Automatización con vacío 3 - rodavigo.neta de vacío/PIAB 01... · de aire con un área de...

Automatización con vacío 3.0El futuro depende de la elección de un buen producto

Polígono Indutrial O Rebullón s/n. 36416 - Mos - España - [email protected]

“

2

Our Mission

The Piab mission is to increase productivity for industrialcustomers and provide energy saving solutions by

promoting our superior technology universally.”


http://www.piab.com

Contenido

3

Academia del vacío Piab ...................5

piLEAN™..........................................27

Ventosas/garras ..............................31

Cartuchos de vacío/Integración ....365

Bombas de vacío/generadores .....411

Bomba y garra combinada ............563

piSAVE............................................591

Controles de optimización ............603

Garantías ........................................642


4

Academia del vacío Piab PVA™



5

Academia del vacío Piab ...................6


6

En 1951, la compañia tomó el nombre de su primer producto, uninnovativo compás que simplificó el trabajo de los diseñadores ydibujantes. Pi π (=3.14) AB. (AB = Sociedad Anónima)




Presentando PiabLa misión de Piab es incrementar la productividadde los clientes industriales y proporcionarsoluciones de ahorro de energía para la promociónde la universalidad de nuestra avanzada tecnología.

Entregando la mejor solución posible

Nosotros compartimos nuestros conocimientos yexperiencias con nuestros clientes y ofrecemos lassoluciones de vacío más apropiadas para susituación en particular, contribuyendo a reducir elconsumo energético, incrementar la productividady mejorar el ambiente de trabajo.

Con el conocimiento del vacío y de la industria

El trabajo pionero de Piab dentro de la tecnologíadel vacío, se basa en nuestras inversiones eninvestigación y desarrollo; y en la experienciatrabajando con una amplia variedad de industriasen una escala global. La combinación de nuestraexperiencia y nuestro conocimiento de losdiferentes segmentos de la industria, nos permiteproveer a los clientes con las mejores solucionesde vacío del mercado.Pasado y presente

La historia de Piab comienza en 1951 cuando lacompañía innovadora fue fundada. El primerproducto, un compás innovador, le dio a Piab (n +AB) su nombre. En 1960, el primer producto devacío de Piab, el "Pneucette", fue desarrollado parala industria electrónica. La base para el sistemaactual de vacío operado por aire comprimido, fueestablecida en 1972 cuando se patentó el primereyector multietapa. Desde entonces, Piab haseguido siendo el líder en el desarrollo detecnología del vacío.

Un socio poderoso

Piab tiene como objetivo mejorar la rentabilidad ycompetitividad de sus clientes. Nos esforzamospor aumentar su productividad, reforzando así suventaja en el mercado. También aspiramos acontribuir a la reducción en el consumo energéticode nuestros clientes y a mejorar el ambiente detrabajo, gran ayuda en su capacidad de atraer ymantener a personal competente. Una asociacióncon Piab significa más que tener un proveedorfiable de soluciones de vacío.

Liderazgo técnico

Estamos orgullosos de ser los innovadores en latecnología del vacío. El liderazgo técnico significaencontrar y desarrollar soluciones que todavía nohan sido encontradas. Nuestros clientes debensentirse seguros al saber que su relación connosotros los mantendrá a la vanguardia.

Presencia local y competencia global

Ser el líder mundial significa diseñar, construir einstalar soluciones de vacío en cada rincón delmundo. Es por eso que Piab tiene una organizaciónmundial con subsidiarios y distribuidores en másde 50 países.

Contribuyendo a un mundo sostenible

Nosotros creemos firmemente en asumir laresponsabilidad por nuestro medioambientecompartido. Por lo tanto, hemos desarrollado unaambiciosa Política Medioambiental eimplementado un Sistema de Gestión Ecológicacertificado por ISO 14001. Además, buscamos losmedios de transporte para nuestros productos, quesean lo más respetuoso posible con elmedioambiente e incentivamos a nuestrosproveedores a que investiguen y desarrollenmateriales que permitan la fabricación,funcionamiento y reciclaje, sin dañar elmedioambiente. Para nuestros clientes, nuestrassoluciones de vacío son en sí un medio de reducirenergía y contribuir a un mejor medioambiente.PIAB se enfoca en desarrollar sistemas queconsuman la mínima energía y que tengan unmínimo impacto medioambiental, reduciendo la"huella de carbono" del usario. El rendimientonunca se sacrifica, la productividad esconstantemente maximizada. Contacte PIAB parainformación acerca de innovaciones de ahorroenergético, que incrementarán su productividad.


