UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE
FACULTAD DE TECNOLOGÍA
DEPARTAMENTO DE ELECTROMECANICA
CAMPUS TIQUIPAYA
SISTEMAS HIDRAULICOS Y
NEUMATICOS
DISEÑO DE UNA RED DE AIRE
COMPRIMIDO PARA UNA INDUSTRIA DE
SOPLADO E INYECTADO
Grupo “4”
Estudiantes:
Laime Perez Rene Brayan
Nuñez Perez Enrique
Oropeza Bazoalto Daniel G.
Docente: Ing. Rodolfo Terán
Cochabamba, 15 de abril del 2021
Gestión I – 2021
1
Contenido
P08 DISEÑO Y DIAGRAMA DE LA RED DE AIRE COMPRIMIDO ............................................................ 3
- Layout (Plano) /Diseño CAD .......................................................................................................... 3
- Red de Distribución de aire comprimido (by pass - válvulas de paso).......................................... 4
- Lista de unidades consumidoras/ datos........................................................................................ 4
- Especificaciones técnicas respecto a la calidad de aire comprimido............................................ 6
- Especificaciones técnicas de ubicación de las unidades consumidoras ..................................... 10
- Orden de filtros, secadores y componentes de sala de compresores ........................................ 11
P09 - CALCULO, DIMENSIONAMIENTO Y SELECCION DE TUBERIAS, COMPRESOR, FILTROS DE ALTA
Y SECADOR ........................................................................................................................................ 12
- Tipo de tubería ............................................................................................................................ 12
- Calculo de red aire comprimido de planta, Planilla de cargas de dimensionamiento y Calculo y
selección del compresor ............................................................................................................... 18
- Calculo y selección del Secador: ................................................................................................. 21
- Calculo y selección de los filtros de Alta ..................................................................................... 22
P10 - SELECCION DE UNIDADES DE MANTENIMIENTO Y LISTA DE MATERIALES TOTAL DE TODA SU
RED DE AIRE COMPRIMIDO ............................................................................................................... 23
-Especificaciones de calidad de aire de industria de soplado e inyectado de botellas PET. ......... 23
-Algoritmos desarrollados por el grupo. ....................................................................................... 25
-Especificaciones de conexión del diseño. .................................................................................... 32
-Selección de unidades FR, FRL o el que corresponda para cada unidad consumidora ............... 32
-Lista de materiales total de todos los componentes ................................................................... 33
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P08 DISEÑO Y DIAGRAMA DE LA RED DE AIRE COMPRIMIDO
- Layout (Plano) /Diseño CAD
3
- Red de Distribución de aire comprimido (by pass - válvulas de paso)
- Lista de unidades consumidoras/ datos
4
5
- Especificaciones técnicas respecto a la calidad de aire comprimido
6
7
8
9
- Especificaciones técnicas de ubicación de las unidades consumidoras
10
- Orden de filtros, secadores y componentes de sala de compresores
11
P09 - CALCULO, DIMENSIONAMIENTO Y SELECCION DE TUBERIAS,
COMPRESOR, FILTROS DE ALTA Y SECADOR
- Tipo de tubería
CALCULO DEL DIAMETRO DE TUBERIAS
Método convencional
PT= 8X105 [Pa]
∆P= 1x105 [Pa]
L= 140 [m]
Qc= 1.82 m3/min = 0,0303 m3/s
140
5
∅𝐼𝑁𝑇 = √1,6 ∗ 1000 ∗ 0,03031.85 ∗
(1 ∗
105 )(8
∗ 105 )
∅𝐼𝑁𝑇 = 0,0213 𝑚 = 2.13 𝑐𝑚 (𝑑𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑒𝑚𝑝í𝑟𝑖𝑐𝑜)
Recalculando el diámetro, pero esta vez considerando los accesorios para las conexiones:
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NUMERO
TIPO DE
DE
CONEXIÓN
UNIDADES
LONGITUDES
EQUIVALENTES
FACTOR
TOTAL [m]
CODOS DE
90°
12
2
24
PIEZAS T
23
2,5
57.5
VALVULAS
DE PASO
35
0,4
14
LTOTAL= LTUBERIAS+ L EQUIV
LTOTAL =140 m + (24+57.5+14) m
LTOTAL = 235.5 m
5
∅𝐼𝑁𝑇 = √1,6 ∗ 1000 ∗ 0,03031.85 ∗
235,5
(1 ∗ 105 )(8 ∗ 105 )
∅𝑰𝑵𝑻 = 𝟎, 𝟎𝟐𝟑𝟔𝒎 = 𝟐. 𝟑𝟔 𝒄𝒎 (𝒅𝒊á𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐 𝒓𝒆𝒂𝒍)
Tuberías y accesorios de Unión:
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CARACTERISTICAS TECNICAS DE LOS TUBOS PARA REDES DE AIRE COMPRIMIDO
14
CARACTERISTICAS TECNICAS DE LOS TUBOS PARA REDES DE AIRE COMPRIMIDO
15
Verificacion con los Monogramas
Al observar la línea D, podremos notar que el valor de la tubería se encuentra entre los valores de
25 mm y 32 mm pero el punto cae aproximadamente en 30 mm, lo cual indicaría la medida de la
tubería a lo largo de toda la red.
