Proyecto Fin de Carrera_Diseño y Fabricación de Ventilador I

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  1 Proyecto Fin de Carrera Departamento de Ingeniería Energética Escuela Superior de Ingenieros Universida d de Sevilla D iseñ o y fabricació n de ventilador industrial TEX  Autor: Alberto Romero López Tutor: Amalia Santana Hidalgo

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Proyecto de diseño de un ventilador.

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  • 5/19/2018 Proyecto Fin de Carrera_Diseo y Fabricacin de Ventilador I

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    Proyecto Fin de Carrera

    Departamento de Ingeniera Energtica

    Escuela Superior de Ingenieros

    Universidad de Sevilla

    D ise o y fab ric ac i n d e

    ven tilad o r in d ustrial T E X

    Autor: Alberto Romero Lpez

    Tutor: Amalia Santana Hidalgo

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    Contenido

    1 INTRODUCCIN..................................................................... ................................................................ ......... 5

    1.1 ANTECEDENTES......................................................... ............................................................... .................... 5

    2 AEIB VENTILATEURS................................................................................................... ................................. 6

    2.1 HISTORIA........................................................ ................................................................ .............................. 6

    2.2 ESTRUCTURA DE LA EMPRESA ........................................................ .............................................................. 7

    2.3 INSTALACIONES......................................................... ............................................................... .................... 8

    2.4 TAREAS DEL DEPARTAMENTO TCNICO ............................................................... ....................................... 11

    3 VENTILADORES CENTRFUGOS. SEMEJANZA ............................................................. ...................... 133.1 CURVA DE FUNCIONAMIENTO DE UN VENTILADOR......................................................... ............................ 14

    3.2 PARMETROS MS IMPORTANTES............................................................. ................................................. 14

    3.3 SEMEJANZA ............................................................... ............................................................... .................. 15

    4 VENTILADOR HPB ATEX 850........................................... ................................................................... ....... 17

    4.1 CARACTERSTICAS EXIGIDAS POR EL CLIENTE ................................................................ ............................ 18

    5 NORMATIVA TENIDA EN CUENTA EN EL DISEO........................................ ..................................... 21

    5.1 DIRECTIVA 98/37/CESOBRE SEGURIDAD EN MQUINAS ...........................................................................21 5.2 DIRECTIVA 97/23/CESOBRE EQUIPOS A PRESIN .......................................................... ............................ 22

    5.3 DIRECTIVA 94/9/CEATEX................. ................................................................ ....................................... 23

    5.3.1 Anlisis de riesgo........................................................ ................................................................... ....... 24

    5.3.2 Limitacin de temperatura........................................................... ......................................................... 25

    5.3.3 Comportamiento ante choques................... ............................................................................ ............... 26

    5.3.4 Estanqueidad de la voluta .......................................................... ........................................................... 26

    5.3.5 Resistencia mecnica del rodete ................................................................... ........................................ 26

    5.3.6 Asociacin de materiales ................................................................... ................................................... 26

    5.3.7 Vibracin.............................................. ................................................................ ................................. 27

    5.3.8 Depsitos en el interior de la voluta ............................................................................ ......................... 27

    5.3.9 Juego entre elementos mviles y fijos ................................................................................................... 28

    5.3.10 Fijacin rodete-eje.................................................... ................................................................ ........ 28

    5.3.11 Corrosin............ ..................................................................... ......................................................... 28

    5.3.12 Resistencia al fuego ............................................................ .............................................................. 28

    5.3.13 Proteccin contra partculas exteriores ............................................................ ............................... 29

    5.3.14 Material elctrico ..................................................................................................................... ........ 29

    5.3.15 Cargas electrostticas ................................................................ ...................................................... 295.3.16 Placa identificativa............................................................... ............................................................ 29

    5.3.17 Documentacin para el usuario.......................................................................................... .............. 30

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    6 DISEO HIDRULICO DEL VENTILADOR................................................................ ............................ 31

    6.1 DESCRIPCIN DE LOS PROCEDIMIENTOS Y PROGRAMAS DE CLCULO.........................................................31

    6.1.1 Ventajas e inconvenientes del mtodo de diseo.................................... ............................................... 32

    6.2 OBTENCIN DE LAS DIMENSIONES CARACTERSTICAS ............................................................... ................. 33

    7

    DISEO DE DETALLE DEL VENTILADOR................. ............................................................................ 40

    7.1 MATERIAL...................................................... ................................................................ ............................ 41

    7.2 GEOMETRA DEL RODETE ............................................................... ............................................................ 42

    7.3 GEOMETRA DE LA VOLUTA ............................................................ ............................................................ 44

    7.4 REFUERZO TUBO DE ASPIRACIN............................................................... ................................................. 45

    7.5 MOTOR........................................................... ................................................................ ............................ 46

    7.6 ESTANQUEIDAD DE LA VOLUTA ...................................................... ............................................................ 47

    7.7 ESTRUCTURA SOPORTE........................................................ ................................................................ ....... 49

    7.8 SUSPENSIN .............................................................. ............................................................... .................. 51

    8 PROCESOS DE FABRICACIN ............................................................... ................................................... 53

    8.1 CORTE DE PIEZAS EN CHAPA ........................................................... ............................................................ 53

    8.2 PLEGADO DE PIEZAS EN CHAPA....................................................... ............................................................ 55

    8.3 MECANIZADO DE PIEZAS ..................................................... ................................................................ ....... 56

    8.4 SOLDADURA .............................................................. ............................................................... .................. 57

    8.5 DECAPADO DE PIEZAS......................................................... ................................................................ ....... 59

    8.6 EQUILIBRADO DEL RODETE............................................................ ............................................................ 60

    8.7 MONTAJE FINAL ........................................................ ............................................................... .................. 60

    9 ENSAYOS................. ................................................................ ................................................................. ....... 62

    9.1 NORMA AFNORNFX10-200................................. ............................................................... ................... 62

    9.1.1 mbito de aplicacin......................................................................... .................................................... 62

    9.1.2 Principios del mtodo de ensayo.......................... .......................................................................... ....... 63

    9.1.3 Descripcin de la instalacin........................................................................ ........................................ 63

    9.2 OBTENCIN DE LOS PUNTOS DE FUNCIONAMIENTO........................................................ ............................ 67

    9.2.1 Magnitudes a medir................................................................................... ............................................ 67

    9.2.2 Parmetros necesarios...................... ..................................................................... ............................... 689.2.3 Clculo del caudal msico ................................................................. .................................................. 68

    9.2.4 Clculo del caudal volumtrico ............................................................................ ................................ 69

    9.2.5 Clculo del incremento de presin del ventilador................................................................................. 69

    9.2.6 Clculo del rendimiento............................................................. ........................................................... 71

    9.3 COMENTARIOS ACERCA DEL ENSAYO ........................................................ ................................................. 73

    9.4 DESCRIPCIN DE LA INSTRUMENTACIN ............................................................. ....................................... 73

    9.4.1 Conducto de ensayos................... ..................................................................... ..................................... 74

    9.4.2 Variador de frecuencia................................................................................................ .......................... 74

    9.4.3 Manmetro.............................................................. ...................................................................... ........ 759.4.4 Analizador de energa elctrica............................................................................ ................................ 76

    9.4.5 Pinza amperimtrica ............................................................. ................................................................ 77

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    9.4.6 Tacmetro ............................................................. .............................................................. .................. 77

    9.4.7 Termmetro.................................................................... ............................................................... ........ 78

    9.5 PROTOCOLO DE REALIZACIN DE ENSAYOS ......................................................... ....................................... 78

    9.6 REALIZACIN DEL ENSAYO............................................................ ............................................................ 80

    9.7 RESULTADOS OBTENIDOS ............................................................... ............................................................ 80

    10 OTROS ENSAYOS.......................................................................... ............................................................ 83

    10.1 TEMPERATURA MXIMA DE SUPERFICIE .............................................................. ....................................... 83

    10.2 IMPACTO........................................................ ................................................................ ............................ 83

    10.3 ESTANQUEIDAD......................................................... ............................................................... .................. 84

    10.4 RESISTENCIA DEL RODETE.............................................................. ............................................................ 85

    10.5 VIBRACIN................................................................ ................................................................ ................. 85

    11 PRESUPUESTO ........................................................... ............................................................. .................. 86

    12 CONCLUSIONES............................................................................................................ ............................ 87

    13 BIBLIOGRAFIA............................................................................................................. ............................. 88

    ANEXOS..................... ................................................................ .............................................................. ................. 90

    A. PLANOS DE FABRICACIN............................................................................................ ............................ 91

    B. DIMENSIONES DEL TNEL DE ENSAYOS ................................................................. ............................ 93

    C. FICHA DE RESULTADO DE ENSAYOS ......................................................................... ........................... 94

    D. INSTRUCCIONES DE INSTALACIN Y MANTENIMIENTO............................................................... 95

    E. OTRAS APLICACIONES DEL PROCESO DE DISEO Y FABRICACIN ......................................... 96

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    1 Introduccin

    1.1 Antecedentes

    El presente proyecto fin de carrera surge a partir de las prcticas realizadas por el

    autor en la empresa AEIB Ventilateurs, con sede en Burdeos (Francia), en el marco del

    programa europeo Cronos-Leonardo da Vinci entre septiembre y diciembre de 2005.

    AEIB Ventilateurs es una sociedad dedicada a la fabricacin y comercializacin deventiladores industriales de distintos tipos, entre ellos mquinas a medida de

    fabricacin especial. Para el estudio y elaboracin de los proyectos de dichas

    mquinas, la empresa dispone de un departamento tcnico especfico. Es en este

    departamento en el que el autor desarroll su trabajo.

