Localización de los filtros en un circuito hidráulico

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Circuito hidráulico mostrando los tres diferentes lugares para instalar un filtro | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Circuito hidráulico mostrando los tres diferentes lugares para instalar un filtro | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Aún dentro de un rango de filtro fino algunas pequeñas partículas pueden no ser detenidas en su primer paso por el filtro sino que puede que circulen varias veces antes de ser atrapadas.

El número 2 en la imagen de arriba es la línea de la bomba y es un buen lugar para instalar el filtro dado que una gran parte de la contaminación interna es generada por la bomba. Cualquier localización del filtro debe tener una válvula de paso interna ajustada a una presión de rompimiento de 15 PSI y no más grande de 25 PSI. Si el elemento filtrante se tapa, se debe dirigir el fluido por otro lado para que el elemento no se colapse y suelte toda la contaminación atrapada en él hacia el sistema.

En el número 1 de la imagen de arriba está el colador de succión de la bomba el cual se recomienda para casi todos los sistemas hidráulicos. Es el filtro básico del sistema pero no es muy fino, es de 150 micrones.

En el número 3 está el filtro en la línea de retorno al tanque. Para la mayoría de los sistemas este es el mejor lugar para colocar un filtro fino. Ya que es una sección del sistema que está a baja presión se puede utilizar un filtro menos costoso con un rango más bajo de presión. Se debe colocar una válvula de alivio en este lugar para proveer una ruta adicional para el exceso de flujo.

Filtros de línea de presión o retorno

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Filtros de línea de presión o de retorno | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Filtros de línea de presión o de retorno | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

En la cabeza del filtro se enrosca una carcaza que contiene el elemento filtrante. Para reemplazarlo solo es necesario desenroscar el elemento filtrante de la carcaza y desecharlo, no se puede limpiar y volver a utilizar.

Los filtros A y B de la imagen de arriba se utilizan para bajas presiones y en la succión de la bomba o en la línea de retorno al tanque. Los rangos varian entre 100 a 500 PSI. Su rango de filtración es de 10, 25, 33, o 40 micrones (μm).

Filtros para alta presión

Se utilizan filtros con elementos removibles para altas presiones y flujos. Utilizan varias fibras y están disponibles en rangos de filtración hasta de 1μm. Algunos se pueden limpiar y volver a utilizar y otros tienen que ser desechados. La mayoría de los filtros para alta presión tienen algún tipo de indicador que muestra cuando el elemento filtrante debe ser reemplazado. En el filtro de la imagen de abajo se puede ver este indicador. O también pudiera ser un interruptor eléctrico para activar algún tipo de mecanismo de alerta o aún apagar el sistema.

Filtro para alta presión | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Filtro para alta presión | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Rangos para coladores y filtros

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Símbolo gráfico de un filtro hidráulico | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Símbolo gráfico de un filtro hidráulico | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

El micrón «μm» es la medida que se utiliza para medir la eficiencia de un filtro para remover partículas pequeñas. 25 micrones equivalen a .001 de pulgada. También se le conoce como micrómetro.

Cualquier filtro que tenga un grado de filtración menor que 40 μm debe ser llamado colador y si su rango de filtración es más fino entonces sí se le debe llamar filtro. Los filtros se construyen con un medio poroso el cual consiste en una mezcla de papel-fibra, fibras plásticas y fibras vegetales, etc. que se sostienen juntas con un material para adeherencia.

Las bombas de engranes deben usar filtros de 40μm, las bombas de paletas de 25μm y las bombas de pistones requieren un filtrado más fino, de 10μm o más fino.

Símbolos gráficos para un filtro o colador

El símbolo que se utiliza para los diagramas hidráulicos para un filtro es el que se muestra en la imagen de arriba. Se usan para todos los filtros, ya sean hidráulicos o de aire, para los coladores de succión y para los filtros en la línea de presión o en la línea de retorno. Sería muy útil si los diagramas además indicaran el rango de micrones.

Filtrado fino en sistemas hidráulicos

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Importancia de la limpieza en el aceite

Hace mucho tiempo, en los principios de la fuerza fluida, la limpieza del aceite no era considerada tan importante como lo es hoy. Las bombas eran construidas con mucha menos precisión y eran operadas a presiones muy bajas. Los barriles de los cilindros no tenían acabados tan finos y se usaba cuero para fabricar los sellos de pistones y pernos. Hoy en día, los componentes hidráulicos se construyen con mucha más precisión y tienen tolerancias más estrechas. También operan a presiones mucho más altas con mayor eficiencia. La limpieza del aceite se ha vuelto una consideración muy importante tanto que si fuera posible mantener el aceite completamente limpio, se reducirían en gran medida las fallas en los sistemas hidráulicos.

