cursillo neumatica basica

8/16/2019 Cursillo Neumatica Basica

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Neumática Básica


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Contenido

Composición del aire.Presión atmosférica.Aire comprimido industrial.

Presión.Unidades de presión.Presión y fuerza.Ley general de los gases.Generación de aire comprimido.

Introducción.


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¿Que es Neumática ?◦ La técnica que trata del aprovechamiento de las

propiedades que tiene el aire comprimido.

Propiedades del aire comprimido :◦ Fluidez: no ofrecen nin !n tipo de resistencia al

desplazamiento.◦ "ompresi#ilidad: un as se puede comprimir en un

recipiente cerrado aumentando la presi$n.◦ %lasticidad: la presi$n e&ercida en un as se transmite

con i ual intensidad en todas las direccionesocupando todo el volumen que lo en lo#a.

3

Introducción


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' Favor:

'#undante: (ransporte

'lmacena#le:'ntide)a rante:Limpio%con$mico' prue#a de so#recar as

%n contra

Preparaci$n:

"ompresi#le Fuerza%scape"ostos

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Propiedades Del Aire Comprimido


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Composición del aire

%l aire querespiramos eselástico*comprimi#le + )uido.

,amos por hechoque el aire llena todoel espacio que locontiene.%l aire se compone#ásicamente denitr$ eno + deo- eno.

5

Composición por VolumenNitrogeno 78.09% N 2Ox geno 20.95% O 2

!rgón 0.93% !r Otros 0.03%


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Presión Atmosférica

La presi$n atmosféricaes causada por el pesodel aire so#re nosotros.%sta es menor cuandosu#imos una monta/a+ ma+or al descender auna mina.La presi$n var a con las

condicionesatmosféricas.

"


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Las presiones e-istentes en un sistemaneumático se consideran sin tener en cuentala presi$n atmosférica 0 presi$n relativa 1.

Presi$n a#soluta 2 Presi$n atmosférica 3 Presi$n relativa

Presi$n atmosférica* se mide con #ar$metros

Presi$n relativa* se mide con man$metros

7

Presión absoluta, presión relativa


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Atm ósfera Standard

4na atm$sfera standard se de5nepor la 6r anizaci$n 7nternacional de'viaci$n "ivil. La presi$n +

temperatura al nivel del mar es898 .;< milli #ar a#soluta + ;== >08


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Atmósfera y vacio

La potencia de lapresi$n atmosféricaes evidente en laindustria demanipulaci$n dondese utilizan ventosas+ equipos de vacio.%l vacio se consi ueevacuando todo elaire de un sitio

determinado.

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Aire comprimido industrial

Las presiones se dan en#ar 0relativos a la presi$natmosférica1.%l cero del man$metroes la presi$natmosférica.Para cálculos se utiliza lapresi$n a#soluta:Pa 2 P 3 Patm$sfera.

e asume para cálculosrápidos que 8 atm$sferaequivale a 8.999 m#ar.%n realidad 8 atm$sferaequivale a 8.98 m#ar.

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$ango#a%o

$angoindustrialt&pico

01!'

"()*+

10

111!11'1"1(1)

01!

'"()*+

10111!11'1"1(

# r e s

i ó n $

% s o

l u t $

% $ r

# r e s

i ó n m $ n o m

& t r i c $

% $ r

V$cio tot$l !tmós'er$

$angoIndustrialampliado


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Presi$n( Presi$n2Fuerza@ uper5cie( La unidad de presi$n en el .7. es el

N@ m; 2 Pa0pascal1

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1 bar 1!"#$ psi1 mm % & ' $,$()( mbar apro*"

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+nidades de presión


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Presión y fuer a%l aire comprimido e&erceuna fuerza de i ual valoren todas las direcciones dela super5cie del recipienteque lo contiene.

%l l quido en un recipienteserá presurizado +transmitido con i ualfuerza.Por cada #ar de

man$metro* se e&ercen 89NeAtons uniformementeso#re cada cent metrocuadrado.

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Presión y fuer aLa fuerza que sedesarrolla so#re unpist$n de#ida a lapresi$n del airecomprimido es el área

efectiva multiplicada porla presi$n:

F2 PB 2PBC, ; @D

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D mm

P bar


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Presión y fuer ai am#as cone-iones de

un cilindro de do#leefecto se conectan a lamisma presi$n el cilindrose moverá de#ido el

diferencial de presi$nque ha+ en am#ascámaras.

i el cilindro es de do#levásta o el cilindro no se

moverá.

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Presión y fuer a%n la corredera de una válvula la presi$n actuando encualquier cone-i$n no hará que la corredera sedesplace puesto que las dos areas so#re las que actuael aire son i uales.P8 + P; son las presiones de alimentaci$n + escape.

1"

P1 P!