    En este documento se pretende describir el proceso de diseo y fabricacin de

    ventiladores utilizado en una pequea sociedad industrial como AEIB, aplicado a unode los proyectos llevados a cabo por el autor. Igualmente se trata de justificar cada

    una de las decisiones tcnicas tomadas, para lo que se expondrn los medios

    disponibles y las limitaciones de una empresa de este tipo, las exigencias de la

    normativa vigente en Francia y del cliente, as como las distintas consideraciones

    tericas tenidas en cuenta.

    En primer lugar se har una breve presentacin de AEIB y de sus instalaciones. Acontinuacin se realizar una descripcin de los ventiladores centrfugos y de su

    funcionamiento, as como de alguna nocin terica. Los siguientes captulos estn

    dedicados al ventilador HPB ATEX 850: exigencias del cliente, normativa, diseo,

    fabricacin y ensayos. Por ltimo se enumerarn otros proyectos en los que ha

    participado el autor de este documento con el objetivo de ofrecer una idea de la clase

    de proyecto en que trabaja habitualmente el departamento tcnico de AEIB y la forma

    general de proceder ante ellos.

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    2 AEIB Ventilateurs

    AEIB (Appareillages Electro-Industriels Bordelais) Ventilateurs es una sociedaddedicada a la fabricacin y comercializacin de ventiladores industriales, en general en

    pequeas partidas. Con ms de 25 aos de experiencia, la empresa se ha centrado en

    la atencin a clientes con necesidades especiales. En su amplio catlogo se puede

    encontrar una gran variedad de mquinas aptas para casi cualquier aplicacin

    industrial, de distintas potencias, materiales y configuraciones, as como sus

    accesorios. Adems, su departamento tcnico disea mquinas a medida con el

    objetivo de adaptarse a las caractersticas de los proyectos ms exigentes. AEIB ofrece

    igualmente asesoramiento tcnico en proyectos relacionados con ventilacin o

    impulsin de gases.

    2.1 Historia

    La sociedad AEIB Ventilateurs fue creada en la ciudad francesa de Burdeos en 1969

    por el seor y la seora Morin como sociedad comercial dedicada a la venta de

    ventiladores helicoidales, hlices y motores. Tras la compra de los almacenes LAMEL

    (empresa relacionada tambin con el sector de los ventiladores) en 1971, la sociedad

    aumenta su oferta con accesorios antideflagrantes, entre otros productos.

    Cinco aos ms tarde, la sociedad decide cambiar de instalaciones, aadiendo a las

    nuevas un pequeo taller de fabricacin y montaje que le permitir acrecentar su

    gama de productos y satisfacer mejor las necesidades de sus clientes.

    En 1982 se abre una agencia comercial en Marsella para facilitar el acceso al mercado

    de aquella zona del pas.

    En 1984 la sociedad vuelve a necesitar mayores instalaciones y cambia su sede a los

    locales que ocupa actualmente, con una superficie de 9500 m2, de los que 5000 m2

    estn destinado a fabricacin y almacenaje.

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    En el ao 2000 se abre una nueva agencia comercial, esta vez en Lyon.

    En 2003 AEIB es auditada y obtiene la certificacin ISO 9001 y la notificacin ATEX

    (atmsferas explosivas).

    A lo largo de todos estos aos, la sociedad fue aumentando la gama de productos

    ofertados, incluyendo ventiladores centrfugos. Actualmente AEIB comercializa

    ventiladores industriales dentro de un gran rango de puntos de funcionamiento,

    adaptados a todo tipo de atmsfera (explosivas, corrosivas...) y de condiciones (alta

    temperatura, presin...), en distintos materiales (acero, acero inoxidable, aluminio,materiales compuestos...), as como sus accesorios. Adems de las gamas estndares,

    AEIB tambin disea y fabrica mquinas especiales por encargo. El volumen de

    negocio de AEIB es de unos 3 millones de euros, de los que el 5 % procede de la

    exportacin.

    2.2 Estructura de la empresa

    Actualmente trabajan en AEIB 22 personas, organizadas de la siguiente forma:

    Direccin: Sra Beauquin, actual propietaria de la empresa

    Departamento tcnico:

    o Responsable del departamento: Sr Saldou

    o Equipo: 1 ingeniero y 1 tcnico

    Servicio comercial: 4 tcnicos en Burdeos, 1 en Marsella y 1 en Lyon

    Departamento de compras: 1 tcnico

    Administracin: 2 empleados

    Expedicin / recepcin / almacn: 1 empleado

    Produccin:

    o 1 responsable de produccin

    o 2 soldadores

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    o 4 caldereros

    o 1 mecnico-electricista

    2.3 Instalaciones

    La sede social y centro de produccin de AEIB se encuentra en la zona industrial de la

    Bastide, en el 131 rue des Vivants de Burdeos (Francia). Sus instalaciones constan de

    una nave principal de fabricacin y almacenaje de 5000 m2y varios edificios anexos en

    los que sitan las oficinas, los vestuarios, el comedor y pequeos almacenes de

    material diverso. En la nave principal se encuentra tambin la sala de ensayos.

    Fig. 2.3a) y b) Instalaciones de AEIB: Taller, almacn y oficinas

    En el taller de fabricacin se realizan operaciones de corte y plegado de chapa,

    mecanizado, soldadura, decapado, pintura, equilibrado y montaje. Para ello se dispone

    de:

    - 1 mquina de corte por plasma de control numrico

    - 1 puesto de corte por plasma manual

    - 1 cizalladora de control numrico

    - 1 punzonadora

    - 1 sierra circular

    - 2 fresadoras

    - 1 torno

    - 1 mortajadora

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    - 1 plegadora de control numrico

    - 1 plegadora manual

    - 1 equipo de rodillos para enrollar chapa

    - 8 puestos de soldadura MIG

    - 1 puesto de soldadura TIG

    - 2 mquinas de equilibrado dinmico

    - 1 cabina de pintura

    - 1 cuba de cido para decapado

    - 1 puente gra de 3,5 toneladas

    Fig. 2.3c) Mquina de corte por plasma

    Fig. 2.3d) Plegadora

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    Para la realizacin de ensayos, adems de los instrumentos de medida, variadores de

    frecuencia... AEIB cuenta con un cajn de ensayos AMCA y 3 tubos de diferentes

    dimetros para ensayos de cajn reducido.

    Fig. 2.3e) Cajn de ensayos AMCA

    Fig. 2.3f) Tubo para ensayos con el mtodo del cajn reducido

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    2.4 Tareas del departamento tcnico

    El procedimiento utilizado en AEIB para afrontar un proyecto de ejecucin de una

    mquina es esencialmente siempre el mismo:

    1. Recepcin del dossier del proyecto del departamento comercial.

    2. Estudio de las caractersticas exigidas a la mquina y de las particularidades del

    proyecto (temperatura, presin en la aspiracin, fluido a impulsar, restriccin

    de dimensiones, normativa a respetar...) y prediseo bsico (dimensiones

    bsicas, potencia requerida, sistema de estanqueidad, materiales, procesos de

    fabricacin...).

    3. Presentacin del proyecto al responsable del departamento, discusin de las

    soluciones adoptadas y elaboracin de un presupuesto inicial.

    4. Entrega al departamento comercial de la oferta a realizar al cliente.

    5. En caso de aceptacin de la oferta, diseo hidrulico de la mquina utilizando el

    programa de clculo de que dispone AEIB.

    6. Eleccin de un motor teniendo en cuenta la potencia en eje necesaria y lascaractersticas especiales del proyecto.

    7. Diseo del ventilador. Para ello se realiza un modelo en 3D de cada pieza

    respetando en lo posible las dimensiones obtenidas en el programa de clculo,

    pero realizando las modificaciones que se consideren oportunas para adaptarse

    a las caractersticas del proyecto y para simplificar la fabricacin. A continuacin

    se realiza el montaje de las piezas y se comprueba que las dimensiones son

    correctas. El programa utilizado ha sido Pro Desktop.8. Eleccin de elementos especiales (piezas de conexin, vlvulas de seguridad,

    sensores, compensadores de dilatacin, elementos de estanqueidad...) e

    inclusin en el modelo 3D.

    9. Diseo de la estructura soporte, cajones insonorizados... segn el proyecto.

    10.Comprobacin de resistencia mecnica de las piezas y rediseo en los casos en

    que sea necesario.

    11.Elaboracin de los planos de las piezas que no puedan ser cortadas en AEIB

    para consulta de precios. Contacto con proveedores de motores y otras piezas.

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    12.Elaboracin de planos y envo al cliente para aprobacin.

    13.Realizacin de las modificaciones exigidas y elaboracin de planos de

    fabricacin.

    14.Entrega al departamento de compras de la solicitud de compra de piezas y

    materiales y envo a taller del dossier de fabricacin.

    15.Seguimiento de la fabricacin.

    16.Realizacin de ensayos.

    17.Redaccin de documentos a entregar al cliente.

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    3 Ventiladores Centrfugos. Semejanza

    Un ventilador es, como se sabe, una mquina destinada a impulsar gases, a poner unamasa de gas en movimiento generando una corriente. Las caractersticas que definen

    el funcionamiento de un ventilador son el caudal de gas que es capaz de impulsar y el

    salto de presin que vence dicho caudal gracias a la accin de la mquina. Los

    ventiladores se diferencian de los compresores en que estos ltimos estn diseados

    para diferencias de presin entre entrada y salida grandes, siendo su objetivo principal

    comprimir el gas, mientras que los ventiladores tienen por misin ms importante

    generar una corriente de gas, siendo la diferencia de presin a salvar pequea.

    Existen distintos tipos de ventilador: centrfugos, helicoidales, mixtos Los ventiladores

    centrfugos estn compuestos por un recipiente o voluta con un conducto de entrada y

    otro de salida en cuyo interior gira un rodete. Este rodete aspira el gas por su abertura

    central (que coincide con el conducto de aspiracin de la voluta, siendo la entrada

    bsicamente axial) y lo impulsa radialmente gracias a la fuerza centrfuga. El gas

    acumulado en la periferia de la voluta se ve forzado a salir por el conducto de salida de

    la voluta, establecindose la corriente deseada.

