capitulo i

Sistemas neumticos Ing. Fanor Rojas M.

UMSS Facultad de Ciencias y Tecnologa 1

CAPITULO I

SISTEMAS NEUMATICOS

Introduccin.-

El desarrollo tecnolgico y la implementacin de la neumtica pura y, la Electro neumtica en la

industria y procesos de prestacin de servicios nos dan la automatizacin de los procesos indicados

con ventajas competitivas tales como, rentabilidad debido a la alta productividad, calidad de los

productos y servicios a bajo costo. Al igual que los sistemas hidrulicos los sistemas neumticos es

el conjunto de elementos mecnicos tales como actuadores, vlvulas direccionales, vlvulas de

flujo, de presin, accesorios, marcando la diferencia por los secadores y unidades de

acondicionamiento de aire, este ultimo compuesto por el lubricador, regulador de presin y filtros,

los elementos neumticos tambin interactan con elementos elctricos y electrnicos tales como

sensores, PLCs y otros, cuando estn nter ligados correctamente y de acuerdo a nuestras necesidades nos da diferentes tipos de movimientos consecuentemente trabajo mecnico en

procesos automticos y manuales.

El elemento bsico del sistema neumtico es el aire comprimido producido por el compresor, el

mismo que sufre un largo proceso de tratamiento o preparacin antes de su utilizacin. Este

tratamiento consiste en la remocin de impurezas y contaminantes tales como, partculas de polvo,

materiales orgnicos y la eliminacin de la humedad mediante procesos de secado, el secado es

fundamental y se lo hace.

1.- En funcin de los requerimientos del proceso industrial, debido a que el aire que es considerado

seco para un requerimiento puede no ser para otro.

2.- Con el objetivo evitar la destruccin de la lubricacin.

3.- Evitar la corrosin interna de las tuberas.

4.- Para evitar el agripamiento de las vlvulas, desgastes prematuro de los elementos del sistema

neumtico como consecuencia obtencin de un mal rendimiento mecnico.

La humedad tambin afecta en forma negativa al color, a la adherencia, al acabado de la pintura

aplicado con aire comprimido y a la precisin en la automatizacin de procesos.

Los contaminantes varan de una zona a otra, en zonas de alta densidad demogrfica abundan las

substancias slidas en forma de polvo, holln, productos que ocasiona la abrasin y corrosiones, en

las zonas costeras existe menos polvo, pero en ellas hay ms partculas de sal debido a la

evaporacin del agua del mar.

Campo de aplicacin

Debido a su versatilidad en cuanto a su instalacin, la facilidad con la que interactan los

elementos neumticos con los elctricos y electrnicos electro-neumtica el campo de aplicacin de la neumtica es sumamente amplio, est en la industria productiva, en la minera, en la

construccin civil accionando a martillos neumticos, en procesos de fabricacin de envases de

plstico, botellas de vidrio por el mtodo de soplado, estn en la automatizacin de complicados

procesos industriales. En funcin de los requerimientos o condiciones de trabajo se tiene la

neumtica pura para instalaciones individuales o instalaciones multifuncionales compactas llamados

terminales de vlvula, tambin se tiene a la electro-neumtica, la neumtica interactuando con la

elctrica y la electrnica a travs de diferentes programas comandados por P.L.C. que hacen de

comando nos brinda procesos automticos de produccin industrial y de prestacin de servicios,



para lo que utilizan diversos tipos de actuadores tales como lineales, de rotacin continua y giro

limitado.

Concluimos que, la neumtica o aire comprimido, a travs de los diferentes tipos de actuadores,

interactuando con la elctrica y la electrnica genera desarrollo tecnolgico y modernizacin de las

empresas productivas y de servicios dndonos, productividad, calidad a bajo precio del producto y

servicios, como consecuencia de ello, nos da competitividad en cualquier mercado exigente.

Componentes de un sistema de produccin y tratamiento de aire comprimido

1. Motor que acciona al compresor. 2. Compresor que produce el aire comprimido. 3. Enfriado posterior del aire. 4. Tanque de almacenamiento del aire. 5. Filtro de lnea 6. Secador del aire. 7. Conjunto de acondicionamiento del aire, compuesto por el lubrificador, vlvula reguladora de

presin, filtro con dreno automtico.