7

8


Tecnología COAX®

COAX® es una solución avanzada para la creaciónde vacío con aire comprimido. Basada en latecnología multietapa Piab, los cartuchos COAX®

son más pequeños, más eficientes y fiables que loseyectores convencionales, ya que permite eldiseño de un sistema de vacío modular, flexible y

eficaz. Un sistema de vacío basado en la tecnologíaCOAX® puede ofrecerle un caudal tres vecessuperior a los sistemas convencionales,permitiéndole incrementar la velocidad con mayorfiabilidad mientras reduce el consumo de energía.

Indice ambiental

En la base de los más altos rendimientos, elproceso de producción energéticamente eficiente,es una solución de manipulación optimizada.Nunca utilizando más energía de la que esabsolutamente necesaria, las empresas puedenreducir su emisión de carbono como también suscostes. Desde la propia bomba de vacío hastacada uno de los accesorios de control, Piab puedetrabajar con usted para conseguir el consumo deenergía más bajo posible.

Su bomba requerirá menos aire comprimidocuando está ubicada cerca del punto deaspiración, de esta manera se reducen lasemisiones de CO2 y el consumo de energía. Elgráfico de abajo muestra la relación existente entreel impacto medioambiental y la distancia entre labomba y el punto de aspiración.

Distancia desde el punto de succión

Ene

rgía


9


Teoría del vacío¿Qué es el vacío?

Cuando utilizamos los términos "vacío", "presiónnegativa", "succión", etc, nos referimos a unapresión que es menor que la presión atmosférica,que es la presión que ejerce el peso del aire sobrenosotros. A nivel del mar la presión esgeneralmente de 1,013 mbar = 102.3 kPa queequivale a 1 N/m2, . Esto significa que una columnade aire con un área de sección de 1m2 , ejerce sobrela tierra una fuerza de alrededor de 100,000 N. Sidisminuímos la presión en un espacio cerrado, lapresión atmosférica se convierte en una fuentepotencial de energía.

Un aspirador por si solo no aspira: crea en suinterior una presión menor que la atmosférica. Enconsecuencia, el aire y el polvo son llevados haciael aspirador debido a la mayor presión externa.

Una ventosa no se adhiere por sí sola a la superficie,si no se fija por la mayor presión que la rodea.

Altitud sobre el nivel del mar

Como la presión atmosférica es la presión detrabajo, la fuerza cambiará consecuentemente conla presión atmosférica. Esto significa que la presiónbarométrica presente y la altitud sobre el nivel demar deben ser tomadas en consideración. Hasta

una altura de 2 000 m, la presión se reduce en 1 %por cada 100 m. Una aplicación que esdimensionada para sostener 100 kg a nivel del mar,puede sólo manipular 89 kg a una altitud de 1 000m. El capítulo "Tablas", muestra el efecto de lapresión atmosférica sobre el nivel de vacío.

1. La presión a 1000 Km de altura se reduce hacia0. 2. A nivel de mar, la presión atmosférica es aprox.1 bar = 101.3 kPa.

Sobre la cima del Monte Everest (8,848 m) lapresión atmosférica es aproximadamente de 330mbar (33 kPa).

Una definición de la palabra vacío es:

“Espacio sin materia” o, en lenguaje vulgar, “Espacio sin aire o con muy poco aire”.

Fuente: Enciclopedia Nacional Sueca, Bra Böcker, Höganäs, Suecia.Polígono Indutrial O Rebullón s/n. 36416 - Mos - España - [email protected]

10


Terminología y unidades

Son numerosas y diversas las expresiones y unidades de medida, comúnmente usadas para hablar de lapresión inferior a la presión atmosférica. Por lo tanto, es importante cuando se discuta de vacío, utilizar lamisma terminología y las mismas unidades. En la tabla siguiente se muestran algunas expresiones y unidadesutilizadas frecuentemente en relación con el vacío. Para la conversión de las diferentes unidades véanse lastablas No. 1, 2 y 3, en el capítulo Tablas.

Diferentes expresiones indicativas de la presión en relación al "vacío absoluto"

Físicamente hay sólo una clase de “presión” y esaes la que comienza desde 0 ó vacío absoluto. Todopor encima de 0 es presión y correctamentellamada presión absoluta. La presión atmosféricanormal (101.3 kPa) es usada como una referencia,por lo cual a su vez, se usan las palabras presiónpositiva o presión negativa. Anteriormente eltérmino "% de vacío" se usaba donde 0% era lapresión atmosférica y 100% el vacío absoluto. Aconsecuencia, en la industria el kPa es la unidadmás usada y corresponde al porcentaje de vacío.En la industria química, hablando de vacíoprofundo, la medida que se usa habitualmente es elmbar. Por lo tanto, es muy importante ser claro encuanto a la medida de referencia. En el presentecatálogo se usa -kPa (como en la industria), y si nosreferimos a las bombas de laboratorio hablaremosde mbar, sólo para ese caso concreto.

