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UNIVERSIDAD NACIONAL “PEDRO RUIZ GALLO” LAMBAYEQUE FACULTAD DE INGENIERIA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA ASIGNATURA

:

MAQUINARIA INDUSTRIAL II

TEMA:

TRANSPORTADORES NEUMATICOS

DOCENTE:

ING. JORGE TELLO RODRIGUEZ

ALUMNOS: ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ ➢

CICLO

:

VEGA SAAVEDRA LUIS CULQUI ROJAS EDWIN CHAMBERGO BANCES RONALD HELGUERO MURO JEAN PAUL BANCES SANDOVAL ANGEL ROBERTO SUXE VILCHEZ DOMENAK

2019-II

TRANSPORTADORES NEUMATICOS 1. HISTORIA. .............................................................................................................................. 1 2. DEFINICION. .......................................................................................................................... 4 2.1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO. ......................................................................... 4 2.2. USOS................................................................................................................................ 4 2.3. UNA INSTALACIÓN DE TRANSPORTE NEUMÁTICO CONSTA, EN LÍNEAS GENERALES, DE LOS SIGUIENTES ELEMENTOS: .................................................... 5 2.3.1. Ventilador centrífugo. .......................................................................................... 5 2.3.2. SISTEMA DE CARGA (TOLVA, VÁLVULA DOSIFICADORA, BOQUILLA VENTURI,...). ...................................................................................................................... 6 2.3.3. CICLÓN Y SISTEMA DE DESCARGA. .................................................................. 7 2.3.4. FILTRO DE MANGAS. ............................................................................................... 8 2.3.5. RED DE TUBERÍAS DE DIÁMETRO ADECUADO. ......................................... 8 3. CLASIFICACION DE LOS TRANSPORTADORES NEUMATICOS. ........................... 9 3.1. TRANSPORTADORES NEUMATICOS A PRESION POSITIVA. ......................... 9 3.1.1. El método más eficiente y simple de transporte neumático es utilizar un sistema de presión positiva. ................................................................................. 10 3.1.2. PARTES PRINCIPALES DEL TRANSPORTE NEUMÁTICO POR PRESIÓN POSITIVA. ...................................................................................................... 12 3.1.3. TIPOS DE TRANSPORTE NEUMÁTICO POR PRESIÓN POSITIVA......... 12 3.2. SISTEMAS NEUMÁTICOS DE TRANSPORTES POR VACÍO. .......................... 13 3.2.1. SISTEMA DE TRANSPORTE NEUMÁTICO POR VACÍO EN FASE DELUIDA. .......................................................................................................................... 15 3.2.2. TRANSPORTE NEUMÁTICO POR VACÍO PARA POLVO. ......................... 15 3.2.3. TRANSPORTADORES MEUMÁTICOS POR VACÍO CON AIRE COMPRIMIDO. ................................................................................................................. 16 3.3. TRANSPORTADOR NEUMATICO COMBINADO O MIXTO. .............................. 17 3.3.1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO. ................................................................ 19 3.3.2. CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO. ...................................................... 21 4. DISEÑO DE UN SISTEMA DE TRANSPORTE NEUMÁTICO DE DOS ETAPAS MIXTO PARA QUINUA CON CAPACIDAD DE 40 QUINTALES HORA....................... 22 4.1 Requerimientos para el diseño. ............................................................................... 22 4.2. Diseño del ciclón. ....................................................................................................... 22 4.2.1. Diseño geométrico del ciclón tipo zenz. ....................................................... 23 4.3. Determinación del diámetro de tubería de succión y presión. ...................... 27 4.3.1 Determinación del diámetro de tubería en la etapa de succión: ............. 27 4.3.2. Selección de la tubería de succión. ............................................................... 29 4.3.3. Determinación del diámetro de tubería en la etapa de presión. ............. 29