Estudio del Enfriador Posterior con separador de Condensador Incorporado

1 Enfriado posterior. 2 Separador de condensados, permite separar de 70 a 80% del vapor de agua o humedad.

Los enfriadores posteriores generalmente son localizados a la salida del compresor e incorporado a

ella existe un separador de condensados que como consecuencia del enfriado del aire este elemento

retiene de 70 a 80% del vapor de agua o humedad del aire comprimido y vapores de aceite, este

enfriamiento tiene tambin la finalidad de evitar las dilataciones de las tuberas debido a la

temperatura. El enfriador bsicamente consiste en un cuerpo cilndrico donde se colocan tubos de



buena conductibilidad trmica. La temperatura del aire que sale del enfriador depende de la

temperatura de entrada de este fluido, de la temperatura de entrada del agua y el volumen del

mismo, de las placas deflectoras, que tienen el objetivo de cambiar constantemente la direccin del

agua con lo que se da mayor disipacin de calor y facilita la condensacin del agua en el separador

de condensados. Generalmente se usan enfriadores del tipo contracorriente por la eficiencia en el

enfriamiento o intercambio de calor, la utilizacin de este elemento esta tambin en los sistemas

hidrulicos y se usan para enfriar el aceite y son de dos tipos: intercambiadores de agua e

intercambiadores de aire, en sistemas neumticos los enfriadores o intercambiadores generalmente

son de agua y enfran el aire comprimido.

Clculo del inter enfriador y/ o enfriador posterior

Los elementos de clculo son la temperatura del aire y agua tanto en la entrada como en la salida.

1. Clculo de la Diferencia Medida Logartmica de la Temperatura D.M.L.T.:

OHaire

OHaire

OHaireOHaire

TT

TT

TTTT

T

T

TTTLMD

2

2

22

21

12

2112

1

0

10

lnln

....

2. Clculo de Coeficiente de Transmisin de Calor U.

Se calcula en funcin del coeficiente de pelcula exterior e interior de los tubos y el coeficiente de

incrustacin, de la suciedad por la frmula

Khdh

dU

eii

e 1

1[Kcal/hm

2C]

de= Dimetro externo de la tubera dado en mm.

di = Dimetro interno de la tubera dado en mm.

hi = Coeficiente de la pelcula interior o coeficiente de transferencia por conveccin interna

que = 200 (Kcal/Hm2C)

he = Coeficiente de pelcula exterior o coeficiente de transferencia por conveccin exterior

que = 1000 (Kcal/Hm2C)

K = Factor de conductibilidad del material.



Los coeficientes de pelcula son funcin del nmero de Reynolds y de Prand, tambin llamados

coeficientes de transmisin por conveccin interna y externa.

3. Clculo de La Potencia Trmica:

Q = V * CP * t * K [kcal/min]

Donde:

V = Volumen de aire necesario para el funcionamiento de los elementos neumticos

CP = Calor especifico a presin constante = 0.31 (Kcal/min)

t = Diferencia de temperatura entre los dos fluidos. K = Factor de correccin que toma en cuenta la condensacin de la humedad = 1.2

4. Clculo de La Superficie De Refrigeracin:

2.... MTLMDU

QS

Donde:

Q = Potencia Trmica

U = Coeficiente de transmisin de calor.

D.M.L.T. = Diferencia media logartmica de temperatura.

1. Clculo del Nmero De Tubos:

1

ed

SN

Donde:

S = Superficie necesaria

de = Dimetro externo de los tubos

l = Longitud de los tubos

2. Clculo del Consumo de Agua:

Donde:

Q = Potencia trmica

T2 = Temperatura de salida del agua de refrigeracin.

T1 = Temperatura de entrada del agua de refrigeracin

12 TT

QV



TANQUE DE ALMACENAMIENTO

Los tanques de almacenamiento son elementos, que tienen las siguientes funciones:

1. Almacenar el aire comprimido 2. Enfriar el aire comprimido y favorecer la separacin de condensados 3. Regular la alimentacin del aire hacia el sistema, compensando la oscilacin de la presin

del sistema y asegurando dentro de lo posible una presin constante.

4. Absorber las pulsaciones.

Instalacin de los tanques

Los tanques en industrias generalmente se instalan en posicin vertical, debido a las siguientes

ventajas.