    Fig. 3a) y b) Ventilador centrfugo con la voluta montada y sin ella

    Los ventiladores desarrollados por encargo por el departamento de diseo de AEIB sonprcticamente todos centrfugos.

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    3.1 Curva de funcionamiento de un ventilador

    Como se ha comentado previamente, un ventilador centrfugo consta de una voluta yun rodete que gira en su interior. Dado un ventilador con una geometra determinada y

    girando a una velocidad dada, para cada diferencia de presin a salvar entre entrada y

    salida (por ejemplo las prdidas de carga del circuito en que est instalada la mquina)

    el caudal vendr tambin dado. Las distintas combinaciones caudal-presin que se

    pueden conseguir con un ventilador girando a una velocidad de giro concreta forman

    su curva de funcionamiento. A continuacin se presenta una curva de

    funcionamiento tpica de un ventilador centrfugo. Como se observa hay una relacin

    inversa entre diferencia de presin a salvar y caudal impulsado.

    Caudal

    Incrementodepresin

    Fig. 3.1a) Curva caracterstica de un ventilador centrfugo

    3.2 Parmetros ms importantes

    Hay una gran cantidad de parmetros que influyen en el funcionamiento de un

    ventilador centrfugo, pero se pueden resumir en tres: la geometra del ventilador, su

    velocidad de giro y las propiedades y estado del gas impulsado. Se puede demostrar

    aplicando las leyes de la dinmica de fluidos que el caudal desplazado por un

    ventilador centrfugo y la diferencia de presin salvada son:

    vbDQ 222=

    hDp 22

    2=

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    donde

    D2: dimetro exterior del rodete

    b2: anchura del rodete en la circunferencia exterior

    : velocidad de giro del rodete

    : densidad del gas

    v: rendimiento volumtrico

    h: rendimiento hidrulico

    Es decir, el caudal que da un ventilador centrfugo aumenta al aumentar el dimetro

    exterior, la distancia entre discos o la velocidad de giro del rodete. La diferencia depresin vencida aumenta con el cuadrado del dimetro exterior y con el cuadrado de la

    velocidad de giro. Los rendimientos volumtrico e hidrulico vendrn dado por las

    condiciones de funcionamiento as como por como el resto de dimensiones del

    ventilador, las caractersticas del fluido...

    3.3 Semejanza

    El movimiento de los fluidos en el interior de las mquinas es muy complejo, por lo que

    se recurre muchas veces en el diseo de mquinas hidrulicas a las leyes de

    semejanza, con las que se puede obtener la curva de funcionamiento de una mquina

    a partir de otra geomtricamente semejante. Esto permite el diseo por medio de

    prototipos. Dos mquinas son semejantes geomtricamente cuando los ngulos

    semejantes son iguales en ambas mquinas y la relacin entre dimensiones

    semejantes es constante, es decir cuando son exactamente iguales en sus

    proporciones pero tienen distinto tamao. Compararemos ahora los caudales y lasdiferencias de presin de dos ventiladores geomtricamente semejantes:

    vbbbb

    vaaaa

    b

    a

    bD

    bD

    Q

    Q

    222

    222=

    hbbbb

    haaaa

    b

    a

    D

    D

    p

    p

    22

    2

    222=

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    La semejanza geomtrica implica que:

    b

    a

    b

    a

    b

    b

    D

    D

    2

    2

    2

    2 =

    Adems podemos considerar que los rendimientos volumtrico e hidrulico son iguales,

    ya que los puntos de funcionamiento dos mquinas dinmica y geomtricamente

    semejantes son homlogos. De esta forma nos queda que:

    bbb

    aa

    a QD

    D

    Q

    32

    32

    =

    b

    bbb

    aaaa p

    D

    Dp =

    222

    222

    Gracias a estos resultados podemos obtener a partir de la curva de funcionamiento de

    un ventilador centrfugo las curvas de funcionamiento de toda la familia de

    ventiladores semejantes a l, para cualquier velocidad de giro y densidad del gas aimpulsar. Hay que tener en cuenta sin embargo que, cuando las dimensiones de la

    mquina son suficientemente pequeas como para que el efecto de la rugosidad del

    material tenga sensibilidad, las relaciones de partida (las mostradas en el apartado

    anterior) se ven afectadas por el efecto de la viscosidad, lo que invalida las relaciones

    de semejanza. Teniendo en cuenta que la potencia transmitida al fluido es proporcional

    al producto de caudal y salto de presin tenemos tambin la relacin de semejanza de

    potencia:

    b

    bbb

    aaaa W

    D

    DW

    352

    352

    =

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    17

    4 Ventilador HPB ATEX 850

    La mquina que se va a utilizar como ejemplo para presentar el proceso de diseo yfabricacin empleado en AEIB es el ventilador HPB ATEX 850. Se trata de un ventilador

    centrfugo realizado en acero inoxidable por construccin mecnico-soldada, impulsado

    por un motor elctrico de 30 kW.

    El ventilador HPB ATEX 850 fue encargado por la ingeniera SOGEQUIP para formar

    parte de una instalacin de tratamiento de gases en el centro de Val de Reuil

    propiedad de la sociedad farmacutica PFIZER. Se trata de un proyecto de carcterconfidencial, por lo que slo se describir la instalacin de forma esquemtica. Los

    gases a tratar se generan en algunos de los procesos que tienen lugar en la planta, y

    consisten fundamentalmente en nitrgeno con un pequeo porcentaje de oxgeno y

    una concentracin importante de COV (compuestos orgnicos voltiles). Estos COV son

    hidrocarburos suspendidos y son contaminantes, por lo que no deben ser vertidos a la

    atmsfera. El objetivo de la instalacin es el de limpiar los gases procedentes de los

    reactores antes de su evacuacin.

    La instalacin consta de dos grupos de impulsin de gases (ventiladores HPB ATEX 545

    y ventilador HPB ATEX 850), una unidad criognica de condensacin de disolventes y

    una unidad de adsorcin sobre lecho de carbono activo. Los gases son extrados del

    reactor por los ventiladores HPB ATEX 545 e impulsados en la unidad de enfriamiento.

    El ventilador HPB ATEX 850 se encarga de establecer la corriente que hace que los

    gases ya fros atraviesen la unidad de adsorcin en que se quedan retenidos los COV,

    consiguindose de esta forma limpiar el gas. Por estar fuera del objetivo de este

    documento no se describir con ms detalle la instalacin, que es en realidad algo ms

    compleja, con algunos elementos que no se han mencionado, sistemas de recirculacin

    y bypass, sistema de control en continuo

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    HPB ATEX 545

    HPB ATEX 545

    REACTORUNIDAD

    CRIOGNICA HPB ATEX 850UNIDAD DE

    ADSORCIN

    Salidade gasestratados

    Fig. 4a) Esquema de la instalacin de tratamiento de gases

    El diseo de la instalacin corresponde completamente a SOGEQUIP, que defini las

    caractersticas de funcionamiento de cada equipo, siendo la labor de AEIB nicamente

    el diseo y construccin de los ventiladores conforme a las condiciones exigidas.

    Los tres ventiladores se disearon y construyeron entre octubre y diciembre de 2005,

    ocupndose del proyecto el autor de este documento, bajo la supervisin del

    responsable del departamento tcnico Olivier Saldou. Los tres ventiladores estn

    actualmente instalados en la planta de PFIZER en Val de Reuil.

    4.1 Caractersticas exigidas por el cliente

    El cliente (SOGEQUIP) aport al realizar el pedido un documento con las condiciones a

    cumplir por cada ventilador. La ms importante es el punto de funcionamiento nominal

    que debe alcanzarse para que la mquina cumpla con su cometido dentro de la

    instalacin, pero tambin se exigan otras caractersticas como que la voluta fuera

    estanca o que las piezas en contacto con el fluido estuviesen fabricadas en aceroinoxidable. Adems se ponan lmites a los niveles de ruido generado, y otras

    condiciones que se expondrn a continuacin.

    El documento de SOGEQUIP tambin daba informacin necesaria para el diseo, como

    las fuentes de alimentacin elctrica disponibles en el centro, las bridas de unin

    empleadas en la instalacin Uno de los datos ms importantes era la advertencia de

    que tanto el gas a impulsar por el ventilador como la atmsfera en que ste iba a

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    situarse seran potencialmente explosivos, lo que condicionara el diseo con vistas a

    evitar este riesgo cumpliendo la normativa ATEX.

