FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS

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INTRODUCCION

Este trabajo consta de datos y clculos sobre el aire comprimido el cual es muy importante porque nos permite conocer acerca de cmo se originaron estos gases que se escuchan bastante en las diferentes minas del pas y del mundo y que debemos hacer para podes utilizarlas dentro de la mina o al menos tener conocimiento de estos dentro de la mina ya que es un factor primordial para la perforacin y posterior explotacin de los minerales

AIRE COMPRIMIDO1.- COMPRESORESSon mquinas que suminsitran medios gaseosos, en dependencia del GRADO DE ELEVACIN DE LA PRESIN (relacin de la presin del gas a la salida de la mquina, a la presin del mismo a la entrada).tienen enfriamiento artificial (agua, aire y/o aceite) de las cavidades en las cuales sucede la compresin del gas.

La diferencia entre las presiones de aspiracin e impulsin, representan el trabajo efectuado por el compresor.

RELACIN DE PRESIN = Pres. Abs. Impuls/Presin Abs. Aspirac

= 8/1, mayormente

DESCARGA ABSOLUTA = Pres. Abs. Aspirac * Relacin Presin

PRESIN ABSOLUTA = Pres. Abs Aspirac + Pres. Manom; lb/pulg2.

Pueden ser porttiles o estacionarios

1.1.- Tipos bsicos de compresores

Segn el Manual de Aire Comprimido de Atlas Copco:

Dinmicos

De Desplazamiento

2- CARACTERSTICAS DE ALGUNOS TIPOS DE COMPRESORESTIPOPRESIN

Lb/pulg2CAUDAL

m3/minGRADO DE ELEVACIN DE LA PRESINRPM

De EmboloHasta 1500 a 5002.5 a 10100 a 3,000

De rotoresHasta 2500 a 1,0003 a 12300 a 15,000

CentrfugosHasta 2000 a 10,0003 a 201,500 a 45,000

AxialesHsta 2000 a 15,0002 a 20500 a 20,000

3.- REQUERIMIENTOSAgua

Electricidad combustible

Infraestructura

Instalaciones

Personal

Otros

4.- COMPONENTES Unidad de compresin de aire

Sistema de enfriamiento

Sistema separacin aceite aire

Regulador de capacidad

Filtros para el aire de admisin

Conductos para el aire de admisin

Escapes del motor (silenciadores con mnima contrapresin)

Radiador

Tanque de combustible

Recipiente de ter

Panel de instrumentos

Indicador de temnperatura del agaua del motor

Indicador de presin del aceite de motor

Indicador del nivel de combustible

Tacmetro del motor

Indicador de presin del combustible

Indicadores de acida de presin de descarga de aire

Dispositivos de seguridad

Vlvula automtica de purga

Vlvula de seguridad de alta presinm

Vlvula de presin mnima

Otros

Bastidor

Tren de rodaje

Batera

Otros

5.- DESCRIPCIN DE COMPRESORES 5.1.- Compresor de pistn de una etapa

Es aquel en que la rotacin del eje del compresor se convierte en movimiento rectilneo alternativo, por medio de una biela conectada al cigeal.

5.2.- Compresor de pistn de dos etapas

Cuando el aire es comprimido e impulsado en una parte del cilindro y simultneamente el aire es aspirado en otra parte del cilindro mismo y viceversa, gracias al movimiento rectilneo del pistn por accin del cigeal. Para los efectos, cuentan con las vllvulas de aspiracin e impulsin respectivas. Existen compresores de mbolo de doble efecto que trabajan tipo cruceta y con mbolos diferenciales.

5.3.- Compresor rotativo de aletas, paletas o placas Son mquinas de un solo eje. Un rotor con partes radiales flotantes se monta excntricamente, dentro de una carcasa cilindrica o estator. Cuando gira el rotor, las paletas se desplazan contra las paredes del estator merced a la fuerza centrfuga. El aire aspirado por el compresor, va entrando a los espacios existentes entre cada dos aletas (espacios cerrados), hasta la zona de mayor excentricidad, en donde tales espacios son mayores. Al girar el rotor, el volumen entre aletas va disminuyendo y el aire se comprime, hasta llegar a la lumbrera de descarga.

5.4.- Compresor de anillo lquido

Consta de un rotor en el que se montan una serie de alabes (paletas combadas y perfiladas) fijos y una carcasa o cilindro, de tal forma que la cmara entre alabes y cilindro, vara cclicamente por cada revolucin del rotor.

5.5.-Compresor de tornillos Son un tipo de mquina en las que no hay vlvulas de aspiracin e impulsin ni compresin interna, lo que hace que puedan funcionar a elevadas velocidades en dimensiones reducidas. Constan de dos rotores (macho y hembra), con dos lbulos idnticos y simtricos, que giran en direcciones opuestas dentro de una carcasa cilndrica. Para la sincronizacin de dichos rotores, incorporan un juego de engranajes.

5.6.- Compresor de dos rotores o visinfines o dos impulsores, o roolsForman parte de las mquinas de desplazamiento sin vlvulas. No hay compresin interna.La compresin se produce por contraflujo de la descarga cada vez que un rotor deja abierta la compuerta de descarga.Dos rotores idnticos, normalmente simtricos, de dos lbulos giran en sentidos opuestos en una carcasa cilndrica.Su sincronizacin se consigue por engranajes.Normalmente se refrigeran por aire.

5.7.-Compresores centrfugos

El gas pasa por el centro de una rueda giratoria con alabes radiales, llamados impulsores, los cuales lanzan el gas hacia la periferie merced a la fuerza centrfuga y antes de pasar al centro del prximo impulsor, pasa por un difusor, en donde la energa cintica se transforma en presin. Las velocidades de funcionamiento son bastantes altas en comparacin con otros compresores ( 20,000 a 100,000 RPM).

