COMPONENTES DE LOS SISTEMAS HIDRONEUMATICOS Y SUS CARACTERISTICAS

  

 TANQUE HIDRONEUMATICO

Su función es almacenar y presurizar el agua a una determinada presión para esto necesita de un suministro de agua que llene el tanque y un sistema de presión de aire estas dos separadas por un diafragma. Por lo tanto tendremos dos cámaras una de aire que este será contante aúna determinada presión y la otra del agua que se va a presurizar, cuando el agua llegue al tanque este se comenzara a llenar y a medida de que se llene empujara el diafragma haciendo que el agua se presurice al ejércele una fuerza opuesta gracias al aire. Al estar presurizado el tanque habrá una línea de descarga por donde saldrá el agua a presión constante al consumidor o según para donde se requiera.

Figura 1 : Tanque hidroneumático.

  https://www.demaquinasyherramientas.com/herramientas-electricas-y-accesorios/sistemas-hidroneumaticos-como-funcionan

BOMBAS CENTRIFIGAS

Una bomba centrifuga es un sistema rotatorio empujado por un motor eléctrico que toma agua de un reservorio o tanque de almacenamiento para llevarla hasta el tanque hidroneumático. Esta bamba se energiza cuando el tanque hidroneumático presenta baja presión, asi mismo se apaga cuando este con la presión adecuada.

Figura 2: Bomba centrifuga.

https://www.iagua.es/blogs/miguel-angel-monge-redondo/que-es-y-como-se-calcula-npshdisp-bomba-centrifuga

BRIDAS DE CABEZAL DE DESCARGA

Las bridas de descarga son las uniones de la tubería a la bomba, estas bridas son de diferentes diámetros para diferentes bombas o tuberías y llevan una serie de agujeros que dependen igual del fabricante para poner los pernos de acople así asegurar la bomba a la tubería con esto podemos desmontarla o montarla para temas de mantenimiento. No solo encontramos estas bridas en la descarga si no en la succión o para unir tuberías o válvulas.

Figura 3: Esquema brida    http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/1000/1101/html/2_acoplamiento_entre_rboles.html

PRESOSTATO

El presostato es un switch o interruptor electroneumático que su principal funcionamiento es que cuando la presión del agua comience a subir este será calibrado a una presión adecuada para activar un contacto que de una señal de alerta de presión. Este puede ser usado para apagar la bomba o ajustar la presión en el sistema hidroneumático.

Figura 4: Esquema Presostato

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/centros-tic/21700502/moodle/file.php/78/2_Curso/0041_Montaje_mantenimiento_instalaciones_frigorificas_industriales/Capitulo_III/Funcionamiento_y_Reglaje_de_los_preostatos.pdf

VALVULA DE CORTE

Una válvula de corte en los sistemas hidroneumáticos es muy importante para temas de mantenimiento esto para cortar el paso de agua, estas válvulas su diámetro depende del diámetro de la tubería y por lo general son válvulas de cortina para tuberías grandes o válvulas de bola. En los sistemas hidroneumáticos encontramos válvulas ubicadas en la descarga de las bombas, en la succión de las bombas, en las descargas de los tanques hidroneumáticos y salida o entrada de tanques de almacenamiento.

Figura 5: Válvula corte

https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fingenieromarino.com%2Fvalvulas-a-bordo%2F&psig=AOvVaw158yC07pU5rzr-KK2i8cs5&ust=1586388097994000&source=images&cd=vfe&ved=0CAIQjRxqFwoTCNCct9G61-gCFQAAAAAdAAAAABAD

VALVULA CHEQUE

Las válvulas cheque o antirretorno también llamadas si utilizan en estos sistemas para evitar que el agua que pase no se devuelva por las tuberías en condiciones que no haya presión.

Estas válvulas son instaladas en la descarga de las bombas para evitar que el agua se devuelva a l tanque cuando la bomba no está en funcionamiento. Encontramos diferentes timos de válvulas cheques como lo son de compuerta, de resorte, tipo bola o tipo pistón entre otras.