    El punto de funcionamiento del ventilador HPB ATEX 850 en condiciones ambiente (es

    decir, cuando el gas impulsado es aire a 20 C y a una presin de 1 atmsfera) deba

    ser:

    Caudal nominal: 2500 Nm3/h

    Altura manomtrica total nominal: 140 hPa

    Sobre el gas a transportar se suministr la siguiente informacin:

    Presin de aspiracin: -5 / +5 hPa

    Presiones extremas: -10 a +200 hPa

    Temperatura nominal de entrada: -40C

    Fluido: Nitrgeno y COV con posibilidad de presencia de oxgeno

    Composicin aproximada del gas:

    o Di-cloro metano: 25 g/Nm3

    o Otros compuestos orgnicos: 50 g/Nm3(Metanol, acetona, etanol...)

    o Monxido de carbono: 300 ppm

    o Dixido de carbono: 100 ppm

    o Oxgeno: 5 %v (como mximo 15 %v)

    o Nitrgeno: El complemento a 100 %o Punto de roco mayor: 4 C

    o Trazas eventuales de cido clorhdrico

    o Partculas: Ninguna

    Entre las condiciones constructivas se encuentran:

    El fabricante garantizar la adecuacin de la mquina a la normativa

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    La voluta del ventilador ser estanca sin ninguna entrada de aire

    En el rango de temperaturas y presiones de funcionamiento es posible la

    condensacin de disolventes en la voluta, por lo que estar equipada con

    purgas, encargndose Sogequip de la recogida del lquido condensado

    Uniones con el resto de la instalacin: DN 250 PN 16 segn AFNOR

    La estructura soporte ser diseada por el fabricante

    Las piezas en contacto con el fluido estarn fabricadas en acero inoxidable 316L

    Las juntas sern elegidas por el fabricante

    No se tolerar la presencia de amianto

    Los materiales utilizados sern conformes con la normativa AFNOR

    Acabado:

    o Interior: Elementos en contacto con el gas en acero inoxidable no

    pintado

    o Exterior (partes de acero inoxidable): Decapado

    o Exterior (otros materiales): Pintura anti-corrosin

    Insonorizacin: Presin sonora mxima de 76 dB(A) medidos segn AFNOR

    Alimentacin elctrica: 400 V, 50 Hz, trifsico + tierra

    La velocidad de giro del ventilador debe ser variable para adaptarse a las

    variacin de las prdidas de carga de la instalacin

    Tambin se facilitaron los siguientes datos:

    Rgimen de funcionamiento: 7 das sobre 7

    Implantacin: Exterior bajo abrigo

    Clasificacin ATEX del ambiente exterior: ATEX II 3G II B T4

    Clasificacin ATEX del ambiente interior: ATEX II 2G II B T4

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    5 Normativa tenida en cuenta en el diseo

    El diseo de una mquina est condicionado, adems de por lo pactado con el cliente,por las exigencias de seguridad de las distintas normas aplicables. En el diseo del

    ventilador HPB ATEX 850 se tuvieron en cuenta las siguientes directivas europeas:

    Directiva 98/37/CE sobre Seguridad en Mquinas

    Directiva 97/23/CE sobre Equipos a Presin

    Directiva 94/9/CE ATEX (Aparatos y Sistemas de Proteccin para Uso en

    Atmsferas Potencialmente Explosivas)

    Estas directivas se desarrollan en cada pas en normas concretas. Las normas

    francesas, redactadas por la AFNOR, suelen establecer en primer lugar un sistema de

    clasificacin del aparato para evaluar su peligrosidad en relacin a un determinado

    aspecto. Si la mquina es suficientemente peligrosa, se suele obligar a realizar un

    anlisis de riesgos y a proponer medidas para eliminar o reducir los riesgos asociadosal aparato y a su funcionamiento. En algunos casos las normas tambin pueden

    realizar exigencias de diseo concretas, obligar a la realizacin de determinados

    ensayos

    5.1 Directiva 98/37/CE sobre Seguridad en Mquinas

    La norma que recoge las exigencias de esta directiva para ventiladores industriales es

    la NF ISO 12499 Seguridad mecnica de ventiladores. Segn esta norma deben

    evaluarse los fenmenos relacionados con el ventilador y su funcionamiento que

    pueden ser motivo de lesiones para las personas y eliminarlos si es posible, y si no lo

    es establecer medios de proteccin e informar al usuario de los riesgos. La lista de

    riesgos evaluados y las disposiciones adoptadas son las siguientes:

    Contacto con piezas mviles: Las piezas mviles estn situadas en el interior de

    la voluta, que dispondr de rejillas en la entrada y la salida. Se informar al

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    cliente de que no se debe desmontar la voluta hasta que no se haya

    comprobado que la rueda est completamente parada.

    Arrastre por la corriente de aspiracin: Hay rejillas en la aspiracin y el

    ventilador est conectado a un conducto. Se informar al cliente del peligro de

    ser arrastrado por la corriente de aspiracin.

    Objeto despedido a gran velocidad por la impulsin o la aspiracin: Las rejillas

    evitarn la penetracin de elementos extraos que puedan ser posteriormente

    despedidos.

    Rotura de algn elemento del ventilador: Se informar al cliente de que ante

    cualquier signo de fallo estructural de alguna pieza se debe parar la mquina y

    avisar al fabricante.

    Contacto con superficies a alta temperatura: Se realizar un estudio de

    temperatura superficial para comprobar que las temperaturas alcanzadas no

    sean peligrosas. En caso de que lo sean, se informar al cliente del riesgo.

    Apertura no autorizada o accidental de la carcasa: Todas las rejillas, tapas y

    elementos de cierre de la voluta estarn fijadas con dispositivos (como

    tornillos) que slo puedan ser retirados haciendo uso de herramientas para

    evitar que alguien pueda acceder al interior de la voluta accidentalmente.

    Contacto elctrico: Todas las masas de la mquina estarn conectadas a tierra.

    Se exigir al fabricante del motor que cumpla la reglamentacin

    correspondiente.

    Se incluye en anexo el documento que entrega AEIB a sus clientes con las

    instrucciones de seguridad de sus ventiladores.

    5.2 Directiva 97/23/CE sobre Equipos a Presin

    Esta directiva es de aplicacin para todos aquellos recipientes cuya presin interior es

    distinta de la exterior, condicionando su diseo y su fabricacin en funcin de su

    peligrosidad con el objeto de reducir el riesgo de accidentes por fallo mecnico.

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    Siguiendo esta directiva, el ventilador HPB ATEX 850 queda clasificado como no

    peligroso en cuanto a recipiente sometido a presin. Esto era de esperar, ya que la

    presin del gas en la aspiracin segn los datos facilitados por el cliente es del orden

    de la atmosfrica, y el incremento de presin que genera un ventilador es pequeo,

    por lo que los incrementos de presin mximos en el interior de la voluta sern delorden de un 20% de la atmosfrica, que es un valor muy pequeo.

    La directiva clasifica en primer lugar el fluido, que por ser potencialmente explosivo

    ser de grupo 1. Para recipientes conteniendo gases de grupo 1 bajo una presin

    inferior al 50 % de la atmosfrica no son aplicables las normas de diseo de

    recipientes bajo presin, por lo que no tenemos en este sentido ms obligaciones que

    respetar las normas del buen hacer.

    5.3 Directiva 94/9/CE ATEX

    Esta directiva regula el diseo y fabricacin de aparatos que van a ser usados en

    presencia de atmsferas explosivas o potencialmente explosivas. La directiva clasifica

    el equipo en funcin de las condiciones de funcionamiento (caractersticas de los gasespresentes, uso previsto) y a continuacin remite a las normas especficas aplicables a

    cada tipo de mquina en cada pas.

    La clasificacin ATEX del ventilador fue llevada a cabo por el cliente. Su categorizacin

    fue ATEX II 2G-II B T4, es decir:

    Aparato de grupo II: No apto para uso minero

    Categora 2: Aparatos destinados a un ambiente en el que atmsferas

    explosivas debidas a mezclas de aire y gas, de vapores o polvos inflamables se

    manifestarn probablemente. Los medios de proteccin de estos aparatos

    deben asegurar el nivel de proteccin requerido durante su funcionamiento

    normal y en el caso de disfunciones previsibles.

    Grupo G: Atmsfera explosiva debida a gas o vapores

    Grupo de gases explosivos IIB

    Clase de temperatura T4: Temperatura mxima de superficie admisible 135 C

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    En AEIB se procedi a seguir la normativa francesa para ventiladores industriales con

    esta clasificacin ATEX. Las normas tenidas en cuenta en el diseo de la mquina han

    sido la NF EN 13463-1 Material no elctrico para uso en atmsferas explosivas y la Pr

    NF EN 14986 Diseo de ventiladores para atmsferas explosivas. Las consideracionesde estas normas que se tuvieron en cuenta se exponen a continuacin.

    5.3.1 Anlisis de riesgo

    La normativa ATEX exige para los aparatos de categora 2 una lista de todas las

    posibles causas de inflamacin durante el funcionamiento normal y en el caso de unadisfuncin. Los riesgos evaluados durante el funcionamiento normal, las medidas

    aplicadas para evitarlos y los sistemas de proteccin utilizados han sido:

    Rozamiento entre piezas mviles y fijas (turbina y voluta): Se respetarn los

    juegos establecidos por la norma

    Descarga de electricidad esttica: Se verificar la continuidad elctrica entre

    todos los elementos del ventilador estarn y se limitar el espesor de la capa de

    pintura segn norma Choque de algn elemento extrao sobre la voluta que origine una deformacin

    sobre la misma y un rozamiento entre sta y la turbina: Se realizar un ensayo

    de resistencia a choque de la voluta segn norma

    Aumento de la temperatura en la superficie de las piezas por encima de 135

    C: Se llevar a cabo un ensayo de temperatura superficial

    Sobrecalentamiento del motor: El motor estar protegido por correctamente

    para evitar sobrecalentamientos

    Las disfunciones previsibles que se han encontrado han sido:

    Falta de apriete del tornillo de fijacin del rodete al eje del motor permitiendo

    un rozamiento entre piezas: Deber verificarse peridicamente el apriete de

    tuercas y tornillos

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    Vibraciones que originen una deterioro de la turbina o una falta de apriete de

    tuercas y tornillos: Deber verificarse peridicamente el nivel de vibracin del

    ventilador

    Acumulacin de partculas o suciedad en el espacio entre piezas mviles

    prximas: Limpieza peridica del ventilador

    Entrada de algn elemento extrao la voluta durante el funcionamiento: Se

    instalarn rejillas en las vas de entrada y salida

    Fallo elctrico en el motor: Se exigir al fabricante del motor que cumpla la

    normativa ATEX correspondiente

    Como disfuncin rara se encuentra la posible ruptura de la turbina, riesgo que seminimizar sobredimensionando esta pieza y sus cordones de soldadura.