El problema de la limpieza

En todos los sistemas hidráulicos una parte de la suciedad entra de fuentes externas y otra parte se genera dentro del sistema. Por esta razón los sistemas hidráulicos tienen que tener medios para remover la suciedad acumulada. Estos medios son: Un depósito bien construido, tubería limpia, conexiones y componentes bien utilizados, y prácticas cuidadosas en la construcción tales como remover los desechos de la soldadura, partículas metálicas sueltas en los tubos, etc. Aunque el sistema esté bien construido y se tomen todos los cuidados necesarios, en un tiempo el sistema va a empezar a acumular suciedad y debe ser removida contínuamente. La contaminación interna que más se genera son las partículas de metal que resultan por el desgaste del contacto de metal a metal entre las partes móviles de las bombas, los motores hidráulicos, los carretes de las válvulas y los cilindros. También los sellos y empaques desprenden pequeñas partículas que se convierten en suciedad.

Coladores y filtros

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Colador de entrada de bomba tipo sumidero | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Colador de entrada de bomba tipo sumidero | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

No hay una diferencia que sea clara entre un colador y un filtro. Un colador es generalmente considerado un filtro tosco, como los de malla de alambre. Los filtros son mucho más finos, posiblemente de composición de papel o fibra. Los coladores se pueden limpiar y volverse a utilizar y los filtros tienen que ser reemplazados.

Colador de la entrada de la bomba

La filtración en la entrada de la bomba se tiene que limitar a un filtro tosco, un colador o cedazo, debido a que este podría limitar el flujo a un punto de cavitación, lo cual dañaría a la bomba. Si se quisiera utilizar una filtración más fina, esta se tendría que colocar en otro punto del sistema.

Se recomienda usar coladores de malla de alambre de acero inoxidable para aceites de base de petróleo. Estos deben ser de 100 alambres por pulgada y tener un rango de 150 micrones.

Coladores de sumidero

La imagen de arriba muestra un colador de entrada de bomba tipo sumidero. Estos protegen el extremo abierto de la entrada de la bomba y se deben instalar cerca del fondo del depósito en una posición horizontal, o con la parte superior del colador al menos 3″ por debajo del nivel bajo de aceite.

Coladores en línea

Coladores en línea | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Coladores en línea | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

En este tipo de coladores el elemento colador está dentro de una carcaza para que se pueda instalar en el exterior del depósito.

Magnetos

Ensamblador de magnetos | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Ensamblador de magnetos | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Los magnetos solo se limpian de cuando en cuando y dan un resultado benéfico. Los magnetos remueven partículas de hierro muy pequeñas que se encuentran en el depósito. Los coladores de entrada de la bomba pueden ser adquiridos con magnetos ya instalados.

Más partes del depósito

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Tapón de llenado | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Tapón de llenado | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Tapón de llenado

Se deben colocar dos agujeros para llenado de fluido y deben estar localizados en los extremos opuestos del depósito. Cada agujero debe estar cerrado con precisión utilizando un tapón de llenado y debe estar permanentemente ensamblado al depósito con un conector metálico.

Cada abertura de llenado debe estar protegida con un colador metálico de malla de 30µm máximo y de área suficiente para permitir un flujo de al menos 5 GPM.

Respirador de aire

Respirador de aire de un depósito | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Respirador de aire de un depósito | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Cuando los cilindros se extienden o se retraen el fluido del depósito se eleva o baja. En depósitos que están expuestos a la presión atmosférica el espacio de aire debe ser protegido con un respirador de aire para evitar la entrada de suciedad de la atmósfera al bajar el nivel de aceite.

Los depósitos que son más grandes, para mantener la misma presión atmosférica aproximadamente, deben utilizar un respirador por separado.

Indicadores de nivel de aceite

Indicadores de nivel de aceite | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Indicadores de nivel de aceite | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Se deben colocar dos indicadores, deben estar localizados cerca de las dos aberturas y deben ser visibles durante el llenado. Se recomienda utilizar indicadores de columna, pero también se aceptan dos ventanas redondas si son colocadas correctamente.