4.3.4. Selección de tubería para la etapa de presión. ........................................... 31 4.4. Cálculo de pérdidas de energía en la tubería de succión y presión............. 32 4.4.1. Cálculo de pérdidas de energía en la tubería de succión. ....................... 32 4.4.2. Cálculo de pérdidas de energía en la tubería de presión. ........................ 38 4.5. Cálculo de pérdidas de energía en los accesorios del sistema neumático. ................................................................................................................................................. 43 4.6. Cálculo de pérdidas de energía totales del sistema neumático. ................... 43 4.7. Cálculo de la potencia requerida para el sistema de transporte. .................. 43 4.7.1. Caudal de aire. ..................................................................................................... 43 4.7.2. Potencia perdida en el sistema. ...................................................................... 44 4.7.3. Presión requerida para trasporte de gas y quinua..................................... 44 4.7.4. Potencia requerida para mover quinua y gas.............................................. 45 4.7.5. Potencia requerida del sistema. ...................................................................... 45 4.8. Selección del ventilador. .......................................................................................... 45 5. DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD EN TRANSPORTADORES NEUMÁTICOS. ...... 45 5.1. VÁLVULAS DE PRESIÓN VACÍO. ........................................................................... 45 5.2. CARACTERÍSTICAS ................................................................................................... 46 5.3. VÁLVULAS DE ALIVIO. ............................................................................................. 47 5.4. TOMA DE AIRE CON FILTRO (FILTRO PARA TRANSPORTE NEUMATICO). ................................................................................................................................................. 48 5.5. SILENCIADORES EN TRANSPORTADORES NEUMÁTICOS........................... 49 5.6. REGULADOR DE CAUDAL COMPACTO (TIPO8750) ........................................ 50 5.7. VÁLVULAS DE RETENCIÓN O ANTIRRETORNO. .............................................. 51

1. HISTORIA. Si alguien nos dijera que, en 1800, se podían enviar mensajes sin moverse de la oficina, no lo creeríamos. Y, sin embargo, se hacía mediante cápsulas que lo contenían y circulaban por tuberías, siendo impulsadas por aire comprimido. Transporte Neumático en oficina

Phineas Balk inventó originalmente; en el año 1806, el transporte neumático de cápsulas. Sin embargo, fue el ingeniero escocés William Murdoch quien implementó por primera vez este tipo de transporte en la industria, en Londres en 1853 con ayuda de la empresa London Pneumatic Dispatch Company la cual consistía en una línea de tuberías que conectaba el edificio de la Bolsa de Valores con la oficina principal de telégrafos de la ciudad.

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Alfred Ely Beach ideó transportar personas por el mismo sistema a través de la ciudad de Nueva York, en la que entonces ni existía suburbano ni se le había ocurrido a nadie realizarlo. Aunque no consiguió apoyo de las autoridades, Beach no desistió y comenzó a construir los túneles secretamente. En 1870, dio a conocer sus primeros

resultados: el llamado ‘Gran Aeolor’ que no era otra cosa que la maquinaria que debía mover el vagón: una gran bomba neumática de cien caballos de potencia que podía impulsar el transporte. Los visitantes afortunados podían subirse al vagón, también muy elegante, y ser llevados en él hasta una calle cercana. Tal fue el éxito del invento que Beach

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creyó haber triunfado y que, por fin, obtendría los permisos. Pero una crisis bursátil y el pánico consiguiente dieron con una negación definitiva a su proyecto. En 1961, la empresa Centralsug instaló el primer sistema neumático de recogida de polvo del mundo en el hospital de Sollefteå, en Suecia, que hoy sigue funcionando con piezas originales de principios de los sesenta. Fue en 1965, cuatro años después de la primera instalación, que la Fastighets AB Förvaltaren, la compañía de vivienda del ayuntamiento de Sundbyberg, decide darle una oportunidad. Así se instala el primer sistema neumático del mundo para recogida de residuos domésticos, en un distrito residencial completamente nuevo, Ör-Hallonbergen, y actualmente en funcionamiento

Gran parte de las principales ciudades europeas dispusieron de este medio de mensajería. Así, por ejemplo, en París funcionó uno hasta 1984 y en Praga la red de tubos llegó a alcanzar los sesenta kilómetros de extensión. Incluso hoy día, algunos bancos y otras empresas lo usan para enviar cheques o dinero a la oficina de contabilidad.

Sistema de Transporte por tuberías 3

2. DEFINICION. Son máquinas de transporte continuo que se emplean ampliamente en la industria para transportar materiales secos, finos y a granel. El transporte neumático se basa en el movimiento de sólidos en una corriente de aire a una velocidad determinada y en una dirección predeterminada.