El diagrama adjunto muestra la relación entre lapresión absoluta, negativa y positiva. Tambiénilustra el problema que puede ocurrir si la presiónno se especifica con claridad. 30 kPa puedensimplemente implicar 3 valores diferentes.

Las aplicaciones de vacío pueden ser divididas en tres principales categorías

kPa

Soplado o bajo vacío 0–20 -kPa Para ventilación, refrigeración, aspiradores, ...

Vacío industrial 20–99 -kPa Para elevación, manipulación, automatización, ...

Vacío de procesos 99 -kPa – Vacío profundo para laboratorios, fabricación de microchips, ...

TerminologíaDepresiónPresión absolutaNivel de vacío expresado en % (% de vacío)Presión negativa

Unidades-kPa barinHg mm H2OmmHg torrhPa mbar


11


Consumo de energía a diferentes niveles de vacío

El consumo de energía para producir el vacío,aumenta asintóticamente hacia el infinito cuandoaumenta el nivel de vacío. Es importante, paraoptimizar la relación energética, trabajar con elmenor nivel de vacío posible. Para ilustrar mejor loanteriormente expuesto, se puede utilizar unabomba de cuerpo cilíndrico con pistón, tipobomba bicicleta por ejemplo.Según la ley de Boyle, a temperatura absolutaconstante (T), la presión absoluta (p) en un gas, esinversamente proporcional al volumen (V) ocupadopor el mismo.P1 x V1 = P2 x V2 Si aumenta el volumen, disminuye la presión. En la figura, se ve como tirando lentamente delpistón de la bomba, la carrera efectuada representael trabajo desarrollado para propagar el volumeninicial y conseguir el nivel de vacío. La temperaturano es constante, pero si la maniobra se realizalentamente, la influencia de la variación de latemperatura es despreciable.

Requerimiento de energía en función del vacío producido

El diagrama inferior muestra el incrementonecesario de energía al aumentar el nivel de vacío.Como se puede ver, la cantidad de energíaaumenta drásticamente por encima de 90 -kPa, espor esto, aconsejable mantenerse por debajo deeste valor.

a) Depresión -kPa

b) Energía


12


Bombas de vacío

Bombas mecánicas

La característica principal de todas las bombasmecánicas es que, de un modo u otro, transportanun cierto volumen de aire de la zona de aspiracióna la zona de escape, creando así vacío. Las

bombas mecánicas tienen generalmente un motoreléctrico como fuente de poder, pero tambiénpuede ser un motor de explosión interna, un motorhidráulico o neumático.

Bombas de desplazamiento

Ventiladores Ventajas Desventajas

Ventilador centrifugo Pocas partes en movimientoGran caudalRobusto

Nivel de vacío bajoMarcha y paro lentoNivel de ruido elevado

Ventilador con canales laterales

Pocas partes en movimientoGran caudalBajo consumo de energía

Nivel de vacío bajoMarcha y paro lentoNivel de ruido elevado

Bombas de desplazamiento Ventajas Desventajas

Bomba de Pistón Precio relativamente bajo Elevada emisión de calorVacío máximo bajo

Bomba de membrana Pocas partes en movimientoCompactaPrecio bajo

Caudal reducido

Bomba de paletas Alto vacío y gran cuadalNivel de ruido relativamente bajo

Sensible a la contaminaciónPrecio relativamente altoAlta frecuencia de mantenimientoElevada emisión de calor

Bomba de alaves Gran caudalBajo mantenimiento

Elevado precioElevada emisión de calorAlto nivel de ruido


13


Bombas y eyectores accionados por aire comprimido

Todas las bombas y eyectores son alimentadoscon gas a presión, generalmente aire comprimido.El aire comprimido fluye a través de la bomba,expandiéndose en uno o más eyectores. Durante laexpansión, la energía almacenada (presión y calor),se convierte en energía cinética. La velocidad del

chorro de aire comprimido aumenta rápidamentemientras la presión y la temperatura se reducen, deeste modo se crea una depresión en la zona deaspiración. Algunas bombas también pueden serusadas para soplar el aire.

