Circuito Generador de Potencia Neumática

En la práctica, en lugar de dibujar reiteradamente cada uno de los símbolos de los dispositivos empleados en la producción y tratamiento del aire comprimido, estos se simplifican y representan con un símbolo unificado.

Unidad de mantenimiento

Distribución y Mantenimiento del Aire Comprimido

Redes de Distribución de Aire Comprimido

La red distribuidora está compuesta por un conjunto de tuberías que conducen el aire comprimido con las menores pérdidas posibles hasta los puntos de consumo.

Las tuberías pueden ser metálicas, concretamente de cobre, acero o latón, y también de plástico. Los tubos suelen ser de fácil instalación y resistentes a la corrosión; las uniones se realizan por soldadura y con racores.

El diámetro de las tuberías depende de las necesidades de caudal de la instalación, teniendo en cuenta otros factores como la caída de presión (P) producida por las pérdidas de carga, la longitud de las tuberías, etc. La humedad del aire comprimido provoca condensación en el interior de las tuberías que hay que eliminar para evitar la corrosión. Por ello, las tuberías de las líneas de distribución se deben inclinar con una pendiente del 1.5-2% e instalar grifos de evacuación en los puntos más bajos de la instalación.

La red de distribución siempre debe ser cerrada, con el fin de que la presión de servicio sea más estable, y a ser posible con interconexiones, ya que de este modo se obtiene el control independiente de los diversos tramos.

Mantenimiento del Aire Comprimido

Para evitar posibles averías en los diferentes elementos de la instalación, se debe acondicionar el aire comprimido. La unidad de mantenimiento retiene las impurezas que arrastra el aire por la red, establece y mantiene el aire a una presión determinada, y proporciona el lubricante necesario para disminuir los rozamientos internos de los diversos componentes y reducir, por tanto, su desgaste. La unidad consta de las siguientes partes:

• Filtro: Libera el aire comprimido de todas las impurezas y del vapor de agua que lleva en suspensión.
• Regulador: Su misión es establecer y mantener la presión de salida lo más estable posible, independientemente de las variaciones que sufra la presión de red y del consumo de aire.
• Lubricador: Suministra una pequeña dosis de aceite en las piezas móviles de los elementos neumáticos, aumentando así su rendimiento.

Elementos de Distribución y Regulación Neumática

Válvulas de Dirección y Distribución

Las conducciones a los diferentes conductos se identifican por medio de letras mayúsculas o de números, así tenemos:

• Alimentación de presión: P o 1.
• Conductos de trabajo o utilización: A, B, C… o 2, 4, 6…
• Escapes o evacuaciones de aire: R, S, T… o 3, 5, 7…
• Conductos de pilotaje o tomas de mando: X, Y, Z… o 12, 14, 16…
• Fuga: L o 9.

El sistema de accionamiento de una válvula es el medio para conseguir que adopte las diferentes posiciones de trabajo. Así, podemos distinguir los siguientes tipos:

• Accionamiento manual: Se realiza generalmente mediante pulsador, palanca o pedal.
• Accionamiento mecánico: Se realiza mediante pulsador, rodillo o muelle.
• Accionamiento neumático: Se realiza neumáticamente por presión, por depresión, por presión diferencial o por servopilotaje.
• Accionamiento eléctrico: Se realiza mediante un electroimán o relé, o bien mediante un electroimán servopilotado.

Válvulas Distribuidoras

a) Válvulas 2/2 (Mando manual y retorno por muelle)

En posición de reposo, un muelle comprime la bola contra su asiento, impidiendo así el paso de aire. Cuando una fuerza externa actúa sobre el mando, la bola baja, permitiendo el paso del aire.

b) Válvulas 3/2 (Mando manual y retorno por muelle)

En la posición de reposo, la vía 1 está cerrada por la presión aplicada sobre el platillo, mientras que la vía 2 se comunica con el escape 3. Cuando se acciona la válvula, la vía 3 queda cerrada y el aire comprimido circula de 1 hacia 2.

c) Válvulas 4/2 (Cuatro vías, dos posiciones)

Permiten el paso del aire en ambas direcciones. Cuando está en reposo, la vía de entrada 1 está conectada con la utilización 2, mientras que la otra utilización 4 está puesta a escape. Con esta válvula se puede gobernar un cilindro de doble efecto, pues al accionarla, la entrada de aire 1 se comunica con la utilización 4 y la 2 se pone a escape.

d) Válvulas 5/2 (Mando neumático y retorno neumático)

Se pueden considerar una ampliación de las válvulas 4/2. La diferencia radica en que poseen una vía más (llevan dos escapes), pero resultan más económicas de construir que las anteriores. Cuando está en reposo, permite el paso de 1 a 2 y la utilización 4 se pone a escape 5. Al accionar la válvula, se comunica 1 con 4 y 2 con el escape 3.

e) Válvulas 4/3

Está accionada manualmente por medio de una palanca exterior que hace girar una corredera en forma de disco. Las tres posiciones son fijas y están dotadas de un enclavamiento mecánico.

