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
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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.
capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO:
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%
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Elementos Neumáticos
1. Unidad de Mantenimiento
2. Válvulas de Vías
3. Actuadores
Rotativo
Motor Neumático
Lineal
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Estructura de los Sistemas Neumáticos
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Unidad de Mantenimiento
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capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
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
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Batería de Filtrado (Microfiltrado)
Filtro 50 µ Filtro 5 µFiltro
submicrónico
Filtro de carbón
activado
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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
Presión máxima: 10 bar
Temp. Max: 50°C
Presión máxima: 10 bar
Temp: 15 – 50°C
Presión máxima: 10 bar
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
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Drenaje por flotador
Montaje externoTemporizado eléctrico
Drenajes Automáticos
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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
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Válvula de corte y descarga
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Filtro - Regulador
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Lubricador
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Válvula de presurización progresiva
capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
•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
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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
capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
Válvulas de Vías
capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
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.
capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
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.
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capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
Ejemplos de válvulas distribuidoras
capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
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capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
Esquema de funcionamiento Eléctrico
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Conexiones en el cuerpo
Esquema de funcionamiento
Esquema de funcionamiento Eléctrico-Neumático
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Válvulas Tipo ISO
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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.
Recomendaciones Generales
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Actuadores Neumáticos
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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
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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
capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
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
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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
capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
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
capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
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
capacitaciónAire Comprimido – Herramienta de Automatización
CP 10
UNITOP VDMA
CN 10 ISO VDMA 24562
MD 8 ISO 6432
ORIGA OSP-P
Ejecución especial
Familia de cilindros neumáticos
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Cilindro CN10
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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.
Recomendaciones Generales
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capacitación
GRACIAS