8. TRATAMIENTO DEL AIRE COMPRIMIDO
Antes que nada, conoceremos
las partes principales de un compresor empezando por el depósito de aire.
COMPRESOR
- DEPOSITO DE AIRE: Almacena el aire comprimido.
- PRESÓSTATO: Detiene el compresor alcanzar la presión establecida.
- MOTOR ELÉCTRICO: mueve el cigüeñal del compresor.
- CILINDRO: Dentro contiene al pistón que comprime el aire.
- DISPARADOR DE CALOR: Ayuda al enfriamiento del cilindro.
- FILTRO DE CALOR: Permite que el cilindro succione aire limpio
- ENTRADA DE AIRE: El cilindro toma el aire del ambiente.
- SALIDA DEL AIRE: Es comprimido por el pistón y luego es expulsado.
- VENTILADOR: Aspas conectadas al cigüeñal del compresor para expulsar el calor.
- TERMÓMETRO: Indica la temperatura del aire comprimido.
- MANÓMETRO: Indica la presión dentro del depósito.
- VÁLVULA DE PURGA: Permite expulsar el agua acumulada por la humedad.
- SALIDA DEL AIRE: Salida de aire para su posterior tratamiento.
- VÁLVULA DE SEGURIDAD: Expulsa el aire excedente y evita una exclusión.
TRATAMIENTO DE AIRE:
- SECADOR DE ENFRIAMIENTO: Retira la humedad del aire utilizando frío.
- MANÓMETRO Y TERMÓMETRO: Indica la presión y temperatura del aire.
- SALIDA DE AIRE: salida de aire con poca humedad.
- FILTRO: Retiene impurezas y restos de aceite del aire.
- TUBERÍA PRINCIPAL: Transporta el aire comprimido para distribuirse a toda la red.
- BAJANTE/ACOMETIDA: Conduce el aire hacia la unidad de mantenimiento.
- VÁLVULA: Cierra o permite el paso del aire proveniente del depósito.
- FILTRO: Retiene el resto de humedad del sistema.
- UNIDAD DE MANTENIMIENTO: Consta de filtro lubricador y regulador de presión.
- VÁLVULA DE CONTROL: Controla el funcionamiento del cilindro actuador.
- TUBO DE POLIURETANO: Transporta el aire comprimido hacia los depósitos dispositivos.
- CILINDRO ACTUADOR: Es el depósito que realiza el trabajo usando aire comprimido.
Como vimos en la imagen anterior, se pueden notar que en el sistema neumático siempre existirán los filtros y dispositivos que retiran la humedad del aire, ya que al comprimirlo también se eleva la cantidad de aire dentro del depósito de aire.
El exceso de agua ocasionará muchos
problemas dentro del sistema, ya sea estancamientos, generación de óxidos, obstrucción y
desgaste en los mecanismos neumáticos.
Existen distintos
procesos para separar el agua del aire, los más usuales
son los siguientes:
1. SECADO POR ABSORCIÓN
Es un proceso
químico que se utiliza en instalaciones de bajo consumo de aire.
Este equipo está conformado
por un
depósito que contiene una sustancia higroscópica (qué absorbe
humedad) a
través del cual se hace circular el aire comprimido, conforme conforme el
aire circula, la sustancia absorbe la humedad que contiene, el resultado
es un residuo de sustancia secante mezclado con agua. los residuos
deben eliminarse regularmente de forma manual o automática.
la sustancia secante debe reemplazarse de 2 a 4 veces al año aproximadamente.
es recomendable
montar un filtro fino para evitar que los aceites y
demás residuos ingresen al sistema y acorten la vida útil del absorbente.
En este tipo
de secador, el aire húmedo entra por el conducto y pasa a una
cámara donde se encuentra un material secante. la presión
del aire lo obliga a subir a través de ese material mientras
se va absorbiendo la humedad.
cuando el material
secante se satura la humedad cae en forma de gotas de agua hasta
el fondo del depósito donde después será eliminado a través de la válvula de
purgas.
Con el paso
del tiempo el material tiene que reemplazarse por otro
material nuevo.
2. SECADO POR
ADSORCIÓN
Este tipo de sistema está conformado por dos depósitos llenos de material desecante en forma de pequeñas bolitas qué capturan La humedad del aire.
Este sistema
trabaja de forma cíclica, adsorbiendo y regenerando de tal forma que se
obtiene aire seco de forma continua, es decir, mientras un depósito se encuentra adsorbiendo,
el otro
depósito se encuentra regenerando.
La regeneración consiste en retirar el agua retenida por las esferas aplicando aire seco o aire caliente, al terminar el proceso de regeneración, los depósitos se encuentran listos para comenzar un nuevo ciclo de secado.
Este sistema consta
de 2 métodos de regeneración.
1.
Sin aporte de
calor.
2.
Con aporte de
calor.
El primero, utiliza
parte del aire secado para secar las esferas absorbentes, se gasta un
10% de aire tratado aproximadamente.
Con el
segundo método, se utiliza un regenerador de aire caliente para
retirar la humedad adsorbida, no hay gasto de aire tratado puesto que es un
sistema independiente.
Nota adsorción y
absorción no son lo mismo.
La absorción se
refiere a un material que permite que las moléculas de otro material penetren dentro
de él.
La adsorción se
refiere a un material que permite que las moléculas de otro material sean
atraídas y retenidas solo en su superficie.