Bombas y eyectores accionados por aire comprimido

Ventajas Desventajas

Eyector simple Precio bajoNo emite calorCompacta

Nivel de ruido elevadoEntrega alto caudal o alto vacíoBajo rendimiento

Eyector multietapa Alto grado de rendimientoBajo consumo energéticoAlta fiabilidadBajo nivel de ruidoNo emite calor

Tecnología COAX® Alto grado de rendimientoBajo consumo energéticoAlta fiabilidadBajo nivel de ruidoNo emite calorOpera incluso a baja presión de alimentaciónCaracterísticas integradasConstrucción modularFácil de reemplazarFácil de limpiar


14


¿Caudal de aspiración, cómo se mide?

Para obtener una presión menor que la presiónatmosférica en el interior de un tanque, una partede la masa de aire se debe evacuar con la ayuda deuna bomba de vacío. Por ejemplo, para alcanzar unnivel de vacío de 50 -kPa, se debe evacuar la mitaddel aire contenido en el tanque. El aire evacuadopor la bomba, por unidad de tiempo, se denominacaudal de aspiración y es una medida de cómo labomba puede desarrollar rápidamente estafunción.

Muchos fabricantes de bombas de vacíoelectromecánicas se refieren a caudal deaspiración en términos de volumen dedesplazamiento de la bomba. Este caudal esllamado “caudal de desplazamiento” o “caudalvolumétrico”. El caudal de desplazamiento igualael volumen del cilindro por el número derevoluciones por unidad de tiempo. En las bombasmecánicas, este valor es constante y puede hacercreer al observador, erróneamente, que el caudalde aspiración es constante durante todo el procesode evacuación.

En el proceso de evacuación, el aire se va haciendomenos y menos denso por cada carrera del pistón,hasta que la bomba alcanza el nivel de vacío

máximo, es en ese punto cuando el caudal deaspiración estaría en cero. La bomba todavía estábombeando el mismo caudal volumétrico, pero lamasa de aire es tan pequeña que comparada al aireen la presión atmosférica normal es como si nohubiera aire.

Para explicar el cambio en la masa de aire duranteel proceso de evacuación PIAB proporciona datosdel caudal en términos de Nl/s (normal litros/segundo). También llamado caudal de aire libre,este método normaliza el caudal a las condicionesatmosféricas estándares. Como el vacío llega a sermayor y el aire menos denso, se debe desplazar unvolumen real más alto para evacuar cada litronormal. La tabla siguiente muestra el rendimientode una bomba en términos del caudal dedesplazamiento (l/s) y del caudal de aire libre (Nl/s).A vacío cero, los caudales son iguales. Esto esporque las condiciones reales son en realidad lascondiciones estándar. Pero como el nivel del vacíoaumenta, los valores difieren. A 50 -kPa (50% devacío), el valor del caudal de desplazamiento es eldoble del caudal de aire libre. A niveles de vacíosuperiores, la diferencia es incluso mayor.

Caudal de desplazamiento versus caudal de aire libre

Unidades Nivel de vacío -kPa0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Caudal de desplazamiento l/s 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10m3/h 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36

Aire libre Nl/s 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1Nm3/h 36 32.4 28.8 25.2 21.6 18 14.4 10.8 7.2 3.6


15


Sistemas de vacíoCuando fabricamos un sistema de vacío/mecanismo de elevación, existen diferentes métodos paraaumentar la seguridad y la fiabilidad. Entregar una operación eficiente y una buena economía, es muyimportante que el sistema esté diseñado para una aplicación específica. Además de la elección de lasventosas con complementos, el modelo y tamaño de las bombas, los accesorios, el nivel de seguridad y tipodel sistema también debe ser previamente definidos.Sistemas sellados

Para sistemas sellados, la capacidad de labomba esta determinada por la velocidad en queen circuito puede ser evacuado a un cierto nivel devacío. Esta capacidad se define como tiempo deevacuación de la bomba y es normalmente medidaen s/l. Multiplicando este valor por el volumeninterior del sistema se obtiene el tiempo deevacuación en función del nivel de vacío deseado. Sistemas con fugas

En un sistema con fugas (elevación de materialesporosos), la situación es diferente. Para mantenerel nivel de vacío deseado, la bomba deberá tenermayor capacidad a fin de compensar las fugas. Lapérdida puede deberse a, por ej. material poroso oque se fuerza a una elevación de una superficie conagujeros. Establecer la pérdida de caudal esposible a través de la lectura de los datos de labomba, que le permitirá encontrar la bombacorrecta para la aplicación en cuestión.

