Estudio: Optimización del Funcionamiento de una bomba Neumática de Doble Membrana y Monitoreo a través de Transductor de Presión.
- RESUMEN
La presión del aire comprimido es una cantidad significativamente variable para redes de distribución largas o mal diseñadas. Estas variaciones pueden ser determinantes para la eficiencia de la operación del equipo, como los actuadores, las válvulas, las bombas, etc. El proyecto de este artículo fue diseñado para controlar la presión neumática de un Bomba de diafragma doblepermitiendo una continuidad de trabajo incluso en variaciones de presión de red de aire comprimido. El artículo también aborda otra información sobre los componentes y aspectos del monitoreo a través de un transductor de presión.
- INTRODUCCIÓN
En la automatización de los movimientos en la industria, la energía se puede usar de diferentes maneras. Electricidad en sus formas tradicionales, energía hidráulica cuando la necesidad de grandes esfuerzos y neumático cuando necesitamos un esfuerzo moderado y grandes velocidades, cuando el medio ambiente requiere un mayor grado de limpieza o cuando es inflamable o hostil.
Varios consumo de aire en plantas industriales, causadas por máquinas y equipos que, a veces consumen más, ahora consume menos, hacen que sea imposible que la disponibilidad de aire comprimido en flujo continuo de presión y flujo. Las redes de aire comprimidas en la industria en una situación común generalmente oscilan entre 4 y 6 bares de presión, pero en un alto consumo o una larga distancia de las presiones del generador de aire comprimido pueden alcanzar alrededor de 2 o 3 bar causando fallas en sistemas neumáticos y/o pérdida de productividad.
- Definiciones de operación.
El sistema se basa en la lectura e interpretación de la presión del transductor de presión que envía la información al software de programación basado en Pascal.
El transductor tiene un rango de entrada de 0-10 bar con salida de 0-10 VCC, como se muestra en las tablas a continuación.
| Rango | Producción | Rango | Producción | |
| 1 barra | 1 VCC | 6 bares | 6 VCC | |
| 2 bares | 2 VCC | 7 barra | 7 VCC | |
| 3 bares | 3 VCC | 8 barra | 8 VCC | |
| 4 bares | 4 VCC | 9 bares | 9 VCC | |
| 5 bares | 5 VCC | 10 bares | 10 VCC |
Figura 1.
A través del software, el usuario ingresa los datos de comando en las presiones de apertura y cierre de la válvula solenoide. Con la apertura de la válvula, el flujo de presión ingresa al multiplicador de presión (factor de multiplicación 2.0) que mueve su bombeo aumentando la presión hasta alcanzar la presión 2p, como se muestra en el gráfico a continuación.
Figura 2.
La presión multiplicada por el multiplicador que también se puede llamar refuerzo se mueve a un acumulador de aire comprimido con las siguientes dimensiones Ø125 x 450 mm con capacidad de volumen en litros de 557.77 litros a 10 bar bar.
Fórmula para el cálculo del volumen:
V1 = π. r². do
V1 = 3,1415. 62.5². 450
V1 = 5.522.167,9 mm²
V1 = 5,522,167.9 / 1,000,000 (mm³ / litros)
V1 = 55.22 litros
Fórmula de cálculo de volumen con presión de 10 bar:
V2 = (P1. V1)/ATM
V2 = (10. 55,22)/0,99
V2 = 557.77 litros con 10 bares
Ser:
V1: Volumen AR
R: Depósito
DO: Longitud del depósito
V2: Volumen presurizado
P1: Presión del aire dentro del depósito
CAJERO AUTOMÁTICO: Presión atmosférica local.
La presión multiplicada y monitoreada se puede usar en varias aplicaciones. Durante este artículo presentaremos algunos de estos.
Transductor
Los sensores de presión son transductores que convierten la presión física en señal eléctrica proporcional, como se muestra en la siguiente figura.
Como hemos visto, en este proyecto esta señal será tratada por un circuito electrónico y posteriormente procesada por el software en la computadora.
Este transductor de presión se calibra de la fábrica, pero dependiendo de la necesidad, se puede ajustar.
Cuando se aplica una presión, la desviación del diafragma (sensor) conduce a cambios en la resistencia implantados de acuerdo con el efecto piezorestativo (variación de la resistencia eléctrica en función de la fuerza aplicada), por lo tanto, un cambio en la conductividad. Los esfuerzos de compresión y dilatación en el cristal de semiconductores se utilizan para producir cambios en la resistencia de las plantas piezoeléctricas conectadas como un circuito de puente, variando así el voltaje de salida del puente de acuerdo con la sensibilidad especificada en el transductor transductor
Existen varios modelos de transductores de presión, como transductores de presión diferencial, así como modelos más frágiles para trabajar con baja presión y se usan en circuitos de instrumentación que no están en contacto con el entorno industrial, como el equipo médico, por ejemplo.