2.1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO. El transportador se pone funcionamiento a través del sistema motor que acciona el ventilador centrífugo impulsando una corriente de aire, el material es insertado en la tubería y al final de la misma en el ciclón de descarga el material a transportar sale por un lado y el aire luego de ser filtrado sale por otro lugar. En algunos tipos de transportadores neumáticos el aire retorna al sistema para ser reutilizado. El volumen y presión de aire necesarios se calculan en cada caso, en función de la distancia a recorrer y de la naturaleza del producto a transportar.

2.2. USOS. Hoy en día los sistemas de transporte neumático se utilizan ampliamente en la industria para transportar materiales secos, finos y a granel porque son extremadamente versátiles, adecuados y económicos para muchos procesos. Hoy se puede encontrar sistemas de este tipo en las más variadas industrias: la minería, industria del cemento y construcción, química y farmacéutica, plásticos, 4

de alimentos, papel, vidrio, energía, etc. Por ejemplo, el transporte y descarga neumática de cemento, cal, azúcar, pellets plásticos en camiones a granel presurizados, sistemas de transporte neumático de fertilizantes, yeso, cenizas, sal, alimentos, granos, aserrín, etc.

2.3. UNA INSTALACIÓN DE TRANSPORTE NEUMÁTICO CONSTA, EN LÍNEAS GENERALES, DE LOS SIGUIENTES ELEMENTOS: 2.3.1. Ventilador centrífugo. Un ventilador es una máquina de fluido concebida para producir una corriente de aire. Consiste en un rodete con aspas que giran produciendo una diferencia de presiones. El aire entra de manera axial y sale de manera radial.

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2.3.2. SISTEMA DE CARGA (TOLVA, VÁLVULA DOSIFICADORA, BOQUILLA VENTURI,...). Tolva de carga: Generalmente es de forma cónica y siempre es de paredes inclinadas, de tal forma que la carga se efectúa por la parte superior y la descarga se realiza por una compuerta inferior.

Válvulas Rotativas O Esclusas: Son los sistemas más usados en los sistemas de presión positiva y negativa debidos a que proveen un rango de flujo uniforme. La máxima presión de operación es usualmente 1 bar. Estas unidades permiten al material caer dentro del flujo presurizado mientras que evitan que el aire a presión escape a través de ellos.

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Inyectores Venturi: Los inyectores de tipo Venturi son utilizados generalmente en sistema de presión positiva para crear un vacío que pueda succionar el material de la tolva de almacenamiento. Posee una caída de presión máxima en la línea de transporte de aproximadamente 0,3 bar, la cual limita la capacidad de transporte. Además, su uso está restringido a capacidades por encima de 5 ton/h, densidades a granel por encima de 700 kg/m3 y a distancias mayores a 150 m .

2.3.3. CICLÓN Y SISTEMA DE DESCARGA. Un Ciclón: Es el elemento en el cual se separan los materiales y que está colocado en el punto o puntos de descarga. En los ciclones, el movimiento circular de los gases en el interior del ciclón, provoca el desplazamiento de las partículas hacia las paredes del mismo, con las cuales chocan, lo que provoca una pérdida de velocidad de las partículas, que caen y se recogen en la parte inferior del equipo.

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2.3.4. FILTRO DE MANGAS. Estos dispositivos poseen un conjunto de elementos filtrantes (mangas) que pueden ser de tela, materiales plásticos, papel o materiales cerámicos.

2.3.5. RED DE TUBERÍAS DE DIÁMETRO ADECUADO. Las tuberías para estos sistemas son por lo general de acero en fase diluida. En caso que el material transportado no sea compatible con el acero, se puede usar acero inoxidable o aluminio. Las tuberías de acero inoxidable pueden ser de pared delgada para que sean más económicas.

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Características: ➢ tuberías son los codos de gran radio, teniendo como rango radios de 6 a 15 veces el diámetro de la tubería ➢ Los acoplamientos de las tuberías pueden ser de tipo bridas convencionales o pueden tener acoplamientos tipos abrazadera.

