Desarrollo de un Caso de Simultaneidad
Esquema
Desarrollo de un Caso de Simultaneidad
Dos Bombas Iguales
La cilindrada de las bombas es: V0= 37,6 cm3/revLas r.p.m del motor eléctrico = 1480El rendimiento volumétrico =0,97El rendimiento total =0,83
Bomba A Bomba B
lit./min. 540,97 55,65 R Q Q
lit./min. 65,551000
48016,73 1000
nV Q
VBUT
0B
Desarrollo de un Caso de Simultaneidad
Dos Cilindros Iguales
El diámetro del tubo del cilindro = 100 mm.El diámetro del vástago del cilindro = 70 mm. La sección llena del cilindro = 78,54 cm2
La sección anular del cilindro = 40,06 cm2
Relación = 1,96Carrera del cilindro = 2000 mm.En este caso consideraremos RMS=RME= 0,96A su vez, para simplificar cálculos, consideraremos:
Cilindro A
Cilindro B
2 cm 40 S
cm 80 S2
1
20
Desarrollo de un Caso de Simultaneidad
Dos Cargas Desiguales en los Cilindros
MOVIMIENTOS DE SUBIDA O SALIDA DE VÁSTAGO:Carga cilindro A + Plataforma LA= 105.000 NCarga cilindro B + Plataforma LB= 75.000 N
LA LB
MOVIMIENTOS DE BAJADA O ENTRADA DE VÁSTAGO:[CON CARGA ]Carga cilindro A + Plataforma LA= 75.000 NCarga cilindro B + Plataforma LB= 105.000 N
PESO DE LA PLATAFORMA:Plataforma = 20.000 N[10.000 N. repartidos en cada cilindro.]
MOVIMIENTOS DE BAJADA O ENTRADA DE VÁSTAGO:[SIN CARGA ]Plataforma LA= 10.000 NPlataforma LB= 10.000 N
Desarrollo de un Caso de Simultaneidad
Dos Reguladores de Caudal Iguales y Otros Componentes
DISTRIBUIDOR DE MANDO PRINCIPAL 4v/3p NG 16:DISTRIBUIDOR DE BOMBA AUXILIAR 4v/2p NG 10:DISTRIBUIDOR DE CONTROL DE DESCARGA 2v/2p NG 4:Regulador
de Caudal A
DOS REGULADORES DE CAUDAL FIJADOS AL MISMO CAUDAL:QA = QB ; PH = 8 bars[PH = Constante interna ajustada por la reductora.]
Regulador de Caudal
B
NG 16
NG 10
NG 4
Y1
Y2
Y3 Y4
ANTIRRETORNO PILOTADO En el sentido de libre paso PAP = 3 bar.Abierto por el pilotaje PAP = 1 bar.
ANTIRRETORNO NORMAL PAR = 1 bar.
Desarrollo de un Caso de Simultaneidad
Dos Reguladores de Caudal Iguales y Otros Componentes
175 bars.
200 bars.
15 bars.
240 bars.
VÁLVULA DE PRESIÓN SERVOPILOTADA:Taraje como válvula de Seguridad : PTSA =175 barsTaraje del piloto de drenaje externo: PTP =15 bars.
VÁLVULA DE PRESIÓN AMORTIGUACIÓN CILINDROS:Taraje como válvula de amortiguación : 240 bars
VÁLVULA DE PRESIÓN BOMBA AUXILIAR:Taraje de la válvula : PTSB =200 bars[Esta válvula trabaja más como válvula de amortiguación para el transitorio del distribuidor NG10 que pone en descarga la bomba, que como válvula en sí de seguridad, ya que el distribuidor tendrá conectada la bomba a la válvula de presión servopilotada o la tendrá directamente en descarga. Únicamente durante el transitorio (al bloquearse el flujo durante un microinstante) intentará activarse esta válvula de presión para absorber la punta de presión.
Desarrollo de un Caso de Simultaneidad
Movimiento de Salida del Vástago
Desarrollo de un Caso de Simultaneidad
Excitación de Y1, Y2 e Y3
Y1 =1
Y2 =1
Y3=1 Y4
Desarrollo de un Caso de Simultaneidad
Excitación de Y1, Y2 e Y3
P1=1 bar.
bar. 15411651PPPPbar. 15615141PPP
bar. 1023198PPPPbar. 14131371PPPP
bar. 98 21
96,0081075000 P
RS10L P
bar. 13721
96,00810105000 P
RS10L P
bar. 1 P
ARDME
TPSAM
APAR0BSB
APAR0ASA
1
MS0
B0B
1
MS0
A0A
1
P0A=137 bar.
P0B=98 bar.
PSA=141 bar.
PSB=102 bar.
P0B=102 bar.
PE=154 bar.
PM=156 bar.
Excitadas las bobinas Y1, Y2 e Y3 el sistema se pone en marcha con las siguiente concatenación de presiones
Desarrollo de un Caso de Simultaneidad
El Trabajo de la Reductora de los Reguladores
PSA=141 bar.
