Control de Procesos CODIGO: AE6010
LABORATORIO N° 11
Válvula de Diafragma”
“
1. A lumnos :
2. 3.-
Grupo S emes tre Fecha Fec ha de de entreg entreg a
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Marc o Arc A rc os C . Hora:
Nota:
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Tema :
Válvula de diafragma Nota:
I.
App./Nom.:
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Grupo Lab. Nº
OBJETIVOS 1. 2. 3. 4.
Identificar las características físicas de los actuadores. Pruebas de funcionamiento Evaluar y determinar si son correctas las condiciones bajo las cuales se ha montado un actuador Realizar una auto calibración de un actuar
5. Mantenimiento de los actuadores 6. Identificación de tipos de actuadores.
II. RECURSOS a. b. c.
Válvula Diafragma Calibrador de corriente 705 Fluke Cables de conexión para calibración.
1. EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y ACCESORIOS:
Fuente de alimentación DC regulable. Multímetro digital.
Tener cuidado con el tipo y niveles de voltaje que suministran a los equipos
Antes de utilizar los instrumentos cerciorarse si son de entrada o de salida, para no dañar los equipos
Tener cuidado en la conexión y en la desconexión de los equipos utilizados
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Válvula de diafragma Nota:
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III. INFORMACIÓN PRELIMINAR Fundamento Teórico Funcionamiento
Y
Principio
De
VÁLVULASDECONTROLNEUMÁTICASCON ACTUADORDEDIAFRAGMA
En este tipo de válvulas, la única y mayor diferencia que encontramos respecto a las válvulas de tipo pistón radica en que el vástago se encuentra unido a un diafragma, el mismo que se acciona por medio de la presión de aire suministrada a un solo lado del mismo, en tanto que uno o varios resortes lo accionan en sentido contrario. Figura 1. Figura 1.
CONVERTIDORES IP De todo lo anterior deducimos que para comandar una servo-válvula neumática, es necesario suministrarle una presión de referencia entre 3 y 15 psi. Obviamente esto no es práctico, puesto que si por ejemplo deseamos comandar automáticamente la válvula a cierta distancia, será necesario llevar tuberías de aire con la señal de referencia desde un punto hasta otro. A fin de simplificar y resolver el problema anterior, los fabricantes de válvulas neumáticas servo controladas proveen de una unidad conocida como “Convertidor IP”. Si bien su estructura interna y la electrónica empleada es sumamente compleja, su función es simple, y es convertir una señal de corriente 4-20 mA a una presión de referencia proporcional de 3 a 15 psi.
En conclusión, los convertidores IP están dotados de un sistema electrónico que convierte la corriente entre 4 y 20 mA a una presión de aire entre 3 y 15 psi de manera proporcional. Un manómetro nos permite observar si la corriente de referencia se traduce a una presión proporcional. Los convertidores IP toman la fuente de aire (verificar el valor máximo) directamente del abastecimiento de aire del servoposicionador y usualmente se montan directam ente sobre los mismos, esto hace que la válvula sea muy versátil y de fácil utilización.
IV.
CONDICIONES DE SEGURIDAD
AIRE PARA ABRIR (AIR TO OPEN) Y AIRE PARA CERRAR (AIR TO CLOSE) En toda válvula servo controlada debemos tener en cuenta la condición de seguridad en falla. Podemos elegir una de dos opciones, a saber: La vávula se cierra totalmente en caso de una falla en el sistema de servocontrol de la válvula o en caso de pérdida de energía. Estas son las válvulas cuya denominación versa como aire para abrir (air to open).
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La vávula se abre totalmente en caso de una falla en el sistema de servocontrol de la válvula o en caso de pérdida de energía. Estas son las válvulas cuya denominación versa como aire para cerrar (air to close).
En todo equipo presurizado es imperativo mantener ciertas condiciones de seguridad, mismas que como mínimo deben ser:
Tener válvulas “relief” graduadas a presión máxima adecuada.
Mantener todos los fittings correctamente ajustados. Tener tubing en buen estado. Nunca desarmar unidades presurizadas. Utilizar siempre anteojos de seguridad.
Los actuadores más usuales son:
Cilindros neumáticos e hidráulicos. Realizan movimientos lineales. Motores (actuadores de giro) neumáticos e hidráulicos. Realizan movimientos de giro por medio de energía hidráulica o neumática. Válvulas. Las hay de mando directo, motorizadas, electroneumáticas, etc. Se emplean para regular el caudal de gases y líquidos. Resistencias calefactoras. Se emplean para calentar. Motores eléctricos. Los más usados son de inducción, de continua, sin escobillas y paso a paso. Bombas, compresores y ventiladores. Movidos generalmente por motores eléctricos de inducción.