Estudio: Optimización de la operación de una bomba de diafragma doble.
En este estudio de caso, el objetivo del proyecto es mantener una presión máxima de la salida de fluido bomba neumática Más del 50% de la presión del aire disponible en la red. Aumentando la eficiencia laboral del equipo.
| (PAG) | (2p) | (PÁGINAS) | |
| Presión de red (barra) | Presión multiplicada (barra) | Presión máxima de fluido (barra) | Refuerzo -comparación de presión de fluido libre |
| 0, 5 | 1 | (-) ¹ | (-) ¹ |
| 1 | 2 | 1,5 | (-) ¹ |
| 2 | 4 | 3,44 | 1,5 |
| 3 | 6 | 5 | 2,75 |
| 3,5 | 7 | 5,85 | 3 |
| 4 | (-) ² | 3,44 |
Figura 4.
| (-) ¹ La bomba no funciona. |
| (-) ² Presión máxima de potencia: 7 bar |
Detalle de los componentes del sistema.
Acumulador de ar comprimido
La función principal de este acumulador será almacenar aire comprimido para que un dispositivo o actuador principal pueda alimentarse, como una bomba, un martillo neumático, embrague o freno neumático, pistolas de pintura, etc. Ambos necesitan una cantidad de presión adecuada para su funcionamiento adecuado. El acumulador está alimentado por un multiplicador de presión y monitoreado por un sensor de transmisor de presión. Dimensiones del acumulador: Ø125 x 450 mm con una capacidad de 557.77 litros con presión de 10 bares en la barra.
Transmisor de presión
La señal de la señal del sensor será monitoreada por el software que determinará los rangos de límite de presión máximo y mínimo para la operación del dispositivo de consumo. Cuando hay una baja presión de red de aire comprimido, el sensor del transmisor envía una señal al relé que cierra el contacto de la válvula solenoide, lo que hace que abra un pasaje, como registro, y el aire se mueve al multiplicador de presión, lo que lo aumenta hasta que alcanza el nivel deseado y después de que se mueve hacia el aire comprimido/tanque. El transmisor de presión es un modelo de rango de Velki de IT de 0 -10 bar, salida 0-10 VCC con alimento de 13-28 VCC.
Multiplicador de presión o refuerzo
Una vez que el aire pasa a través de la válvula solenoide, alcanza el cilindro multiplicador de presión, donde la presión de aire comprimida que llega se amplifica como se desea. Esto se puede multiplicar hasta el doble de su valor inicial. El multiplicador de presión es un modelo VBA del factor de multiplicación SMC 1.0 hasta 2.0 y un flujo de hasta 1000 L/min.
Válvula solenoide
La válvula solenoide es responsable de abrir y cerrar el flujo de aire comprimido en el multiplicador de presión, la señal de retransmisión lo ordena que permite comenzar del sistema neumático. Es una válvula 2/2 a través de 1/2 '' Body Brass N.F. Con un diafragma en la bobina de neopreno y solenoide 220V. ACL Italy Brand, E108DB12/C/10611.
Válvula de retención
La válvula de retención permite el flujo de aire comprimido en una dirección, siempre bloqueando el flujo opuesto. Es una válvula de 1/4 ″ con una esfera interna/sistema de resorte.
Bomba neumática de doble diafragma
El bloque central de la bomba tiene una válvula de aire que dirige el aire comprimido, inicialmente presuriza uno de los diafragmas (cámara B), que a su vez impulsa el fluido en la cámara frente a usted (cámara líquida). El fluido se conduce debido a la acción de los conjuntos de esfera/asiento, dirigido a la salida a través de los coleccionistas (colectores), mientras que el otro diafragma se retira por el eje que interconecta diafragmas, chupando el líquido en la otra cámara de bombeo (cámaras A). Cuando los diafragmas completan su curso, la válvula presiona la cámara de diafragma opuesta, generando el mismo proceso ya descrito anteriormente. La bomba en estudio es una bomba modelo Fornido 515 Graco, 1/2 '. Cuerpo de polipropileno, esferas, acentos y diafragma en teflón, flujo máximo de 61 l/min. Fluid de prueba: agua, viscosidad 1 CPS, 0% de sólidos, presión atmosférica 0.99 atm, presión de salida y entrada de fluido ajustable en el sistema de recirculación.
Acelerador
El regulador de presión es un dispositivo construido para regular la presión de un fluido, que generalmente tiene una presión más alta y variable en su entrada y proporciona una presión más baja y razonablemente estable en su salida.