1. Ocupa menor espacio.

2. Favorece la precipitacin de los condensados permitiendo su eliminacin casi total.

3. Facilita la altura, facilita la distribucin a la red.

4. Se tiene menor rea de contacto con el agua.

Fabricacin de los tanques

La fabricacin de los tanques est sujeta a normas y reglamentaciones los mismos son:

1. Todo tanque de presin debe llevar vlvula de seguridad para evitar que la presin sobrepase la capacidad para el cual fue calculado, el regulado admite una sobre presin

del orden de 15%

2. Necesariamente todo tanque a presin debe tener un dispositivo de dreno en la parte inferior para vaciar los productos de condensacin.

3. Debe tener manmetro que nos indique permanentemente la presin interna del tanque. 4. Debe tener apertura para inspeccin y limpieza peridica, para dimetros superiores 1000

mm, dicha apertura debe ser del orden de 300 a 400 mm.

Clculo de la capacidad del tanque de almacenamiento

La capacidad del tanque es funcin:

1. De la capacidad volumtrica del compresor o necesidad del sistema neumtico. 2. Del sistema de regulado de carga del compresor, ya sea de paradas y partidas automticas.



3. Del rango de presin diferencia entre la presin mxima y mnima. Para el sistema de paradas y partidas automticas se utiliza la formula a seguir.

V = 0.9 * Q

Donde Q es el consumo de aire de los elementos neumticos.

Dimensionamiento del tanque:

Dimensionar consiste en calcular su altura, dimetro, espesura del material de construccin y se lo

hace en funcin de su volumen

HrV 2 2r

VH

, r se calcula a partir de St

Superficie total:

St = 2r H + 2r2; sustituyendo el valor de H tenemos:

2

222 r

r

VrSt

222

rr

VSt

Para obtener el volumen mnimo se debe derivar esta superficie total en funcin de r, de donde:

322

rr

V

dr

dS t

4

222;

4

2 33 Vr

Vr

4

232

V

V

r

VH

Clculo de la espesura del tanque:

t

PRFe

ad

s

min

Donde:

Fs = Factor de forma a dimensional, para tanques a presin es de 1.45

R = Radio interno en mm.

P = Presin interna dado en (kg/mm2)

t = Factor de corrosin 0.75 mm.

ad= Tensin mxima admisible dado en (kg/mm2)

La aplicacin de esta frmula toma en cuenta los siguientes aspectos:

1. La temperatura mxima de servicio del tanque debe ser del orden de 125C, temperatura para el que se considera la tensin del material.

2. Considera los efectos de sobrecarga y corrosin del material.



Clculo de la tensin mxima admisible:

guridadfactordesen

enciaeriordefluitead

""

suplim

El lmite superior de fluencia para tanques que trabaja a presin y temperaturas hasta 125C es de

20.7 kg/mm2.

El factor de seguridad tiene un valor de 1.6

Clculo del factor de seguridad:

El factor de seguridad vara en funcin del proceso de fabricacin si el proceso es con soldadura

manual se adiciona 0.9 al valor de 1.6 factor de seguridad para tanques a presin y temperaturas de funcionamiento hasta 125C, siendo el proceso automtico se adiciona 0.8, en este ejemplo nuestro proceso es manual en consecuencia tendremos:

( )

Secado del Aire Comprimido

En sistemas neumticos la presencia de humedad es perjudicial por lo que es necesario eliminar o

reducir al mnimo, la humedad ocasiona los siguientes inconvenientes:

1. Destruye la lubricacin de los elementos neumticos, consecuentemente ocasiona desgaste prematuro y atascamiento por falta de lubricacin, igualmente ocasiona defectos en el acabado

de determinados procesos.

2. Crea corrosin, y con ello obstruccin de las paredes internas de las tuberas como consecuencia se da perdidas de presin que son altamente perjudiciales en el rendimiento de los

elementos neumticos, por ejemplo una reduccin de la presin de trabaja o alimentacin del

aire comprimido en los elementos o herramientas neumticas de 1 (kg/cm2), cuya presin

normal de trabajo es 7 (kg/cm2) reduce de 50 a 60% su

3. potencia, por lo que anlisis econmicos han demostrado que la instalacin de secadores en sistemas neumticos, significa una buena inversin a pesar de que costo es de 25% o ms de la

inversin total.

