UTAFISEICIIPANOMBRE: SALAZAR EDISSONFECHA: 30/07/20141. TEMAUSO DE VALVULAS DIRECCIONALES Y MEDIDORES DE PRESION EN SISTEMAS NEUMATICOS

2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL

Comprender el funcionamiento de las vlvulas direccionales seleccionadas al actuar sobre un cilindro adems de analizar los medidores de presin de manera que nos permita analizar las diferentes conexiones realizadas con los elementos mencionados mediante la investigacin de campo y mtodos de experimentacin.

2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS

Investigar el funcionamiento de los principales elementos a emplear como el de las vlvulas direccionales sus formas de accionamiento y sus maneras de retorno con el fin de establecer las diferentes funciones a tener mediante la investigacin bibliogrfica. Implementar sistemas neumticos permitindonos relacionarnos con las diferentes conexiones que se podran formar con los elementos seleccionados con el fin de comprender su funcionamiento de manera de fortalecer los conocimientos mediante mtodos de experimentacin.

Establecer conclusiones de acuerdo a las respuestas obtenidas durante la prctica identificando los diferentes sistemas a implementarse con el fin de comprender el funcionamiento de cada sistema mediante la investigacin de campo.

Elaborar la simulacin de los sistemas implementados con el simulador FluidSim de manera que podamos reforzar los conocimientos adquiridos con anterioridad mediante la investigacin de campo3. RESUMENEn el presente laboratorio se pretende comprender la funcin que cumplen las vlvulas direccionales el tener en estas los accionamientos y retornos pudiendo tener sus diferencias al ser combinadas con cilindros actuadores, a estos tambin pudiendo aadirles los medidores de presin para poder observar la presin que se ejerce sobre los actuadores. Con estos parmetros tomaremos decisiones del cambio de vlvulas para poder observar diferencias en relacin al esquema inicial.Mediante el desarrollo del laboratorio se conseguir relacionar el funcionamiento de los sistemas neumticos a implementarse con el fin de evidenciar el estudio de los sistemas en la prctica adems de simularlos en Fluidsim. Estableciendo una mejor comprensin de parte de los alumnos con respecto a los sistemas implementados durante el laboratorio realizado.4. PALABRAS CLAVE

Sistema Neumtico Presin Vlvulas direccionales Cilindro Medidores de presin

5. MARCO TEORICOSISTEMA NEUMATICOEl sistema neumtico es similar al hidrulico con una diferencia importante: en lugar de lquido, utiliza gas (generalmente aire). El aire es recogido en un compresor y luego es forzado a travs de las lneas a las diferentes herramientas. El aire comprimido acciona pistones y rboles y los obliga a moverse. El sistema neumtico a menudo se utiliza para diferentes tipos de herramientas de mano y tambin para las mquinas que realizan movimientos repetitivos. Un martillo neumtico es un buen ejemplo de una herramienta neumtica repetitiva.Los sistemas neumticos se utilizan en todos los tipos de instalaciones de montaje y fabricacin. La fuente de accin neumtica repetitiva es ideal para herramientas como taladros, martillos y cinceles. Este sistema tambin se instala para mover elementos en las lneas de montaje y en las instalaciones de mantenimiento, tales como garajes y hangares de aviones.MEDIDORES DE PRESION

La mayora de los dispositivos que permiten medir la presin directamente miden en realidad la diferencia entre la presin absoluta y la presin atmosfricaEl control de la presin en los procesos industriales da condiciones de operacin seguras. Cualquier recipiente o tubera posee cierta presin mxima de operacin y de seguridad variando este, de acuerdo con el material y la construccin. Las presiones excesivas no solo pueden provocar la destruccin del equipo, si no tambin puede provocar la destruccin del equipo adyacente y ponen al personal en situaciones peligrosas, particularmente cuando estn implcitas, fluidos inflamables o corrosivos. Para tales aplicaciones, las lecturas absolutas de gran precisin con frecuencia son tan importantes como lo es la seguridad extrema.

Por otro lado, la presin puede llegar a tener efectos directos o indirectos en el valor de las variables del proceso (como la composicin de una mezcla en el proceso de destilacin). En tales casos, su valor absoluto medio o controlado con precisin de gran importancia ya que afectara la pureza de los productos ponindolos fuera de especificacin.

