NEUMATICA

1. Estudio del compresor

Compresor:

Aparato que sirve para comprimir un fluido, generalmente aire, a una presión dada. Existen dos categorías, las máquinas volumétricas (aumento de presión por reducción de volumen), y los turbocompresores (el aire arrastrado por una rueda móvil adquiere cierta velocidad, que se traduce en un aumento de presión en la rueda y en el difusor de salida).

El compresor de pistón o de émbolo es el más antiguo y extendido, se emplea exclusivamente para presiones elevadas.

En la primera carrera del émbolo, el aire es aspirado a una presión p₁ y el volumen aspirado varía de 0 a V₁.

Al retroceder el émbolo, este aire es comprimido pasando de la presión p₁ a la presión p₂, y su volumen varía de V₁ a V₂.

En la segunda parte o fase de la carrera el aire es expelido a presión p₂.

Debido al trabajo de compresión, que desprende gran cantidad de calor, debe refrigerarse.

Para presiones muy elevadas, se procede en varias fases, realizándose en cada una un coeficiente de compresión del orden de 6 a 7.

El compresor a émbolos libres del sistema Pescara comprende un motor diesel de dos tiempos, con dos émbolos opuestos, cada uno de los cuales está unido rígidamente a un pistón compresor. Por una de sus caras, este último impele el aire comprimido útil. El volumen de aire comprimido que queda en el cilindro, al final de la carrera forma un colchón neumático y provoca el retroceso.

Por su otra cara, el pistón compresor, durante la carrera motriz, aspira aire atmosférico que, en el retroceso, y merced al empuje del colchón neumático citado, impele hacia el motor; es el aire de barrido y el aire comburente del motor.

2.-FUNCIONAMIENTO DE UN CIRCUITO VÁLVULA – CILINDRO

Esquema:

Explicación

Una válvula de tres orificios es un interruptor empleado para controlar el flujo de aire. El tipo que se ve en la figura tiene el componente denominado conjunto rotor, que se mueve dentro de la válvula cuando se pulsa o se suelta el botón. Su función es dirigir el flujo de aire por la válvula. Cuando se pulsa el botón, se deja pasar el aire comprimido del suministro de la tubería 1 a la tubería 2 (que está conectada al cilindro). Un cilindro de accionamiento único usa aire comprimido para producir movimiento y fuerza. Tiene un pistón que puede deslizarse "hacia arriba" y "hacia abajo". Un muelle hace subir al pistón dentro del cilindro. Sin embargo, cuando la válvula se acciona, como se muestra en el dibujo, el aire comprimido entra en el cilindro y le obliga a bajar su émbolo. El aire del otro lado sale por el orificio de escape.

3.- VÁLVULA DE TRES VÍAS Y DOS POSICIONES (3/2)

Explicación

Esquema

Mira la mitad inferior del símbolo, y no tengas en cuenta la mitad superior. Observa que el símbolo muestra la vía 1 bloqueada, pero las vías 2 y 3 están conectadas, como en la válvula real. Ahora no tengas en cuenta la mitad inferior del símbolo e imagina que cuando se pulsa el botón, la parte superior del símbolo se desliza por la mitad inferior, como se ve en el dibujo. Esto indica que los orificios de la válvula real están conectados cuando se pulsa el botón. La mitad inferior del símbolo indica las conexiones dentro de la válvula cuando no se pulsa el botón, y la superior cuando se pulsa

4.-Control Dual

Esquema	Explicación
	A veces es necesario ser capaz de accionar una máquina desde más de una posición. El circuito de este dibujo funciona de esta forma. El cilindro de accionamiento único se puede activar pulsando el botón A o el B. El circuito, no obstante, tiene que contener una válvula de doble efecto.

5.-Válvula de doble efecto y conector en T

Esquema

Explicación

La válvula de doble efecto tiene tres orificios, y contiene un pequeño pistón de caucho que se mueve libremente dentro de la válvula. Si el aire entra por un orificio, el pistón es empujado a la posición contraria y el aire no podrá salir por allí. Si la válvula de doble efecto del circuito anterior se sustituyera por un conector tipo T, el circuito no funcionaría. Ni la válvula A ni la B podrían utilizarse para activar el cilindro.

6.-FUERZAS EN UN CILINDRO DE ACCIONAMIENTO DOBLE

Esquema

Explicación

La fuerza producida por un cilindro de accionamiento doble en el sentido que consideramos positivo, no es igual a la fuerza que produce en el sentido negativo. Esto puede explicarse mirando el pistón del cilindro y recordando que: F = p . S Observa que las superficies de las caras "frontal" y "posterior" del pistón no son iguales. La biela del pistón reduce el área de la cara "posterior". Así que aunque la presión del aire en ambos lados del pistón sea la misma, la fuerza producida será menor para un pistón en sentido negativo.

7.-Válvula de 5 vías y dos posiciones

Esquema

Explicación

No tengas en cuenta la mitad superior del símbolo durante un momento. La mitad inferior indica las conexiones dentro de la válvula cuando la palanca está en una posición determinada. Ahora no tengas en cuenta la mitad inferior del símbolo, e imagina que cuando se mueve la palanca a la otra posición, la mitad superior del símbolo se desliza sobre la mitad inferior. Esto indica las conexiones que hay ahora dentro de la válvula. Observa que aparece un símbolo de "palanca" en ambos extremos del símbolo de la válvula de cinco orificios o vías. Esto es algo confuso: solamente hay, por supuesto, una palanca en la válvula real.