Si la pérdida ocurre a través de una aperturaconocida, el caudal se puede establecer conformeal diagrama adjunto. El diagrama da valores parapérdida de caudal cuando el área de fuga esconocido. El caudal de fuga es válido cuando hayun agujero de 1 mm2 (presión atmosférica normal anivel del mar). Para obtener el total de caudal, elvalor es multiplicado por el total del área depérdida.

Cuando la pérdida es a través de un materialporoso o de una forma desconocida, el caudalpuede ser establecido mediante un test con unabomba de vacío. La bomba es conectada alsistema y el nivel de vacío obtenido es leído (éstedebe ser al menos 20 -kPa). El caudal que sebombea a un nivel de vacío puede ser leído en losdatos de la bomba en particular. Este caudalcorresponde aproximadamente al caudal de fuga.

A 47 -kPa el aire alcanza la velocidad sónica y enconsecuencia el caudal es constante.Sistemas con ahorro de energía

Las bombas de vacío eléctricas o mecánicas,trabajan normalmente en continuo y el nivel devacío viene controlado por una válvula. En lossistemas de vacío por aire comprimido, es posibleahorrar mucha energía. Debido a que en estasbombas el tiempo de respuesta es muy reducido(tiempo de marcha y paro instantáneo), la bombase puede desactivar cuando el vacío no esnecesario. Los principios de un sistema simple deahorro de energía se muestra en el siguienteesquema. Muchos modelos de bombas PIAB sesuministran equipadas de serie con estedispositivo de ahorro energético.

A = Bomba de vacío con válvula antirretorno. B = Unidad de control de vacío. C = Válvula para alimentación de aire comprimido.D = Válvula de reinicio.


16


Cálculos de sistemas de vacíoInformación general

Existen sistemas de vacío centralizados y descentralizados para la manipulación de materiales. Un sistemadescentralizado de vacío es diseñado para que cada ventosa tenga una fuente independiente de vacío. Unsistema centralizado de vacío es diseñado para tener una fuente de vacío para múltiples ventosas. Para másinformación relativa a estos sistemas vea páginas 28-29. La manipulación de láminas de metal es un ejemplode un sistema hermético y la manipulacion de cartón es un ejemplo de un sistema con fugas.

Estos ejemplos se calculan utilizando los siguientes datos generales:

El caudal inicial requerido para un sistema hermético es, por ejemplo, 0,7 Nl/s por ventosa FC75P y el valorcorrespondiente para un ejemplo de sistema con fugas, usando una ventosa BX75P, es 1,2 Nl/s. El índicemundial de Emisión de CO2 : 0,019 kg CO2 por m3 de aire comprimido producido y 0,19 kg CO2 por kWh.Horas de funcionamiento por máquina al año: 3 000 h. Sistema sellado/Manipulación de material no poroso.

Descripción del sistema:

Sistema descentralizado de vacío: Sistema degarras de vacío VGS™3010 con ventosa FC75P ybomba de vacío con cartucho COAX® de 2 etapasXi10, con válvula antiretorno, AQR Expulsión rápidaatmosférica, Vacuostato y válvula on/off 3/2.

Costo anual: 188 €Emisión anual de CO2: 13 kgConsumo anual de energía: 17 kW/h


Sistema centralizado de vacío: P5010 con AVM ™-Control automático de vacío, cartucho COAX® de3 etapas Xi40, con válvula antiretorno y ventosaFC75P.

Costo anual: 301 €Emisión anual de CO2: 171 kgConsumo anual de energía: 900 kW/h


Sistema centralizado de vacío: Bombaelectromecánica de 550 W con ventosa FC75P yválvula on/off de vacío.

Costos anual: 722 €Emisión anual de CO2 : 443 kgConsumo anual de energía: 1656 kW/h


17


Bombas de vacío eléctricas de paletas que funcionan constantemente.

Costo de energía: 1,5 centavos de Euro por 1 m3 de aire comprimido producido y 12 centavos de Euro por kWh

El coste anual de la bomba incluye: costes de energía, precio de compra, coste anual, servicio e impuesto en emisión de CO2 de 0,025 € por kg. Ventosas excluidas.

Tasa de interés: 5% Tiempo de vida de la bomba: 5 años

Tubería roja = Aire comprimidoTubería azul = Vacío

Calculando huella de carbono:

Basado en el promedio mundial de generación depotencia, 1 Nl de aire comprimido generará unresiduo de 19 mg de emisión de CO2. Para calcularsu huella específica, multiplica el consumo de aire(Nl/s) por 19. El resultado es su huella de emisiónde CO2 por segundo.