16
OBTENCION DE LA CAIDA DE PRESION POR EL METODO DE LOS
MONOGRAMAS
17
El valor de la caída de presión (∆P) determinado por el fabricante es de 0.8 Bar.
El valor de la caída de presión (∆P) determinado por el fabricante es de 0.8 Bar.
- Calculo de red aire comprimido de planta, Planilla de cargas de dimensionamiento y
Calculo y selección del compresor
DISEÑO DE UNA RED DE AIRE COMPRIMIDO
EQUIPO O
CODIGO
HERRAMIENTA
HORAS
PRESION CAUDAL
CANTIDAD
DE
[Bar]
[L/min]
TRABAJO
SIMULTANEIDAD
UTLIIZACION %
FACTORES
INYECTO
SOPLADORA
FS-90LSSO
2
140
253
12
0,94
150
713,46
LAVADORA
NEUMATICA
XP-24
1
0,4
98
12
1
150
147
PISTOLA
NEUMATICA
DP-1312
4
6,2
257
4
0,86
50
442,04
DOSIFICADORA GENERICO1
NEUMATICA
1
9
225
12
1
150
337,5
CAPSULADORA 900-0029NEUMATICA
000
6
120
12
1
150
180
1
CAUDAL DE
ABASTECIMIENTO
[L/min]
Datos de la Fábrica
JORNADAS
DE
TRABAJO
AL DIA
HORAS DE
TRABAJO
POR
JORNADA
2
6
18
Caudal de abastecimiento medio del compresor (QCM): 1820 [L/min]
Caudal corregido del Compresor (Qc)
Porcentaje de ampliación de la red (A%): 30%
Porcentaje de Fugas en la Red (Fu): 10%
1820
L/min
1.82
m3/min
Qc
SELECCIÓN DEL COMPRESOR DE TORNILLO
CAIDA DE PRESION ESTIMADA (∆P) = 1 Bar = 100 KPa
CARACTERISTICAS QUE DEBE CUMPLIR EL
COMPRESOR
COMPRESOR DE TORNILLO
CAUDAL DE TRABAJO = 1.82 m3/min
PRESION DE TRABAJO QUE DEBE CUMPLIR EL COMPRESOR = 8
Bar = 800 KPa
Del fabricante INGERSOLL RAND el modelo RS 11i-22i FIXED SPEED, el cual presenta las
siguientes características:
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DIMENSIONAMIENTO DEL TANQUE DE ALMACENAMIENTO
Se utilizaron algunas herramientas de cálculo para la capacidad del tanque, a continuación, se
mostrarán dos herramientas que llegan a un resultado casi igual
Fuente: https://www.mundocompresor.com/calculo/calculo-volumen-adecuado-recipiente-airecomprimido
Para evitar un desgaste prematuro, el motor en cuestión solo debe ponerse en marcha entre 6 y 10
veces por hora.
𝑉=
ΔT
ΔP
(𝑄𝑐 − 𝑄𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜)
20
1
𝑉 = 1 (1.8−0.6)
𝑉 = 1.2 𝑚3
Volumen requerido para el Tanque: 1,2 [m3]
- Calculo y selección del Secador:
Para la selección de según nuestro requerimiento del secador se utilizo la presión ejercida del
compresor y se un secador por frio.
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- Calculo y selección de los filtros de Alta
Para la selección de filtro de alta se selecciono según su grado filtrado del líquido, tipo de rosca y presión
correspondiente a la necesidad del sistema de aire comprimido de circulación de planta.
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P10 - SELECCION DE UNIDADES DE MANTENIMIENTO Y LISTA DE
MATERIALES TOTAL DE TODA SU RED DE AIRE COMPRIMIDO
-Especificaciones de calidad de aire de industria de soplado e inyectado de botellas PET.
Nos dedicamos a la filtración, la purificación y la separación
Se hace el uso de la norma ISO 8375-1 clase 1.4.1 que se hace referencia aplicación con un contenido de
referente residual reducción de aceite y de vapores y de olores instrumentos ópticos aire de barrido en
aplicaciones con rayos láser y envasados primarios.