8.-VÁLVULA 5/2 ACCIONADA POR NEUMÁTICA

Uno de los peligros asociados con el equipo neumático son las presiones tan altas que a veces se usan. Por ejemplo, el aire a presión elevada que sale por una tubería sin fijar, hace que la tubería "dé latigazos" violentamente. Esto puede provocar daños. En la industria, para mantener a los empleados alejados del peligro, se utiliza el sistema representado en el esquema. El cilindro puede funcionar a muy alta presión y los controles de las válvulas pueden ser a presión baja. Si el aire entra a la válvula 5/2 por la izquierda, las conexiones dentro de la válvula serán como están representadas en la parte izquierda. Si el aire entra a la válvula 5/2 por la derecha, las conexiones dentro de la válvula serán como están representadas en la parte derecha.

9.-FUNCIONAMIENTO DE UN CIRCUITO CON VÁLVULA 5/2

Además de los dos cilindros de doble efecto se usan en este esquema una válvula 5/2 y un regulador de caudal o de flujo. La válvula 5/2 es accionada por una palanca. Cuando el conjunto rotor está en la posición indicada en el diagrama 1, el aire comprimido pasa por la válvula entre los orificios 1 y 2, y el aire hace que los pistones "salgan". El aire aprisionado debajo de los pistones sale por las tuberías y por la válvula saliendo a la atmósfera por el orificio 5. Cuando la palanca se desplaza a la otra posición, el conjunto rotor sube, como se ve en el diagrama 2. Ahora, sigue el flujo del aire del diagrama, y verás que los pistones "entran". El aire aprisionado encima de los pistones sale.

10.-REGULADOR DE CAUDAL O DE FLUJO

Las válvulas estranguladoras con retención, conocidas como válvulas reguladoras de velocidad, son híbridas. Desde el punto de vista de la estrangulación son válvulas de flujo y como tales se las emplea en neumática. La función de retención les hace ser al mismo tiempo una válvula de bloqueo. El regulador de flujo se alimenta con aire del suministro. Dicho regulador emite un flujo de aire controlado en una conexión en T. Una tubería de esta conexión se conecta a la válvula accionada por diafragma y la otra se deja abierta para que salga aire a la atmósfera. Cuando la tubería de toma de aire es bloqueada por la rueda de un vehículo, la presión aumenta en la tubería y la válvula accionada por diafragma se activa, y el aire comprimido entra en el pistón.

11.-VÁLVULA ANTIRRETORNO

Son aquellas que impiden el paso del aire en un sentido y lo dejan libre en el contrario. Tan pronto como la presión de entrada en el sentido de paso aplica una fuerza superior a la del resorte incorporado, abre el elemento de cierre del asiento de la válvula.

12.-VÁLVULA DE SIMULTANEIDAD

Se utiliza para los equipos de enclavamiento y para los equipos de control. Tiene dos entradas P1 y P2 y una salida A. La señal de salida sólo está presente si lo están las dos señales de entrada. En el caso de una diferencia en el tiempo de las señales de entrada, pasa a la salida la de presión más baja. Siempre hay una entrada bloqueada.

13.-CIRCUITO DE CONTROL AUTOMÁTICO

Este circuito funciona automáticamente porque el pistón acciona su propia válvula de control (C) al activar las válvulas de mando A y B en cada extremo de su movimiento. Mira el circuito e imagina que en ese momento el pistón se está volviendo positivo. Cuando sea completamente positivo, el pistón activa la válvula A, que envía una señal de aire para activar la válvula C (que conecta el orificio 1 con el orificio 2). Por tanto, el pistón enseguida empieza a volverse negativo hasta que se activa la válvula B. Entonces, la válvula B envía una señal de aire para activar la válvula C (que conecta el orificio 1 con el 4) y el pistón empieza a volverse positivo de nuevo, y de esta forma el ciclo se repite mientras se mantenga el suministro de aire.

14.-CIRCUITO DE CONTROL AUTOMÁTICO

Este circuito funciona automáticamente porque el pistón acciona su propia válvula de control (C) al activar las válvulas de mando A y B en cada extremo de su movimiento. Mira el circuito e imagina que en ese momento el pistón se está volviendo positivo. Cuando sea completamente positivo, el pistón activa la válvula A, que envía una señal de aire para activar la válvula C (que conecta el orificio 1 con el orificio 2). Por tanto, el pistón enseguida empieza a volverse negativo hasta que se activa la válvula B. Entonces, la válvula B envía una señal de aire para activar la válvula C (que conecta el orificio 1 con el 4) y el pistón empieza a volverse positivo de nuevo, y de esta forma el ciclo se repite mientras se mantenga el suministro de aire. Mira el circuito e imagina que en este momento el pistón A se está volviendo positivo (está saliendo el vástago). PROBLEMA: 1º - Explica cómo funciona este circuito secuencial. 2º - ¿Dónde colocarías una válvula de "encendido-apagado" en este circuito para que cuando el circuito estuviera desconectado, los dos pistones volvieran y se pararan en sus posiciones negativas? 3º - Describe cómo podría hacerse que este sistema se desconectara automáticamente cuando el suministro de bloques de madera se agotara.