No se permiten las varillas de profundidad porque pueden introducir contaminación. A altas temperaturas se pueden utilizar ventanas de vidrio que sean resistentes al calor. Se puede también incluir un termómetro.

Partes del depósito

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Partes del depósito hidráulico | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Partes del depósito hidráulico | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Capacidad de flujo

La capacidad de trabajo en galones debe ser de por lo menos 3 veces el flujo de galones por minuto de la bomba o de las bombas y además de su capacidad para trabajo, el depósito debe tener una capacidad adicional del 10% para espacio de aire sobre el fluido para la expansión.

Base del depósito

El depósito debe estar soportado por piernas que estén a una altura de por lo menos 6 pulgadas sobre el nivel del suelo para facilitar el manejo, drenado y para incrementar la radiación de calor desde la superficie del fondo del depósito.

Deflector interior

Se debe colocar un deflector interior para mejorar el enfriamiento del aceite, separar el aire y para ayudar a la precipitación de contaminantes de tamaño medio o grande. El deflector debe separar el lado de la entrada del fluido de el lado de la toma de la bomba y no debe restringir el flujo de aire entre los compartimentos.

Aberturas para limpieza

Se deben colocar dos aberturas para limpieza, una en cada extremo, con un diámetro de por lo menos 6 pulgadas o un área cuadrada de 6 pulgadas. Estas aberturas deben permitir el acceso a las partes del interior sin tener que desconectar los componentes o la tubería.

Fondo del depósito

El fondo debe poder ser drenado y así debe tener su forma. Se deben colocar dos aberturas de drenado, una en cada extremo en el punto más bajo del fondo.

Techo del depósito

Si se instalan componentes sobre el techo del depósito, este debe ser rígido para mantener a la bomba y al motor alineados y debe ser apropiada para instalar algunos otros accesorios. Se podría utilizar también una placa auxiliar de montaje.

Líneas de aceite

La línea de succión debe estar libre de juntas o dobleces y debe extenderse a una distancia mínima 2 pulgadas sobre el fondo del depósito. Su tamaño de diámetro debe ser calculado de acuerdo a una fórmula para calcular la entrada de líneas de aceite.

Acabados

El depósito tiene que pintarse por dentro y por fuera. Las superficies interiores tienen que ser limpiadas perfectamente pero no deben ser limpiadas por chorros de arena.

Manejo

El depósito debe ser lo suficientemente fuerte para poder ser levantado con grúa estando completamente lleno de fluido sin que sufra una distorsión permanente.

Construcción de tapa superior plana

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Características de construcción de un depósito hidráulico de techo plano | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Características de construcción de un depósito hidráulico de techo plano | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Las unidades de fuerza hidráulica de tapa superiro planas son las más comunes van en el rango de 7 1/2 HP a 50 HP y se utilizan en plantas industriales para la operación de muchos tipos de prensas hidráulicas.

Depósito plano de techo plano aprobado por la NFPA

Las características que se muestran en la figura de arriba son tomadas de los estándares de la NFPA (National Fluid Power Association). Son solo recomendaciones de cómo se puede construir bien un depóstio y no tienen la intención de evitar o negar otras configuraciones que pudieran ser igual de eficientes o que fueran más económicas pero que también funcionaran. Sin embargo para que el depósito califique como aprobado por la NFPA tiene que cumplir con todas las especificaciones que se describen aquí.

Las partes del depósito serán explicadas en el siguiente artículo.

Funciones de un depósito de aceite

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Todos los sistemas hidráulicos tienen un depósito de algún tipo y su capacidad de galones se selecciona en relación al rango de flujo de aceite de la bomba o algunas veces en relación a la radiación de calor. En la mayoría de sistemas de tamaño mediano y pequeño el depósito sirve también como una base de montaje para otros componentes y además sirve para estas funciones:

1. Almacenamiento de aceite:

Se debe tener una cantidad extra de aceite para operar arietes hidráulicos (cilindros de simple acción). El nivel del depósito baja cuando se extiende el ariete y se eleva cuando el ariete retorna. Adicionalmente el depósito debe disponer de aceite para compensar las pérdidas de aceite causadas por fugas o derrames del sistema.