Mtodos de Secado o Secadores de Aire

Existen dos mtodos bastante conocidos:

1. Secado por refrigeracin 2. Secado por absorcin

Secado por refrigeracin.

Este mtodo de secado consiste en enfriar el aire en dos fases consecutivas:

1. En una primera etapa se enfriar hasta la temperatura o punto de roco y se lo hace en el conjunto llamado pre-enfriador.

2. En una segunda etapa se completa en el enfriador principal, en el que se consigue la condensacin y retirado de una gran cantidad de su humedad.



DIAGRAMA TERMODINMICO DEL ENFRIADO

La Curva 1- C representa el proceso de enfriamiento, a lo largo de esta curva se da el

desprendimiento de calor, llegndose al punto C punto de roco sobre la curva de saturacin, en este punto el aire hmedo se convierte en vapor saturado, aun no se da la condensacin, para

conseguir la condensacin se enfra hasta el punto b en el que, la temperatura del aire es tb que

corresponde al enfriador principal dndonos recin la condensacin, despus de este punto si existe

aun aire saturado que no se condenso permanece en este estado.

Representacin esquemtica del proceso de enfriado.

1. Con el pre - enfriador se llega al punto e sobre la curva de saturacin o punto de roco donde el

aire se muestra saturado, de este punto e al punto b el aire se somete a una temperatura mucho ms

baja en el elemento o enfriador principal con lo que se consigue la condensacin y retiro de una

gran cantidad de su componente agua.

En sntesis, el secado del aire por el mtodo de refrigeracin consiste en someter el aire a una

temperatura suficientemente baja a fin de que la cantidad de agua existente sea retirado en gran

parte y no perjudique el funcionamiento de los elementos neumticos, este proceso de secado se lo

hace, siguiendo el flujo pre - enfriador, enfriador principal, separador de condensados con dreno

automtico o manual, siendo la temperatura del separador de condensados del orden 1C.



Del separador de condensados el aire seco pasa nuevamente al pre-enfriador a objeto de recibir un

pequeo calentamiento que le sirve para recuperar su energa y evitar formacin de hielo.

Ventajas del Secado y Caractersticas del Secador por Refrigeracin.

Nos garantiza aos de operacin sin problemas a consecuencia nos reduce costos de operacin.

Este tipo de enfriadores por utilizar tubos aumenta el rea efectiva y mejora la transferencia de calor

y la precisin del punto de roco.

- La tubera utilizada son resistentes a la corrosin y a la suciedad, generalmente son tubos de

cobre.

- La vlvula electrnica de dreno permite el drenado completo de la humedad y virtualmente

permite una operacin sin interrupcin.

Punto de Roco

Punto de roco se llama as, a la temperatura en la que el vapor de agua en el aire comienza a

condensarse o cambiar de su estado gaseoso a un estado liquido, a medida que el aire se enfra

lentamente a una presin total constante. Para la determinacin del punto de roco adecuado es

necesario conocer.

1.- La temperatura del aire requerido.

2.- La temperatura ambiental del aire.

3.- El grado de secado requerido o su aplicacin.

En invierno el agua de enfriamiento y el aire ambiental son ms fros que en verano por lo que

habr una variacin en la temperatura del aire que llega al secador, lo cual afecta en el tamao del

secador. Por lo que el secador debe ser seleccionado para que trabaje en las condiciones ms

crticas, los puntos de roco pueden expresarse a la presin de operacin y a la presin atmosfrica,

en caso del punto de roco a la presin de operacin se recomienda que la presin de operacin debe

ser especificada, es absolutamente necesario establecer el punto de roco en funcin del grado de

secado o que tan seco se quiere el aire.

Es necesario indicas que la presin y temperatura ambiental tienen un efecto considerable sobre la

cantidad de humedad que el aire puede retener en su condicin de saturacin. Las bajas presiones y

las altas temperaturas incrementan la capacidad del aire para retener humedad.



Este grfico nos muestra como se puede obtener el punto de roco a presin atmosfrica o bajo

presin. Como existe una variacin de humedad de saturacin cuando aumenta la presin, tambin

hay una variacin en el punto de roco, en grfico se obtiene una temperatura de punto de roco a

10 C a 7 bar relativo y su equivalente a una temperatura de punto de roco de 17 C a presin atmosfrica ste concepto de punto de roco debe tambin entenderse como la forma de medir el contenido de humedad de una mezcla aire vapor, o en otras palabras la humedad del aire

atmosfrico.