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Grupo
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E D O J A O P I B U A R Q T E
M R I F A
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V. DESARROLLO a) Enumerar las partes principales de la Válvula de Diafragma Item Descripción
Tabla N° 1 Función que cumple
Datos de placa de la válvula
VERIFICACIÓN DEL ACTUADOR NEUMÁTICO DE DIAFRAGMA
a. Observe y respete las condiciones de seguridad. b. Armar el esquema que se presenta a continuación
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c. Utilizando el regulador de presión, suministre aire al actuador neumático de diafragma hasta percibir un pequeño movimiento del vástago y visualizar la presión en el transmisor de presión digital. No olvidar que la presión solo va desde 3 hasta 15 psi. d. Consigne para esta presión la posición cero e. Aumente la presión lentamente hasta que el vástago del actuador alcance el final de carrera (NO SOBREPASAR LOS 15 PSI) . f. Consigne este valor como el alcance (span / stroke). g. Para al menos ocho valores de presión entre la posición cero y el alcance (Stroke / Span), consigne las posiciones del vástago. h. Grafique la posición versus la presión. No.
Presión
Posición
1
0
0
2
5.5
12
3
6.5
15
4
7.1
25
5
8
33
6
8.7
45
7
10.7
60
8
11.5
67
9
12
75
10
14.2
83
Posición ( )
Presión (PSI)
Realiza el procedimiento anterior para el cierre de la válvula y grafique No.
Presión
Posición
1
14.2
83
2
12.0
75
3
11.0
65
4
9.6
Posición ( )
58
5
8.5
45
6
7.6
.32
7
6.5
26
8
5.8
16
9
3.9
1
10
0
0 Presión (PSI)
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¿Qué diferencia encuentra entre los datos de apertura y cierre de la válvula? Existe linealidad en el dispositivo. Explique.
CALIBRACIÓN DE UN SERVOPOSICIONADOR NEUMÁTICO La válvula deberá estar presurizada (14 psi) para que la calibración en cuestión pueda llevarse a cabo. Tenga en cuenta las condiciones de seguridad para operar equipos presurizados con aire comprimido. Siga cuidadosamente las siguientes instrucciones para llevar a cabo la calibración. Implementar el siguiente esquema
a. Identifique el regulador del cero (zero) del servoposicionador neumático. b. Identifique el regulador del alcance (stroke) del servoposicionador neumático. c. Utilizando un calibrador u otra fuente de tensión o corriente, aplique 4 mA al convertidor IP. d. Si la posición del vástago del actuador es diferente de cero ajustar la perilla zero hasta conseguir la posición cero. e. Incremente con el calibrador la corriente poco a poco hasta llegar a los 20 mA. Este incremento debe ser proporcional al movimiento, si no es asi puede ajustar la perilla stroke. Al llegar a los 20 mA en esta posición debe estar a 90 grados. Si esto no fuera así ajuste la perilla stroke hasta que se ajuste a la posición de 90 grados. f.
Disminuir la corriente verificando que a los 4 mA la posición debe ser 0 grados. Si no es así ajustar la perilla zero.
g. Verificar las posiciones y la alimentación de corriente y Repetir el procedimiento si es necesario.
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Con la siguiente Grafica calibrar Neumáticamente el posicionar, para este procedimiento usar como señal de control presión neumática de 3 a 15 psi. Construir una tabla y graficar la curva.
A. Después de calibrar la válvula, complete las siguientes tablas
Tabla 1 Subida Rango del Transmisor: Min___________Max____________ Corriente Presión aplicado al Presión medido Error entre la corriente aplicado mA al Posicionador en el actuador o medida y la relación de posicionador Power Supply membrana presión de 3 a 15 psi 0% 4 14.6 4.4 14.6 25%
8
15
7.2
50%
12
14.5
9.8
75%
16
14.8
11.3
100%
20
14.6
12 Tabla 2 Bajada
Rango del Transmisor: Min___________Max____________ Corriente Presión aplicado al Presión medido Error entre la corriente aplicado mA al Posicionador en el actuador o medida y la relación de posicionador Power Supply membrana presión de 3 a 15 psi 0% 20 14.8 11.8 25%
16
14.8
10.9
50%
12
14.6
9
75%
8
14.6
6.5
100%
4
14.5
4.3
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App./Nom.: B.
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Grafique sobre un mismo sistema de ejes, la curva de la respuesta del transmisor de subida y bajada.
C. ¿Considera Ud. que el transmisor de presión tiene una respuesta lineal ?
D. ¿Existe error con la relación de presión de 3 a 15 psi y la relación 4 a 20 mA? ¿Por qué?
E. Liste como mínimo tres aplicaciones industriales para este tipo de válvula estudiada
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Grupo Lab. Nº
2) OBSERVACIONES – CONCLUSIONES - APLICACIONES:
……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………
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Válvula de diafragma Nota:
App./Nom.:
Fecha:
Lab. Nº
Servo válvula de diafragma
PROYECTO SEMESTRE
Grupo
GRUPO
FECHA LISTA DE MATERIALES
ITEM
DESCRIPCION
UNIDAD CANT.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 LISTA DE HERRAMIENTAS Y EQUIPOS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
COSTO DE MATERIALES
ITEM UNIDAD
1 2 3 4 5 6 7
DESCRIPCION
PRECIO CANT. UNIT. S/.
PRECIO TOTAL S/.
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Grupo
Fecha:
Lab. Nº
COSTO DE MATERIALES
ITEM UNIDAD
DESCRIPCION
PRECIO CANT. UNIT. S/.
8 9 10 11 12 13 14 15 TOTAL S/.
FIN DE DOCUMENTO
PRECIO TOTAL S/.
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