2. Enfriamiento de aceite

Se genera calor de diversas maneras en un sistema hidráulico. Por pérdidas mecánicas (fricción) en los elementos de la bomba o motores hidráulicos y rodamientos. Cuando el aceite se descarga por la válvula de alivio, válvulas de control y la fricción de flujo de la tubería y los componentes. En sistemas pequeños el calor es irradiado a través de las paredes del depósito.

3. Precipitar suciedad

El aceite que viaja por la tubería viaja a una velocidad de 15 a 30 pies por segundo y la suciedad que se genera se acarrea al depósito. En el depósito se debe reducir la velocidad para que la suciedad se asiente en la parte inferior del depósito.

4. Purga de aire

Pueden escapar aire atrapado y espuma del aceite si es retenido en el depósito por corto tiempo antes de ser jalado otra vez por la bomba y circulado otra vez.

Algunos tipos de unidades de fuerza hidráulica

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Unidad de potencia hidráulica móvil |Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Unidad de potencia hidráulica móvil |Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Esta unidad puede ser llevada por la planta y conectada a varias máquinas usando acoplamientos de conectores rápidos para trabajos muy distintos.

 

Montaje de motor vertical | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Montaje de motor vertical | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

En esta unidad de fuerza con montaje de motor vertical la bomba opera en el aceite dentro del depósito.

 

Unidad de potencia hidráulica de cubierta plana | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Unidad de potencia hidráulica de cubierta plana | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Esta unidad tiene un motor de 7 1/2 HP externamente acoplado a una bomba de engranes y utiliza un depósito de 30 galones como base de montaje. Tiene una cubierta plana.

Unidad de potencia D.C. | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Unidad de potencia D.C. | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

La unidad de potencia de corriente directa se utiliza para operar cilindros de levante. Incluye un motor eléctrico, un bomba, una válvual de control de flujo, un depósito y una válvula de alivio.

Unidad de potencia hidráulica AC | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Unidad de potencia hidráulica AC | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

La unidad de potencia hidráulica de corriente alterna se usa mucho para montaje integral en una máquina grande operada hidráulicamente e incluye una válvula de solenoide de control direccional.

Unidad de potencia de construcción de tapa plana | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Unidad de potencia de construcción de tapa plana | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

En esta unidad de potencia se utiliza un motor eléctrico de montaje C y la bomba es montada con un soporte en la cara del motor. También incluye una válvula de alivio y un indicador.

Unidades de fuerza hidráulica

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Unidad de potencia hidráulica de cubierta plana | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Unidad de potencia hidráulica de cubierta plana | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

En las máquinas que se operan hidráulicamente la fuerza fluida es generada por un ensamble llamado «Unidad de fuerza hidráulica» o «Unidad de bombeo hidráulico». Dentro de una planta industrial, la mayoría de las máquinas reciben la fuerza fluida de una unidad de fuerza que está diseñada para estar colocada cerca de la máquina y conectada a ella por mangueras y tubería. Otras unidades de fuerza se construyen para ser portátiles para que puedan ser movidas alrededor de la planta y puedan ser conectadas a una máquina o a otra.

También hay unidades pequeñas que son diseñadas para estar contenidas y construidas para que puedan ser instaladas permanetemente como parte de una máquina más grande.

Las unidades de fuerza vienen en todos los tamaños y las formas y generalmente consisten en un depósito hidráulico, un motor eléctrico, una bomba, una válvula de alivio, como componentes básicos, y algunas veces son complementadas por componentes como un arracador magnético para el motor, válvulas de control direccional, válvulas de control de presión, indicadores de presión, filtros, acumuladores, intercambiadores de calor, etc.

Secador sin calor de doble torre tipo desecante

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Secador sin calor de doble torre tipo desecante | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Secador sin calor de doble torre tipo desecante | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Este tipo de secador se compone de dos torres idénticas que se llenan con un desecante que es similar a la gelatina sílica, la cual absorbe el agua pero no se combina químicamente, el agua solo se atrapa y se mantiene y después puede ser purgada del desecante ya sea por calor o por aire seco. Mientas una de las torres está en servicio la otra está siendo secada pasando aire seco a través del desecante. Después de un lapso de 2 a 3 minutos, las torres se intercambian para que la primera sea secada mientras la segunda está en servicio.

En el secador que trabaja sin calor, el agua es removida del desecante durante el ciclo de regeneración pasando a través de él un pequeño flujo de aire seco, tomado de la salida de aire de la otra torre. La humedad del desecante es recogida por el aire seco y es llevada hacia afuera a la atmósfera.