    Todas las medidas de seguridad que tengan que ser tenidas en cuenta por el cliente en

    la puesta en marcha o durante el funcionamiento del ventilador se incluyen en el

    manual del usuario anexo.

    5.3.2 Limitacin de temperatura

    La temperatura de superficie mxima ser 135 C. La norma exige que la evaluacin

    de esta temperatura se realice tomando el mayor de estos valores:

    a) La temperatura mxima de superficie obtenida en ensayo en

    condiciones ambiente aumentada en 5C

    b) La temperatura mxima del fluido en la impulsin multiplicada por 1.2

    cuando la temperatura de aspiracin es de 60 C

    Estas temperaturas son mucho menores que la mxima permitida, la primera de ellas

    por la experiencia de AEIB (lo que se comprobar en el ensayo correspondiente) y la

    segunda por ser muy pequea la relacin de compresin del ventilador, con lo que el

    aumento de temperatura del gas debido a la compresin es insignificante.

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    5.3.3 Comportamiento ante choques

    Debe comprobarse que si la mquina recibe un choque de una energa de 7 julios

    ninguna parte mvil entrar en contacto con partes fijas. Para ello se llevar a cabo un

    ensayo conforme a la norma, en el que se har caer una masa desde una alturadeterminada sobre la zona ms dbil de la voluta para comprobar que no se producen

    deformaciones permanentes.

    5.3.4 Estanqueidad de la voluta

    Para ventiladores con motores de ms de 15 kW se exige que la voluta est soldada en

    continuo. Se exige una categora de fuga D segn la tabla 4 de la norma ISO

    13349:1999. No lo exige la norma, pero se llevar a cabo un ensayo hidrulico a una

    vez y media la presin de servicio para comprobar que la voluta es estanca.

    Tambin deber garantizarse la estanqueidad en las uniones de la voluta con otros

    elementos, esto es en las bridas de unin con la instalacin, para lo que se usarn

    juntas apropiadas, y en la unin con el motor, en la que se instalar un sistema deestanqueidad basado en discos de carbono fragmentados.

    5.3.5 Resistencia mecnica del rodete

    Se sobredimensionar el rodete para garantizar que no se romper durante el

    funcionamiento de la mquina, lo que sera muy peligroso. Adems la norma exige la

    realizacin de un ensayo con una velocidad de giro 1.15 veces la velocidad mxima de

    funcionamiento.

    5.3.6 Asociacin de materiales

    En la eleccin del material en que van a ser fabricados los distintos componentes

    deben tenerse en cuenta las siguientes condiciones:

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    Slo podrn usarse aleaciones de menos del 15% de aluminio y de estructura

    homognea.

    Las pinturas y revestimientos debern tener menos del 10% de aluminio.

    En el caso de elementos de acero inoxidable debe tenerse en cuenta:

    o El acero debe ser austentico y no magntico, para evitar la induccin de

    magnetismo

    o El contenido en cromo debe ser al menos del 18,5%. Los aceros

    inoxidables utilizados habitualmente son de contenido en cromo menor

    que el 16,5 % y pueden ser causa de inflamacin por frotamiento

    o Si el ventilador tiene elementos de acero inoxidable debe realizarse un

    control de vibracin Composicin de piezas entre las que exista rozamiento: Slo habr rozamiento

    en el mecanismo de estanqueidad de la unin voluta-motor. La composicin de

    los elementos de este mecanismo debe ser tal que esa friccin no pueda ser

    causa de inflamacin por un aumento de temperatura, por acumulacin de

    electricidad esttica Se han elegido con este fin discos de carbono que se

    describen en el apartado correspondiente.

    5.3.7 Vibracin

    La norma exige que se realice un ensayo de vibracin para comprobar que no rebasa

    unos determinados lmites. Adems, durante la vida del ventilador se realizarn

    ensayos peridicos con el objetivo de detectar posibles disfunciones. Para que el nivel

    de vibraciones sea el mnimo, la rueda ser equilibrada conforme a la norma ISO

    14694.

    5.3.8 Depsitos en el interior de la voluta

    La suciedad acumulada en el interior de la voluta puede ser causa de inflamacin, por

    lo que el diseo de la voluta debe permitir su desmontaje para facilitar su inspeccin y

    limpieza. Adems debe elegirse un diseo que no favorezca la acumulacin dedepsitos y suciedad.

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    5.3.9 Juego entre elementos mviles y fijos

    El juego mnimo entre un elemento en rotacin y uno fijo ser del 1% del dimetro de

    contacto, y nunca menor a 2 mm. No son necesarios juegos mayores de 20 mm. Las

    zonas en que no sea posible este juego deben ser claramente identificadas,

    estudindose una solucin apropiada que garantice que el rozamiento no constituya un

    riesgo de inflamacin. Esto slo ocurre en el mecanismo de estanqueidad de la unin

    voluta-motor, cuyo sistema basado en anillos de carbono se describe ms adelante.

    5.3.10 Fijacin rodete-eje

    La norma obliga a utilizar un sistema de unin del rodete al eje del motor que no

    permita ningn rozamiento entre piezas. Este sistema constar de una arandela y un

    tornillo a atornillar en el extremo del eje del motor para fijar el rodete al mismo. Para

    evitar el giro relativo rodete-eje se elegir un ajuste adecuado y se usar un pasador

    de eje longitudinal normalizado.

    5.3.11 Corrosin

    Los materiales de construccin deben estar protegidos contra la accin corrosiva de la

    atmsfera ambiente y del fluido impulsado.

    5.3.12 Resistencia al fuego

    La norma establece que los materiales utilizados deben resistir una breve exposicin a

    una llama. Esta exigencia se satisface si los componentes no son destruidos ni

    comienza su combustin al ser expuestos a una llama de Bec Bunsen (propano) a lo

    largo de unos 150 mm durante 30 segundos sin alimentacin suplementaria de aire.

    Los materiales de construccin del ventilador cumplen esta condicin.

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    5.3.13 Proteccin contra partculas exteriores

    La normativa exige una proteccin contra la penetracin de partculas que corresponda

    al menos al ndice IP 20, a menos que el ventilador funcione conectado a una

    instalacin con un conducto de aspiracin y otro de impulsin, en cuyo caso bastarcon que las instrucciones de uso informen al usuario del riesgo que supone la

    penetracin de partculas.

    5.3.14 Material elctrico

    El material elctrico debe cumplir la normativa correspondiente, lo que se exigir al

    fabricante del motor.

    5.3.15 Cargas electrostticas

    Para eliminar el riesgo de inflamacin debido a cargas electrostticas se comprobar

    que hay continuidad elctrica entre todos los elementos de la mquina, y todas las

    masas estarn conectadas a tierra. Adems la norma establece para la clasificacin

    ATEX de este ventilador un espesor mximo de pintura de 2 mm.

    5.3.16 Placa identificativa

    El ventilador debe estar equipado de una placa de identificacin permanente, colocada

    en un lugar visible y fcilmente accesible. Esta placa debe contener, al menos, lasiguiente informacin:

    Nombre y direccin del fabricante

    Ao de fabricacin

    Identificacin de la serie o tipo de mquina (si est definido)

    El nmero de serie o de identificacin del aparato

    Informacin relativa a las caractersticas asignadas (presin y temperatura de lavoluta)

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    Condiciones de utilizacin

    Nmero de la norma aplicable

    Referencia a las instrucciones de instalacin, de montaje y de puesta en

    servicio

    Marcaje de seguridad

    5.3.17 Documentacin para el usuario

    La norma obliga a incluir una informacin mnima en la documentacin a entregar al

    usuario con el ventilador, en la que se comuniquen las medidas de seguridad a aplicar

    en su transporte, instalacin, puesta en servicio para evitar daos o errores de

    montaje que puedan ser origen de futuras inflamaciones. Tambin se debe informar de

    las inspecciones, ensayos y operaciones de mantenimiento a realizar sobre la mquina

    a lo largo de su vida.

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    6 Diseo hidrulico del ventilador

    Como se ha comentado previamente, dado un ventilador definido por su geometra ygirando a una determinada velocidad, para cada diferencia de presin a salvar entre

    entrada y salida el caudal vendr tambin dado por su curva de funcionamiento.

    Cuando estamos en el caso opuesto, es decir, cuando conocemos el caudal y la

    diferencia de presin que necesitamos vencer, lo que debemos hacer es buscar un

    ventilador en cuya curva de funcionamiento est incluido el punto de funcionamiento

    deseado. A este proceso de bsqueda de un ventilador que sea capaz de funcionar en

    el punto exigido le llamaremos diseo hidrulico del ventilador, y consiste en

    determinar la forma y las dimensiones de voluta y rodete (dimetros interiores y

    exteriores, anchura) y la velocidad de giro en que debe trabajar.

    6.1 Descripcin de los procedimientos y programas de clculo

    En AEIB el diseo hidrulico de los ventiladores especiales centrfugos se realiza por

    semejanza utilizando una serie de hojas de clculo desarrolladas experimentalmente.

    En ellas se recogen los resultados de los ensayos realizados sobre ventiladores

    clasificados en tres gamas.

    Las mquinas de cada gama tienen una geometra distinta, y ofrecen una relacin

    entre caudal e incremento de presin adimensionales en el punto de mayor

    rendimiento diferente, estando diseada la gama A para grandes caudales e

    incrementos de presin moderados, la gama B para caudales y saltos de presin

    medios y la gama C para caudales pequeos e incrementos de presin altos. La

    geometra de los ventiladores de cada gama est completamente definida en funcin

    de dos parmetros: los dimetros interior y exterior del rodete (D0y D2). A su vez cada

    gama est dividida en familias semejantes, definidas por la proporcin D0/D2. La tabla

    de clculo dispone de las curvas de funcionamiento adimensionales de ms de 30

    familias, de forma que en el diseo se procede de la forma siguiente:

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    1. Preseleccin de la familia: En la hoja de preseleccin se introducen el caudal y

    el salto de presin deseados (punto de funcionamiento). Una tabla nos muestra

    para cada familia el dimetro D2 y la velocidad de giro que debera tener la

    rueda para alcanzar ese punto. La tabla de clculo tambin permite imponer

    una velocidad de giro o un dimetro de rueda, calculando por interpolacin laotra variable y la relacin D0/D2de una familia intermedia imaginaria.

