Cientos de sectores diferentes necesitan actuadores neumáticos, sobre todo para situaciones en las que hay que abrir y cerrar válvulas. Son útiles en entornos industriales en los que existe riesgo de incendio o ignición. La ventaja más conocida de los actuadores neumáticos es su alto nivel de fiabilidad, eficacia y seguridad.
Cuando es necesario obtener diferentes tipos de válvulas para aplicaciones industriales, comerciales y residenciales, adquirir de Válvula Dombor es el mejor, ya que produce válvulas de la mejor calidad. Lea este post para obtener más información sobre los actuadores neumáticos, incluidos sus tipos, usos y funcionamiento.
Qué es el sistema de accionamiento neumático
La energía del aire o gas comprimido se transforma en un movimiento mecánico mediante actuadores neumáticos, que accionan uno o varios elementos de control absoluto. Se emplean como método de control de automatización para reducir la intervención humana necesaria en el funcionamiento interno de un sistema, lo que resulta especialmente útil para modulación automática y cierres rápidos.
Según el diseño del dispositivo, un actuador neumático puede ser lineal o rotativo. Los actuadores típicos mueven un pistón a lo largo del interior de un cilindro hueco y desarrollan presión utilizando una fuerza de compresión externa como aire o gas comprimido. Produce una fuerza lineal que se utiliza para mover una carga a lo largo de una línea recta relacionada con la superficie del pistón y el diferencial de presión.
A pesar de que los actuadores de presión lineales se utilizan desde hace muchos años, las mejoras en el diseño de las membranas y la capacidad de sellado han aumentado considerablemente la eficacia y el rango funcional de esta tecnología. A diferencia de los sistemas lineales, los rotativos válvula de accionamiento neumático generan par en lugar de moverse linealmente. Puede hacerse convirtiendo el movimiento lineal de un pistón en el movimiento de un componente giratorio o al revés.
Generalmente, los sistemas neumáticos industriales utilizan presiones de 80 a 100 libras por pulgada cuadrada (psi). Los actuadores se emplean entonces para manipular álabes de entrada, amortiguadores, persianas, válvulas y accionamientos de fluidos, reguladores de turbinay diversos elementos de control, desde cargas relativamente modestas hasta cargas enormes.
Una válvula o placa automática que controla el caudal de aire dentro de un conducto o sistema de control del flujo de aire se denomina compuerta neumática. Es crucial para las operaciones de combustión porque poco o demasiado aire puede reducir la tasa de calor y la producción de energía de la quema de combustible y aumentar la producción de contaminantes peligrosos como el monóxido de carbono. La supervisión de compuertas es una de las aplicaciones directas de los actuadores neumáticos rotativos y lineales.
Cómo funciona un actuador neumático
La válvula regula la presión, la dirección y el caudal del fluido. El pistón recibe una carrera de retorno de la unidad de resorte, que transporta con éxito el aire de un lugar a otro. La función del actuador neumático permanece inicialmente abierta en ausencia de aire suministrado, tirando de la membrana hacia arriba por la acción del muelle. La dirección válvulas para petróleo y gas se utilizan ampliamente en aplicaciones relacionadas con los sectores del petróleo y el gas.
Pero cuando el aire se extrae de la atmósfera, primero pasa por un filtro antes de llegar al compresor. A continuación, el compresor comprime el aire y aumenta su presión. Cabe mencionar que la temperatura del aire aumenta junto con su nivel de presión. Por ello, para mantener la temperatura a un nivel razonable, se utilizan enfriadores de aire.
Para mantener el nivel de presión, el aire a presión se guarda ahora en un depósito de almacenamiento. Además, el aire a presión dentro del sistema ejerce presión sobre el diafragma del actuador. El diafragma se mueve hacia abajo y cierra la válvula de control cuando la fuerza del aire comprimido supera la fuerza del muelle que lo sujeta en la parte superior.
La membrana se desplaza constantemente hacia abajo a medida que aumenta la presión del aire de alimentación, cerrando totalmente la válvula en un punto determinado. Sin embargo, en cuanto la presión de alimentación disminuye, la fuerza del muelle sobre la membrana toma el relevo y supera la fuerza de la presión de alimentación. La dirección válvulas accionadas están disponibles en diferentes diseños.
La válvula se abre como resultado de mover el diafragma hacia arriba. Hay que señalar que la presión del aire afecta al lugar donde se encuentra la válvula de control. En consecuencia, el movimiento del diafragma y la presión del aire están relacionados, al igual que la apertura y el cierre de la válvula de control.
La presencia de los actuadores obedece a un controlador que envía una señal de control para que se produzca la acción deseada. La presión del aire cambia en respuesta a la señal de control adquirida, que también cambia el posición de la válvula de control. De este modo, el conjunto interno del actuador controla el procedimiento respondiendo a la señal de control obtenida.