La presin puede definirse como una fuerza por unidad de rea o superficie, en donde para la mayora de los casos se mide directamente por su equilibrio directamente con otra fuerza, conocidas que puede ser la de una columna liquida un resorte, un embolo cargado con un peso o un diafragma cargado con un resorte o cualquier otro elemento que puede sufrir una deformacin cualitativa cuando se le aplica la presin.

COMPRESOR

Un compresor es una mquina de fluido que est construida para aumentar la presin y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como gases y los vapores. Esto se realiza a travs de un intercambio de energa entre la mquina y el fluido en el cual el trabajo ejercido por el compresor es transferido a la sustancia que pasa por l convirtindose en energa de flujo, aumentando su presin y energa cintica impulsndola a fluir.

Al igual que las bombas, los compresores tambin desplazan fluidos, pero a diferencia de las primeras que son mquinas hidrulicas, stos son mquinas trmicas, ya que su fluido de trabajo es compresible, sufre un cambio apreciable de densidad y, generalmente, tambin de temperatura; a diferencia de los ventiladores y los sopladores, los cuales impulsan fluidos compresibles, pero no aumentan su presin, densidad o temperatura de manera considerable.

Los compresores son ampliamente utilizados en la actualidad en campos de la ingeniera y hacen posible nuestro modo de vida por razones como:

Son parte importantsima de muchos sistemas de refrigeracin y se encuentran en cada refrigerador casero. Se encuentran en sistemas de generacin de energa elctrica, tal como lo es el Ciclo Brayton. Se encuentran en el interior de muchos motores de avin, como lo son los turborreactores, y hacen posible su funcionamiento. Se pueden comprimir gases para la red de alimentacin de sistemas neumticos, los cuales mueven fbricas completas.

CILINDROS ACTUADORES

Los actuadores son dispositivos capaces de generar una fuerza a partir de lquidos, de energa elctrica y gaseosa. El actuador recibe la orden de un regulador o controlador y da una salida necesaria para activar a un elemento final de control como lo son las vlvulas.

Los actuadores hidrulicos, neumticos elctricos son usados para manejar aparatos mecatronicos. Por lo general, los actuadores hidrulicos se emplean cuando lo que se necesita es potencia, y los neumticos son simples posicionamientos. Sin embargo, los hidrulicos requieren demasiado equipo para suministro de energa, as como de mantenimiento peridico. Por otro lado, las aplicaciones de los modelos neumticos tambin son limitadas desde el punto de vista de precisin y mantenimiento.Por todo esto es necesario conocer muy bien las caractersticas de cada actuador para utilizarlos correctamente de acuerdo a su aplicacin especificaVALVULAS DIRECCIONALES

Son aquellas que abren y cierran el paso y dirigen el fluido, en un sentido u otro a travs de las distintas lneas de conexin.

Vlvulas direccionales de dos vas

Estas vlvulas permiten el paso de fluido desde la entrada hacia diferentes vas en que deben realizar sus funciones.Estas vlvulas pueden ser normalmente abiertas o cerradas el accionamiento de estas puede hacerse por distintos medios: mecnicos, elctricos y pilotados.

La vlvula de dos vas, es una simple llave de paso que permite que el caudal o la presin, pasen o no a travs de ella, su funcin principal consiste en cierre total del paso del fluido.

6. METODOLOGIAEn la realizacin del presente laboratorio se utiliz una investigacin de campo pues su desarrollo tuvo lugar en un laboratorio, lo que permiti establecer un conocimiento por parte de los alumnos manejando los elementos indicados, fortaleciendo el manejo del simulador FluidSim y dando soporte a los diseos de esquemas exploratorios, descriptivos y experimentales, estableciendo un control sobre una o ms variables.Para la realizacin del presenta laboratorio se realiz 3 esquemas de sistemas neumticos mediante la cual se trat su forma de conexiones y su manera de trabajo de cada uno. En los diferentes esquemas se us un compresor para emplear aire comprimido y mediante este generar movimiento al vstago del cilindro, teniendo en cuenta las vlvulas utilizadas segn en la posicin que se encuentre, adems de verificar las diferencias existentes con los cambios hechos en un sistema. 7. MATERIALES