    2. Una vez elegida una familia se introduce la tabla de puntos de funcionamiento

    adimensionales junto con los parmetros especficos del ventilador deseado en

    una segunda hoja que genera la curva de funcionamiento del mismo. Este

    proceso puede realizarse con cuantas familias se crea oportuno para elegir la

    mquina de curva caracterstica ms apropiada al proyecto en estudio.

    3. Para obtener la geometra del ventilador elegido, introducimos su referencia(gama, dimetro de la rueda D2 y proporcin D0/D2) en una tercera hoja de

    clculo.

    La familia elegida ser aquella para la que el dimetro de la rueda y la velocidad de

    giro sean ms apropiadas. Esta idoneidad depender por supuesto de los

    condicionantes de cada proyecto: Si la mquina debe hacerse en un material muy caro

    o si tenemos limitaciones de espacio se procurar que la rueda sea pequea, sinembargo si nos preocupan especialmente el ruido o las vibraciones ser ms

    conveniente elegir una velocidad de giro menor aunque sea a costa de aumentar el

    dimetro D2.

    6.1.1 Ventajas e inconvenientes del mtodo de diseo

    El principal inconveniente de esta manera de disear los ventiladores es claramente la

    limitacin que supone tener que ceirse a la treintena de familias contenidas en la hoja

    de clculo. Sin embargo el ahorro de tiempo y esfuerzo supone una gran ventaja

    frente a otros mtodos, como el uso de los complejos (y costosos) programas de

    clculo de mecnica de fluidos existentes en el mercado, as como el hecho de que no

    sea necesario realizar prototipos ni comprobaciones de ninguna clase, ya que la hoja

    de clculo est ya basada en los resultados de pruebas experimentales. En definitiva,

    para una sociedad de las caractersticas de AEIB donde las mquinas se fabrican

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    prcticamente a la unidad y las exigencias de rendimiento de las mismas son

    moderadas el mtodo de diseo puede considerarse bastante acertado.

    6.2 Obtencin de las dimensiones caractersticas

    Al introducir en la hoja de preseleccin el punto de funcionamiento que buscamos

    (diferencia de presin de 140 hPa y caudal de 2500 Nm3), el programa nos devuelve

    una tabla en la que se recoge el dimetro de rodete y velocidad de giro que deberan

    tener los ventiladores de cada familia. Hay que tener en cuenta que en esta tabla debe

    introducirse el punto de funcionamiento cuando el gas impulsado es aire en

    condiciones ambiente (20C y 1 atm), por lo que habra que corregir los datos deentrada utilizando semejanza (no es necesario en este caso por habernos dado el

    cliente el punto de funcionamiento nominal deseado ya referido a aire en condiciones

    ambiente).

    Tabla 6.2a.1) Tabla de preseleccin gama A

    GAMA A

    Referencia: SOGEQUIPCaudal requerido (m3/h): 2682Incremento de presin total (Pa): 14000

    Familia Dimetro exterior D2 (mm)Velocidad de giro

    (rpm)0.447 257 115630.473 243 122480.501 229 129740.531 216 13743

    0.562 204 145570.596 193 154200.631 182 163340.668 172 173010.708 162 183270.750 153 194130.794 144 20563

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    GAMA B

    Referencia: SOGEQUIPCaudal requerido (m3/h): 2682Incremento de presin total (Pa): 14000

    Familia Dimetro exterior D2 (mm) Velocidad de giro(rpm)

    0.200 820 29690.211 774 31450.224 731 33320.237 690 35290.251 651 37380.266 615 39600.282 581 41940.299 548 44430.316 517 4706

    0.335 488 49850.355 461 52810.376 435 55930.398 411 59250.422 388 62760.447 366 66480.473 346 70420.501 326 74590.531 308 79010.562 291 83690.596 275 88650.631 259 9390

    Tabla 6.2a.2) Tabla de preseleccin gama B

    En la preseleccin se excluyeron desde el inicio las familias de la gama C por ser ms

    compleja su fabricacin, por lo que se usan slo cuando las gamas A y B no pueden

    alcanzar los puntos requeridos. El primer criterio de seleccin es la velocidad de giro.

    Los motores elctricos asncronos de dos polos como el que vamos a usar tienen una

    velocidad nominal de unas 3000 rpm cuando funcionan a 50 Hz. Tomaremos entonces

    la familia 0.200 de la gama B, ya que el dimetro de rodete que ofrece tambin es

    adecuado.

    Lo que obtenemos de la tabla de preseleccin no es ms que una lista de los

    ventiladores de cada familia para los que el punto de funcionamiento deseado es el de

    mayor rendimiento, es decir, no conocemos la curva de funcionamiento de cada

    ventilador, la potencia que consume Para comprobar que un ventilador es apto para

    ser usado necesitamos estos datos. Por ello, una vez preseleccionada la familia, se

    pasa a la tabla de seleccin del ventilador. En ella, dada una familia, se introduce el

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    dimetro de rodete y la velocidad de giro, obtenindose las curvas presin total-

    caudal, presin esttica-caudal y potencia en eje-caudal. Tambin pueden incluirse en

    esta tabla otros datos que afectan a la curva de funcionamiento del ventilador:

    Dimetro de obstculos: El programa tiene en cuenta la posibilidad de que el

    ventilador deseado presente algn obstculo en la va de aspiracin, como porejemplo en el caso de que el eje motor la atraviese.

    Efecto de escala: Cuando el dimetro del rodete es menor a uno determinado

    para cada gama, se debe incluir este factor corrector segn un grfico

    elaborado por el autor del programa de clculo. Este factor sirve para tener en

    cuenta el efecto de la rugosidad superficial que para dimetros de rodete muy

    pequeos se hace importante invalidando las relaciones de semejanza.

    Coeficientes correctores: Estos coeficientes penalizan el caudal, la presin y la

    potencia. Se incluyen para tener en cuenta las diferencias que habr entre el

    diseo que propone el programa y el que finalmente realicemos (que ser

    menos eficiente, ya que tenemos limitaciones de juego, simplificaremos algunas

    piezas para facilitar su fabricacin).

    Densidad del gas: En la tabla de preseleccin los clculos estn hechos

    suponiendo que el gas es aire en condiciones ambiente (20C y 1 atm). En la

    tabla de seleccin s se puede incluir la densidad real del gas.

    Una vez preseleccionada la familia e introducidos todos los datos en la tabla de

    seleccin, se ajusta el valor del dimetro de rodete y de la velocidad de giro para

    obtener una curva de funcionamiento adecuada. Los resultados obtenidos en este

    proceso se presentan en la tabla 6.2b).

    Los parmetros adimensionales PHI y PSIT estn definidos de la siguiente manera:

    ( ) )/()()/(

    2

    22

    3

    segmUmS

    segmQPHI

    asp =

    ( )22

    3 )/(*)/(

    )(204,1

    segmUmKg

    mmCApPSIT

    =

    Donde:

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    Q es el caudal

    p es el incremento de presin total

    Saspes el rea de aspiracin corregida teniendo en cuenta el dimetro de los

    posibles obstculos

    U2es la velocidad perimetral del rodete

    es la densidad del fluido

    Los parmetros de adimensionalizacin se calculan internamente a partir de los datos

    generales introducidos en la tabla.

    DATOS GENERALES

    Referencia: SOGEQUIP OF 4133Dimetro de rodete D2 (mm): 860Velocidad de giro (rpm): 2950Densidad (kg/m3): 1.204Dimetro de obstculo (mm): 0Efecto de escala: 1Coeficiente corrector caudal: 0.95Coeficiente corrector presin: 0.95Coeficiente corrector potencia: 1

    Identificacin de la familia: Familia 0.200 BVALORES ADIMENSIONALES

    PHI PSIT PSIT corregido Rendimiento0 0.085 0.085 0

    0.1 0.088 0.088 0.410.2 0.089 0.089 0.615

    0.25 0.0885 0.0885 0.660.3 0.085 0.085 0.650.4 0.069 0.069 0.570.5 0.042 0.042 0.41

    VALORES REALES CORREGIDOS

    Caudal

    (m3/h)

    Presin total

    (Pa)

    Presin esttica

    (Pa)

    Potencia en eje

    (W)0 14025 14025 69041056 14520 14497 115062111 14685 14594 155162639 14602 14461 179713167 14025 13821 210304222 11385 11023 259575278 6930 6365 27457

    Tabla 6.2b) Caractersticas hidrulicas de diseo del ventilador

    La curva de funcionamiento calculada se muestra a continuacin:

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    HPB 860 020-2-30 kW ATEX 2950 rpm1,204 kg/m3

    0

    2000

    4000

    6000

    8000

    10000

    12000

    14000

    16000

    0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

    Caudal (m3/h)

    Incr.Presin(Pa)

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    Potencia(kW)

    Presin total (Pa)

    Presin esttica (Pa)

    Potencia en eje (kW)

    Fig. 6.2a) Curva de funcionamiento de diseo del ventilador

    El siguiente paso es introducir la referencia de la familia y el dimetro del rodete en

    una tercera tabla que nos da todas las dimensiones necesarias para definir

    completamente rodete y voluta en base a los planos adimensionales de cada gama.

    Las dimensiones que propone el programa de diseo se muestran en la tabla 6.2c. Enlas figuras 6.2b y 6.2c se definen dichas dimensiones.