PSB=102 bar.
P0B=102 bar.
PE=154 bar.
De esto se deduce que la reductora del regulador aplica una restricción diferente hacia A que hacia B
bar. 448 52P 52Pbar. 58 13P 13P
bar. 52PP102451PPbar. 13PP141451PPbar. 15411651PPPP
HRB
HRA
RBHSBE
RAHSAE
ARDME
PRB=44 bar.
PRA=5 bar.
PH=8 bar.
PH=8 bar.
Desarrollo de un Caso de Simultaneidad
Caudales en Circulación y Velocidad de los Cilindros
P1=1 bar.P0A=13
7 bar.P0B=98
bar.
P0A=141 bar.
P0B=102 bar.
P0B=102 bar.
PE=155 bar.
PM=156 bar.
QH=48 lit./min.
El caudal QH que está fijado en los reguladores de dos vías es de 48 lit./min.Como el caudal que impulsan las bombas es:
Tendremos que, mientras salen los vástagos de los cilindros con una velocidad de:
Habrá una descarga por la válvula de presión servopilotada.
lit./min. 540,97 55,65 R Q Q
lit./min. 65,551000
48016,73 1000
nV Q
VBUT
0B
m/s 1,0086
48 S6
Q v0
HS
Desarrollo de un Caso de Simultaneidad
Caudales en Circulación y Velocidad de los Cilindros
PM=156 bar.
QH=48 lit./min.
Mientras el cilindro llega a arriba, el caudal en descarga por la válvula de presión sería:
Por lo que la potencia que se pierde en la descarga durante el movimiento de salida de vástago sería:
lit./min. 12)Q (Q 2 Q 2 Q 2 Qlit./min. 48Qlit./min. 54Q
HUTHUTD
H
UT
kw. 12,3600
12156 600
QP W DMPDS
Desarrollo de un Caso de Simultaneidad
Final de la Salida del Vástago
Al llegar arriba y accionar a1 y b1 se desexcitan las bobinas y el sistema queda en total descarga con las cargas retenidas por los antirretornos
Desarrollo de un Caso de Simultaneidad
Final de la Salida del Vástago
Desalojada la carga el sistema queda a la espera del movimiento de entrada de vástago
Desarrollo de un Caso de Simultaneidad
Movimiento de Entrada del Vástago
Desarrollo de un Caso de Simultaneidad
Permutadas las Cargas se Excitan Y2 e Y4
Y1
Y2 =1
Y3 Y4=1
Cargada la carga para la bajada de forma invertida a la de la salidaExcitadas las bobinas Y2 e Y4, el sistema pone la bomba auxiliar en descarga directa a través del distribuidor NG10 4v/2p, estando la otra en descarga presurizada (del caudal sobrante que no absorben los reguladores) por la válvula servopilotada y, así, comienza el descenso pilotando los antirretornos.Puesto que la presión de pilotaje de estos antirretornos está limitada por la presurización de la válvula servopilotada y esta queremos que sea baja, dichos antirretornos no solo deben tener y tienen conexión de drenaje a tanque, sino que hemos buscado además que sean preaccionados, porque de otro modo no funcionarían en estas condiciones.[Volveremos a hablar sobre esto más adelante]
Desarrollo de un Caso de Simultaneidad
Las Presiones en la Entrada de Vástago Serían
bar. 13211134PPPPbar. 961198PPPP
bar. 341 2
160810
96,0105000 PS10RL P
bar. 982
160810
96,075000 PS10RL P
bar. 61117 PP Pbar. 71152PPP
bar. 211PPPP
ARAP0BEB
ARAP0AEA
1
0
MSB0B
1
0
MSA0A
DM1
TPSAM
DARSBSA
Comienza así el descenso con las siguiente concatenación de presiones
P1=16 bar.P0A=98
bar.P0B=134 bar.
PSA=2 bar.
PSB=2 bar.
PEA=96 bar.
PEB=132 bar.
PM=17 bar.
[NOTA: la PAP pilotada genera menos perdida de carga que en tránsito libre porque no tiene que vencer el muelle que la ayuda a cerrar.]
Desarrollo de un Caso de Simultaneidad
De esto se deduce que la reductora aplica una restricción diferente hacia A y hacia B y mayor que en la subida
bar. 1228 130P130Pbar. 868 94P94P
bar. 130PP2231PPbar. 94PP296PP
HRB
HRA
RAHSBEB
RAHSAEA
PSA=2 bar.
PSB=2 bar.
PEA=96 bar.
PEB=132 bar.
PRA=86 bar.
PRB=122 bar.PH=8
bar.PH=8 bar.
El Trabajo de la Reductora de los Reguladores
Desarrollo de un Caso de Simultaneidad
Pilotaje de los Antirretornos Pilotados.