En la posición de la izquierda, la alimentación 1 está comunicada con la utilización 4 y la utilización 2 con el escape 3. En la posición opuesta, 1 se comunica con 2 y 4 con 3. En la posición central, todas las vías se encuentran cerradas, provocando el bloqueo del aire comprimido. En ocasiones, en la posición central, se comunica la alimentación 1 con el escape 3, produciéndose así una liberación del aire comprimido.

Válvulas de Control de Dirección

a) Válvulas Antirretorno

Permiten la circulación del aire comprimido en un único sentido, quedando bloqueado su paso en sentido contrario. La obturación del paso puede lograrse con una bola, membrana, etc., impulsada por la propia presión de trabajo o bien con la ayuda complementaria de un muelle.

b) Válvulas Selectoras (Módulo O)

Permiten la circulación de aire desde dos entradas opuestas a una sola salida común. Si el aire entra por el conducto de la derecha, desplaza la bola hacia la izquierda, bloquea esta entrada y se dirige a la utilización 2. Si el aire entra por la izquierda, la bola se desplazará hacia la derecha y el aire circulará igualmente hacia la utilización 2.

Esta válvula se utiliza cuando se desea enviar una señal desde dos puntos distintos. Se le conoce como módulo O por la denominación que recibe en lógica digital.

c) Válvulas de Simultaneidad (Módulo Y)

Se utilizan cuando se necesitan dos o más condiciones para que una señal sea efectiva. Cuando solo hay señal de presión por una de las dos entradas (1), esta misma bloquea su circulación hacia la utilización 2. Solo cuando están presentes las dos señales de entrada (1) se obtiene una salida (2). Se le conoce como módulo Y por la denominación que recibe en lógica digital.

d) Válvulas Reguladoras de Caudal

Existen dos tipos de reguladores: de un solo sentido (unidireccional) y de dos sentidos. El primero es el más utilizado. En él, el aire penetra por el orificio de alimentación (izquierda); este presiona sobre las membranas, cerrando el paso. De esta forma, solo si la cabeza del tornillo de regulación está subida, podrá pasar aire entre esta y las dos membranas. En cambio, cuando el aire viene de la derecha, la presión del aire levanta las membranas, permitiendo el paso sin encontrar obstáculos.

En la figura se observa el regulador de caudal de dos sentidos, donde, al regular el tornillo, se consigue controlar el caudal de aire en ambos sentidos hasta poder obstruirlo por completo.

e) Válvulas de Escape Rápido

Su misión es evacuar aire rápidamente de cualquier recipiente (normalmente de la cámara que se está vaciando en un cilindro de doble efecto en un momento determinado), para así lograr un aumento en la velocidad de actuación.

El aire entra por el orificio de alimentación 1, desplazando la membrana, bloquea el escape 3 y conecta el orificio 2 con el que se llena el recipiente. Cuando cesa la alimentación en 1, el aire a presión acumulado mueve la membrana hacia 1 y sale con rapidez por el escape 3.

Actuadores Neumáticos

Son los elementos de los circuitos neumáticos que transforman la energía del aire comprimido en trabajo útil. Existen principalmente los siguientes tipos:

Cilindros de Simple Efecto

Como su nombre indica, están constituidos por un cilindro hueco que tiene en su interior un émbolo. Se caracterizan porque tienen una sola entrada de aire.

Cuando reciben aire a presión, el émbolo se desplaza y puede ejercer fuerza de empuje a través del vástago. Cuando cesa la entrada de aire a presión, el émbolo retrocede impulsado por un muelle que lo devuelve a su posición inicial, expulsando el aire por donde entró.

Así, este tipo de cilindros solo puede realizar trabajo cuando se desplaza el vástago, es decir, en una sola carrera del ciclo.

Estos cilindros se utilizan para realizar trabajos que exijan desplazamientos cortos, en los que el vástago no realice carreras superiores a 100 mm.

Cilindros de Doble Efecto

Los cilindros de doble efecto tienen dos entradas de aire, una en cada extremo. El émbolo se mueve hacia la derecha y hacia la izquierda dependiendo de por dónde le entre el aire comprimido.

Son capaces de producir trabajo útil en los dos sentidos, ya que se dispone de una fuerza activa tanto en el avance como en el retroceso. Cuando el aire comprimido entra por la parte posterior, desplaza el émbolo y hace salir el vástago (avance). Para que el émbolo vuelva a su posición inicial (retroceso), debe entrar aire comprimido por la entrada que tiene en la parte delantera.

Se emplean en los casos en los que el émbolo debe realizar también una función en su retorno a la posición inicial.

La carrera de estos cilindros suele ser más larga que en los cilindros de simple efecto, a menudo superando los 200 mm.