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    DATOS

    Referencia: SOGEQUIPFamilia: 0.200 BDimetro exterior del rodete D2 (mm): 860

    RODETEDimetro D2 (mm) 860R2 (mm) 430Do (mm) 172So (m2) 0.023235D1ar (mm) 172D1av (mm) 192.99B1th (mm) 43.2coeficiente KL 1.33B1 real (mm) 57.27S1 real (m2) 0.034721

    S1 real/So 1.494Beta1 (D1av) () 33Beta2 (p.pl.) () 79.15B2 (mm) 57.27S2 (m2) 0.154726S2/So 6.659Rb (mm) 9.67D3 (mm) 910.96

    VOLUTA

    A (mm) 172.00A' (mm) 192.99

    B (mm) 108.52Sr (m2) 0.020944Sr/So 0.901l (mm) 542.623r0 (mm) 541.34H0 (mm) 456.62theta0 () 57.51r4 (mm) 628.62theta4 (rad) 5.72M 0.026152r1 (mm) 555.74

    r2 (mm) 579.04r3 (mm) 603.32G (mm) 608.83Rbq (mm) 21.60

    Hb (mm) 435.02

    PAVILLON

    D2p (mm) 153.3R4p (mm) 30.59D1p (mm) 214.47L1p (mm) 5.44

    Tabla 6.2c) Dimensiones del ventilador

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    Figura 6.2b) Dimensiones tericas de la voluta

    Figura 6.2c) Dimensiones tericas del rodete

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    7 Diseo de detalle del ventilador

    A partir de aqu comienza el diseo del ventilador real, en el que habr que tener encuenta:

    Las dimensiones propuestas por el programa de diseo hidrulico, que debern

    respetarse en la medida de lo posible para que el ventilador que finalmente se

    fabrique pueda cumplir con su objetivo correctamente. No obstante, gracias a

    los coeficientes correctores que se han introducido en la obtencin de la curva

    de funcionamiento son admisibles ligeras variaciones sobre estas dimensiones,

    con lo que podremos modificar el diseo para simplificar la fabricacin, para

    cumplir las restricciones de la normativa

    La resistencia mecnica de las piezas.

    Los procesos de fabricacin disponibles en el taller y las operaciones que

    puedan contratarse a otras empresas sin incurrir en costes demasiado

    elevados.

    Los componentes disponibles en el mercado y su precio.

    Las condiciones impuestas por el cliente y por la normativa.

    La necesidad de desmontar el ventilador para su limpieza, mantenimiento y la

    de trasladarlo.

    A lo largo del proceso de diseo se van realizando modelos 3D (usando el programa

    Pro Desktop) de cada una de las piezas diseadas y de los componentes

    seleccionados. A la vez se va montando el modelo del ventilador completo,comprobndose que las piezas encajan correctamente, que se respetan los juegos

    necesarios y se realizan las modificaciones oportunas a cada pieza. Tambin se

    puede comprobar si la fabricacin y montaje son fciles de llevar a cabo, evitndose

    futuros problemas.

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    Fig. 7a) Despiece del ventilador

    Las piezas que componen el ventilador son (de izquierda a derecha en la figura 7a)):

    Motor

    Mecanismo de estanqueidad en eje

    Estructura soporte (con el contradisco de cierre soldado)

    Rodete

    Arandela de fijacin del rodete al eje motor

    Voluta

    Soportes antivibratorios

    Se adjuntan en anexo los planos de fabricacin de todas las piezas y planos de

    dimensiones generales de los componentes y conjuntos.

    7.1 Material

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    El cliente exigi que las piezas en contacto con el fluido se fabricasen en acero

    inoxidable 316L, por lo que el rodete y la voluta sern de este material. El 316L es un

    acero inoxidable austentico de bajo contenido en carbono (

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    fenmenos de resonancia) que se posicionarn sobre los discos con la ayuda de unas

    muescas, y se soldarn a los mismos. El disco posterior se fabricar en chapa de 6 mm

    de espesor, el anterior de 3 mm y los labes de 4 mm. Por experiencia de AEIB con

    estos espesores se garantiza sobradamente la resistencia y rigidez del rodete. Cuando

    en algn nuevo ventilador las dimensiones o las caractersticas del rodete son tales quela experiencia adquirida no es suficiente para asegurar su rigidez, se realiza una

    comprobacin de estos espesores con el programa de elementos finitos ACORD-CP.

    Fig. 7.2b) Despiece del rodete

    Para acoplar la rueda al eje del motor se fabricar un cubo de pasador de eje

    respetando las dimensiones recomendadas por la normativa para poder usar unpasador longitudinal normalizado. Este cubo se mecanizar a partir de un cilindro de

    acero, y se acoplar al disco posterior por medio de 8 tornillos M10. No se utilizarn

    tuercas, sino que se filetear directamente sobre la pieza para que la unin cubo-disco

    posterior sea ms rgida. Tambin se practicarn dos orificios fileteados M8 para poder

    extraer ms fcilmente el rodete del eje del motor cuando se quiera desmontar el

    ventilador.

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    7.3 Geometra de la voluta

    La voluta ser desmontable para permitir el acceso a su interior y el montaje del

    rodete. Se compondr por lo tanto de dos piezas: la voluta propiamente dicha y un

    disco de cierre. La voluta en s se fabricar enrollando una lmina de chapa con elcontorno deseado (lo ms parecido posible a la espiral que propone el programa de

    clculo) y soldndole un disco delantero con un agujero en el centro para la aspiracin

    y un disco trasero con un agujero por el que quepa la turbina. En la boca de aspiracin

    se soldar el conjunto tolva-brida y en la impulsin igual. El disco de cierre se

    atornillar al disco trasero, y tendr un agujero para el eje del motor.

    Fig. 7.3a) Voluta

    Las dimensiones de la voluta variarn un poco de las dictadas por el programa de

    diseo, ya que el cliente debe instalar el ventilador en un espacio algo reducido. De

    esta forma se acortar el conducto de impulsin, que ser sustituido por una tolva que

    servir para adaptar la seccin de salida rectangular a la brida circular. En la aspiracin

    tambin se soldar una tolva (cnica) con su brida correspondiente. Las bridas sern

    bridas normalizadas DN250 PN16 segn AFNOR, como pide el cliente para que seanacoplables a los conductos de la instalacin. En el punto ms bajo de la voluta, se

    instalar una purga. La distancia entre los discos delantero y trasero viene marcada

    fundamentalmente por los juegos que debe haber entre las piezas mviles y las fijas

    segn la normativa ATEX. En efecto se puede comprobar que dichas exigencias se

    cumplen (ver planos).

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    Los discos posterior y anterior se fabricarn en chapa de 6 mm, el disco de cierre de 8

    mm y la lmina del contorno en 4 mm. Las tolvas se harn en chapa de 3 mm. Los

    elementos estarn soldados en continuo para garantizar la estanqueidad de la voluta.

    Fig. 7.3b) Despiece de la voluta

    Los refuerzos que pueden observarse en las figuras forman parte de la estructura de

    soporte de la que se hablar ms adelante.

    7.4 Refuerzo tubo de aspiracin

    Una vez lanzada la fabricacin de la mquina se decidi aadir unos refuerzos al disco

    delantero de la voluta en su unin con el tubo de aspiracin para dar mayor rigidez en

    esa zona, ya que la vibracin de la mquina en los primeros ensayos fue algo mayor

    de la esperada. Por este motivo los refuerzos no aparecen en el modelo 3D ni en los

    planos de fabricacin.

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    7.5 Motor

    Como es natural, el motor no podemos disearlo a nuestro antojo, sino que debemos

    elegirlo de entre los disponibles en el mercado. Esta disponibilidad tiene influencia

    hasta en el diseo hidrulico del ventilador, como se ha comentado en el apartadocorrespondiente. En la eleccin del motor hay que tener en cuenta las caractersticas

    de funcionamiento que necesitamos (potencia y velocidad de giro), las caractersticas

    de la instalacin elctrica del cliente y los condicionantes especiales (atmsfera

    explosiva). Del catlogo de motores antideflagrantes Leroy-Somer se seleccion un

    motor elctrico asncrono de 2 polos con las siguientes caractersticas:

    Denominacin: FLSD 200L

    Potencia nominal a 50 Hz: 30 kW

    Velocidad de giro nominal: 2955 rpm

    Par nominal: 97 Nm

    Rendimiento: 0.91

    Factor de potencia: 0.91

    Una vez seleccionado el modelo hay que contactar con el fabricante para solicitarle un

    presupuesto para un motor que cumpla las con las caractersticas especiales de

    nuestro proyecto. Habr que informarle de la clasificacin ATEX requerida, del peso y

    dimensiones de la turbina a impulsar, de las velocidades de giro que se quieren

    alcanzar con el variador de frecuencia que se instalar posteriormente, de la fuente de

    alimentacin disponible Estas condiciones influirn en las dimensiones exteriores del

    motor, que nos interesan para el diseo de otras piezas. A lo largo del proceso de

    diseo se ir contactando con el fabricante del motor hasta llegar a un acuerdo sobrelas dimensiones y caractersticas del eje motor, del soporte del motor

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    Fig. 7.5a) Motor

    Finalmente el motor que se compr tena las siguientes caractersticas:

    Modelo FLSD 200L 2 polos 30kW 3x 400V tringulo 50Hz IP55 B3

    Aislamiento clase F Calentamiento clase B Temperatura ambiente < 40 C

    ATEX zona 1 II2G Eexd IIBT4

    Acabado Corrobloc con pintura sistema IIIa-epoxi

    Variacin de velocidad de 25 a 50Hz a par constante de 87Nm mximo, y de 50

    a 60Hz a potencia constante de 27kW mximo

    Eje de dimetro 60 x 50mm + 55 x 110mm

    Se incluye en anexo el plano de dimensiones generales acordado con el fabricante.