En la zona de transporte es importante dominar factores como: ➢ La velocidad del aire: En el punto de partida desde la zona de mezcla es en donde su magnitud es la mínima. Para un transporte vertical puede bastar una velocidad apenas mayor que la crítica, pero para el transporte horizontal se requiere una velocidad mayor. ➢ Las pérdidas de carga por rozamiento y las caídas de presión: las caídas de presión son proporcionadas por los codos de la tubería, especialmente los de pequeño radio. Debido a tales pérdidas, los radios de todas las curvas de la zona de transporte deberían tener el mayor radio posible para reducir el desgaste por abrasión.

3. CLASIFICACION DE LOS TRANSPORTADORES NEUMATICOS. Los trasportadores neumáticos se clasifican en: 3.1. TRANSPORTADORES NEUMATICOS A PRESION POSITIVA. Los sistemas de transporte neumático de fase diluida a presión positiva se emplean típicamente para transportar materiales a granel desde una sola fuente a uno o múltiples

destinos,

a

distancias más largas y con mayor capacidad que la posible utilizando sistemas de vacío.

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Estos sistemas utilizan un soplador de desplazamiento positivo con uno o varios puntos de entrada de material aguas abajo, cada uno de los cuales mide el producto en líneas de transporte por medio de una válvula rotativa de esclusa de aire que mantiene la diferencia de presión entre la atmósfera ambiental y la de la línea de transporte. El material y el aire soplados a través de la línea salen en puntos de uso único o múltiple donde se separan por medio de un receptor de filtro o separador ciclónico, o se alimentan directamente a recipientes de proceso que se ventilan a dispositivos de recolección de polvo aguas abajo. Los sistemas de presión ofrecen una mayor eficiencia que los sistemas de vacío, pueden transportar distancias más largas y pueden soplar directamente en los recipientes de proceso y almacenamiento sin el uso de una válvula de esclusa giratoria. 3.1.1. El método más eficiente y simple de transporte neumático es utilizar un sistema de presión positiva. Para transportar simplemente un producto desde el punto A al punto B generalmente se requiere un paquete de soplador de presión positiva, una esclusa de aire giratoria, un receptor de ciclón (a veces una válvula de esclusa de aire) y el sistema de tubos con codos, mirillas y acoplamientos. Normalmente, el aire de escape del receptor de ciclón necesitará ventear a un filtro secundario, depurador o simplemente a la atmósfera. Una de las características de un sistema de presión positiva es que puede agregar puntos de recogida e ir a múltiples destinos. Simplemente agregue válvulas desviadoras en línea a la línea de transporte y elija uno de varios destinos. Existen varios métodos de descarga a varios destinos. Otra característica del transporte de presión positiva es que, con la planificación y la ingeniería, puede en realidad hacer un bucle de un sistema y reutilizar el mismo aire para transportar el producto a un segundo destino en serie. Esto no siempre se recomienda y requiere un diseño especial.

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Normalmente, los sistemas de presión positiva utilizan PD (desplazamiento positivo) o sopladores de desplazamiento constante. En general, estos sopladores tienen una clasificación de 15 psig, aunque algunos pueden tener una calificación más baja o más alta. Raramente son diseñados sistemas para trabajar a presiones superiores a 10 psig. Las principales razones para esto son la fiabilidad, las consideraciones de calor, el estrés en los acoplamientos y los equipos de componentes. La mayoría de los sistemas funcionan las 24 horas del día y muchos 7 días a la semana. Esto ejerce una tensión considerable en un equipo relativamente pequeño con una alta potencia de entrada. Además, si el sistema está diseñado al máximo, no hay a dónde ir si necesita aumentar la distancia o la capacidad de transporte. 11

3.1.2. PARTES PRINCIPALES DEL TRANSPORTE NEUMÁTICO POR PRESIÓN POSITIVA. Motores de aire. ➢ PD Soplador (Diluido); Compresor. Almacenamiento y recogida. ➢ Silos; Tolva, Transportador/ Portador de Recipientes a Presión. ➢ Línea de transporte. Otros: ➢ Filtros, Válvulas, Boquillas.

3.1.3. TIPOS DE TRANSPORTE NEUMÁTICO POR PRESIÓN POSITIVA. a) Sistema de Transportador de Presión de Fase Diluida. •

Transporte: ↓ P y ↑ V

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Los más comunes.

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Para polvos/gránulos; no abrasivos; no frágiles; ↓ ρB (