Figura 6: válvula cheque 

https://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula_antirretorno

TABLERO DE CONTROL

El tablero de control es el lugar donde podemos operar y controlar todo el sistema hidroneumático ya sea en el arranque de las bombas en control manual automática o controlar las diferentes presiones de agua o aire en el tanque hidroneumático a demás podemos visualizar cada una de estas señales y discrepancias de estado de los equipos, podemos incluir algunas alarmas de fallas en los equipos y bloqueos en caso de mantenimientos.

Figura 7: Tablero de control 

https://www.google.com/url?sa=i&url=http%3A%2F%2Fcicsa-maxon.com.mx%2Ftableros-de-control-2%2F&psig=AOvVaw2rzdOHtNkyKcLME_I54667&ust=1586388416066000&source=images&cd=vfe&ved=0CAIQjRxqFwoTCOCYq-m71-gCFQAAAAAdAAAAABAD

INDICADORES

Podemos encontrar varios tipos de indicadores ya sea locales o en el tablero de control que lo ideal es que sea en los dos lugares ya que estos pueden quedar a grandes distancias. Encontramos indicadores lumínicos que pueden ser pilotos de color rojo o verde para indicar el estado de funcionamiento de las bombas o sistema hidroneumático. Además podemos encontrar indicadores de presión de descarga de bomba o en del sistema hidroneumático esta indicación puede ser digital en panel electrónico está en el tablero de control y análoga en manómetros de presión para indicaciones locales.

Figura 8: Indicadores Presión, Flujo, Discrepancias

JUNTA DE EXPANSIÓN

La junta de expansión o junta de expansión flexible, es una unión flexible de dos tramos de tubería que se encuentra por lo general en la descarga de la bomba y está diseñada para absorber los movimientos de la tubería generados por la presión del agua. Con esto evitamos que las tuberías sufran daños o las bridas se rompan y hallan fugas en los sistemas además también disminuye el ruido por la vibración de tubería.  

Figura 8: Junta expansiva

https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.dinatecnica.com.ar%2Fproducto%2Fjuntas-de-expansion-de-ptfe---modelo-dje%2F&psig=AOvVaw0HsKodMMaiSoJFa-Gcpw98&ust=1586388920357000&source=images&cd=vfe&ved=0CAIQjRxqFwoTCNDyi9u91-gCFQAAAAAdAAAAABAD

SENSOR DE NIVEL

Los sensores de nivel son usados en tanques de agua su principal función es detectar niveles altos o niveles bajos de agua para así dar una señal o alarma para energizar o parar una bomba. Estos sin muy importantes ya que si el nivel del agua se baja mucho y la bomba que se abastece de esta agua sigue funcionando se puede dañar por trabajar en vacío. Estos sensores los hay de diferentes tipos como lo son en los tanques de almacenamiento pequeños pueden ser de flotador, también los hay tipo radar para tanques de mayor dimensión o de otro modo de presión diferencial.  Del mismo modo todos pueden enviar una señal o cerrar una válvula para evitar que siga funcionando un equipo o le siga entrando agua al tanque y así se rebose.

Figura 9: Sensores de nivel https://www.bloginstrumentacion.com/instrumentacion/como-funciona-un-medidor-de-nivel/

DISEÑO DE MOTOR DE DOS VELOCIDADES CON PARO PRIORITARIO Y ARRANQUE EN VELOCIDAD 1

CONTACTOR

RELE

RELE DE ESTADO SOLIDO

VENTAJAS  

·         Conexión con o sin función de paso por cero

·         Gran resistencia a choques y vibraciones

·         No ocasionan arcos ni rebotes al no existir partes móviles.