Ventajas e inconvenientes de los actuadores neumáticos
Ventajas de los actuadores neumáticos
La principal ventaja de válvulas de actuador neumático es la velocidad. Tanto el movimiento a alta velocidad como la liberación de energía son posibles gracias al aire comprimido. Es mejor utilizar un actuador neumático si la velocidad es más crítica que la potencia en la aplicación deseada. Estas son las principales ventajas de los actuadores neumáticos:
- Rapidez
Al ser los más rápidos del mercado, los actuadores neumáticos ofrecen tiempos de ciclo largos. Es posible obtener una productividad increíble con ciclos de trabajo reforzados, lo que se traduce en rentabilidad y en un fantástico retorno de la inversión. Las funciones de control de los actuadores neumáticos también son sencillas.
- Asequible
Los actuadores neumáticos suelen costar menos que los hidráulicos o eléctricos. Esto se traduce en una menor inversión inicial de capital y una tasa de rentabilidad más rápida. Para aplicaciones ligeras y medias, los actuadores neumáticos son una opción rentable.
- Simple
Los sistemas de actuadores neumáticos constan de cinco piezas principales, pero tienen un diseño muy sencillo. Normalmente hay menos problemas potenciales y menos problemas que solucionar, ya que el diseño es sencillo. Las válvulas de accionamiento neumático deben fabricarse con medidas de control de calidad.
Inconvenientes de los actuadores neumáticos
El principal inconveniente de los actuadores neumáticos es su relativamente baja resistencia o capacidad de trabajo. A continuación se enumeran otros inconvenientes importantes de los actuadores neumáticos:
- Potencia limitada
La potencia limitada sólo se convierte en un problema si la aplicación deseada es grande y engorrosa. La presión que se puede crear en neumática tiene un límite, ya que presión es igual a potencia.
- Temperatura
El agua está presente en el aire comprimido. La cantidad de agua presente en el aire está muy influenciada por la temperatura. Cuando la temperatura es excesivamente alta o excesivamente baja, los actuadores neumáticos funcionan mal y son propensos a los efectos del agua.
- Corta vida útil
La neumática no tiene fama de ser tan duradera como la válvulas de actuador hidráulico. El actuador neumático no sobrevivirá mucho tiempo, por lo que es mejor tenerlo en cuenta si desea un servicio a largo plazo.
Aplicaciones de los actuadores neumáticos
Estas son las principales industrias en las que se utilizan ampliamente los actuadores neumáticos:
- Industria química y de procesos
Los actuadores neumáticos sólo se utilizan en válvulas para regular el flujo de productos químicos en los sectores químico y de procesos. Los actuadores neumáticos se emplean con frecuencia para garantizar la seguridad y fiabilidad en estas industrias, ya que con frecuencia ejecutan trabajos peligrosos como la regulación de materiales venenosos o peligrosos. Por su durabilidad y capacidad para tolerar altas temperaturas, los actuadores neumáticos se utilizan con frecuencia en centrales de vapor, gas y térmicas.
- Depuradoras de agua
Los sistemas neumáticos se utilizan para controlar 30% del válvulas industriales en las plantas de tratamiento de aguas. También se utilizan en válvulas, membranas de filtración, sensores y dispositivos. Utilizar un módulo de aire comprimido que pueda supervisarse localmente es ventajoso para el sistema en su conjunto, ya que los sistemas de supervisión pueden obstaculizar el ancho de banda en las plantas de tratamiento de agua debido a su gran tamaño.
- Industria de la manipulación de alimentos
Es mucho más probable que el líquido hidráulico o la electricidad se derramen y contaminen los alimentos que el gas comprimido se escape y ralentice la producción. Es crucial contar con actuadores robustos que impidan que se produzcan chispas y se contaminen los alimentos. Por este motivo, los sistemas neumáticos se utilizan mucho en la industria alimentaria.
- Industria electrónica
La fabricación y el montaje de componentes electrónicos es un proceso preciso y que requiere mucho tiempo. El sistema neumático es capaz de posicionarse con precisión y rapidez. La neumática también ofrece una alternativa a más largo plazo y más rentable que los actuadores hidráulicos, debido a los ciclos de producto más cortos del sector eléctrico.
- Industria manufacturera
Aunque hay muchos procesos industriales diferentes, un actuador neumático casi siempre encontrará un uso en el sector manufacturero. Debido a su longevidad y a sus menores requisitos de mantenimiento, se utilizan en el sector manufacturero. Dado el tamaño de una instalación de fabricación, existe la necesidad de sistemas neumáticos que no requieran repostaje o mantenimiento frecuentes, a diferencia de los sistemas hidráulicos y eléctricos.
Las industrias de automoción, agricultura, mano de obra, atracciones de parques de atracciones, embalaje, industria textil, generación de energía y equipos de minería del carbón también utilizan actuadores neumáticos. Estos actuadores también se utilizan para bombas de bicicletas, aire acondicionado, cortadoras de césped, puertas, almacenamiento debajo de la cama, etc.
Conclusión
Los actuadores neumáticos tienen numerosas aplicaciones. Los pistones y las cámaras de encendido de los automóviles de gasolina son las aplicaciones más típicas. Los equipos de embalaje y producción, los compresores de aire, los tubos de correo y las aplicaciones de aparatos de transporte dependen de estos actuadores. Son esenciales en muchos otros entornos industriales en los que se requiere un interruptor, una bomba o un controlador de sensor.
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