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-as leyes de los

.ases


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-as leyes de los .ases

Para cualquier masa de aire dada las propiedadesvaria#les son presi$n* volumen + temperatura.'sumiendo que una de estas varia#les se mantieneconstante se darán los si uientes casos:

-ey de Boyle/0ariotte : (emperatura "onstante

-ey de ay/-usac :Presi$n "onstante

-ey de C2arles :Eolumen "onstante

18

P.V = C (una constante)

= C (una constante)V

T

= C (una constante) P

T


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-a -ey .eneral de los ases

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= = C P 1 .V 1T 1 P 2 .V 2T 2

Not$ ) por lo gener$l tr$ $*$remos $ temper$tur$ const$nte.


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eneración del aire

comprimido


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%lementos eneradores de ener a.

ed de distri#uci$n.

%lementos de tratamientos de )uidos.

%lementos de mando + control.

%lementos actuadores.

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3lementos de un sistemaneumático


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Los compresores elevan la presi$n del aire hasta el valoradecuado para su utilizaci$n.

"ompresor* accionado por un motor eléctrico o de com#usti$n interna.

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3lementos .eneradores de ener.4a


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%s el con&unto de tu#er as que distri#u+en elaire comprimido por todo el circuitoneumático.Los dep$sitos + los acumuladores tienencomo misi$n mantener un nivel de presi$nadecuado en el circuito neumático.

5ed de distribución

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Componentes situados con anterioridad al elemento6ue utili a el aire comprimido, y 6ue tienen comomisión suministrar el aire en las me7ores condicionesposibles8

,ispositivos de secado

Filtros

e uladores de presi$nLu#ricadores

4nidad de mantenimiento2Filtro 3 re ulador de presi$n 3lu#ricador 3 man$metro 24

3lementos de tratamientos de9uidos


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e encar an de conducir de formaadecuada la ener a comunicada al aire enel compresor hacia los elementosactuadores 0EGLE4L' 1.

e !n la funci$n que desempe/an:◦ Eálvulas de control de direcci$n◦

Eálvulas de control de caudal◦ Eálvulas de control de presi$n

25

3lementos de mando ycontrol


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(ransforman la ener a del )uido enmovimiento en tra#a&o !til:

"ilindros

Hotores

2"

3lementos actuadores


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"entral Ieneraci$n 'ire "omprimido

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Compresor + re'riger$,or

#resión m$nómetroV-l ul$ seguri,$,

#urg$ con,es$,os

V-l ul$ ,e purg$

/epósito $cumul$,or

u er $,istri ución

#10 $r V-l ul$ ,e corte

,


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l sistem$ neum-tico -sico

1. Compresor 2. Motor eléctrico 3. Presostato 4. Valvulaantiretorno5. Depósito 6. Manómetro 7. Purga autom tica !. V lvula "e seguri"a"#. $eca"or "e aire re%rigera"o 1&. 'iltro "e l(nea

1. Purga "el aire 2. Purga autom tica 3. )ni"a" "e acon"icionamiento "el aire4. Valvula "ireccional 5. *ctua"or 6. Controla"ores "e veloci"a"

Central Generación Aire Comprimido

Ver 71

Ver 38

Ver 90


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%levan la presi$n del aire hasta la presi$nde servicio.%n su funcionamiento aparecen implicadasdos ma nitudes:

◦ -a presión que se le comunica al aire.5elación de compresión P salida :P entrada

◦ 3l caudal ;< =:t >?-:t >?vel"

Compresores

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"ompresores volumétricos :◦ e #asan en la le+ de Jo+leKHariotte* de manera

que para elevar la presi$n del aire reducimos suvolumen.

"ompresores dinámicos :◦ 8 %l aire se hace pasar por una tu#er a de

secci$n cada vez mas reducida aumenta lavelocidad.

◦ ; La ener a cinética comunicada al aire seconvierte en ener a de presi$n.

Clasi@cación compresores

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Compresión del aireCompresores

C-,P$ /-$ / -LU, 2$IC-/

AL2 $3A2I -/ $-2A2I -/

,4-L- PAL 2A5IA6$AG,A 2-$3ILL- $--2/


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Compresión del aireCompresores

C-,P$ /-$ / 5I37,IC-/ 82U$4-C-,P$ /-$ /9

5 6LU:- $A5IAL 5 6LU:- A;IAL

un,$mento) l $ire se $ce p$s$r por un$ serie ,e con,uctos ,e secciónc$,$ e6 menor c$u,$l cte. eloci,$, . ! continu$ción se $cep$s$r por un ,i'usor eloci,$, increment-n,ose su presión.


