Tecnología de vacío Industrial.Eyectores.

A mayor diferencia de presión entre el interior y el exterior, mayor es la fuerza que actúa sobre la ventosa. 

La diferencia de presión, en aplicaciones de sujeción con ventosas, provoca que la ventosa “se pegue” en la superficie donde está aplicada.

Esta fuerza se llama fuerza de aspiración, de sujeción  o  de retención.

La toberas generadoras de vacío se dividen en dos categorías según su nivel de vacío y caudal de aspiración.

• L. Toberas de gran volumen de aspiración. Hasta -0,6 bar.
• H. Toberas de alto nivel de vacío. Entre -0.6 y -0.9 bars.

En la imagen siguiente puede verse un resumen de la simbología utilizada en la lección.

Para calcular la fuerza que ejerce una ventosa necesitamos saber, la presión de trabajo y el diámetro de aspiración eficaz de la ventosa.

F = P x S

F= 0,7 x Pi x r x r. 1 bar = 10 N/cm2

Por la ley de Boyle Mariot, si suponemos la temperatura constante.

P1 x V1 = P2 x V2 = P3 x V3 = P4 x V4

La energía necesaria para aumentar el nivel de vacío crece de manera exponencial al aumentar el nivel de vacío.

Esto hace que la depresión idónea para trabajar desde el punto de vista energético sea de -0,6 bar.

A mayor nivel de vacío, mayor fuerza de la ventosa, pero también aumenta el tiempo de evacuación del aire, y por tanto el tiempo de ciclo de la máquina.

Se recomienda mantener un nivel de vacío del 60 % y aumentar el número y la sección de las ventosas para aumentar la fuerza.

El efecto Venturi consiste en que la corriente de un fluido dentro de un conducto cerrado disminuye la presión del fluido al aumentar la velocidad cuando pasa por una zona de sección menor. Si en este punto se introduce el extremo de otro conducto, se produce una aspiración del fluido contenido en este segundo conducto.

La velocidad del aire aumenta hasta cinco veces la velocidad del sonido.

En la imagen podemos ver la comparación entre el eyector, el soplador y la bomba de vacío.

Si consideramos los costes energéticos y de mantenimiento el eyector suele ser la opción más rentable.

• H Alto vacío. Optimizado para generar un alto vacío > -0,5 bar y poco caudal.
  • Mayor nivel de vacío (hasta un 90%)
  • El caudal máximo aspiración se logra desde presiones bajas en el sistema
  • El tiempo de evacuación es considerablemente superior
  • A utilizar solo si es necesario que las ventosas apliquen grandes fuerzas
• L Alto caudal. Optimizado para generar un alto caudal de aspiración con un nivel moderado de vacío de aprox. hasta -0,5  bar  de  vacío. 
  Adecuado para trabajar con superficies porosas.
  • El nivel de vacío posible a presiones entre 4 y 5 bares es menor (aprox un 50%).
  • Para lograr el máximo nivel de vacío se necesita una P relativamente alta en el sistema
  • El tiempo de evacuación es muy corto
  • A utilizar con materiales porosos.

Existe una zona de alimentación que  oscila entre 4,5 y 5 bar, a partir de la cual, si se incrementa la presión por encima…

• El nivel de vacío casi no se incrementará
• Aumenta el consumo de aire
• Aumenta el nivel de ruido
• Puede disminuir el caudal de succión

Materiales porosos. Eyectores de alto caudal para compensar las fugas y un nivel de vacío máximo del 55 %.

Superficies estancas. Eyectores de alto nivel de vacío para generar mayor fuerza.

Filtro en la zona de aspiración entre 50 y 80 micras.

Filtrado en la zona de presión menor de 40 micras.

Es indispensable consultar al fabricante si las válvulas pueden trabajar con presiones negativas, vacío.

Válvula de retención del vacío.

1. Si la ventosa no establece el contacto debido dejando libre el paso de aire, el retenedor de la válvula cierra el paso. En esta posición, el aire únicamente puede pasar por el taladro pequeño en la parte delantera del retenedor

2. Si una pieza entra en contacto con la ventosa, disminuye el caudal de aire, con lo que el muelle aplica una fuerza contra el retenedor y lo desplaza hacia adelante. De esta manera queda abierto el paso y en la ventosa se vuelve a disponer de vacío.

Generadores de vacío VN, con vacuostato integrado.

Permiten detener la generación de vacío mientras este sea superior a un límite de seguridad.

Con diferentes eyectores medir el nivel de vacío generado y el caudal de alimentación consumido.

Añadir un regulador de presión para poder variar la presión.

Con diferentes eyectores averiguamos a que presión de alimentación se obtiene el mayor caudal de aspiración , o de vaciado. El análisis se realiza con la ventosa abierta.

Instalar dos eyectores iguales en paralelo y medir el caudal de vaciado.

Instalar dos eyectores en paralelo con diferente nivel de vacío. ¿ Qué ocurre una vez se genera el vacío ?

Provocar una fuga con un estrangulador y ver en que momento comienza a actuar el eyector de menor nivel de vacío.

Analizar como afecta la perdida de presión en la alimentación del eyector debido a una tubería estrecha y larga. Utilizar un estrangulador para simular la pérdida de presión.

Analizar como aumenta el tiempo de evacuación o vaciado al aumentar el número de ventosas, con un tubo más largo o con un calderín de reserva de vacío.

Vaciado con sistema de expulsión.

Instalar válvulas de retención del vacío para evitar que el circuito de aspiración quede abierto en el caso de que una ventosa no contacte con la pieza y no se genere el vacío.

Válvula de secuencia de presostato activada por vacío.

Sistema de ahorro energético. El eyector sólo funcionará cuando la depresión sea mayor a un nivel mínimo.

Medir el vacío obtenido con un eyector en los casos siguientes:

• Sin silenciador.
• Con silenciador cerrado.
• Con silenciador abierto.

Elegir eyector y ventosa para sujetar pelota de ping-pong. Medir las fugas con las diferentes ventosas.

Que ocurre con un eyector no adecuado.

PRÁCTICA P12.

Con un eyector tipo «L» y una ventosa intentar levantar un peso de 8 kg. Solucionar el problema.

La tabla adjunta corresponde a las válvulas de fuelle del equipo de prácticas.

¿ Cuantas válvulas harían falta para levantar un peso de 2 kg, con u eyector tipo «L» y con un eyector tipo «H».

Diseñar un sistema de vacío y expulsión de la pieza mediante una válvula 5 vías 3 posiciones de centros cerrados. Control eléctrico.