8 ESQUEMASEsquema neumatico # 1 Fig. No.1 Esquema neumtico con vlvula 3/2En la primera implementacin realizada, se da la conexin por una fuente neumtica (compresor) a la unidad de mantenimiento, en este se integra una vlvula 3/2 con accionamiento manual y retorno por muelle, y finalmente a un cilindro con vstago de simple efecto con retorno por muelle. Fig. No.2 Su funcionamiento se da con el paso del gas por la unidad de mantenimiento mediante el encendido del compresor, el cual no deja pasar nada al cilindro actuador por el hecho de que la vlvula se encuentra en el modo normalmente cerrado

Fig. No.3 Su funcionamiento se da mediante el accionamiento manual y la vlvula pasa a posicin normalmente abierta donde este permite la presin en el sistema y el cilindro queda con el vstago afuera

Fig. No.4 Su respuesta se da cuando al dejar de presionar la vlvula esta vuelve a su posicin inicial mediante su retorno por muelle, en donde el cilindro dar su retorno por muelle y este vuelve a su posicin inicial dando paso al fluido y acciona el cilindro que permite la entrada del vstago

Esquema neumatico # 2

Fig. No.5 Esquema neumtico con vlvula 5/2En la segunda implementacin realizada, se da la conexin por una fuente neumtica (compresor) a la unidad de mantenimiento, en este se integra una vlvula 3/2 con accionamiento manual y retorno por muelle, pero adems una vlvula 5/2 con accionamiento manual con bloqueo y retorno por muelle y finalmente a un cilindro con vstago de doble efecto.

Fig. No.6 Al encender la fuente neumtica como es el compresor este enva el aire comprimido al sistema pero la vlvula 3/2 no permite el paso de este, por el hecho de que se encuentra en la posicion normalmente cerrada hasta que no accione esta no producir ningn cambio en el sistema

Fig. No.7 Su funcionamiento se da al accionar la vlvula 3/2 la cual deja pasar el gas pero al pasar por la vlvula 5/2 este enva el aire comprimido al cilindro actuador pero este no produce cambios en el cilindro pero produce una presin por el hecho que el aire comprimido ingresa al cilindro en el sentido contrario a la salida del vstago.

Fig. No.8 En este caso su funcionamiento empieza al accionar la vlvula 5/2 la cual permitir el paso del aire comprimido hacia el cilindro pero con la diferencia que en este caso el ingreso del gas permitir la salida del vstago del cilindro producindose una presin.

Fig. No.9 En el caso de regresar la vlvula 3/2 a su forma inicial este no permitir el paso del aire comprimido hacia el cilindro actuador ya sea si la vlvula 5/2 este en la posicin para el paso del gas de 1- 4 o de 1 2, la respuesta ser la misma

Esquema neumatico # 3

Fig. No.10 Esquema neumtico con dos vlvula 3/2En esta tercera implementacin realizada, se da la conexin por una fuente neumtica (compresor), en esta se integra dos vlvulas 3/2 con accionamiento manual y retorno por muelle, y finalmente a un cilindro con vstago de simple efecto.

Fig. No.11 Al encender la fuente neumtica como es el compresor este enva el aire comprimido al sistema pero la vlvula 3/2 no permite el paso de este, y no produce ningn cambio en el sistema

Fig. No.12En este caso se acciona la vlvula 3/2 para permitir el paso del aire, pero esta no produce cambios en el cilindro actuador ya que la otra vlvula implementada no permite el paso y adems al dejar de presionar la primera vlvula esta regresa a su posicin inicial por su retorno por muelle.

Fig. No.13Para que en el cilindro actuador pueda haber un cambio se deber accionar las dos vlvulas implementadas 3/2 a la vez, en caso contrario no habr de que el vstago del cilindro pueda salir.