·         Vida de trabajo óptima

·         Facilidad de mantenimiento

DESVENTAJAS

·         Circuito de entrada muy sensible a perturbaciones

·         Necesidad de elementos de protección externos

·         Disipadores de calor

·         Redes de protección

·         Muy sensibles a la temperatura y a las sobretensiones

·         Tecnológica y conceptualmente más complejos y abstractos

RELÉ TERMOMAGNETICO

FUNCIONAMIENTO

La protección  contra sobrecargas o diferida se realiza por medio de un sistema idéntico al de los relés térmicos, es decir a través de un bimetal que acciona unos contactos auxiliares. Para la protección contra cortocircuitos, que es instantánea, cuentan con una bobina, a través de la cual circula la corriente del circuito de potencia, y un núcleo móvil, el cual acciona los contactos auxiliares.

RELE ELECTROMAGNETICO

FUNCIONAMIENTO

Se aplica un bajo voltaje, la corriente generada en la bobina imanta el núcleo y atrae al brazo móvil venciendo la resistencia del resorte por lo que los contactos se unen y se cierra el circuito de alto voltaje, cuando cesa la aplicación de voltaje a la bobina el resorte separará los contactos por lo que el circuito quedará interrumpido.

SENSORES

SENSOR INDUCTIVO

Los sensores inductivos son una clase especial de sensores que sirven para detectar materiales metálicos ferrosos. Son de gran utilización en la industria, tanto para aplicaciones de posicionamiento como para detectar la presencia o ausencia de objetos metálicos en un determinado contexto: detección de paso, de atasco, de codificación y de conteo

Este tipo de sensores se basa en la variación de la inductancia mutua entre un primario y cada uno de los dos secundarios al desplazar el núcleo. La denominación LVDT viene de Linear Variable Diferencial Transformer.
Aunque este dispositivo cambia la impedancia mutua, la salida es una tensión alterna modulada, no un cambio de impedancia. Tiene como limitaciones que en el centro la inductancia mutua no se anula, por deficiencias en el proceso de construcción. Además existe la presencia de armónicos en la salida.

SENSOR CAPACITIVO

Desde el punto de vista puramente teórico, se dice que el sensor está formado por un oscilador cuya capacidad la forman un electrodo interno (parte del propio sensor) y otro externo (constituido por una pieza conectada a masa). El electrodo externo puede estar realizado de dos modo diferentes; en algunas aplicaciones dicho electrodo es el propio objeto a sensar, previamente conectado a masa; entonces la capacidad en cuestión variará en función de la distancia que hay entre el sensor y el objeto. En cambio, en otras aplicaciones se coloca una masa fija y, entonces, el cuerpo a detectar utilizado como dieléctrico se introduce entre la masa. y la placa activa, modificando así las características del condensador equivalente.

Aplicaciones

Estos sensores se emplean para la identificación de objetos, para funciones contadoras y para toda clase de controles de nivel de carga de materiales sólidos o líquidos. También son utilizados para muchos dispositivos con pantalla táctil, como teléfonos móviles, ya que el sensor percibe la pequeña diferencia de potencial entre membranas de los dedos eléctricamente polarizados de una persona.

Los sensores capacitivos funcionan de manera opuesta a los inductivos, a medida que el objetivo se acerca al sensor capacitivo las oscilaciones aumentan hasta llegar a un nivel limite lo que activa el circuito disparador que a su vez  cambia el estado del switch.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO: Consta de una sonda situada en la parte posterior de la cara del sensor el cual es una placa condensadora. Al aplicar corriente al sensor, se genera un campo electrostático que reacciona a los cambios de la capacitancia causados por la presencia de un objeto. Cuando el objeto se encuentra fuera del campo electrostático, el oscilador permanece inactivo, pero cuando el objeto se aproxima, se desarrolla un acoplamiento capacitivo entre éste y la sonda capacitiva. Cuando la capacitancia alcanza un límite especificado, el oscilador se activa, lo cual dispara el circuito de encendido y apagado.

Aplicaciones
Detección de nivel de aceite, agua, PVC, colorantes, harina, azúcar, leche en polvo, posicionamiento de cintas transportadoras, detección de bobinas de papel, conteo de piezas metálicas y no metálicas, entre otros

Una de sus aplicaciones; seria la detección de nivel de aceite, agua, PVC, colorantes, harina.

