INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería Campus Guanajuato

Sistemas neumáticos e hidráulicos

Gerardo Iván Mendoza Conteras

Practica 1: sistema neumático básico

5IM1

Mata Olalde Estefanía Maricel

Palizada Victor

Pardo Arredondo Diana

Peralta Fernando

28 de septiembre del 2015

I. OBJETIVO

El estudiante conocerá e identificará los componentes que integran un sistema neumático y calculará la presión en el punto más alejado del compresor basándose en los instalados en el Laboratorio de Pesados 1.

II. MATERIAL A EMPLEAR Compresor general Filtros Instalación Neumática Alimentación neumática a laboratorios Termómetro para temperatura ambiente

Equipo de seguridad requerido: Bata de Laboratorio Zapatos Lentes de seguridad Tapones auditivos

III. DESARROLLO

1) Realizar visita a la zona donde se encuentra instalado el compresor que alimenta el Laboratorio Pesado 1.

Fig.1 Compresor pesados. Fig. 2 Manómetro.

2) Revisar las características (presión, caudal, capacidad, etc.) que componen dicho sistema.

Debe contener: Aire-neumáticoPresión de diseño: 1.37 MPa (14 kgf/cm2)Capacidad: 500 LTara (peso): 124 kgDiámetro interno: 60 cmLongitud total: 182 cmEspesor: 3.7 mm

Fig. 3 Especificaciones.

Motor: 15 hp, 220 V (propio sistema de propulsión y arranque), marca EVANS

3) Identificar los elementos que constituyen el sistema Neumático Instalado e indicar las diferencias con respecto a un sistema Neumático completo.

El sistema neumático instalado en el taller a comparación del sistema neumático completo, tiene algunas deficiencias como es la salida de aire del compresor está colocada justo en medio del tanque y esto facilita que el aire contenga impurezas además que no cuenta con los filtros adecuados una vez que sale del compresor.

Fig. 4 Conexiones.

4) Realizar una revisión de la Instalación Neumática general del Laboratorio e Indicar las características que lo identifican.

La instalación neumática del laboratorio de pesados 1 está debidamente identificada por la tubería es de color azul, lo cual nos indica que por ella circula un fluido de descarga. Así como esta marcadas e identificadas as válvulas de salida.

Además de la tubería cuenta con componentes que caracterizan nuestra instalación, son los filtros que nos ayudan a purificar el aire o por lo menos a que llegue lo menos contaminado hasta el lugar de uso también existen manómetros, que nos indican la presión a la cual trabaja nuestro sistema.

5) Indicar las diferencias que encuentran con respecto a la Instalación revisada en clase y que puntos consideras mejorables.VICTOR

6) Realizar un esquema (dibujo) de las instalaciones revisadas. FERNANDO

7) Realizar el diagrama completo de los componentes que integran la Instalación neumática (desde el compresor hasta el elemento final).

SISTEMA DE PRODUCCIÓN DE AIRE

1. CompresorEl aire tomado a presión atmosférica se comprime y entrega a presión más elevada al sistema neumático. Se transforma así la energía mecánica en energía neumática.

2. Motor eléctricoSuministra la energía mecánica al compresor, transforma la energía eléctrica en energía mecánica.

3. PresostatoControla el motor eléctrico detectando la presión en el depósito. Se regula a la presión máxima a la que desconecta el motor y a la presión mínima a la que vuelve a arrancar el motor.

4. Válvula anti-retornoDeja el aire comprimido del compresor al depósito e impide su retorno cuando el compresor está parado.

5. DepósitoAlmacena el aire comprimido. Su tamaño está definido por la capacidad del compresor. Cuanto más grande sea su volumen, más largos son los intervalos entre los funcionamientos del compresor.

Fig. 5 Diagrama compresor.

6. ManómetroIndica la presión del depósito.

7. Purga automáticaPurga toda el agua que se condensa en el depósito sin necesidad de supervisión.

8. Válvula de seguridadExpulsa el aire comprimido si la presión en el depósito sube encima de la presión permitida.

9. Secador de aire refrigeradoEnfría el aire comprimido hasta pocos grados por encima del punto de congelación y condensa la mayor parte de la humedad del aire, lo que evita tener agua en el resto del sistema.

10. Filtro de líneaAl encontrarse en la tubería principal, este filtro debe tener una caída de presión mínima y la capacidad de eliminar el aceite lubricante en suspensión, sirve para mantener la línea libre de polvo, agua y aceite.

SISTEMA DE CONSUMO DE AIRE

1. Purga de airePara el consumo, el aire es tomado de la parte superior de la tubería para permitir que la condensación ocasional permanezca en la tubería principal; cuando alcanza un punto

Fig. 6 Diagrama compresor II.

bajo, una salida de agua desde la parte inferior de la tubería irá a una purga automática eliminando así el condensado.