Al comprimir el aire, en el mismo volumen de 1 m³, encontramos “n” m³ de aire, por lo tanto, las
substancias indicadas arriba se incrementan. Para limitar esto, se instalan filtros, secadores y
separadores de aceite a la entrada y salida de los compresores. A pesar de estas precauciones, el aire,
durante su transporte dentro de las mangueras o almacenamiento en tanques, puede recibir partículas
de oxido, además una parte del vapor de agua contenido en el aire, al enfriarse, puede pasar del estado
gaseoso al estado líquido, pero también puede transformar el humo del aceite que no fue retenido por
los filtros previos. Por esta razón es aconsejable equipar los sistemas o maquinaria con grupos de
tratamiento de aire llamadas unidades de mantenimiento FRL
La eficiencia en el funcionamiento de una planta permite aumentar los volúmenes y fabricar mejores
productos a un coste inferior. Los períodos de inactividad y la falta de fiabilidad no son aceptables. Un
elemento fundamental para la mayoría de los entornos de producción modernos es la red de aire
comprimido, lo que suele conocerse como el cuarto servicio. Este servicio debe ser totalmente fiable y
eficaz.
23
Para del aire comprimido para el soplado se hace uso de filtros los cuales son:
Filtro coalescente
Pre-filtro
Filtro micronico
Filtro submicronico
Unidad de mantenimiento F.R.L.
según los filtros usados en la planta para una limpieza optima del aire requerido para el área de soplado
y moldeado de botellas PET.
Aire comprimido: El cuarto servicio
El aire comprimido es una fuente de energía segura y fiable muy utilizada en el sector de la
alimentación. Aproximadamente el 90% de todas las empresas utilizan aire comprimido, que se conoce
como el cuarto servicio, en alguna parte de sus operaciones. A diferencia del gas, el agua y la
electricidad, suministrados a las instalaciones por un proveedor de servicios y sujetos a estrictas
especificaciones de calidad y tolerancias, el aire comprimido lo genera el usuario in situ. Por
consiguiente, la calidad del aire comprimido y el coste de producción de este potente servicio son
responsabilidad del usuario.
Normas mundiales para el aire comprimido de calidad alimentaria Para proteger al consumidor de
enfermedades o situaciones peores, la mayoría de los países industrializados aplican normas y leyes muy
estrictas sobre higiene que deben cumplir los productos alimentarios durante las fases de:
Preparación, Proceso, Fabricación, Envasado, Almacenamiento, Transporte, Distribución, Manipulación
Venta o suministro.
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-Algoritmos desarrollados por el grupo.
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-Especificaciones de conexión del diseño.
Para el diseño de conexionado se realizaron cálculos de para hallar el diámetro y el caudal, presión al
cual debemos dimensionar la red.
Para la red de diseño en toda la planta se realizó un uso de conexiones de tubería total de:
12 codos- conector
23 te- conector
2 cruz - conector
35 válvulas de paso
De la marca de marca AIGNEP de diámetro exterior de 32 mm ya que la marca designada de CAMOZZI
no se encontró el diámetro necesitado en los catálogos.
Para el conteo de longitud de tubería instalada en la planta se usó 140 metros longitud total de tubería
necesitada en toda la plata en el área de neumática.
Cada de tubería azul de aire comprimido RAL 512 de la marca PREVOST se usó un diámetro 32 mm
PPSTUB32L4
Su tipo de material es: aluminio extruido en aleación AW 6060 T6UNI-EN 573-3
Longitud del tubo: 6 metros
-Selección de unidades FR, FRL o el que corresponda para cada unidad consumidora
En la selección de unidad F.R.L.
Se coloco 6 unidad de mantenimiento (F.R.L) se encuentra ubicada en cada salida de una unidad
consumidora.
Las unidades consumidoras que se utilizó son:
2 inyecto sopladora
Pistola sopladora
Dosificador
Lavadora de botellas PET
Capsuladora
Su selección del F.R.L.
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Se selecciono según el filtrado al grado de absorción cual se realizará después de la unidad consumidora
y su regulación a la presión correspondiente de velocidad, caudal y presión que será sometida y su etapa
de lubricación.
-Lista de materiales total de todos los componentes
N°
N° de equipos
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
1
1
4
1
12
23
2
35
6
1
23
6
Nombre de equipo y
materiales
Compresor
Inyecto sopladora
Lavadora de botella
dosificadora
Pistolas de aire
capsuladora
codos
Te- conector
Cruz conector
Válvulas de paso
F.R.L.
Filtro de alta
Tubos azules
Válvula de purga
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