Y1
Y2 =1
Y3 Y4=1
Como se ve solo se dispone de una presión P1 de 16 bar. Para pilotar un antirretorno cargado con una presión P0B de 134 bar.Esto, que no es sencillo de hacer, requiere de un antirretorno preaccionado.Estos antirretornos preaccionados pueden tener un factor desmultiplicador para la presión de pilotaje de hasta 1/13Supuesto que este caso se aplica en estos antirretornos: 16bar. 3,10
13134
13PP 0B
requerida pilotaje
Luego: se pilotan.Una vez abierto y pilotado, no vuelve a cerrarse (a pesar de abrir hacia un regulador de caudal con lo que la alta presión se mantiene) debido a que es de drenaje a tanque; de otra forma se despilotaría para volver a pilotarse provocando vibración.En caso de no ser suficiente la presión de pilotaje se debería subir la presurización de la válvula servopilotada:O bien tarando la válvula piloto a una PTP mayor O bien poniendo una estrangulación unidireccional en el tramo común entre los reguladores y el distribuidor de mando, aumentando así la PSA=PSB, con lo que se aumenta la presurización hasta que no vibre.Pero en nuestro caso con 16 bar. > 10,3 bar. No es necesario.
Desarrollo de un Caso de Simultaneidad
Las Presiones en la Entrada de Vástago [Sin Carga] Serían
Y1
Y2 =1
Y3 Y4=1
bar. 181120PPPPP
bar. 202
160810
96,010000 PS10RLP P
bar. 61117 PP Pbar. 71152PPP
bar. 211PPPP
ARAP0AEBEA
1
0
MSA0B0A
DM1
TPSAM
DARSBSA
Si hacemos un análisis de las presiones para un posible descenso sin carga de la plataforma, tendríamos la siguiente concatenación de presiones
P1=16 bar.P0A=20
bar.P0B=20
bar.
PSA=2 bar.
PSB=2 bar.
PEA=18 bar.
PEB=18 bar.
PM=17 bar.
Lo que permite el trabajo de los Reguladores como veremos a continuación.
Desarrollo de un Caso de Simultaneidad
Las Presiones en la Entrada de Vástago [Sin Carga] Serían
De PEA=PEB=18 bar.Se deduce que la reductora aplica aún una restricción suficiente para hacer que el regulador funcione como tal.
bar. 88 16P16PPbar. 16PP218PPPP
HRBRA
RAHSBEBSAEA
PSA=2 bar.
PSB=2 bar.
PEA=16 bar.
PEB=16 bar.
PRA=8 bar.
PRB=8 bar.PH=8
bar.PH=8 bar.
Desarrollo de un Caso de Simultaneidad
Caudales y Velocidad de la Entrada de Vástago.
Y1
Y2 =1
Y3 Y4=1
Volviendo al sistema con la carga para los caudales (aunque en relación al caudal es igual con carga o sin carga), puesto que sigue siendo el mismo caudal QH el que marca la velocidad de entrada, únicamente que ahora reteniendo. Tenemos que por tanto la velocidad es la misma que con la salida de vástago:
Lo que nos dice que el caudal requerido en la sección anular sería:
Luego el caudal de descarga por la válvula de presión de la única bomba que impulsa, estando la otra en descarga directa por el distribuidor, y calculando la potencia perdida sería:
Ahorrándonos con este sistema de dos bombas algún kw. (no mucho), al poner una bomba en descarga directa, si no:
kw. 26,009,0 17,0600
541600
617 W
600QP
600QP W
lit./min. 648 45 Q QQ
PDE
UTDDMPDE
EEUTD
kw 7,1600
)48108(71 600
QP W DMPDE
lit./min. 48 1,00462 vS62 Q E1EE
m/s 1,0086
48 S6
Q v0
HE
Desarrollo de un Caso de Simultaneidad
Final de la Entrada del Vástago
Al llegar abajo y accionar a0 y b0 se desexcitan las bobinas y el sistema queda en descarga
Desarrollo de un Caso de Simultaneidad
Final y Análisis Global de Potencias y Rendimiento
Hagamos ahora un pequeño análisis de potencias.
Con un sistema de una sola bomba sería:
¿Merece la pena una mejora porcentual en el rendimiento global de un 2% por usar dos bombas?: Algunos lo venderían como un éxito, pero ustedes decidan. [Recuerden el esquema anterior, vean: https://www.facebook.com/OHCA.IND.CMC/photos/a.520376467977797.143130.141154685899979/1389520924396676/?type=3&theater]
503,089,17
9WWR
kw 92
018tt
tWtWW
kw 89,172
95,183,33tt
tWtWW
kw 95,183,0600
5415417 R600
QPQP W
kw 181000
1,0180000 1000
v)L(L W
kw 83,3383,0600542651
R600Q2P W
M
NG
ES
ENESNSN
ES
EMESMSM
T
UTDUTMME
SBANS
T
UTMMS
480,076,18
9WWR
kw 76,182
69,383,33tt
tWtWW
kw 69,383,0600
08117 R600Q2P W
M
NG
ES
EMESMSM
T
UTMME
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