DISEÑO DEL TANQUE PULMÓN PARA UNA VÁLVULA NEUMÁTICA

1. FUNCIÓN DE UN TANQUE PULMÓN EN UNA VÁLVULA NEUMÁTICA?

2. EJEMPLO DE APLICACIÓN DE TANQUE PULMÓN

3. COMO ESPECIFICAR UN TANQUE PULMÓN 

3.1. Establecer el número de maniobras 

3.2. Indicar la instrumentación requerida 

3.3. Indicar el material

4. PUNTO IMPORTANTES PARA EL CÁLCULO Y DIMENSIONAMIENTO DE UN TANQUE PULMÓN

4.1. Recopilar los datos de partida 

4.2. Calcular el volumen y la sobrepresión necesaria
4.3. Montaje e implantación del tanque pulmón

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1. FUNCIÓN DE UN TANQUE PULMÓN EN UNA VÁLVULA NEUMÁTICA?

El "tanque pulmón" es un depósito de acumulación, de aire a presión.

El "tanque pulmón" se instalará en los casos en los que ante un fallo del suministro de aire, se deba asegurar que, la válvula pueda realizar un determinado número de ciclos, por seguridad o disponibilidad.

2. EJEMPLO DE APLICACIÓN DE TANQUE PULMÓN

Por ejemplo. Será necesario instalar tanque pulmón, siempre que se requiera “Fail Close” o “Fail Open” y se disponga de un actuador de doble efecto.

3. COMO ESPECIFICAR UN TANQUE PULMÓN

3.1. Establecer el número de maniobras

El primer punto que se debe especificar, antes de calcular un tanque pulmón, es establecer, el número de maniobras a realizar, sin suministro de aire.

Nota: Hay clientes que consideran que una maniobra es, abrir o cerrar la válvula; mientras que para otros, una maniobra será, abrir y cerrar o cerrar y abrir.

3.2. Indicar la instrumentación requerida

En los tanques pulmón se puede instalar distintos instrumentos según las necesidades.

Entre las instrumentación a instalar están:

-Manómetro
-Válvula de seguridad
-Válvula de purga
-Transmisore de presión
-Presostato
-...

Nota: No se recomienda instalar más instrumentación de la sea necesaria, por ejemplo, puede que no sea necesario instalar un válvula de seguridad si la presión de diseño del tanque fuera superior a la presión de diseño del anillo neumático.

3.3. Indicar el material

Definir el material del tanque pulmón según los requisitos del proyecto. 

Lo más común, es de acero al carbono o en inoxidable (se aconseja evaluar, el sobrecoste que supone el inoxidable, frente al acero al carbono)

4. PUNTO IMPORTANTES PARA EL CÁLCULO Y DIMENSIONAMIENTO DE UN TANQUE PULMÓN

4.1. Recopilar los datos de partida

1º- Número de ciclos que se han especificado.

2º- Tamaño y presión de operación del actuador de la válvula seleccionada.

3°- Presiones del anillo neumático. Presión de diseño y presiones de operación mínima y maxima.

4.2. Calcular el volumen y la sobrepresión necesaria

En el cálculo del volumen, se debe tener en cuenta un concepto muy sencillo e importante.

Cuando tenemos dos depósitos uno lleno y otro vacío. Al comunicar ambos depósitos, el fluido no pasa todo de uno al otro, si no que los niveles se quedarán igualados.

De la misma forma, para el cálculo del volumen necesario de aire disponible que se requiere, debemos de considerar que la mitad de dicho volumen se quedará en el tanque pulmón. 

Para tener disponible dicho volumen de aire, tenemos dos opciones, acumular una sobrepresión en el tanque (llamada presión útil del tanque) o aumentar el volumen del tanque.

Si dicha presión útil fuera igual a la presión de operación de la válvula, el tamaño del tanque necesario sería infinito, por lo que siempre será necesario un mínimo de sobrepresión en el tanque.

La sobrepresión que podemos llegar a tener en el tanque pulmón, está limitada por la "presión mínima de operación del aire de instrumentación" (esto es un dato de partida que nos facilitara el departamento de procesos).

Si la presión mínima supera o queda muy cerca de la sobrepresión requerida en nuestro tanque pulmón, buscaremos un tanque de mayor volumen que pueda trabajar a una sobrepresión menor.

En el anillo de aire de instrumentación. Tendremos definidos los siguientes valores de presión de más a menos.

-Presión de diseño del anillo.

-Presión máxima que nos pueden dar los compresores.

-Presión máxima de operación del sistema de aire comprimido.

-Presión mínima de operación garantizada, del sistema de aire comprimido.

La presión mínima de operación, será la presión con la que se seleccionará el actuador neumático, considerando este valor como la máxima presión disponible.

4.3. Montaje e implantación del tanque pulmón

Se debe tener en cuenta que, lo más habitual en cualquier proyecto, es que no se haya conocido la  necesidad de disponer de tanque pulmón, hasta que no se haya desarrollado la ingeniería de detalle. Por esto, lo habitual es que sea un equipo con el que nadie contaba, y que además, debe instalarse adecuadamente bastante cerca de la válvula.

Por esta razón, durante la ingeniería es primordial notificar a los efectados lo antes posible.

Para instalación del equipo, aunque el tanque disponga de patas, se debe garantizar un espacio mínimo, para que la purga sea accesible, y se pueda instalar una válvula de purga.

Un forma muy usada de soportarlo, es abrazándolo con abarcones contra un viga u soporte.

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Si tiene algo que corregir o añadir agradecería que me mandara sus comentarios a:

InstrumentacionHoy@gmail.com

Elaborado por: Julio César Fernández Losa 07/10/2015

Con la colaboración de: Ángel Arranz

Nota: Todo lo coherente dicho en este artículo se debe a las aportaciones que nos ha hecho Ángel.