    7.6 Estanqueidad de la voluta

    La voluta debe ser completamente estanca. Para ello las piezas que la componen

    estarn soldadas en continuo, quedando slo por garantizar la estanqueidad en las

    uniones con otros elementos. En las uniones con los conductos de aspiracin e

    impulsin se instalarn juntas de PTFE de 2mm de espesor, al igual que entre el disco

    de cierre y el disco posterior de la voluta, y entre este ltimo y el mecanismo deestanqueidad en la holgura del eje motor.

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    La zona donde es ms difcil controlar las fugas es en la abertura por la que entra el

    eje del motor. Entre el eje y el contradisco de cierre debe haber un cierto juego para

    evitar el contacto, fijado por la norma ATEX en 2mm como mnimo. Para evitar fugas

    por esta holgura se instalar un sistema de anillos de carbono fragmentados como elque se muestra en la figura:

    Fig. 7.6a) Sistema de anillos de carbono fragmentados. El mecanismo instalado es similar al representado

    en la figura pero slo consta de dos discos

    El mecanismo est compuesto por un cuerpo cilndrico de acero inoxidable que se fija a

    la voluta, dos discos de carbono fragmentados y una camisa cilndrica de acero

    inoxidable que encaja en el eje del motor. El cuerpo est formado por dos piezas

    semicilndricas que al montarse dejan una cmara interna, con aberturas circulares en

    ambas bases por las que se introduce el eje con su camisa. Se instala un disco de

    carbono junto a cada abertura en ranuras dentro de la cmara. Estos discos estn

    formados por tres piezas de carbono en forma de queso unidos por un resorte que los

    ajustan a la camisa, quedando holgados en la ranura del cuerpo principal. Una vez

    montado el mecanismo quedan tres zonas: el interior de la voluta, la cmara interna

    del cuerpo cilndrico y el atmsfera exterior. Para que no haya fugas lo que se hace es

    inyectar nitrgeno en la cmara a una presin mayor que la atmosfrica y que la del

    interior de la voluta, con lo que los discos de carbono se pegan a la superficie interiorde la cmara y la aslan. Adems, la mayor presin en la cmara garantiza que en caso

    de que hubiese alguna fuga sera de nitrgeno, bien hacia el interior de la voluta o

    hacia la atmsfera, lo que no sera peligroso.

    Fig. 7.6b) Discos de carbono fragmentados

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    Ante las condiciones de servicio que se exigieron a Burgmann (dimetro del eje,

    velocidad de giro, composicin del gas, temperatura, presin diferencial), el

    fabricante propuso un conjunto WDKS70-40ND compuesto por:

    1 cuerpo de acero inoxidable 70/190mm y longitud 40mm en dos partes con

    fijacin por 4 agujeros 15mm sobre 150mm y conexin para inyectar

    nitrgeno G1/2

    2 Discos de carbono en tres partes en E10K

    Camisa tipo WDB212 de dimetros 60/70mm y longitud 50mm

    Las principales ventajas de este sistema estn en las propiedades del carbono, que secomporta muy bien ante la friccin a la los discos van a exponerse. Su carcter

    autolubricante y sus buenas propiedades como conductor evitan el aumento excesivo

    de la temperatura en las zonas de contacto, as como la aparicin de chispas que

    puedan resultar peligrosas.

    7.7 Estructura soporteLa estructura soporte consistir en una silla sobre la que descansar el motor y a la

    que ir soldado el disco de cierre. Adems la voluta llevar soldadas dos soportes en

    su disco anterior.

    Fig. 7.7a) Estructura soporte del ventilador

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    La silla para el motor est compuesta por un asiento de chapa plegada de 6mm con un

    refuerzo transversal y una estructura fabricada con esquineras de 60x60x6mm. La

    estructura tiene aberturas para fijar el motor y las suspensiones, y dos orificios que

    pueden servir de agarraderas.

    Fig. 7.7b) Asiento del motor

    Al disco anterior de la voluta se soldar una pequea estructura de soporte formada

    por esquineras de 50x50x5mm. Tambin tendr orificios que servirn de agarradera y

    otros para las suspensiones.

    Fig. 7.7c) Refuerzo y pie de la voluta

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    7.8 Suspensin

    Para evitar problemas de ruido y vibracin es fundamental emplear soportes

    antivibratorios que sirvan de amortiguadores durante el funcionamiento de la mquina.

    Para la eleccin de estos soportes se ha hecho uso del manual de clculo que

    proporciona AMC Mecanocaucho en su catlogo comercial. Se han elegido soportes de

    metal y caucho DSD, que al tener gran elasticidad radial y axial son muy apropiados

    para las suspensiones de mquinas que presentan vibraciones de componentes vertical

    y horizontal. Estn constituidos por dos armaduras planas unidas por una masa de

    caucho en forma de cpula adherida a las mismas. La armadura superior es cilndrica

    con un agujero pasante para la unin con la mquina, y la inferior es elptica, con dos

    taladros para la unin al suelo.

    Fig. 7.8a) Soporte antivibratorio

    La masa total de la mquina es de unos 600kg, repartidos bastante uniformemente,

    por lo que puede suponerse que la carga de cada soporte es de unos 100kg. Se

    recomienda que la carga nominal de la suspensin est entre el 50 y el 75% de la

    mxima de diseo, por lo que se opt por soportes DSD 150 de dureza 45. Con las

    grficas dadas por Mecanocaucho en su catlogo, se obtuvo que para esta carga elsoporte elegido tiene una flecha de unos 6mm y una frecuencia natural de unos 75Hz

    (equivalentes a 450rpm). Como la velocidad nominal de giro del ventilador es de unas

    3000rpm, el porcentaje de atenuacin de vibraciones es de cerca del 98%, lo que

    confirma que los soportes estn bien elegidos.

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    Fig. 7.8b) Grficas de seleccin de soportes DSD

    Fig. 7.8c) Grfica de atenuacin de vibraciones

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    8 Procesos de fabricacin

    La fabricacin se realiza de la siguiente forma:1. Corte de piezas en chapa

    2. Plegado de piezas en chapa

    3. Mecanizado de piezas

    4. Soldadura de piezas

    5. Decapado tras soldadura

    6. Equilibrado del rodete

    7. Montaje final

    8.1 Corte de piezas en chapa

    Las piezas a cortar en chapa de acero inoxidable hasta 10mm de espesor se cortan por

    lser en la sociedad ALASER de Burdeos. Con el corte por lser se consigue una gran

    precisin dimensional y muy buenos acabados a un precio aceptable para piezas que

    no se fabrican en serie. Las piezas encargadas a ALASER fueron:

    Discos delantero y trasero de la voluta

    Disco de cierre de la voluta

    Contorno de la voluta

    Tolvas de aspiracin e impulsin

    Discos delantero y trasero del rodete

    labes del rodete

    Asiento de la estructura soporte

    Arandela de fijacin del rodete al eje motor

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    Fig. 8.1a) y b) Piezas cortadas por lser suministradas por ALASER

    Las mquinas de corte de ALASER son de control numrico, por lo que no hay que

    mandarles ms que los contornos de las piezas en archivos DXF. Tambin mandamos

    los planos para tener una referencia del pedido y para facilitar la fabricacin en caso de

    dudas.

    Las cartelas de rigidizacin del disco delantero se cortaron en AEIB con la mquina de

    corte por plasma. Normalmente se habran mandado cortar a lser como las piezas

    anteriores, ya que el acabado de los cortes en acero inoxidable con la mquina de

    plasma no es muy bueno. Sin embargo como se ha indicado en el apartado 7.4, se

    decidi aadir estos rigidizadores una vez comenzada la fabricacin del ventilador y

    para no retrasar la fecha de entrega y dado que la funcin de la pieza no exiga un

    acabado especialmente bueno se opt por cortar sobre la marcha con la mquina

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    disponible. Para ello se cre el archivo DXF con el contorno de la pieza y se introdujo

    en el programa ACTCUT junto con los parmetros de corte (material, dimensiones de

    la chapa, espesor, nmero de piezas a cortar...). A partir de estos datos, el programa

    dibuja automticamente el patrn de corte con el que se minimiza la cantidad de acero

    sobrante y crea un archivo de control que se enva al taller.

    Fig. 8.1c) Corte de los rigidizadores de la voluta con la mquina de corte por plasma

    8.2 Plegado de piezas en chapa

    Como los radios de curvatura del contorno de la voluta y la tolva de aspiracin eran

    relativamente grandes, se pudo conseguir esta curvatura con una mquina formada

    por un conjunto de rodillos Roll Rite.

    Fig. 8.2a) Plegado del contorno de la voluta

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    El asiento de la estructura soporte se pleg con la plegadora automtica AMADA, con

    la que se puede plegar chapa de hasta 6mm con los tiles disponibles en AEIB. En esta

    mquina slo es necesario posicionar la pieza e indicar el espesor de la pieza y el

    ngulo deseado. Tambin se pleg aqu la tolva de impulsin.

    8.3 Mecanizado de piezas

    Con las piezas a mecanizar la situacin es parecida a la de las piezas de chapa. A pesar

    de disponer de mquinas de corte en AEIB, los acabados conseguidos en sociedades

    especializadas y los precios que stas ofrecen son ms interesantes, por lo que se opta

    por encargar las piezas a empresas de este tipo. En este proyecto, la nica pieza amecanizar fue el cubo del rodete, que fue fabricado por la sociedad SOMEDEC de

    Poitiers.

    Fig. 8.3a) Cubo del rodete

    Las bridas normalizadas se fabrican en serie y se pueden comprar a empresas

    comercializadoras de productos de acero, igual que la tornillera. Estos elementos se

    compraron a CHARRON.

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