2. Purga automáticaCada tubo descendiente debe de tener una purga en su extremo inferior. El método más eficaz es una purga automática que impide que el agua se quede en el tubo en caso de que se descuide la purga manual.

3. Unidad de acondicionamiento del aireAcondiciona el aire comprimido para suministrar aire limpio a una presión óptima y ocasionalmente añade lubricante para alargar la duración de los componentes del sistema neumático que necesitan lubricación.

4. Válvula direccionalProporciona presión y pone a escape alternativamente las dos conexiones del cilindro para controlar la dirección del movimiento.

5. ActuadorTransforma la energía potencial del aire comprimido en trabajo mecánico. (Cilindro lineal, actuador de giro o herramienta neumática).

6. Controladores de velocidadPermiten una regulación fácil y continua de la velocidad de movimiento del actuador.

IV. CUESTIONARIO

1. Investigue el tipo de compresor, filtros y secador con los que contamos en el laboratorio.El compresor es de dos etapas de doble pistón, con una capacidad de 500 L a 15 hp; el único filtro que existe es un filtro de aire al inicio del sistema del compresor y carece de secador.

2. Calcule la cantidad de humedad saturada, así como el punto de rocío de la instalación neumática del Laboratorio.

Datos de la instalación:

Tambiente= 27°C

150 psi

P1=6bar

P2=4bar

1in y 3/4in

15 Hp

Humedad saturada o relativa.

Donde:

 Es la humedad relativa de la mezcla de aire (%) = 22.6752g/kg

 Es la presión parcial de vapor de agua en la mezcla de aire (Pa).

 Es la presión de saturación de agua a la temperatura de la mezcla de aire (Pa).

Punto de roció.

Pr = Punto de rocío = 0.881239m3/kg.

T = Temperatura en grados Celsius = 27 °C

H = Humedad relativa

3. Indique las características principales de la distribución de líneas.

Un sistema de aire comprimido, éste debe cumplir con tres objetivos básicos:

pérdida de carga sea mínima disminuir las pérdidas o fugas en el sistema realizar un diseño tal que se facilite el drenaje del agua que se condense en el

interior del circuito.

La red de distribución de aire comprimido deberá dimensionarse de tal forma que la caída de presión máxima entre la salida del compresor y el punto de consumo más lejano sea como máximo de 0,1 bares. A esta caída de presión habría que añadirle las pérdidas finales originadas en la manguera flexible de conexión y otros conectores con el instrumento o utensilio que constituye el punto de consumo.

En general en un sistema de distribución de aire comprimido se pueden distinguir distintos tipos de tuberías según su función:

- Tuberías o ramales principales que provienen directamente de la sala de compresores.

- Tuberías de distribución, que parten del ramal principal y se distribuyen por los locales de uso.

- Tuberías de servicios, que son las derivaciones de la tubería de distribución hasta los accesorios de aire comprimido o puntos de consumo finales.

La mejor forma de implantar la línea de distribución es formando un anillo cerrado alrededor de la zona de consumo de aire, del que cuelgan los ramales hasta los puntos de consumo final. Con ello se consigue una alimentación uniforme dado que cada punto recibe el aire desde dos direcciones, aunque los consumos sean intermitentes.

Por último, decir que en todo diseño de un sistema de aire comprimido se recomienda seguir la siguiente secuencia lógica de etapas:

1.- Identificar los accesorios, herramientas y equipos consumidores de aire comprimido, señalando su localización en planta y determinando las condiciones de su consumo, tales como: caudal de aire y presión de suministro o de trabajo del equipo, máximo nivel de humedad admitido en el aire, de partículas y de contenido de aceite;

2.- Establecer el porcentaje de tiempo de funcionamiento de cada consumidor y el número de consumidores que pueden trabajar de forma simultánea en cada línea de distribución y en la línea principal;

3.- Estimar las posibles pérdidas por fugas, incorporándolo en el cálculo;

4.- Realizar el cálculo de la caída de presión máxima para cada punto final de consumo. El mayor valor obtenido será el que condicionará las prestaciones del compresor;

5.- Selección de los restantes elementos del sistema (compresor, depósito, equipos de tratamiento, etc.) y diseño final del pipin de la red.

4. Calcule la perdida de presión en el punto más alejado de la instalación neumática, con referencia al flujo disponible y la tubería.

1 atm –1 –̄ 14.5 PSI –100 KPa – 0.1MPa –760 mmHG6.3m

PCM @90 PSI40.00 PCM

PCM @115 PSI0.0 PCM

Por lo tanto:Para 100 psi – 24 PCM aprox.

Usando la siguiente tabla;

Fig. 7 Tabla de longitudes.

Se toman los valores de 1 pulgada porque es el más aproximado a los ¾” del caudal, en el valor de 25 (más aproximado al 24 de PCM que tenemos).

Volumen = 1.2 m^3

V. Observaciones y conclusiones victor

VI. Referencias

SMC Corporation (México) S.A. de C.V. Neumática Aplicada CN-1.