Sistema con fuga/Manipulando material poroso

Descripción de sistema:

Sistema descentralizado de vacío usando: Garrasde vacío VGS™3010 con ventosa BX75P ycartucho COAX®, bomba de vacío con tres etapasSi08 y válvula on/off 3/2.

Costo anual: 249 €Emisión anual de CO2: 145 kgUso anual de energía: 762 kW/h


Sistema centralizado de vacío usando: P5010 concartucho COAX®, bomba de vacío con tres etapasSi32, ventosa BX75P y válvula on/off 3/2



Sistema centralizado de vacío usando: bomba devacío electromecánica 750 W con ventosa BX75P yválvula de vacío on/off.




Controles optimizadoresAdemás de colocar la bomba cerca del punto deaspiración, es importante completar y optimizar susistema de vacío con los accesorios de control quelimiten el uso de aire comprimido a la cantidadrequerida por el sistema. Así Ud. tendrá un sistemaeficiente de vacío con un uso mínimo de airecomprimido. Piab tiene una variedad de controles yesta guía le ayudará escoger el control másadecuado para su sistema.

Reguladores

Hay muchas maneras de conseguir el ahorroenergético, pero la manera más fácil es usar unregulador de presión para controlar la presiónóptima de alimentación.

piSAVE release

En vez de usar el aire comprimido para soltarobjetos, Ud. puede usar las válvulas piSAVErelease para proveer una expulsión rápida. LapiSAVE release es una válvula que rompe el vacío,por ejemplo en las ventosas por igualar la presióninterna con aire de la atmósfera y al mismo tiempono consume aire.

piSAVE optimize

La opción de control piSAVE optimizeautomáticamente regula la presión de alimentaciónhacia un nivel óptimo de vacío prerregulado.Fluctuaciones en la presión de vacío causadas porvariaciones del producto o cambios en la duracióndel ciclo permiten que la bomba sólo consuma lacantidad de aire que el nivel de vacío óptimorequiere.

piSAVE onoff

Al manipular objetos sellados, muchas veces sepuede apagar la bomba de vacío cuando no senecesita. Los piSAVE onoff son válvulasaccionadas por vacío que cortan el soplado de airecomprimido cuando la bomba alcanza un nivel devacío preestablecido (1). El nivel de vacíodisminuye de una micro pérdida en el sistema, elnivel de vacío cae y después de un tiempo estaalcanza el nivel de arranque de la válvula (2). Eneste momento, la bomba arranca y funciona hastaque de nuevo alcanza el nivel para cortar el flujo deaire (3), etc.

AVM™ Control automático de vacío

Como el piSAVE onoff, el control AVM™ corta elflujo de aire comprimido cuando alcanza un nivel devacío preestablecido y vuelve a arrancar cuandoalcanza el nivel de arranque. El control AVM no sóloahorra energía sino también ofrece un sistemacompleto de monitoreo con válvulas on/off ysensores de vacío.

Contacte con Piab para más información acerca desus productos que incrementarán su productividady proporcionarán un ahorro de enrgía.

1 2 3


18

19

Academia del vacío Piab PVA™ Ventosas¿Cuál es el principio de funcionamiento de la ventosa?

La ventosa se adhiere a la superficie en el momentoen que la presión circundante (presión atmosférica)es mayor que la presión existente entre la ventosay la superficie.A fin de crear una depresión en el interior de laventosa, ésta se conecta a una bomba de vacío.Cuanto mayor es la depresión (vacío más alto),mayor es la fuerza en la ventosa.

Ventajas y limitaciones de la ventosa

La manipulación de material con ventosasconstituyen un sistema eficaz, simple yeconómico. Es por tanto, una alternativa válida alos métodos más complicados y costosos. La

ventosa puede elevar, trasladar y coger objetosque pesan desde pocos gramos a varioscentenares de kilogramos.

Dimensionado de las ventosas

Las ventosas tienen capacidades absolutamentediferentes dependiendo del diseño. Por favor, veaen las tablas los valores para cada ventosa.

