PROPÓSITO DE LA UNIDAD CURRICULAR:
Dotar al estudiante de los conocimientos y habilidades necesarias en el área de aire comprimido tanto en el aspecto teórico como práctico, que le permitan como profesional de su especialidad un desempeño acorde con los requerimientos exigidos.
El aire comprimido es utilizado intensamente para una diversidad de aplicaciones, pues permite llevar a cabo infinidad de procesos de la manera más sencilla y económica. Esto es así, en la medida que el aire comprimido se encuentre limpio y seco al llegar a los puntos donde es utilizado; pero lamentablemente esto no sucede.
El aire en la atmósfera contiene partículas sólidas de distinto micronaje, cuyas proporción depende del grado de contaminación existente; también vapor de agua de acuerdo a la humedad relativa reinante.
Una vez ingresado el aire del compresor , si éste es lubricado, también se contamina con aceite ; por efecto de la compresión la temperatura se eleva, y en la descarga del compresor el aire comprimido se encontrara caliente con partículas sólidas aceite y agua.
En estas condiciones de contaminación el aire ingresa a las tuberías de distribución y llega a los puntos de consumo, provocando daños en las máquinas, equipamientos, accesorios, instrumentos neumáticos, procesos y productos que toman contacto con él; ocasionando enormes gastos de mantenimiento, reparaciones, reposiciones y lucro cesante por paradas en la producción. Para evitar esto el aire que descargan los compresores debe ser sometido a tratamientos específicos para eliminar los contaminantes mencionados; agua, aceite y suciedad sólida.
OSMI S.R.L. es especialista en todo el equipamiento necesario para secar y filtrar el aire comprimido que
producen los compresores en la industria o en aplicaciones hospitalarias.
1) POST-ENFRIAFDORES PROCESAIRE PR, AC Y WC
Se instalan en la descarga de los compresores para enfriar el aire comprimido, logrando de esta forma que la mayor parte de los vapores de agua y aceite condensen el estado líquido y así puedan ser evacuados antes de que ingresen y contaminan las tuberías.
Están disponibles en dos versiones según el medio de enfriamiento:
TIPO AIRE - AIRE:
El enfriamiento del aire comprimido se logra mediante la acción de una corriente cruzada de aire ambiental, proveniente de un forzador que forma parte del equipo. Se construyen con tubos de cobre y aletas disipadoras de aluminio unidos por expansión mecánica.
TIPO AIRE - AGUA:
- FSL :
-
Líquidos y suciedad sólida gruesa.FP : Partículas sólidas
Los secadores extraen del aire toda la humedad residual que pudiera llegar a condensarse, entregando así aire seco al consumo.
4) SECADO Y FILTRADO DEL AIRE COMPRIMIDO
Tiene 3 componentes básicos:
Para ser técnicamente efectivos y económicos trabajan separando progresivamente los contaminantes gruesos, medios, y finos; de esta manera alcanzan una óptima vida útil.
Disponemos de equipos centrales que limpian y secan todo el aire comprimido generado por los compresores, o equipos para aplicar a consumosparciales en sectores críticos.
PREFILTRO . SECADOR . POSTFILTRO; de acuerdo al grado de contaminación y temperatura del aire comprimido se agregan otros.
3) SECADORES MINISEC
La aplicación de productos ya descriptos (Post enfriadores, filtros y drenador) limpiarán y separarán del aire comprimido una buena cantidad de agua líquida; pero no obstante el aire se encontrará aún saturado con 100% de humedad en forma de vapor de agua, cualquier descenso de temperatura posterior hará que siga condensando agua líquida. Para solucionar esto definitivamente el aire debe ser
secado.
PROCESAIRE DA. Todos los modelos pueden equiparse con purgador automático para expulsar los líquidos fuera del filtro sin intervención del personal de planta. También se lo provee separadamente.
2) FILTROS Y DRENADORES AUTOMÁTICOS PROCESAIRE F Y DA
El aire comprimido dentro de las tuberías se encuentra siempre contaminado con aceite del compresor, agua condensada y suciedad sólida.
La función de los filtros es la de retener estos contaminantes que tanto daño causan a las instalaciones neumáticas, entregando de esta forma, aire limpio al consumo.
Nuestra línea de filtros estándar cuenta con una completa variedad de cartuchos descartables, aptos para limpiar, según el tipo elegido:
El medio de enfriamiento es agua bombeada desde torres de enfriamiento o pozo. De conformación casco y tubo están construidos con tubos de cobre expandidos en las placas y bafles de latón.
A continuación se explican las características y funcionamiento de los FRL (filtro, regulador y lubricador)
Los compresores aspiran aire húmedo y sus filtros de aspiración no pueden modificar esto, ni eliminar totalmente las partículas contenidas en el aire atmosférico del lugar donde esté situado el propio compresor.