En el esquema, hay dos reguladores de presión ¼ presión máxima de 10 bar, con un flujo máximo de 1100 litros a presión de 7 bar.
Tabla electrónica
La placa que se ha realizado para este proyecto consiste en un hardware que lee una señal analógica (0 ~ 10v) y se transforma en una señal electrónica. Este circuito se caracteriza como un convertidor A-D (analógico a digital). Este valor analógico se obtendrá de un transductor de presión, que enviará señales de voltaje al hardware, 1V - 1 bar, 1V - bar, 3V - 3 bar, etc.
Al convertir la señal emitida por el transductor, se enviará directamente a binaria a la puerta paralela.
Programación de software
Utilizando el software Turbo Pascal y el conocimiento básico de la programación (consulte la Figura 5 Las líneas de programación), se leerá la señal de la placa de control. Con estos datos en la pantalla, realizamos un control automático de control de presión a partir de las entradas digitales de hardware, que se organizarán para un relé de 2 V de 12 V activado por transistores y 2 LED.
Figura 5 - Líneas de programación.
Análisis de resultados.
Después de una serie de pruebas utilizando los dispositivos, el transmisor funcionó con una respuesta satisfactoria, monitoreando las siguientes mediciones, como se muestra a continuación:
| Medios de presión verificado en el dispositivo analógico (barra) | Señal del transmisor (voltio) |
| 0 | 0, 58 |
| 1 | 1,55 |
| 2 | 2,48 |
| 3 | 3,55 |
| 4 | 4,55 |
| 5 | 5,55 |
| 6 | 6,55 |
| 7 | 7,55 |
| 8 | 8,58 |
| 9 | 9,5 |
| 10 | 10,58 |
Figura 6.
El factor de multiplicación (factor: 2.0) siguió la presión de entrada con una presión aumentada como la siguiente tabla:
| Presión de entrada multiplicador (barra) | Presión sobre el dispositivo analógico verificado en la salida (barra) | Aumento de la presión |
| 1 | 1,72 | 72,00% |
| 2 | 3,67 | 83,50% |
| 3 | 5,51 | 83,67% |
| 4 | 7,7 | 92,50% |
| 5 | 9,74 | 94,80% |
Figura 7.
Dentro del margen de error del medidor analógico y el error de Paralax, podemos considerar que los componentes cumplen con el objetivo de manera efectiva.
Como se muestra en la siguiente tabla, el bomba obtuvo el siguiente resultado en la conversión de la presión neumática a la presión máxima del fluido bombeado (PP)
| (PAG) | (2xp) | (PÁGINAS) |
| Presión de red (barra) | Presión multiplicada (barra) | Presión máxima de fluido (barra) |
| 2 | 3,67 | 3,33 |
| 2,5 | 4,59 | 4,13 |
| 3 | 5,51 | 5,17 |
Figura 8.
Otras aplicaciones del sistema.
El sistema se puede usar perfectamente en otras aplicaciones, como:
Barbotine Mill Clutch: (Fig.: 9) Con la caída de presión en niveles como 2 bar, la cámara del embrague del molino no se infla lo suficiente como para generar fricción en la pared del lienzo del embrague y el molino comienza el movimiento de "patinaje" las cintas. Esto genera un desgaste excesivo.
Figura 9 - Barbotine Mill.
Freno neumático (Fig .:10). Hasta que estén en molino de barbotina: el freno neumático se activa por un pistón que envuelve el disco, cuando este pistón tiene poca presión sobre la embola, pierde fuerza y, como consecuencia, el freno pierde la acción. Los accidentes ocupacionales pueden ocurrir si el molino se mueve sin el cuidado adecuado.
Figura 10 - Freno neumático.
Tensor de pantalla (Fig .:11): se usa para inflar una vejiga que sirve como superficie para la fabricación de las pantallas de detección utilizadas en la industria de la cerámica. Cuando la presión de la vejiga no es adecuada, la pantalla es defectuosa.
Figura 11 - Tensores de pantalla para la impresión de pantalla.
Martillo neumático (Fig .:12): El martillo usa una presión mínima para mover su empuje empujándolo contra un resorte de alta tensión que poco después de completar el curso se expulsa el aire y la embolo regresa con gran fuerza empujando el martillo. Si la presión es baja, el sistema no funciona.
Figura 12 - Vibrador de martillo neumático.
Imágenes del sistema
Siempre cuente con el doble proveedor. Contáctenos al (48) 3438-8484 o correo electrónico vendas@duplacao.com.br Y hablar con nuestros expertos.