SENSOR FOTOELÉCTRICO

Un sensor fotoeléctrico es un dispositivo electrónico que responde al cambio en la intensidad de la luz. Estos sensores requieren de un componente emisor que genera la luz, y un componente receptor que “ve” la luz generada por el emisor. Todos los diferentes modos de sensado se basan en este principio de funcionamiento. Están diseñados especialmente para la detección, clasificación y posicionado de objetos; la detección de formas, colores y diferencias de superficie, incluso bajo condiciones ambientales extremas.

Los sensores de luz se usan para detectar el nivel de luz y producir una señal de salida representativa respecto a la cantidad de luz detectada. Un sensor de luz incluye un transductor fotoeléctrico para convertir la luz a una señal eléctrica y puede incluir electrónica para condicionamiento de la señal, compensación y formateo de la señal de salida.

El sensor de luz más común es el LDR -Light Dependant Resistor o Resistor dependiente de la luz-.Un LDR es básicamente un resistor que cambia su resistencia cuando cambia la intensidad de la luz. Existen tres tipos de sensores fotoeléctricos, los sensores por barrera de luz, reflexión sobre espejo o reflexión sobre objetos

TIPOS DE SENSORES

BARRERA DE LUZ

Las barreras tipo emisor-receptor están compuestas de dos partes, un componente que emite el haz de luz, y otro componente que lo recibe. Se establece un área de detección donde el objeto a detectar es reconocido cuando el mismo interrumpe el haz de luz. Debido a que el modo de operación de esta clase de sensores se basa en la interrupción del haz de luz, la detección no se ve afectada por el color, la textura o el brillo del objeto a detectar. Estos sensores operan de una manera precisa cuando el emisor y el receptor se encuentran alineados. Esto se debe a que la luz emitida siempre tiende a alejarse del centro de la trayectoria

SENSOR TIPO AUTO_REFLEX

La luz infrarroja viaja en línea recta y en el momento que se interpone un objeto el haz de luz rebota contra este y cambia de dirección permitiendo que la luz sea enviada al receptor y el alentó sea sensado. Un objeto de color negro no es detectado ya que este absorbe la luz y el sensor no experimenta cambio.

SENSOR TIPO REFLEX

Tiene componentes emisores y componentes receptores en un solo cuerpo, el haz de luz se establece mediante la utilización de un reflector catadióptrico el objeto es detectado cuando el haz formado entre el componente emisor, el reflector y el componente receptor es interrumpido.  Debido  a esto la detección no es afectada por el color del emisor.

La ventaja de las berreras reflectabas es que el cableado es en un solo lado, a diferencia de las barreras emisoras, receptoras que es ambos lados.

SENSOR FINAL DE CARRERA

Dentro de los componentes electrónicos, se encuentra el final de carrera o sensor de contacto (también conocido como "interruptor de límite") o limit switch, son dispositivos eléctricos, neumáticos o mecánicos situados al final del recorrido de un elemento móvil, como por ejemplo una cinta transportadora, con el objetivo de enviar señales que puedan modificar el estado de un circuito. Internamente pueden contener interruptores normalmente abiertos (NA o NO en inglés), cerrados (NC) o conmutadores dependiendo de la operación que cumplan al ser accionados, de ahí la gran variedad de finales de carrera que existen en mercado.

Generalmente estos sensores están compuestos por dos partes: un cuerpo donde se encuentran los contactos y una cabeza que detecta el movimiento. Su uso es muy diverso, empleándose, en general, en todas las máquinas que tengan un movimiento rectilíneo de ida y vuelta o sigan una trayectoria fija, es decir, aquellas que realicen una carrera o recorrido fijo, como por ejemplo ascensores, montacargas, robots, etc.