La durabilidad y seguridad de funcionamiento de una Instalación neumática dependen en buena forma del acondicionamiento del aire:
• La suciedad del aire comprimido (óxidos, polvo, demás), las partículas líquidas contenidas en el aire, causan un gran deterioro en las instalaciones neumáticas y en todos sus componentes, provocando desgastes exagerados y prematuros en superficies deslizantes, ejes, vástagos, juntas, etc., reduciendo la duración de los distintos elementos de la instalación.
• Las conexiones y desconexiones del compresor o compresores, generan oscilaciones en la presión, que impiden un funcionamiento estable de la instalación, de los actuadores, etc.
Para evitar este tipo de problemas, se recomienda emplear las UNIDADES DE MANTENIMIENTO NEUMÁTICO (Fig. 1 y 2) las cuales son una combinación de los elementos que se describen a continuación:
• Filtro de aire comprimido
• Regulador de presión
• Lubricador de aire comprimido
Pero para esto se debe tener en cuenta los siguientes puntos:
• El caudal total de aire en m3/h es decisivo para la elección del tamaño de unidad. Si el caudal es demasiado grande, se produce en las unidades una caída de presión demasiado grande. Por eso, es imprescindible respetar los indicados por el fabricante.
• La presión de trabajo no debe sobrepasar el valor estipulado en la unidad.
• La temperatura no deberá ser tampoco superior a 50 ºC (valores máximos para recipiente de plástico).
Figura 1
Simbología de la unidad de mantenimiento
Figura 2
Conservación de las unidades de mantenimiento
Es necesario efectuar, en intervalos regulares, los trabajos siguientes de conservación:
• FILTRO: Debe examinarse periódicamente el nivel de agua condensada, porque no debe sobrepasar la altura indicada en la mirilla de control. De lo contrario, el agua podría ser arrastrada hasta la tubería por el aire comprimido. Para purgar el agua condensada hay que abrir el tornillo existente en la mirilla. Asimismo debe limpiarse el cartucho filtrante.
• REGULADOR: Cuando está precedido de un filtro, no requiere ningún mantenimiento.
• LUBRICADOR: Verificar el nivel de aceite en la mirilla y, si es necesario, suplirlo hasta el nivel permitido. Los filtros de plástico y los recipientes de los lubricadores no deben limpiarse con tricloroetileno. Para los lubricadores, utilizar únicamente aceites minerales.
La unidad de mantenimiento debe elegirse cuidadosamente según el de la instalación. Si no se pospone un depósito, hay que considerar el consumo máximo por unidad de .
FILTRO
Definición: El filtro tiene la misión de extraer del aire comprimido circulante todas las impurezas y el agua condensada. En los procesos de automatización neumática se tiende cada vez a miniaturizar los elementos (problemas de espacio), fabricarlos con materiales y procedimientos con los que se pretende el empleo cada vez menor de los lubricadores. Consecuencia de esto es que cada vez tenga mas importancia el conseguir un mayor grado de pureza en el aire comprimido, para lo cual se crea la necesidad de realizar un filtraje que garantice su utilización.
El filtro tiene por misión:
• Detener las partículas sólidas.
• Eliminar el agua condensada en el aire.
En la figura (Fig. 3) se muestra el camino del aire a través del filtro, primero para entrar, en el recipiente (1), el aire comprimido tiene que atravesar la chapa deflectora (2) provista de ranuras directrices. Como consecuencia se somete a un movimiento de rotación. Los componentes líquidos y las partículas grandes de suciedad se desprenden por el efecto de la fuerza centrífuga y se acumulan en la parte inferior del recipiente.
En el filtro sintetizado (4) (ancho medio de poros, 40 mm.) sigue la depuración del aire comprimido.
Dicho filtro (4) separa otras partículas de suciedad. Debe ser sustituido o limpiado de vez en cuando, según el grado de ensuciamiento del aire comprimido.
Figura 3
Los filtros se fabrican en diferentes modelos y deben tener drenajes accionados manualmente, semiautomática o automáticamente.
Los depósitos deben construirse de material irrompible y transparente. Generalmente pueden limpiarse con cualquier detergente.
Generalmente trabajan siguiendo el siguiente proceso: El aire entra en el depósito a través de un deflector direccional, que le obliga a fluir en forma de remolino. Consecuentemente, la fuerza centrífuga creada arroja las partículas líquidas contra la pared del vaso y éstas se deslizan hacia la parte inferior del mismo, depositándose en la zona de calma.
La pantalla separadora evita que con las turbulencias del aire retornen las condensaciones. El aire continúa su trayecto hacia la línea pasando a través del elemento filtrante que retiene las impurezas sólidas. Al abrir el grifo son expulsadas al exterior las partículas líquidas y sólidas en suspensión.
