Projeto Mecânico de Sistema de Bombeamento Pneumático Automático de Água

Diseño mecánico de sistema de bombeo de agua neumático automático.

SISTEMA DE BOMBEO DE AGUA NEUMÁTICO AUTOMÁTICO

SINOPSIS

El objetivo del proyecto es un sistema de bombeo de agua con funcionamiento neumático. El sistema de bombeo de agua neumático de émbolo radial es una bomba alternativa en la que se proporciona un pistón para la acción de bombeo. El pistón se conmuta con la ayuda de un cilindro neumático y una válvula solenoide. En este proyecto se utilizan dos cilindros, uno para cilindro neumático y otro para cilindro hidráulico. La cantidad de agua producida varía mediante la unidad de control de tiempo.

INTRODUCCIÓN

Una bomba es un dispositivo mecánico que convierte la energía mecánica en energía hidráulica. Esta bomba se clasifica en dos tipos;

I. Desplazamiento Positivo y
ii. Bomba de desplazamiento no positivo

Una bomba de desplazamiento positivo es aquella en la que el líquido se transfiere positivamente de una etapa a otra mediante el movimiento de vaivén del émbolo o pistón de la bomba.

En las bombas de desplazamiento no positivo, el líquido se transfiere mediante fuerza centrífuga. Esta fuerza es causada por el movimiento giratorio de un impulsor. En este proyecto nuestro, la bomba de agua neumática es una bomba de desplazamiento positivo. En nuestro modelo de diseño se han conservado las características principales de una bomba de agua neumática y esto se ha logrado con mucho cuidado.

Debido al trabajo de alta precisión que implica la producción de bombas de agua neumáticas, además del mayor costo, la mayoría de las industrias no fabrican estas bombas de manera generalizada. El propio nombre indica que funciona con la ayuda de un pistón. Este pistón se cambia con la ayuda de una válvula solenoide y una unidad de control electrónico de sincronización.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Comenzando inicialmente con bolsas de aire, su función es comprimir aire desde una presión de entrada baja (generalmente atmosférica) a un nivel de presión más alto. Esto se logra reduciendo el volumen de aire. Los compresores de aire son generalmente unidades de desplazamiento positivo y son del tipo de pistón alternativo o de tornillo giratorio o de paletas giratorias. El compresor de aire utilizado aquí es una unidad compresora de dos etapas, normalmente de tamaño pequeño. También consta de un tanque de aire comprimido, rotor eléctrico y accionamiento por polea, controles de presión e instrumentos para una rápida conexión y uso. El compresor es impulsado por un motor de 10 HP y está diseñado para funcionar en el rango de 145 a 175 PSI. Si la presión excede la presión de diseño del receptor, un valor de liberación proporcionado libera el exceso de aire y así previene cualquier peligro que pueda ocurrir.

Sistema de bombeo de agua neumático automático. Sistema de bombeo de agua neumático automático.

El aire almacenado del compresor pasa a través de un filtro de aire donde se eliminan las partículas finas de polvo del aire comprimido. Sin embargo, antes de que el aire sea aspirado por el compresor, se lleva a cabo un proceso de filtración, pero no suficiente para operar en el circuito donde se utiliza el filtro. Luego cuenta con un regulador de presión donde se ajusta la presión deseada al operador.

Aquí se adopta un regulador de presión variable. A través de una variedad de valores de control de dirección disponibles, se aplica una válvula solenoide operada manualmente con unidad de control. La válvula solenoide utilizada aquí tiene 5 puertos y 3 posiciones. Hay dos puertos de escape, dos puertos de salida y un puerto de entrada. En dos posiciones extremas, sólo se pueden cambiar las direcciones, mientras que el mineral central es una posición neutral y no se producen cambios físicos. Los 2 puertos de salida están conectados a un actuador (cilindro). El accionamiento neumático es un cilindro de vástago simple de doble efecto. La salida del cilindro está acoplada a otro propósito. El extremo del pistón tiene un efecto de bocina de aire para evitar golpes repentinos en los extremos.

PRINCIPIOS DE TRABAJO

  • El aire comprimido del compresor llega a la válvula solenoide. La válvula solenoide cambia la dirección del flujo de acuerdo con las señales del dispositivo de sincronización.
  • El aire comprimido pasa a través de la válvula solenoide y ingresa al extremo delantero del bloque de cilindros. El aire empuja el pistón hacia la carrera de corte.
  • Al final de la carrera de corte, el aire de la válvula solenoide llega al extremo trasero del bloque de cilindros. La presión sigue siendo la misma pero el área es menor debido a la presencia del vástago del pistón. Esto ejerce una mayor presión sobre el pistón, empujándolo a un ritmo más rápido, permitiendo así una carrera de retorno más rápida.

La válvula de retención está fijada a ambos lados de los cilindros hidráulicos (cuatro números).
La longitud de la carrera del pistón se puede cambiar realizando los ajustes adecuados en el temporizador.

FORMAS

  • Debido a que la bomba de agua neumática es más eficiente, se utiliza principalmente para bombear agua o aceite.
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    • BENEFICIOS

    Aunque todas las demás bombas tienen un uso similar, la bomba de agua neumática es más ventajosa que otras bombas.
    1. Es de tamaño compacto
    2. Menos mantenimiento es suficiente
    3. El aceite o el agua bombeados tienen una presión más alta.
    4. Se logra un funcionamiento suave y sin problemas.
    5. Mayor eficiencia
    6. Bomba de desplazamiento positivo totalmente eficiente
    7. Principio de funcionamiento eficaz
    8. No tiene ningún motor principal, como un motor eléctrico, relacionado con la unidad.
    9. Como el aire está disponible libremente, podemos usarlo para bombear agua y, por tanto, es económico.
    10. Menos mantenimiento

    LIMITACIONES

    • Es más cara que otros tipos de bomba debido a la unidad compresora.
    • Menos eficiencia cuando se comprime en otro dispositivo.
    • Las fugas de aire afectan el funcionamiento de la unidad.

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