Funcionamiento

Estos sensores tienen dos tipos de funcionamiento: modo positivo y modo negativo. En el modo positivo el sensor se activa cuando el elemento a controlar tiene una tara que hace que el eje se eleve y conecte el contacto móvil con el contacto NC. Cuando el muelle (resorte de presión) se rompe el sensor se queda desconectado. El modo negativo es la inversa del modo anterior, cuando el objeto controlado tiene un saliente que empuje el eje hacia abajo, forzando el resorte de copa y haciendo que se cierre el circuito. En este modo cuando el muelle falla y se rompe permanece activado.

Interruptores final de carrera Sensores de Control ofrece la línea de interruptores de precisión de acción rápida más avanzada del mundo para una amplia gama de aplicaciones.

Para la elección de un sensor inductivo se deben tener en cuenta las características que el fabricante nos proporciona.

Características generales de los sensores

El transductor ideal sería aquel en que la relación entre la magnitud de entrada y la magnitud de salida fuese proporcional y de respuesta instantánea e idéntica para todos los elementos de un mismo tipo.

Sin embargo, la respuesta real de los transductores nunca es del todo lineal, tiene un rango limitado de validez, suele estar afectada por perturbaciones del entorno exterior y tiene un cierto retardo en la respuesta.

Las características de los transductores se pueden agrupar en dos grandes bloques:

Características estáticas, que describen la actuación del sensor en régimen permanente o con cambios muy lentos de la variable a medir.

Características dinámicas, que describen el comportamiento del sensor en régimen

transitorio.

Rango de medida:  en la magnitud medida en el que puede aplicarse el sensor.

• Precisión: es el error de medida máximo esperado.
• Sensibilidad de un sensor: relación entre la variación de la magnitud de salida y la variación de la magnitud de entrada.
• Resolución: mínima variación de la magnitud de entrada que puede apreciarse a la salida.
• Rapidez de respuesta: puede ser un tiempo fijo o depender de cuánto varíe la magnitud a medir. Depende de la capacidad del sistema para seguir las variaciones de la magnitud de entrada.
• Derivas: son otras magnitudes, aparte de la medida como magnitud de entrada, que influyen en la variable de salida. Por ejemplo, pueden ser condiciones ambientales, como la humedad, la temperatura u otras como el envejecimiento (oxidación, desgaste, etc.) del sensor.
• Repetitividad: error esperado al repetir varias veces la misma medida.

TEMPORIZADORES

 Un temporizador es un aparato mediante el cual, podemos regular la conexión ó desconexión de un circuito eléctrico pasado un tiempo desde que se le dio dicha orden.  Todos tiene uno o dos contactos Conmutados y su gama de temporización varía desde 0,05 s hasta 10 h.

El temporizador es un tipo de relé auxiliar, con la diferencia sobre estos, que sus contactos no cambian de posición instantáneamente.

CLASIFICACIÓN:

TEMPORIZADOR AL TRABAJO.

Aquel cuyos contactos temporizados actúan después de cierto tiempo de que se ha energizado el elemento motor del temporizador. En el momento de energizar el temporizador, los contactos temporizados que tiene siguen en la misma posición de estado de reposo y solamente cuando ha transcurrido el tempo programado, cambian de estado, es decir que el contacto NA se cierra y el contacto NC se abre.

TEMPORIZADOR AL REPOSO.

En este tipo de temporizador, los contactos temporizados actúan como temporizados después de cierto tiempo de haber sido desenrizado ele elemento motor del temporizador. Cuando se energiza el temporizador, sus contactos temporizados actúan inmediatamente como si fueran contactos instantáneos, manteniéndose en esa posición todo el tiempo que el temporizador esté energizado.

TEMPORIZADOR ELECTROMECÁNICO.

Temporizador en el cual la temporización se consigue mediante engranajes, con sistemas comparables a los relojes mecánicos. El conteo del tiempo programado se inicia al energizar un pequeño motor sincrono de velocidad constante, que mueve una serie de engranajes, para reducir la velocidad del motor. El último de los engranajes lleva un pin o tope para accionar unos contactos de apertura lenta o un micro ruptor de apertura brusca, los cuales actúan como contactos temporizados.