SECADO DEL AIRE MEDIANTE REGENERACION DEL ABSORVENTE

La regeneracin del absorbente se efecta mediante el calentamiento del lecho del absorbente en el

cual estn inmersos resistencias elctricas blindadas, estando en el proceso de regeneracin se

inyecta una pequea cantidad de fluido a temperatura relativamente baja para barrer al exterior el

vapor de agua liberado, al termino del ciclo continua esa pequea cantidad de aire como medio de

ventilacin a objeto de conseguir un adecuado enfriamiento.

A continuacin se presenta un ensayo

realizado experimentalmente para poder

analizar las posibilidades de regeneracin del

absorbente, en este caso se uso el absorbente

silica gel, u oxido de almina.

En base a estas experiencias se obtuvo las

siguientes grficas:

Los ensayos realizados son una continuacin

de los realizados en un trabajo anterior,

(Busso et al, 1998). En este trabajo se realiz

la regeneracin a temperaturas altas (mayores

de 90). En este trabajo se intenta demostrar

que la slica gel puede regenerar a

temperaturas menores, desde 40 C hasta

90C. Para lograr diferentes temperaturas se

fue obstruyendo la boca de toma de aire de

entrad a la resistencia elctrica, con lo que se

lograron diferentes velocidades de aire, y con

ello diferentes flujo y temperaturas de aire

caliente.

El aire al pasar por la resistencia, e calentaba

a humedad absoluta constante hasta su

temperatura final de rgimen, transformacin

representada por una recta horizontal en el

diagrama psicomtrico. Luego el aire es

forzado a pasar por la pared de slica gel,

aumentando su humedad absoluta.

Este proceso que idealmente seria de entalpa

constante, se produca en realidad con una



prdida de entalpa, probablemente por energa gastada en atravesar la capa

Granular. A.E. significa aire exterior, A.C. aire caliente y A.R: aire de refrigeracin.

MTODOS CONSTRUCTIVOS DE SECADO POR ABSORCION. En este mtodo de secado

por absorcin se tiene.

1.- Secado por absorcin mediante corriente de aire caliente

2.- Secado por absorcin mediante Resistencia Elctrica.

a) Secado Mediante Corriente De Aire Caliente. Se puede construir un regenerador de slica gel

econmico y sencillo por el mtodo de hacer pasar una corriente de aire caliente a travs de la capa

de grnulos. Y utilizando para ello torres gemelas

Una temperatura optima de pasaje de aire seria 100C, aunque esto se lograra con un consumo

elctrico muy elevado. La slica gel re generable es un medio excelente para secar el aire; se han

logrado humedades hasta del 10%, partiendo de aire a temperatura ambiente a 65% de humedad. La

sencillez de este mtodo esta en permitirnos tener una torre de slica gel secando el aire, mientras

que el otro se est regenerando para usarse posteriormente.

Resumen.

Para seleccionar un secador de aire es necesario tener la informacin de su aplicacin particular y

el grado de secado requerido, el aire que es considerado seco para un requerimiento puede no ser

suficientemente seco para otros.

2.- Secado por absorcin mediante resistencias elctricas.

Tambin se llama proceso qumico de secado o secado regenerado trmicamente.

1. Separador desoleador. 2. Secadores gemelos. 3. Filtro depurador

4. Vlvulas de bloqueo 5. Vlvula de 4/2 electro neumtica. 6. Temporizador

Cabezal de las

resistencias

Separador

desoleador

Vlvula selector de circuito

Filtro

depurador

Resistencias

elctricas blindadas

Material absorvente

(aluminio activado)



7. Resistencias elctricas blindadas 8. Cabezal de las resistencias

9. Vlvula estranguladora de flujo

10. Vlvula selector de circuito

Es el procedimiento en el que, el secado se efecta mediante un absorbente slido de naturaleza re

generable, y se da en dos ciclos. En un ciclo se da la absorcin, reteniendo el vapor de agua que

contiene el fluido comprimido, eliminndose este vapor retenido mediante un segundo ciclo,

llamado ciclo de regeneracin, para tal efecto se somete el absorbente a un adecuado proceso de

reactivacin. El tiempo de duracin de ambos ciclos es el mismo por lo que los secadores estn

constituidos de dos torres o elementos secadores gemelos que contienen la respectiva carga

absorbente, ALUMINA activa Al2O3 u oxido de silicio SiO2. La cantidad de carga del elemento absorbente es funcin del caudal del fluido comprimido expresado en metros cbicos por hora,

tambin se considera su presin y temperatura.