Requerimientos de energía a diferentes niveles de vacío

Un vacío profundo significa que la ventosa debetrabajar con más dificultad, también las necesidadesenergéticas aumentan en niveles más altos de vacío.Si el nivel de vacío aumenta de 60 a 90 -kPa, la fuerzade elevación aumenta 1.5 veces, mientras que laenergía requerida aumenta 10 veces. Es mejormantener un bajo nivel de vacío y aumentar en su lugarel área de la ventosa. En muchas aplicaciones, un buennivel de vacío puede ser 60 -kPa; a este nivel seconsigue una gran fuerza de elevación con unrequerimiento de energía relativamente bajo.Consideremos la altura sobre el nivel de del mar

La presión atmosférica disminuye con la altitud.Esto significa que la fuerza disponible decrece delmismo modo. Un sistema proyectado para elevar100 kg, a nivel del mar, sólo podrá elevar 89 kg a1.000 m. Un vacuómetro está normalmente taradoa la presión atmosférica del nivel del mar. Elinstrumento indica, por tanto, el nivel de vacíoalcanzado a diferentes alturas.

Fuerza de elevación en diferentes direcciones

Una ventosa puede ser utilizada indiferentementede que la fuerza sea paralela o perpendicular a lasuperficie. Si la fuerza es paralela, ésta vienetransferida a través de la fricción que se crea entrela ventosa y la superficie. La ventosa con refuerzointerno es la más indicada para este caso, porquees más rígida y proporciona una mayor fricción.

Ventajas LimitacionesFácil instalaciónRequiere bajo mantenimientoBajo precioNo dañan los objetos manipuladosRápido agarre y separación

Fuerza limitada (presión atmosférica)Posicionamiento no preciso


20


Sistemas de roscas

Rosca ISO:

Rosca métrica cilíndrica: señalada con la letra M. Ejemplo M5. Rosca de pulgada cilíndrica (llamada también Rosca unificada): señalada con las letras UNF. Ejemplo 10-

32UNF.

Rosca de junta seca (Sistema americano de roscas de tubería):

El sistema de junta seca consiste en una rosca de tubería cilíndrica y cónica. Las roscas tienen un ángulo deperfil de 60° y se miden sin el embalaje ni juntas tóricas (por favor, observe que cuando éstos son utilizadosen combinación con roscas de otros sistemas, esa "junta de sellado" no es aplicable). Las dimensiones sedan en pulgadas y el catálogo de PIAB utiliza las letras NPT y NPSF:

La rosca cónica es señalada con las letras NPT. Ejemplo: 1/8" NPT. la rosca cilíndrica es señalada con las letras NPSF. Ejemplo: 1/8" NPSF.

Rosca BSP (Sistema británico de roscas de tubería):

Las roscas tienen un ángulo de perfil de 55º y son dimensionadas en pulgadas. La rosca cilíndrica es señalada con la letra G. Ejemplo: G1/8".

Compatibilidad entre diferentes sistemas de roscas

Por favor, observe que algunos tamaños de rosca no siempre son adecuados entre diferentes sistemas deroscas. Ver tabla abajo.

+++ Apta+ Apta con rosca corta– No apta

M5 M5 G1/8" G1/8" G1/4" G1/4" G3/8" G3/8" G1/2" G1/2" G3/4" G3/4" G1" G1" G2" G2"M H M H M H M H M H M H M H M H

10-32UNFhembra o macho

+ +++

NPSF1/8"hembra

+++

NPT1/8"hembra o macho

– +

NPSF1/4"hembra

+


– –

NPSF3/8"hembra

–


– –

NPSF1/2"hembra

+


– +++

NPSF3/4"hembra

+


– +++

NPT1"hembra o macho

– –

NPT2"hembra o macho

– –


21


Tablas

En el lenguaje cotidiano, se usan muchos términos y unidades de medidas diferentes referidas a la presión yal caudal de aspiración. Por tanto, a fin de evitar confusiones, es oportuno unificar este idioma.

Presión

P=F/A (Fuerza/Superficie).Unidad SI (Sistema Internacional de Unidades): Pascal (Pa). 1 Pa = 1 N/m2.Unidades múltiples comunes: MPa y kPa.

Tabla No. 1 1 torr = 1 mm HG a 0°C1 mm columna de agua = 9.81 Pa

Sobre la presión atmosférica

Tabla No. 2

Bajo la presión atmosférica

Tabla No. 3

Pa (N/m2) bar kp/cm2 torr psi (lbf/in2)1 0.00001 10.1972x10-6 7.50062x10-3 0.145038x10-3

100 000 1 1.01972 750.062 14.503898 066.5 0.980665 1 735.559 14.2233133.322 1.33322x10-3 1.35951x10-3 1 19.3368x10-3