El agua no debe pasar del nivel marcado que normalmente traen los elementos, puesto que en la zona turbulenta el agua sería de nuevo arrastrada por el aire.
La condensación acumulada en la parte inferior del recipiente (1) se deberá vaciar antes de que alcance la altura máxima admisible, a través del tornillo de purga (3). Si la cantidad que se condensa es grande, conviene montar una purga automática de agua.
REGULADOR
Definición: El regulador tiene la misión de mantener la presión de trabajo (secundaria) lo más constante posible, independientemente de las variaciones que sufra la presión de red (primaria) y del consumo de aire. La presión primaria siempre ha de ser mayor que la secundaria.
Regulador de presión con orificio de escape
La presión es regulada por (Fig. 4) la membrana (1), que es sometida, por un lado, a la presión de trabajo, y por el otro a la fuerza de un resorte (2), ajustable por medio de un tornillo (3).
A medida que la presión de trabajo aumenta, la membrana actúa contra la fuerza del muelle. La sección de paso en el asiento de válvula (4) disminuye hasta que la válvula cierra el paso por completo. En otros términos, la presión es regulada por el caudal que circula.
Al tomar aire, la presión de trabajo disminuye y el muelle abre la válvula. La regulación de la presión de salida ajustada consiste, pues, en la apertura y cierre constantes de la válvula. Al objeto de evitar oscilaciones, encima del platillo de válvula (6) hay dispuesto un amortiguador neumático o de muelle (5). La presión de trabajo se visualiza en un manómetro. Cuando la presión secundaria aumenta demasiado, la membrana es empujada contra el muelle. Entonces se abre el orificio de escape en la parte central de la membrana y el aire puede salir a la atmósfera por los orificios de escape existentes en la caja.
Figura 4
Regulador de presión sin orificio de escape
En el comercio se encuentran válvulas de regulación de presión sin orificio de escape. Con estas válvulas no es posible evacuar el aire comprimido que se encuentra en las tuberías.
En la figura (Fig. 5) se muestra que por medio del tornillo de ajuste (2) se pretensa el muelle (8) solidario a la membrana (3). Según el ajuste del muelle (8), se abre más o menos el paso del lado primario al secundario. El vástago (6) con la membrana (5) se separa más o menos del asiento de junta.
Si no se toma aire comprimido del lado secundario, la presión aumenta y empuja la membrana (3) venciendo la fuerza del muelle (8). El muelle (7) empuja el vástago hacia abajo, y en el asiento se cierra el paso de aire. Sólo después de haber tomado aire del lado secundario, puede afluir de nuevo aire comprimido del lado primario.
Figura 5
LUBRICADOR
Definición: El lubricador tiene la misión de lubricar los elementos neumáticos en medida suficiente. El lubricante previene un desgaste prematuro de las piezas móviles, reduce el rozamiento y protege los elementos contra la corrosión.
Son aparatos que regulan y controlan la mezcla de aire-aceite. Los aceites que se emplean deben:
• Muy fluidos
• Contener aditivos antioxidantes
• Contener aditivos antiespumantes
• No perjudicar los materiales de las juntas
• Tener una viscosidad poco variable trabajando entre 20 y 50° C
• No pueden emplearse aceites vegetales (Forman espuma)
Los lubricadores trabajan generalmente según el principio "Venturi". La diferencia de presión (caída de presión) entre la presión reinante antes de la tobera y la presión en el lugar más estrecho de ésta se emplea para aspirar líquido (aceite) de un depósito y mezclarlo con el aire. (Fig. 6)
Figura 6
El lubricador no trabaja hasta que la velocidad del flujo es suficientemente grande. Si se consume poco aire, la velocidad de flujo en la tobera no alcanza para producir una depresión suficiente y aspirar el aceite del depósito.
Por eso, hay que observar los valores de flujo que indique el fabricante.
En la figura (Fig. 7) se muestra, como el aire comprimido atraviesa el aceitador desde la entrada (1) hasta la salida (2). Por el estrechamiento de sección en la válvula (5), se produce una caída de presión. En el canal (8) y en la cámara de goteo (7) se produce una depresión (efecto de succión). A través del canal (6) y del tubo elevador (4) se aspiran gotas de aceite. Estas llegan, a través de la cámara de goteo (7) y del canal (8) hasta el aire comprimido, que afluye hacia la salida (2). Las gotas de aceite son pulverizadas por el aire comprimido y llegan en este estado hasta el consumidor.
La sección de flujo varía según la cantidad de aire que pasa y varía la caída de presión, o sea, varía la cantidad de aceite. En la parte superior del tubo elevador (4) se puede realizar otro ajuste de la cantidad de aceite, por medio de un tornillo.
Una determinada cantidad de aceite ejerce presión sobre el aceite que le encuentra en el depósito, a través de la válvula de retención (3).