La fuente de energa para la regeneracin son resistencia elctricas, estos secadores son conocidos

con el nombre de AIR INSTRUMENT son equipos especialmente fabricados para tratar aire comprimido destinado a operar elementos neumticos y para la automatizacin de procesos de

produccin. Los equipos de secado tienen la caracterstica de darnos un funcionamiento perfecto y

extremadamente seguro de toda instalacin Neumtica mantenindose el caudal y la presin del aire

comprimido sin fluctuaciones, lo cual es muy importante en la instrumentacin.

COMPONENTES DEL CONJUNTO DEL SECADOR

1. Separador desoleador:

Son elementos generalmente utilizados para instalaciones neumticas con compresores de pistn

lubricados tipo normal, o tambin es llamado filtro que elimina los residuos de aceite y otras

impurezas.

2. Grupo secador:

Compuesto de dos elementos gemelos o torres llamados elementos dplex, con sus

correspondientes cargas de aluminio activada, los mismos que prestan servicios de secado en ciclos

alternativos de 4, 6 y 8 horas de duracin, durante las cuales se da una fase de absorcin y una

segunda regeneracin Esta disposicin de elementos gemelos o dplex asegura la obtencin de

fluido comprimido sin interrupcin y seco, sin fluctuaciones tanto de presin y caudal, este tipo de

secadores pueden ser automticos o semiautomticos dependiendo de la eleccin o conveniencia.

En los semiautomticos las alteraciones de servicio de las torres se efecta previa maniobra manual

de la llave distribuidora de flujo.

En el automtico todas las maniobras son orientadas mediante programador temporizador que

automticamente cambia la alternancia. Despus de las torres gemelas se debe instalar un filtro

depurador con una eficiencia o capacidad de filtrado de 1 micrn dependiendo de su aplicacin.

3. Resistencias elctricas blindadas:

Seleccin del secador

Para seleccionar un secador de aire, se debe tomar en cuenta diversos factores tales como, al punto

de roco requerido para la aplicacin, temperatura del aire comprimido, condiciones ambientales,

presin de operacin, flujo requerido, actuadores disponibles y la naturaleza de las aplicaciones

especificas. El conocimiento o la informacin acerca de la aplicacin particular y el grado de

secado requerido es esencial para tomar decisiones en la seleccin, debido a que el aire que es



considerado seco para un requerimiento puede no ser lo suficientemente seco para otro, el grado de

secado es relativo, de acuerdo a este principio existen diferentes grados de secado y tipos de

secadores que suministran diferentes grados de remocin de humedad, actualmente muchas fabricas

tienen desarrollado diferentes modelos de elevada tecnologa en el secado del aire comprimido,

alcanzado niveles de secado del orden de 99.999% garantizando de esta forma una separacin

completa de la humedad condensada, para procesos de automatizacin el aire hmedo al margen de

los desgastes, oxidaciones, alto costo de mantenimiento y fallas de los elementos neumticos,

ocasiona imprecisin en proceso automticos y lecturas errneas, operaciones lentas, en sntesis

reduce la eficiencia y seguridad.

Conjunto de preparacin de aire comprimido

CONJUNTO DE PREPARACIN DEL AIRE (vista exterior)

Los componentes del conjunto de preparacin del aire comprimido son: filtro, regulador de presin

y lubricador, estas unidades son montadas lo ms cerca posible de la vlvula direccional o de la

herramienta neumtica.

FILTROS DE UNA RED DE DISTRIBUCIN DE AIRE

1. Filtros de lnea

Estos filtros son instalados antes de cualquier consumo, tienen como funcin, retirar del aire

comprimido el mayor porcentaje posible agua lquida, aceite y partculas slidas inclusive los que el

propio compresor haya introducido, tambin las emulsiones que suelen producirse al coexistir el

aceite y el agua, siendo este filtro de accin cclica o combinada.