Secadores de aire de tipo refrigeración

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Secador de aire comprimido de tipo refrigerado | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Secador de aire comprimido de tipo refrigerado | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Los secadores de aire tipo refrigerados van de tamaños de 1/2 HP hasta 10 HP o más. Un modelo de 10 HP puede secar la salida de un compresor de 400 HP. Todas sus piezas se contienen en un gabinete metálico y algunos modelos tienen indicadores de presión y de temperatura.

Estos secadores funcionan al remover el vapor de agua enfriando el aire de entrada para forzarlo a condensar algo de vapor de agua. Estos secadores no pueden ser utilizados donde el secador o el aire van a ser expuestos a bajas temperaturas.

Sistema de secado por refrigeración

Secciones de flujido en un secador de aire de tipo refrigerado | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Secciones de flujido en un secador de aire de tipo refrigerado | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

El sistema de secado por refrigeración es uno estándar de freón muy parecido a un refrigerado casero pero con mucha más potencia.

En el compresor de freón el gas se comprime a alta presión y se calienta. Se le hace pasar por el condensador y se condensa a freón líquido. Después pasa por una válvula de expansión y al evaporador y al evaporarse absorbe el calor. El gas de freón vaporizado es regresado al compresor para hacer otro ciclo de vida. El aire ya secado entra por la línea de humedad y pasa a través de las bobinas que están en contacto con las bobinas frías del sistema de freón. Cuando se enfría, el agua comienza a condensarse debido a que el aire frío no mantiene tanto vapor de agua como el aire caliente. El agua condensada se colecta en el drenado automático de agua y es expulsada.

El secador por refrigeración debe trabajar contínuamente día y noche y hasta los fines de semana. Si se apaga, el aire húmedo se puede descargar al sistema  la mañana siguiente hasta que el secador esté en buena condición para operar.

Secadores para aire comprimido

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Si se lubrica el aire con una pequeña cantidad de agua el sistema puede trabajar bien y no habrá ningún problema, pero si hay condensación muchas aplicaciones sí tienen problemas, como las herramientas de aire, rociado de pintura, instrumentación, medición de aire, medio ambiente a bajas temperaturas, para soplar materiales en polvo, para uso médico o dental, o donde el aire esté en contacto con los alimentos. El agua se presenta en las líneas en alguna de las dos formas siguientes:

Neblina

Es agua en forma líquida pero en partículas tan pequeñas que se mantiene suspendida en el aire que está fluyendo y puede estar en cualquier lugar del sistema. Un filtro mecánico puede remover la mayoría de ella.

Vapor

El vapor es agua en forma gaseosa. No se puede ver y se puede comprimir como si fuera aire. Si se mantuviera en forma gaseosa todo el tiempo no causaría ningún problema, pero se condensa en la línea o en los componentes y causa daño. El vapor de agua no se puede eliminar utilizando un filtro, tiene que ser removido con un secador de aire.

Causas de agua en las líneas de aire

El aire tiene cierta humedad relativa. Esto es, cuanta vapor de agua se encuentra en él. Cuando el aire se comprime, se caliente y entra al sistema, su volumen se reduce y su humedad relativa también. Cuando el aire se enfría, se descomprime y su humedad se incrementa también. Una parte de esta humedad se puede quedar en la línea.

Solución a los problemas de agua en las líneas

Se debe reducir la humedad relativa del aire para que no haya agua en las líneas. Para lograr esto se utiliza primero un enfriador de compresor y después un secador de aire instalado en las líneas después del depósito recibidor.

Secadores de aire

Un secador puede ser instalado después del depósito recibidor para dar servicio a toda la planta o se puede instalar solamente en un ramal para darle servicio a una sola sección, como por ejemplo, el sistema de aire para un cuarto de pintura por rociado. Los secadores de aire funcionan mejor en frío .

Los secadores de aire son una excelente inversión ya que reducen mucho el costo que se tendría que pagar por daños causados por aire húmedo.

Lubricadores de tipo atomizador

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El lubricador de tipo atomizador funciona igual que el lubricador simple que se mostró en el artículo anterior pero fragmenta el aceite en partículas mucho más finas, 2 micrones o menos, las cuales pueden estar suspendidas en el aire por distancias mucho más grandes.