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-tros modelos

http://mecanicavirtual.iespana.es/turbo-compresores.htmhttp://mecanicavirtual.iespana.es/turbo-compresores.htm


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Compresión ,el $ire

Compresor ,e &m olo ,e un$ sól$ et$p$

!ire en l$ g$m$ ,e 3 7 $res


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Compresor ,e &m olo ,e ,os et$p$s

!ire : 7 $res ; 'in$l 120


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Compresor ,e ,i$'r$gm$

( !ire $st$ 5 $res

( =i re ,e $ceite


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Compresor rot$ti o ,e p$let$s ,esli6$ntes

( ; 'in$l 190


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Compresor rot$ti o ,e tornillo

( C$u,$les > 400 m 3 ? min

( #resión > 10 $res


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"ompresores dinámicos

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"ompresores dinámicos

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Dia.rama de caudal

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%l diámetro de las tu#er as se eli e en funci$n de:◦ %l caudal◦ La lon itud de las tu#er as◦ La pérdida de presi$n 0admisi#le1◦ La presi$n de servicio◦ La cantidad de estran ulaciones 0codos* man uitos*..1

◦ Presi$n de servicio: La suministrada por el compresor oacumulador + e-iste en las tu#er as que alimentan a losconsumidores.

◦ Presi$n de tra#a&o: La necesaria en el puesto de tra#a&o.

Dimensionado de lastuber4as

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/istri ución ,el $ire

= ne$ princip$l con 'in$l en l ne$ muert$


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= ne$ princip$l en $nillo

$


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= ne$s secun,$ri$s

/i i ió l $i


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#urg$,or $utom-tico

Vol er

i $ ió


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istem$s ,e conexión

Conexión por inserción en co,o orient$ le

i $ ió


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istem$s ,e conexión

Conexión $utoest$nc$


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,ispositivos de secado

Filtros

e uladores de presi$n

Lu#ricadores

4nidad de mantenimiento 2 Filtro 3re ulador de presi$n 3lu#ricador 3 man$metro

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3lementos de tratamientos de9uidos


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' ua en el 'ire

"omprimido


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' ua en el aire comprimido

( "uando se comprimenrandes cantidades de

aire se produce unacantidad considera#le de

condensados.( %l vapor de a ua naturalque contiene el aireatmosférico licua comoen una espon&a.

( %l aire en el interior delrecipiente continuarásaturado 0899M 1.

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purga

airetotalmentesaturado

Condensado


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( La cantidad de vapor de a ua que contiene unamuestra de aire atmosférico se mide por la humedadrelativa en M . %ste porcenta&e es la proporci$n de lacantidad má-ima de a ua que puede contener el aire auna temperatura determinada.

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40

20

0 10 20 30 40 50

0

20

40

Gramos #ico aire g=m"0 70 80

2 e m p e r a

t u r a

C e

l s i u s

25% @A 50% @A 100% @A

A !0o Celsius100? @$ 1).' g=m "0? @$ *.) g=m

!"? @$ '. " g=m


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( La ilustraci$n muestra cuatro cu#os donde cada unorepresenta 8 metro c!#ico de aire atmosférico ;9 "."ada uno de estos vol!menes tiene una humedad relativadel


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( "uando el compresor comprime estos cuatro metrosc!#icos en uno solo lue o ha#rá D veces =.O ramos*pero tan solo dos de estas partes se pueden mantenercomo vapor en un metro c!#ico de volumen. Las otrasdos partes condensaran en otas de a ua.

55


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5"


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57


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( D metros c!#icos a presi$natmosférica contenidos en 8 metroc!#ico producen una presi$n de #ares de man$metro.

( 8O.D ramos de a ua se mantienencomo vapor produciendo el 899M + los otros 8O.D ramos condensanen a ua l quida.

( %sto es un proceso continuo* demanera que cuando el man$metromarca 8 #ar* cada vez que secomprime un metro c!#ico de aire +se a/ade al metro c!#ico contenido*otros =.O ramos se comprimen.

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"audal de aire comprimido


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4nidades de caudal( %l caudal se mide comovolumen de aire li#re por

unidades de tiempo.( Las unidades usuales :

B Litros normales odec metros c!#icos por

se undo lN/s o dm3

/s B Hetros c!#icos por minutom 3N/min

B Pies c!#icos normales porminuto scfm

( 8 m @m 2


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"audal aire Li#re( %l espacio entre las#arras representa el

volumen real que ocupaun litro de aire li#re a surespectiva presi$n.

( %l caudal es el resultadode la presi$n diferencial*a un #ar a#soluto 09 deman$metro1 solo ha#r acaudal en vac o.

( i la velocidad fuese lamisma en cada caso elcaudal seria el do#le queen el caso anterior.

"2

olumen real de 1 litrode aire li#re a presión0

1 =*

1 =1(

1 ='

1 =!

1 litro1#ar a

!#ar a

'#ar a

*#ar a

1(#ar a


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"3

1. +l aire pasa a través "e un con,unto "e capas "e sustanciassecantes.