2. Filtros del conjunto de preparacin del aire.

Estos filtros de aire comprimido son elementos que retienen las partculas slidas y gotas

Liquidas contenidas en el aire, la capacidad de filtrado depende del cartucho o elemento filtrante a

su vez de que tan limpio debe ser el aire. Se tiene diferentes tipos constructivos que se les identifica

por el tipo LF, LFM u otros dependiendo del fabricante los mismos que se utilizan en funcin de las

necesidades y grado de pureza del aire comprimido requerido.

Tipos de filtros del conjunto de acondicionamiento:

- Filtros de material sinterizado estndar. - Filtros micrnicos y submicrnicos. - Filtros de carbn activado. - Filtros coalescentes.

Filtros Coalescentes.- La coalescencia en un principio de funcionamiento de los filtros, los filtros

coalescentes, son de mallas metlicas muy finas que atrapan partculas muy finas de aceite y otros

lquidos aceite y otros lquidos en forma de niebla), que pueden provenir directamente del compresor o del sistema, estas minsculas partculas de aceite y otros lquidos, se pegan en la parte

exterior de la malla y segn pasa el tiempo cresen hasta llegar a formar el tamao de una gota y

recin caen a la base para su purga. En los filtros coalescentes, los lquidos son atrapados por la

parte externa del filtro y las partculas solidas quedan atrapadas en la parte interior.

Filtros de Material Sinterizado Estndar. Los filtros de material sinterizado o filtros estndar,

son filtros cuyos poros son del orden de 5 a 40 micras, estos filtros funcionan como tamizadores de

impurezas retenindolos en la superficie del material filtrante y se las denomina filtros tipo cicln.

Principio de Funcionamiento del filtro tipo cicln.- El aire comprimido entra en el filtro y es

orientado mediante un deflector direccional originado una corriente centrifuga debido a ello las

partculas pesadas liquidas y solidas son impulsadas hacia la pared interior del filtro y de ella al

fondo del depsito de donde son eliminados por la purga automtica o purga manual. En la parte

inferior del filtro se tiene un apantalla separadora que mantiene una zona de calma en consecuencia

la parte inferior del depsito, de esta forma va impidiendo que la turbulencia del aire haga retornar

hacia la corriente del aire las partculas liquidas y solidas luego el aire pasa a travs del elemento

filtrante que est en la parte superior y elimina las partculas solidas restantes, de este filtro el aire

comprimido pasa al regulador de presin.

Filtros Mi crnicos Y sub mi crnicos.- Los filtros mi crnicos tienen poros de 1 micrn y los

submicrnicos de 0.01 micrn, estos filtros son utilizados en instrumentos de elevadsima precisin

tales como sensores, procesos fotogrficos y otros.

Filtros de carbn Activado.- El campo de Aplicacin de estos Filtros est en la industria

alimenticia, farmacutica y la industria qumica tienen la propiedad de que, al margen de retener

partculas del orden de 0.01 micras y gotas de 0.003 mg/m3

absorben los olores de gotas de aceite y

otros dndonos aire totalmente puro.

Seleccin del Filtro

Los filtros, se seleccionan mediante catlogos del fabricante en funcin de la calidad del aire y la

categora establecida por la norma ISO, siendo los parmetros bsicos de seleccin o pedido de un

filtro, el numero del articulo/tipo, serie, tipo de rosca , dimetro de la conexin, caudal nominal en

lt/mi, Presin mxima inicial . Cada de presin que origina para el caudal y presin considerado,



volumen del cartucho, rea dispuesta para el filtrado, los filtros mecnicos estndar tienen la

capacidad de filtrar partculas de 5 m los coalescentes finos partculas de 0,3 m y 99.9% de niebla de aceite, los coalescentes extrafinos partculas de 0,1 m y 99.99 % de niebla de aceite, filtros coalescentes sper finos partculas de 0,01 m y niebla de aceite de 99,9999% de niebla de aceite, se tienen tambin filtros de olores que le tienen partculas de 0,1 m y 99.9% de olores.