Secador por
absorción sin aporte de calor
En el ciclo
de operación, el tanque A permite el paso de aire comprimido, mientras
que el lecho adsorbente retira la humedad que contiene el
aire húmedo que entra por debajo y sale seco por la parte de arriba hacia la
válvula de salida.
Un pequeño
orificio calibrado permite el paso de una pequeña cantidad de aire
seco para regenerar el
lecho adsorbente de
la torre B y expulsar la humedad hacia el ambiente.
Al terminar
el ciclo de regeneración la válvula de 4 vías invierte el flujo de aire para que la torre A se encargue de regenerar y la torre B se encargue de adsorber.
SECADO POR ADSORCIÓN CON APORTE DE CALOR
El funcionamiento
de este tipo de secador es muy parecido al secador sin aporte de calor producido
por una resistencia eléctrica que puede estar inmersa en un material desecante o
puede ser un sistema de calentamiento externo.
Ese aire caliente
puede ser impulsado por un ventilador a través de la torre de regeneración o
puede ser succionado por la fuerza del mismo aire a presión.
El calor separa el
agua adsorbida por el material desecante y una
porción de aire comprimido lo empuja hacia el exterior.
La válvula de
control permite
manipular el flujo de aire para para lograr la regeneración.
Las válvulas pueden
ser manuales o automáticas.
SECADO POR ENFRIAMIENTO
Los secadores por
enfriamiento bajan la temperatura del aire comprimido para que se produzca la
condensación de la humedad y puede ser expulsado hacia
el exterior.
funciona por medio de un sistema de refrigeración y un intercambiador de calor, los hay de diferentes capacidades según las necesidades del caudal de aire.
PRINCIPIO DE
FUNCIONAMIENTO
El aire húmedo
entra por el intercambiador y circula a través de las tuberías mientras
que el compresor genera frío en el evaporador.
Cuando el aire
húmedo circula por un ambiente helado toda su humedad se condensa y cae
en forma de gotas de agua, que a su vez son retenidas por el separador de
drenaje para hacer expulsadas.
Un ejemplo del
funcionamiento sería la escarcha que se forma en el serpentín
evaporador de nuestros refrigeradores, ese hielo es la humedad del ambiente condensado y
congelado.
SECADOR POR ENFRIAMIENTO
En la gráfica se
observan modelos de secadores por enfriamiento, cómo se puede ver es muy parecido a un aire
acondicionado, el funcionamiento es casi igual solo que en vez de
refrescar el aire en la habitación, éste solo condensa la humedad del aire comprimido.
1.
Compresor
2.
Intercambiador
de calor / condensador / evaporador.
3.
Motor ventilador
4.
Presostato
5.
Válvula de
purga
6.
Válvula de
control de volumen
7.
Filtro
8.
Depósito de
líquido
FILTRAJE Y
LUBRICACION
El aire atmosférico
lleva consigo humedad, polvo y sustancias corrosivas.
Tras la compresión
del aire se le
retira la humedad en el secador, ahora le toca limpiarlo con los filtros.
Existen diferentes
tipos de filtros dependiendo del aire que se necesite.
1.
Filtro estándar.
2.
Filtro micrónico.
3.
Filtro submicrónico.
4.
Filtro de aspiración
5.
Filtro de carbón
activado.
6.
Unidad de
mantenimiento.
FILTRO STANDARD
El filtro retendrá el polvo, restos de aceite y partículas de óxido.
El aire entra
por fuera del cartucho filtrante, lo penetra y sale por dentro del cartucho hacia
afuera.
FILTRO MICRÓNICO
Este filtro se
utiliza cuando
existe vapor de aceite en el sistema, además, de condensar los vapores de aceite también lo hace
con la neblina de agua y polvo.
FILTRO SUBMICRÓNICO
Este filtro elimina
el 99.99% de impurezas de agua, polvo y aceite del sistema.
Utilizado para
proteger dispositivos neumáticos de precisión, otorgar
pureza en pintura pulverizada y limpieza de accesorios electrónicos.
FILTROS DE ASPIRACIÓN
Los filtros de
aspiración se colocan en la succión del compresor, es la
primera etapa de evitado del aire.
La porosidad de
estos filtros está tratada de forma especial de manera que no afectan la
capacidad de succión destrucción del compresor.
FILTROS DE CARBÓN
ACTIVADO
Este filtro
contiene carbón activado utilizado para eliminar restos de aceite, restos de
aceite solventes y olores desagradables.
Tiene que
instalarse un filtro fino antes que este para aumentar la longevidad.
Este filtro no
disminuye la velocidad de flujo de aire.
TABLA DE CLASIFICACIÓN DE FILTROS
En esta tabla se muestran algunos de los
diferentes tipos de filtros de acuerdo a la capacidad de filtración.
UNIDAD DE MANTENIMIENTO
La unidad de mantenimiento es el conjunto de 3 dispositivos de tratamiento de aire consta de:
1.
Filtro de
aire.
2.
Regulador de
presión de aire.
3.
Lubricador.
Está
construido así para facilitar la conexión y evitar
ocuparon más espacio.
Generalmente se
conecta justo antes del sistema y maquinaria neumática.
El lubricador
tiene un depósito con aceite, cuando existe presión de aire, el aceite es empujado a
través de un conducto y pulverizado por un pequeño atomizador llamado Venturi, así, el aceite
pulverizado circula por las tuberías hasta la maquinaria neumática.
Es necesario lubricar las partes móviles de los mecanismos ya que así se instala el desgaste prematuro de las piezas internas.
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