6 894.76 68.9476x10-3 0.145038x10-3 51.7149 1

kPa bar psi kp/cm2

1,013 10.13 146.9 10.31,000 10 145 10.2900 9 130.5 9.2800 8 116 8.2700 7 101.5 7.1600 6 87 6.1500 5 72.5 5.1400 4 58 4.1300 3 43.5 3.1200 2 29 2100 1 14.5 1

0 0 0 0

kPa mbar torr -kpa -mmHg -inHg % de vacíoNivel del mar 101.3 1,013 760 0 0 0 0

90 900 675 10 75 3 1080 800 600 20 150 6 2070 700 525 30 225 9 3060 600 450 40 300 12 4050 500 375 50 375 15 5040 400 300 60 450 18 6030 300 225 70 525 21 7020 200 150 80 600 24 8010 100 75 90 675 27 90

Vacío absoluto 0 0 0 101.3 760 30 100


2


2

Cómo varía la presión atmosférica en función de la altitud (altura sobre el nivel del mar)

Un vacuómetro es calibrado en referencia a la presión atmosférica normal a nivel del mar: 1013.25 mbar, y esinfluido por la presión atmosférica circundante de acuerdo a la siguiente tabla. El vacuómetro indica ladiferencia existente entre la presión atmosférica y la presión absoluta. Esto significa que el vacuómetroindica que nivel de vacío está disponible a diferentes alturas.

Presión atmosférica

Tabla No. 4 *) a presión barométrica normal.

Caudal

El caudal es el volumen por unidad de tiempo. Definición: Q, q, = V/t (volumen/tiempo)Unidad SI: metro cúbico por segundo (m3/s). Unidades múltiples comunes: l/min, l/s, m3/h.

Tabla No. 5 *) 1 ft » 0.305 m

Pérdidas de caudal

La tabla muestra la pérdida de caudal a diferentes niveles de vacío y a través de un agujero de 1 mm2.

Tabla No. 6 *) Desde aprox. 47 a 100 -kPa el caudal es constante.

Caída de presión en las mangueras de aire comprimido.

En la instalación de mangueras de aire comprimido es importante que la dimensión (diámetro) y longitud noprovoquen una excesiva caída de presión. Las bombas de vacío PIAB están provistas con dimensionesde manguera que no provocan excesivas caídas de presión en longitudes inferiores a 2 m. En casos dondela caída de presión deba ser calculada, se puede utilizar la fórmula abajo indicada.

Δ P = Caída de presión en kPaqv = Caudal en m3/sd = Diámetro interno en mmL = Longitud de las mangueras de aire comprimido en m

P1 = Presión absoluta de inicio en kPa

Presión barométrica Lectura del vacuómetro a 1,013.25 mbarmmHg mbar Altitud 60 -kPa 75 -kPa 85 -kPa 90 -kPa 99 -kPa

593 790.6 2,000 37.7 52.7 62.7 67.7 76.7671 894.6 1,000 48.1 63.1 73.1 78.1 87.1690 919.9 778 50.7 65.7 75.7 80.7 89.7700 933.3 655 52.0 67.0 77.0 82.0 91.0710 946.6 545 53.3 68.3 78.3 83.3 92.3720 959.9 467 54.7 69.7 79.7 84.7 93.7730 973.3 275 56.0 71.0 81.0 86.0 95.0740 986.6 200 57.3 72.3 82.3 87.3 96.3750 999.9 111 58.7 73.7 83.7 88.7 97.7760 1,013.25 0 60.0 75.0 85.0 90.0 99.0

m3/s m3/h l/min l/s ft3/min (cfm) *1 3,600 60,000 1,000 2,118.90.28x10-3 1 16.6667 0.2778 0.588516.67x10-6 0.06 1 0.0167 0.0351x10-3 3.6 60 1 2.11890.472x10-3 1.6992 28.32 0.4720 1

Nivel de vacío -kPa Pérdida de caudal l/s y mm2

10 0.1120 0.1730 0.1840 0.2 *


23


Aplicaciones y soluciones

Moldeo por inyección Pick-and-place (Recoger y colocar)

Moldeado de neumáticos por vacío Freno para hojas

Transferencia de prensa a prensa



24

Aplicaciones y soluciones

Transportador por vacío

Apertura de bolsas

Carga por la parte superior/Manipulación de bolsas

Formador de cajas

Manipulación de cajas


Etiqu


25

Pick & Place(recoger & colocar)

etado

Paletización


26

piLEAN™


Automatización con vacío 3 - rodavigo.neta de vacío/PIAB 01... · de aire con un área de...

Documents

Transcript of Automatización con vacío 3 - rodavigo.neta de vacío/PIAB 01... · de aire con un área de...