Cuando el lubricador de tipo atomizador genera partículas mayores a 2 micrones, éstas son regresadas al depósito para ser procesadas nuevamente, y las que si son menores a 2 micrones son alimentadas a la corriente de aire.

Estos lubricadores se deben utilizar en aplicaciones donde el aceite deba mantenerse en suspensión por largas distancias y también para circuitos que usen válvulas pequeñas o cilindros donde la alimentación de aceite tenga que ser baja. Se prefieren los lubricadores estándar para aplicaciones donde el costo es importante y donde el aceite no tiene que estar suspendido por más de 10 pies.

Símbolos gráficos para unidades de trío

Símbolos gráficos para unidades de trío | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Símbolos gráficos para unidades de trío | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

En la imagen de arriba se muestran los dibujos que se pueden utilizar como símbolos gráficos para filtros, reguladores y lubricadores. A, B y C. Cuando se quiere representar el ensamble de trío completo conviene más utilizar el símbolo que se muestra hasta la derecha, el D. La línea punteada a la izquierda es el filtro. La línea larga cruzada es el regulador ajustable. El círculo con la flecha pequeña adentro es un indicador de presión y la línea corta vertical a la derecha es el lubricador.

 

Principio de alimentación automática de lubricadores

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Principio de alimentación automática | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Principio de alimentación automática | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

El aire empuja al aceite a ser alimentado a la corriente de flujo y todos los lubricadores trabajan sobre el principio de alimentación que se muestran aquí.

Se tiene que crear una pequeña caida de presión en la garganta del lubricador para ser utilizada como presión de alimentación. Esta pequeña caida de presión puede ser producida por un orificio fijo o variable o por un disco de restricción o por otros medios.

En la imagen de arriba el aire está fluyendo y por ejemplo la presión del aire pudiera ser de 100 PSI. La pérdida de presión por la garganta del lubricador podría ser de 2 PSI. La presión de 100 PSI está trabajando en la superficie del aceite (ver la imagen del artículo anterior) para empujarlo arriba a través del tubo de alimentación y que finalmente salga por el área del puerto de salida donde la presión es de solo 98 PSI.

Principio de alimentación automática | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Principio de alimentación automática | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

En esta otra imagen el flujo de aire se ha detenido. Como no hay diferencial de presión entre el puerto de entrada y el de salida el aceite no fluye.

Rango de alimentación de aceite

La mayoría de los lubricadores tienen una válvula de aguja para ajustar el rango de alimentación y también una mirilla por la cual se puede ver el goteo del aceite. Se sugiere usar una gota cada tres minutos para un lubricador de tamaño 1/4″. Se debe observar el nivel de aceite durante los primeros días de uso. Si parece que el aceite está siendo expulsado por los puertos de las válvulas de control de 4 vías, se puede cortar el suministro a la mitad. El lubricador se debe instalar tan cerca como se pueda de la entrada de la válvula de 4 vías.

El aceite que se debe utilizar para un lubricador es aceite a base de petróleo muy ligero, equivalente a SAE 5W o 10W.

Lubricadores en línea de aire

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Lubricador de línea de aire simple | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Lubricador de línea de aire simple | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

El lubricador es la tercera unidad del ensamble de trío. Cuando el aire llega al lubricador ya debe estar limpio, sin agua, y su nivel de presión ya debe de estar ajustado para la máquina en la que va a ser utilizado. Lo que hace el lubricador es inyectar una fina neblina de aceite en la corriente del aire para lubricar los componentes del circuito, como los carretes de válvula, pistones de cilindro y herramientas de aire. El lubricador no requiere más mantenimiento que rellenar el depósito de aceite una vez que se acabe y trabaja automáticamente cuando el aire empieza a fluir y se detiene cuando cesa el flujo de aire.

El lubricador que se muestra en la imagen de arriba es un lubricador simple o estándar, hay otro tipo de lubricador más sofisticado que conoceremos después que se llama atomizador.

El rango de alimentación del lubricador se ajusta con una válvula de aguja que está dentro de la unidad. El aceite entra fragmentado en el flujo de aire a velocidad y se produce una fina neblina que es llevada al sistema por el aire. El rango de alimentación debe ser muy bajo, para que solo una película fina de aceite se mantenga sobre las superficies de trabajo.

Cuando se instale una nueva máquina el lubricador tiene que ser ajustado para que trabaje con el mínimo de su rango de alimentación y se debe observar bajo condiciones de trabajo para asegurarse que consuma poco aceite. Generalmente es mejor lubricar de menos que en exceso.