2.- *l com inarse el vapor "e agua con "ic/as sustancias0 secom inan u(micamente el agua se "espren"e como me cla"e agua sustancia secante.

3. *l mismo tiempo se separan part(culas "e aceite.

• Adsor#er. !tr$er + retener en l$ super'icie ,e uncuerpo mol&cul$s o iones ,e otro cuerpo.

• l m$teri$l ,e sec$,o es gr$nuloso iO 2 gel• l gel $,sor e el $gu$ + el $por ,e $gu$.


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"4

/e #asan en la reducción de la temperatura del punto de roc&o.Una


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r$t$miento ,el $ire

iltro est-n,$r

limin$r impure6$s + el $gu$con,ens$,$.

=os componentes l Dui,os + l$sp$rt cul$s gr$n,es ,e sucie,$, se$cumul$n en l$ p$rte in'erior,e i,o $ l$ 'uer6$ centr 'ug$ .

Vol er


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""

poros 40Em


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"7

,antener la presión de tra#a%o8secundaria9 lo mas cte. posi#leindependientemente del consumode aire y de las #2


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"8

r$t$miento ,el $ire


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@egul$,or est-n,$r


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70


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71

!ctu$,ores


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Cilin,ros

ipos ,e cilin,ros

!ctu$,ores

http://www.sapiensman.com/neumatica/neumatica7.htmhttp://www.sapiensman.com/neumatica/neumatica7.htm


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Cilin,ro ,e simple e'ecto

!ctu$,ores


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Cilin,ro ,e ,o le e'ecto

!ctu$,ores


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Construcción ,el cilin,ro

!ctu$,ores


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i*$ción ,e cilin,ros


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77


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78

Con $mortigu$ción intern$


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79

Eál l


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Eálvulas( Los mandos neumáticos están constituidos por:

B %lementos de se/alizaci$n B %lementos de mando B %lementos de tra#a&o

( Según la función que realizan: B Válvulas de control de dirección, puesta en

marcha + paro. B Eálvulas de control de presi$n B Eálvulas de control de caudal.

80

(ipos de válvulas se !n su forma


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(ipos de válvulas se !n su formaconstructiva

( Eálvulas de asiento B 'siento esférico B 'siento Plano

( Eálvulas de corredera B m#olo B m#olo + cursor B ,isco iratorio

81


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82

(i d ál l


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(ipos de válvulas( Eálvulas de v as o distri#uidoras( Eálvulas de #loqueo:

B Eálvulas antirretorno B Eálvulas selectoras de circuito 06 1 B Eálvulas antirretorno + de estran ulaci$n B Eálvulas de escape rápido B Eálvula de simultaneidad 0'N,1

( Eálvulas de presi$n: B Eálvulas de re ulaci$n de presi$n B Eálvulas de limitaci$n de presi$n 0válvula de se uridad1 B Eálvulas de secuencia

( Eálvulas de caudal( Eálvulas de cierre.

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V-l ul$s ,e control ,ireccion$l


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8"



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V-l ul$ ,e 5 i$s


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88


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90


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91


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92


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94


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9"


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97


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100


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101

*emplos con !utom$tion tu,io


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10"


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107


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112


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113


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115


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11"


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117


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118


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119

"audal a través deál l


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válvulas( i no se dispone del con&unto de curvas pero se conocen

la conductancia + la relaci$n cr tica de presiones* elvalor del caudal para cualquier caida de presi$n sepuede calcular mediante la si uiente f$rmula:

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Q = C P 1 1 -1 - b

P 2 P 1

- b

2

/on,e )# 1 F $gu$s $rri $ $r # 2 F $gu$s $ $*o $r C F con,uct$nci$ ,m 3?s? $r

F rel$ción cr tic$ ,e presionesG F c$u,$l ,m 3?s

"audal a través de válvulas


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audal a través de válvulas

( %l "oe5ciente de caudal "v es un factorcalculado a partir del caudal de a uaque circula a través de un componenteneumático con una pérdida de presi$nde 8 p.s.i.

Q : caudal en l N @ min'P : ca da de presi$n en #arP8 : presi$n de entrada en #arP; : presi$n de salida en #ar

( : temperatura a#s. 0;O 3 "1. 121

Cv Q

P P PaT

= +114 5 210

Α

"audal a través de válvulas


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audal a través de válvulas

( %l "oe5ciente de caudal >v es un factorcalculado a partir del caudal de a ua quecircula a través de un componenteneumático con una pérdida de presi$n de8 #ar.

En : caudal en l N @ min'P : ca da de presi$n en #arIn : Iravedad espec 5ca 08 para el aire1P; : presi$n de salida en #ar

( 8 : temperatura a#s. 0;O 3 "1122

Kv Vn GnT

P P = 5&41

2 Α


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