Vlvula Regulador de Presin

La vlvula reguladora de presin tiene la funcin de mantener constante la presin secundaria o de

salida de la vlvula direccional tambin llamada de inversin de marcha, independientemente de las

oscilaciones que pueda existir en la red o entrada a la vlvula reguladora regula el consumo de aire a presin a un valor inferior al de entrada, una buena vlvula regulador de presin debe ser seguro a los cambios involuntarios de los valores ajustados. Los parmetros para su seleccin o

pedido son:

- El numero del artculo o tipo. - Rango de ajuste es decir entre que valores de presin de entrada y salida o de trabajo va a ser

usado el regulador.

- La relacin P/Q caracterstica de caudal verificar para que rango de caudal se va utilizar, y que la presin de salida se mantenga dentro de variaciones aceptables de presin.

- Dimetro de la conexin, caudal nominal en lt/mi, y se lo hace mediante Catalogo tcnico del fabricante.

Lubricacin

Introduccin.

Los sistemas neumticos y sus componentes estn construidos de partes que tienen movimientos

relativos en relacin a su alojamiento o pared interna de sus cilindros por ello estn sujetos a

fricciones y desgastes mutuos consecuentemente acortamiento de vida til. Para disminuir los

efectos de desgaste y la fuerza de friccin y a fin de facilitar los movimientos, el aire debe recibir

una cierta cantidad de lubricante con lo que se lubrica los elementos neumticos, la mezcla de aire

con el lubricante debe ser hecho de forma controlada y adecuada a fin de no ocasionar obstculos

en el pasaje del aire y problemas en los retenes las guarniciones, el lubricador funciona como

nebulizador automtico, es decir la niebla de aceite inyectado es proporcional al caudal de aire, la

caracterstica del lubricador es hacer que las partculas de aceite permanezcan en suspensin en el

fluido, es decir no se depositen a lo largo de las paredes de la lnea. Los parmetros de seleccin de

un lubricador son, el nmero del artculo o tipo, serie, dimetro de conexin, caudal nominal y

presin mxima inicial, el aceite recomendado es la ISO VG32

Principio de funcionamiento del Lubricador

Cuando el aire filtrado y regulado entra en el lubricador una parte fluye por la vlvula para

presurizar el depsito, la mayor cantidad del aire pasa a travs del lubricador por un censor de flujo

que permite que el lubricador mantenga automticamente una cantidad constante de aceite

presurizado, esta diferencia de presin producida por el censor de flujo hace que el aceite suba por

un tubo sifn, la velocidad de goteo puede ser controlado a travs de la cpula transparente de

alimentacin.



Calidad del aire comprimido segn Norma ISO 8573-1

El aire comprimido segn esta norma se clasifica en categoras y calidades, esta clasificacin es

hecha en funcin del tamao de partculas slidas y contaminantes lquidos, conforme se muestra en

los cuadros.

Clasificacin de las categoras y calidades

1. Substancias s 2. Contenido de

Slidas Agua

3. Contenido de Aceite

Categora Tamao mx. de las

partculas slidas

[m]

Cantidad mx. de las

partculas lquidas

[mg/m3]

Punto mx. de

condensacin bajo

presin

[C]

Concentracin mx.

De aceite

[mg/m3]

1 0.1 0.1 -70 0.01

2 1 1 -40 0.1

3 5 5 -20 1

4 15 8 +3 5

5 40 10 +7 25

6 - - +10 -

7 - - No ha sido definido -

Calidades recomendadas de aire comprimido en funcin de la aplicacin

Substancias slidas Punto de condensacin del

agua

Contenido mx. de aceite

Aplicacin Categora [m] Categora [C] Categora [mg/m3]

Minera 5 40 7 - 5 25

Lavanderas 5 40 6 +10 4 5

Soldadura 5 40 6 +10 5 25

Maquinas

herramienta

5 40 4 +3 5 25

Cilindros

Neumticos

5 40 4 +3 5 25

Vlvulas

Neumticas

3 hasta 5 5 hasta 40 4 +3 5 25

Embalajes 5 40 4 +3 3 1

Reg. de precisin 3 5 4 +3 3 1

Aire de medicin 2 1 4 +3 3 1

Aire de almacn 2 1 3 -20 3 1

Censores 2 1 2 hasta 3 -40 hasta -20 2 0.1

Alimentos 2 1 4 +3 1 0.01

Proceso fotogrfico 1 0.01 hasta 0.1 2 -40 1 0.01

capitulo i

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