Regulador de presión de aire de auto-alivio

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Regulador de presión de aire de auto alivio | ASHM, Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Regulador de presión de aire de auto alivio | ASHM, Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Cualquier exceso de presión que hubiera en la salida del regulador debido a condiciones inusuales en el circuito puede ventear a la atmósfera en este tipo de regulador. Por eso se usa mucho en circuitos de aire, pero no se debe usar en circuitos que usan gases porque estos ventearían a la atmósfera también.

Su acción es muy similar a la del regulador de presión de no alivio pero en este hay un pequeño agujero de venteo en el centro del diafragma. Si el sistema está trabajando adecuadamente este agujero se mantiene cubierto por el extremo de la varilla del disco y no hay escape de aire. Pero si se acumulara excesiva presión en la salida del regulador, el diafragma se puede mover de la varilla, descubriendo el agujero de venteo, permitiendo que el exceso de presión escape a través de otra abertura en la tapa del regulador.

Regulador de presión de aire de no alivio

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Regulador de presión de aire de no alivio | ASHM, Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Regulador de presión de aire de no alivio | ASHM, Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Los reguladores de presión de aire sirven para reducir la alta presión en el sistema de distribución de la planta a un nivel más bajo y más apropiado para las máquinas en las que va a ser utilizado.

Un regulador no es simplemente un orificio para reducir el flujo ya que un orificio permitiría que la presión del aire subiera otra vez si algún componente del sistema detuviera más adelante el flujo de aire, por ejemplo, cuando un cilindro se detuviera contra su tapa. Tampoco es una válvula de alivio porque ésta válvula desperdiciaría mucho aire al ser descargada a la atmósfera para mantener la presión constante. Un regulador de presión puede ser descrito como una válvula de 2 vías normalmente abierta.

Importancia del regulador de presión

Todos los sistemas de aire de planta requieren un regulador de presión por separado (generalmente es parte del ensamble de trío) para operar en cualquier máquina que trabaje con el sistema de distribución de aire. Esto permite que el operador regule manualmente e individualmente la presión en cada máquina y que tengan un desempeño consistente al nivel requerido de fuerza y velocidad.

Regulador de presión de no alivio

Este regulador así se llama porque no permite que la sobre presión en su salida, se escape a la atmósfera. Por lo tanto este tipo de regulador se utiliza para manejar gases o líquidos los cuales no deben escapar a la atmósfera. El otro tipo de regulador, el de auto-alivio, es siempre preferido para manejar aire comprimido.

En este regulador el disco principal controla el flujo de aire y reduce o corta el flujo, cuando sea necesario para prevenir que la salida de presión se eleve sobre el nivel al cual a sido ajustado. El diafragma controla el abrir o el cerrar del disco. Cuando el diafragma se mueve hacia arriba o hacia abajo el disco principal se mueve con él.

Filtro de aire en línea

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Filtro de aire en línea | ASHM, Aceros y Sistemas Hidráulicas de México S.A. de C.V.

Filtro de aire en línea | ASHM, Aceros y Sistemas Hidráulicas de México S.A. de C.V.

Estos filtros funcionan al hacer pasar el aire que entra a través de una placa circular deflectora que aplica un movimiento circular a alta velocidad lo que hace que las partículas más pesadas se expulsen hacia afuera a causa de la fuerza centrífuga que choca contra los lados del tazón. Estos contaminantes se drenan hacia abajo por las paredes del tazón y llegan hasta al zona quieta debajo de la placa deflectora y ahí se quedan hasta que se haga la operación manual de la válvula de drenaje o por drenado automático.

Ya que esto sucede, el aire pasa a través de un elemento filtrante muy fino para remover partículas pequeñas que queden todavía. Se utilizan algodón, fieltro, bronce sinterizado, etc.

Drenar el filtro

La condensación o suciedad deben ser drenadas por lo menos una vez al día o más veces si fuera necesario. No debe permitirse que se junte la suciedad hasta la zona quieta debajo de la placa deflectora. El filtro que se menciona aquí funciona con acción mecánica y puede remover eficientemente los sólidos y el agua en forma líquida, aunque no puede reducir la humedad (contenido de vapor por agua). Así es que puede haber condensamiento de aguas en las líneas del sistema a menos que se utilice un secador para reducir la humedad.