Fig. No.14 Si se deja de accionar cualquiera de las dos vlvulas no permitirn el paso del aire comprimida y no podr haber cambios en el cilindro actuador

9 RESULTADOS

Mediante la prctica realizada se pudo conocer ms a fondo del uso que se les da a las vlvulas direccionales las cuales nos pueden dar un ambiente seguro al momento de realizar un trabajo. Por ellos es que se puede implementar dos vlvulas que activen al mismo cilindro para que cuando un operario pueda trabajar en un sistema en este no ocurran accidentes al accionar solo la una vlvula de modo que con esto podamos tener un ambiente seguro de trabajo y mantener la integridad fsica de la persona. Es importante tener un conocimiento sobre los implementos a utilizarse en la realizacin de cualquier sistema ya que debemos seleccionar de manera adecuada las vlvulas a utilizarse adems de tener en cuenta su accionamiento y su retorno segn sea el caso. Teniendo en cuenta de que si elegimos alguna vlvula incorrecta en esta no nos puede dar el mismo beneficio de los cuales esperamos del sistema o de igual formas nos pueden sobrar vas de alimentacin en donde esta seleccin seria innecesaria ya que en estos sistemas se trata de optimizar los recursos de la manera ms correcta.

Los sistemas neumticos se suelen aprovechar para realizar una automatizacin en una industria en las que requieren sistemas que utilicen un gas (aire comprimido) los cuales nos podrn ayudar a manejar de mejor manera el funcionamiento de mquinas para realizar el trabajo de manera ms fcil. De manera que debemos tener un alto conocimiento sobre el uso de implementos neumticos como pueden ser las vlvulas direccionales las cuales nos pueden ayudar a crear una seguridad en algn sistema y de la misma forma debemos aprender a seleccionar el mejor elemento para tener la mejor respuesta al sistema que realicemos y sacarle el mejor provecho a estos sistemas.

10 CONCLUSIONES

En el presente trabajo se ha logrado establecer las definiciones correspondientes con los elementos utilizados en los esquemas realizados logrando establecer una mejor comprensin al actuar con el aire comprimido, lo que a su vez nos permite tener de manera ms clara el funcionamiento de las vlvulas direccionales, cilindros actuadores, medidores de presin, entre otros. Teniendo en cuenta sus conexiones correcta y sus usos dentro de dichos sistemas. Mediante la realizacin de la prctica en el laboratorio hemos podido implementar tres diferentes sistemas los cuales tienen su respectiva funcin dentro de lo implementado, teniendo en cuenta un mejor entendimiento por parte de los alumnos y realizando las mejores decisiones al realizar la implementacin y obteniendo la mejor respuesta de los sistemas realizados.

Durante la prctica realizada se logr establecer varios sistemas neumticos respectivamente logrando comprender de mejor manera el uso primordial de las vlvulas direccionales las cuales por su correcta eleccin nos podrn simplificar algn sistema futuro a implementar o de igual forma logrando crear un ambiente de seguridad al realizar dichas prcticas.

Para tener una mejor comprensin de los sistemas implementados se ha logrado simularlos en FluidSim, el cual nos ha dejado ms claro el funcionamiento de cada sistema adems de fortalecer nuestros conocimientos, pudiendo tener en cuenta el uso de las vlvulas utilizadas las cuales nos podrn servir en una futura prctica.

11 BIBLIOGRAFIA

Beltrn Alexander Actuadores neumticos e hidrulicos, 23 10 2010. [Online] Disponible en:http://ramaucsa.wordpress.com/2010/11/23/conceptos-neumatica-y-leyes principales-nivel-inicial/ [Accessed: 06 07 2014]. Crdova Roberto Vlvulas Direccionales, 09 09 2007 [Online] Disponible en: http://www.google.com.ec/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=13&ved=0CGAQFjAM&url=http%3A%2F%2Fwww.uca.edu.sv%2Ffacultad%2Fclases%2Fing%2Fm200020%2Fdoc6.doc&ei=B9O6U7F_icyxBKPHgfAL&usg=AFQjCNFmEL0andhkEmwN4-qA99yIHgA5Qw&bvm=bv.70138588,d.aWw&cad=rja [Accessed: 06 07 2014].

12 ANEXOS

Fig. No. 15 CompresorFig. No. 16 Cilindro actuador neumtico

Fig. No. 17 Vlvula de pilotajeFig. No. 18 Implementacin sistema neumtico 1

Fig. No. 19 Cilindro actuador doble efectoFig. No. 20 Medidor de presin

Fig. No. 21 Vlvula direccional 5/2Fig. No. 22 Implementacin sistema neumtico 2