Conceptos Básicos de Neumática e Hidráulica 


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3. Distribución del aire comprimido

Como resultado de la racionalización y automatización de los dispositivos de fabricación, las empresas precisan continuamente una mayor cantidad de aire. Cada máquina y mecanismo necesita una determinada cantidad de aire, siendo abastecido por un compresor, a través de una red de tuberías.

El diámetro de las tuberías debe elegirse de manera que si el consumo aumenta, la pérdida de presión entre él depósito y el consumidor no sobrepase 10 kPa (0,1 bar). Si la caída de presión excede de este valor, la rentabilidad del sistema estará amenazada y el rendimiento disminuirá considerablemente. En la planificación de instalaciones nuevas debe preverse una futura ampliación de la demanda de aire, por cuyo motivo deberán dimensionarse generosamente las tuberías. El montaje posterior de una red más importante supone costos dignos de mención.

Leer mas aquí . 

3.1 Dimensionado de las tuberías

El diámetro de las tuberías no debería elegirse conforme a otros tubos existentes ni de acuerdo con cualquier regla empírica, sino en conformidad con:

- el caudal
- la longitud de las tuberías
- la pérdida de presión (admisible) la presión de servicio la cantidad de estrangulamientos en la red

En la práctica se utilizan los valores reunidos con la experiencia. Un nomograma (figura 25) ayuda a encontrar el diámetro de la tubería de una forma rápida y sencilla.

 

 

 

 

Cálculo de una tubería:

El consumo de aire en una industria es de 4 m3/min (240 m3/h). En 3 años aumentará un 300%, lo que representa 12 m3/min (720 m3/h).

El consumo global asciende a 16 m3/min (960 m3/h) La red tiene una longitud de 280 m; comprende 6 piezas en T, 5 codos normales, 1 válvula de cierre. La pérdida admisible de presión es de A p = 10 kPa (0,1 bar). La presión de servicio es de 800 kPa (S bar).

 

Se busca: El diámetro de la tubería

El nomograma de la figura 25, con los datos dados, permite determinar el diámetro provisional de las tuberías.

solución:

En el nomograma, unir la línea A (longitud M tubo) con la B (cantidad de aire aspirado) y prolongar el trazo hasta C (eje l). Unir la línea E,(presión). En la línea F (eje 2) se obtiene una intersección. Unir los puntos de intersección de los ejes 1 y 2. Esta línea corta la D (diámetro nominal de la tubería) en un punto que proporciona el diámetro deseado.

En este caso, se obtiene para el diámetro un valor de 90 mm.

Tomado del manual de neumática de FMA Pokorny, Francfort

Las resistencias de los elementos estranguladores (válvula de cierre, válvula esquinera, pieza en T, compuerta, codo normal) se indican en longitudes supletorias. Se entiende por longitud supletoria la longitud de una tubería recta que ofrece la misma resistencia al flujo que el elemento estrangulador o el punto de estrangulación. La sección de paso de la "tubería de longitud supletoria" es la misma que la tubería.

Un segundo nomograma (figura 26) permite averiguar rápidamente las longitudes supletorias.

 

Con esta longitud total de tubería de 380 m, el consumo de aire, la pérdida de presión y la presión de servicio se puede determinar, como en el problema anterior, con ayuda del nomograma (figura 25) el diámetro definitivo de las tuberías.

En este caso, el diámetro es de 95 mm.

 

3.2 Tendido de la red

No solamente importa el dimensionado correcto de las tuberías, sino también el tendido de las mismas.

Las tuberías requieren un mantenimiento y vigilancia regulares, por cuyo motivo no deben instalarse dentro de obras ni en emplazamientos demasiado estrechos. En estos casos, la detección de posibles fugas se hace difícil. Pequeñas faltas de estanqueidad ocasionan considerables pérdidas de presión.




En el tendido de las tuberías debe cuidarse, sobre todo , de que la tubería tenga un descenso en el sentido de la corriente, del 1 al 2%.

En consideración a la presencia de condensado , las derivaciones para las tomas aire en el caso de que las tuberías estén tendidas horizontalmente, se dispondrán siempre en la parte superior del tubo.

Así se evita que el agua condensada que posiblemente en encuentre en la tubería principal llegue a través de las tomas. Para recoger y vaciar el agua condensada se disponen tuberías especiales en la parte inferior de la principal.

En la mayoría de los casos, la red principal se monta en circuito cerrado. Desde la tubería principal se instalan las uniones de derivación.

Con este tipo de montaje de la red de aire comprimido se obtiene una alimentación uniforme cuando el consumo de aire es alto. El aire puede pasar en dos direcciones.

En la red cerrada con interconexiones hay un circuito cerrado, que permite trabajar en cualquier sitio con aire, mediante las conexiones longitudinales y transversales de la tubería de aire comprimido,

Ciertas tuberías de aire comprimido pueden ser bloqueadas mediante válvulas de cierre (correderas) si no se necesitan o si hay que separarlas para efectuar reparaciones y trabajos de mantenimiento. También existe la posibilidad de comprobar faltas de estanqueidad.

3.3 Material de tuberías

3.3.1 Tuberías principales

Para la elección de los materiales brutos, tenemos diversas posibilidades:

Cobre Tubo de acero negro
Latón Tubo de acero galvanizado
Acero fino Plástico

Las tuberías deben poderse desarmar fácilmente, ser resistentes a la corrosión y de precio módico.

Las tuberías que se instalen de modo permanente se montan preferentemente con uniones soldadas. Estas tuberías así unidas son estancas y, además de precio económico. El inconveniente de estas uniones consiste en que al soldar se producen cascarillas que deben retirarse de las tuberías. De la costura de soldadura se desprenden también fragmentos de oxidación; por eso, conviene y es necesario incorporar una unidad de mantenimiento.

En las tuberías de acero galvanizado, los empalmes de rosca no siempre son totalmente herméticos. La resistencia a la corrosión de estas tuberías de acero no es mucho mejor que la del tubo negro. Los lugares desnudos (roscas) también se oxidan, por lo que también en este caso es importante emplear unidades de mantenimiento. Para casos especiales se montan tuberías de cobre o plástico.

3.3.2 Derivaciones hacia los receptores

Los tubos flexibles de goma solamente han de emplearse en aquellos casos en que se exija una flexibilidad en la tubería y no sea posible instalar tuberías de plástico por los esfuerzos mecánicos existentes. Son más caros y no son tan manipulables como las tuberías de plástico.

Las tuberías de polietileno y poliamida se utilizan cada vez más en la actualidad para unir equipos de maquinaria. Con racores rápidos se pueden tender de forma rápida, sencilla y económica.

3.4 Uniones

Describimos en lo sucesivo los dispositivos de uso común en neumática basándonos básicamente en los modelos Festo , para mas información sobre esta marca ingresar a su página web . 

3.4.1 Racores para tubos Aplicables sobre todo para tubos de acero y de cobre

Figura 30: Racores de anillo cortante. El empalme puede soltarse y unirse varias veces.

figura 31: Racor con anillo de sujeción para tubos de acero y cobre, con anillo interior especial (bicono) también para tubos de plástico .

Figura 32: Racor con borde recalcado

Figura 33: Racor especial con reborde
(para tubo de cobre con collarín)

3.4.2 Acoplamientos

Figura 34: Base de enchufe rápido



Figura 35: Racor de enchufe rápido



3.4.3 Racores para tubos flexibles

Figura 36: Boquilla con tuerca
de racor



Figura 37: Boquilla

Figura 38: Racores rápidos para tubos flexibles de plástico

 Racor CS

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