5.8.- Compresores axiales

Se caracterizan, y de aqu su nombre, por tener un flujo en la direccin de su eje. El aire pasa a lo largo del compresor, a travs de hileras alternadas de paletas mviles fijadas al rotor o paletas fijas situadas en la carcasa, que comunican cierta velocidad al gas. que despus se transforma en presin. El fluido es conducido por las paletas, las cuales tienen forma aerodinmica.6.- RED DE DISTRIBUCIN DE AIRE COMPRIMIDO La instalacin de tubera y accesorios en el sistema de distribucin de aire se disear de tal modo que haya un mnimo de fugas. Aparte de las fugas que provienen de la tubera misma, hay fugas en la Planta de Compresores, en las mangueras, en los acoplamientos, en las vlvulas reguladoras, con las consiguientes prdidas de presin.

6.1.-TuberasSe considera 3 tipos de tubera

Principal: Es la lnea de aire que sale del tanque de almacenamiento y conduce la totalidad del caudal de aire comprimido. Debe tener mayor seccin posible y prever un margen de seguridad para futuras ampliaciones. Secundaria: Es la que toma el aire comprimido de la tubera principal, ramificndose por las reas de trabajo. El caudal de aire que transporta deber representar a los caudales parciales que de ella deriven. Tambin es conveniente prever algunas futuras ampliaciones al calcular su dimetro. De Servicio: Es la que alimenta a los equipos neumticos. De acuerdo al material que los constituyen, se considera:

De Fierro: El material base en su elaboracin es el fierro y sus aleaciones, siendo sus caractersticas:

Soporta altas temperaturas ( superior a 500 C )

Soporta altas presiones ( mayor a 400 lb/pulg2)

Resiste las vibraciones

Requiere muchos empalmes para su conexin debido a su corta longitud (6.40 cm). De Polietileno: El polietileno es una resina termoplstica artificial que se obtiene por polimerizacin del gas etileno el cual a su vez se obtiene de la destilacin fraccionada del petrleo o del alcohol etlico, siendo sus caractersticas:Material duro, flexible, soporta presiones hasta de 200 lb/pulg2. Alta resistencia qumica a aguas sulfatadas, inocuo. Bajo ndice de rugosidad que conlleva a escaso rozamiento del aire con sus paredes interiores.

Se economiza en uniones al existir en el mercado unidades mayores a 100 m de longitud. No soporta altas temperaturas ( mximo 90 C ).

Requiere mayor nmero de ganchos de sostenimiento para evitar catenarias.

No soporta altas vibraciones por su bajo peso.

6.2.-Vlvulas Son mecanismos que regulan, interrumpen o restablecen el paso de un fluido. Los tipos usados en minera son: De compuerta, de asiento, de bola, de retencin o charnela, de mariposa, etc. Tambin se usa la vlvula de seguridad6.3.- Mangueras y Acoplamientos

Deben ser de calidad especial a prueba de explosiones, resistentes a la accin de la intemperie y aceites, flexibles y livianas. Las mangueras para aire comprimido deben ser diseadas para una presin de explosin de 4 a 5 veces la mxima presin de trabajo permisible. Deben tener una superficie interior lisa para que ofrescan mnima resistencia al flujo.

7.- SEPARADORES DE HUMEDAD O PURGADORES El vapor de agua contenido en el aire comprimido dentro de la red de tuberas, se condensa (pasa al estado lquido ) debido a que la temperatura del aire disminuye; al condensarse, se acumulan en las partes bajas de la tubera. Los efectos de! agua en el aire comprimido son: Reduce la seccin de la tubera

Acta como freno del flujo Incrementa la friccinAl llegar a las mquinas favorece la congelacinProduce corrosin en el sistema de tuberas, acortando la vida de las mismasEl lubricante de las herramientas neumticas es arrastrado por efecto de lavado, dando lugar al desgaste prematuro de las piezas.Diseo de Separadores de HumedadExisten variados diseos. Mayormente son cilindricos a fin de aprovechar los efectos de la fuerza centrfuga; es decir, el flujo de aire que los atraviesa adquiere un movimiento de giro, con lo que tas partculas de agua salen despedidas contra las paredes del purgador, separndose del aire.

La entrada del Separador va dispuesta en forma tangencial con respecto al cilindro; la salida puede ser a la misma altura del ingreso axialmente o en forma perpendicular y hacia arriba. Las dimensiones son libres y en funcin al nmero de purgadores, perodos de drenaje del agua depositada, seccin de la labor, etc. Estn fabricados de acero y pintados exteriormente. Interiormente van tratados con aceite, para evitar la formacin de herrumbre.

8. PRDIDAS O FUGAS DE AIREa.- Consumo de Aire por Desgaste de MquinaLa fbrica entrega la perforadora con una luz entre cilindro y pistn de no ms de 2 milsimo de pulgada.Por severas experiencias se ha logrado establecer que, por cada milsimo de pulgada de desgaste entre cilindro y pistn, aproximadamente el consumo de aire aumenta en un 10 %. As por ejemplo, si una perforadora tuviera 8 milsimos de luz entre cilindro y pistn, separando las 2 mil,simas de fbrica, quedaran 6 milsimos de desgaste; o sea, el consumo del aire por la perforadora quedara aumentado en:6*10 = 60% b.- Descargas de Aire por OrificiosLas descargas de aire por orificios, pueden ser accidentales o intencionadas. Las primeras seran por defecto de las instalaciones, picaduras o roturas de las tuberas, entre otros.Las segundas, seran para los casos de ventilacin, limpieza, operacin de compuertas, etc. con aire comprimido.9. CLCULOS

SERVICIOS AUXILIARES