TEMPORIZADORES TÉRMICOS.

Los temporizadores térmicos actúan por calentamiento de una lámina bimetálica. El tiempo viene determinado por el curvado de la lámina. Constan de un transformador cuyo primario se conecta a la red, pero el secundario, que tiene pocas espiras y está conectado en serie con la lamina bimetalica, siempre tiene que estar en cortocircuito para producir el calentamiento de dicha lamina, por lo que cuando realiza la temporización se tiene que desconectar el primario y deje de funcionar

TEMPORIZADORES NEUMÁTICOS.

El funcionamiento del temporizador neumático está basado en la acción de un fuelle que se comprime al ser accionado por el electroimán del relé.

Al tender el fuelle a ocupar su posición de reposo la hace lentamente, ya que el aire ha de entrar por un pequeño orificio, que al variar de tamaño cambia el tiempo de recuperación del fuelle y por lo tanto la temporización.

TEMPORIZADORES DE MOTOR SÍNCRONO.

Son los temporizadores que actúan por medio de un mecanismo de relojería accionado por un pequeño motor, con embrague electromagnético. Al cabo de cierto tiempo de funcionamiento entra en acción el embrague y se produce la apertura o cierre del circuito.

TEMPORIZADORES ELECTRÓNICOS.

El principio básico de este tipo de temporización, es la carga o descarga de un condensador mediante una resistencia. Por lo general se emplean condensadores electrolíticos, siempre que su resistencia de aislamiento sea mayor que la resistencia de descarga: en caso contrario el condensador se descargaría a través de su insuficiente resistencia de aislamiento.

TIPOS DE TEMPORIZADORES:

TEMPORIZADORA LA CONEXIÓN. 

A la conexión cuando el temporizador recibe tensión y pasa un tiempo hasta que cambian de posición los contactos en este caso los cierra.

Es un relé cuyo contacto de salida conecta después de un cierto retardo a partir del instante de conexión de los bornes de su bobina. A1 y A2, a la red. El tiempo de retardo es ajustable mediante un potenciómetro o regulador frontal del aparato si es electrónico. También se le puede regular mediante un potenciómetro remoto que permita el mando a distancia; este potenciómetro se conecta a los bornes con las letras Z1 y Z2 y no puede aplicarse a los relés de los contactos.

TEMPORIZADORA LA DESCONEXIÓN.

A la desconexión  cuando el temporizador deja de recibir tensión al cabo de un tiempo cambia de posición los contactos en este caso los abre.

Es un relé cuyo contacto de salida conecta instantáneamente al aplicar la tensión de alimentación en los bornes A1 y A2 de la bobina. Al quedar sin alimentación, el relé permanece conectador durante el tiempo ajustado por el potenciómetro frontal o remoto, desconectándose al final de dicho tiempo.

TEMPORIZADORES PARA ARRANCADORES ESTRELLA TRIÁNGULO.

Es un temporizador por pasos destinado a gobernar la maniobra de arranque estrella triángulo. Al aplicarle la tensión de alimentación, el contacto de estrella cierra durante un tiempo regulable, al cabo del cual se abre, transcurre una pausa y se conecta el contacto de triángulo. El tiempo de pausa normal está entre 100 y 150 ms.

PRICIPIO  FUNDAMENTAL DEL TEMPORZADOR

La temporización electrónica está muy extendida. Se utiliza con relés electromagnéticos cuya bobina está prevista para ser alimentada con corriente continua. Para obtener una buena temporización, la tensión continua debe estabilizarse por ejemplo con ayuda de un diodo Zener.

El principio básico de este tipo de temporización es la carga o descarga de un condensador C mediante una resistencia R. Por lo general se emplean condensadores electrolíticos de buena calidad, siempre que su resistencia de aislamiento sea bastante mayor que la resistencia de descarga R: en caso contrario, el condensador C se descargaría a través de su insuficiente resistencia de aislamiento.