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Bombas de paletas caudal variable (ii)

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Explicación detallada de cómo funciona un compensador de presión en una bomba de paletas de caudal variable

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Bombas de paletas caudal variable (ii)

  1. 1. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) EXPLICACIÓN EN DETALLE DEL COMPENSADOR DE PRESIÓN
  2. 2. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) ESQUEMA DEL CIRCUITO PARA LA EXPLICACIÓN
  3. 3. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) ARRANCA EL MOTOR DE LA BOMBA - SE ACTIVA LA VÁLVULA PILOTO
  4. 4. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) El venting de la ´Válvula de Frenado está cerrado y el motor oleohidráulico está parado 1 PMS PFP ARRANCA EL MOTOR DE LA BOMBA - SE ACTIVA LA VÁLVULA PILOTO
  5. 5. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) 1 2 PMS PFP Al arrancar el motor impulsor de la bomba la presión sube al buscar el caudal de la bomba su salida El venting de la ´Válvula de Frenado está cerrado y el motor oleohidráulico está parado ARRANCA EL MOTOR DE LA BOMBA - SE ACTIVA LA VÁLVULA PILOTO
  6. 6. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) 1 2 Lo que hace que se abra la válvula piloto de control de la presión dejando circular un pequeño caudal qFP. 3 PMS PFP qFP Al arrancar el motor impulsor de la bomba la presión sube al buscar el caudal de la bomba su salida El venting de la ´Válvula de Frenado está cerrado y el motor oleohidráulico está parado ARRANCA EL MOTOR DE LA BOMBA - SE ACTIVA LA VÁLVULA PILOTO
  7. 7. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) 1 2 Lo que hace que se abra la válvula piloto de control de la presión dejando circular un pequeño caudal qFP. 3 El caudal qFP al pasar por el chicler RFP genera una ∆PFP PMS PFP 4 qFP RFP FP FP FP 2 FPFPFPMSFP R P q qRPPP ∆ = ⋅=−=∆ Al arrancar el motor impulsor de la bomba la presión sube al buscar el caudal de la bomba su salida El venting de la ´Válvula de Frenado está cerrado y el motor oleohidráulico está parado ARRANCA EL MOTOR DE LA BOMBA - SE ACTIVA LA VÁLVULA PILOTO
  8. 8. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) 1 2 Lo que hace que se abra la válvula piloto de control de la presión dejando circular un pequeño caudal qFP. 3 El caudal qFP al pasar por el chicler RFP genera una ∆PFP PMS PFP 4 qFP RFP FP FP FP 2 FPFPFPMSFP R P q qRPPP ∆ = ⋅=−=∆ Tal ∆PFP es detectada por el compensador de presión que se activa al ser equilibrada la presión de su muelle PMC en busca de una posición de equilibrio que estabilice el sistema. 5 bars.)16a8entre(dePP MCFP ==∆ ARRANCA EL MOTOR DE LA BOMBA - SE ACTIVA EL COMPENSADOR Al arrancar el motor impulsor de la bomba la presión sube al buscar el caudal de la bomba su salida El venting de la ´Válvula de Frenado está cerrado y el motor oleohidráulico está parado
  9. 9. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) 1 Lo que hace que se abra la válvula piloto de control de la presión dejando circular un pequeño caudal qFP. 3 El caudal qFP al pasar por el chicler RFP genera una ∆PFP PMS PFP 4 Tal ∆PFP es detectada por el compensador de presión que se activa al ser equilibrada la presión de su muelle PMC en busca de una posición de equilibrio que estabilice el sistema. 5 RFP 2 qFP FP FP FP 2 FPFPFPMSFP R P q qRPPP ∆ = ⋅=−=∆ bars.)16a8entre(dePP MCFP ==∆ Al arrancar el motor impulsor de la bomba la presión sube al buscar el caudal de la bomba su salida El venting de la ´Válvula de Frenado está cerrado y el motor oleohidráulico está parado ARRANCA EL MOTOR DE LA BOMBA - SE ACTIVA EL COMPENSADOR
  10. 10. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) A parte del caudal qFP que circula por la Válvula piloto de presión generando la ∆PFP que acciona al compensador (al activarse éste) se genera un caudal qFC que circula a través de la Resistencia de pared larga RFC y de la Resistencia Variable RV que genera la apertura a tanque que la ecuación de esfuerzos sobre él gestiona. 1 PMS PFP RFP RFc qFP qFCqFC RV CONSTANTE INICIALTARAJEMC X XCONSTANTEINICIALTARAJEMC X C MUELLE C MUELLE FPMS XMUELLE0MUELLECFPCMS X0MUELLECFPCMS K PP KPP S10 K S10 X0K PP KXKSP10SP10 )(XKSP10SP10 − =∆ ∆⋅+= ∆⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ =− ∆⋅+⋅=⋅⋅−⋅⋅ ∆+⋅+⋅⋅=⋅⋅ 2 Es decir el compensador se posiciona abierto en cuanto la PMS supere a la presión PFP en la presión de taraje inicial del compensador que suele ser de 8 a 16 bars. PMS - PFP = 8 a 16 bars. Comenzando a variar la RV de infinito a cero ARRANCA EL MOTOR DE LA BOMBA - SE ACTIVA EL COMPENSADOR
  11. 11. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) A parte del caudal qFP que circula por la Válvula piloto de presión generando la ∆PFP que acciona al compensador (al activarse éste) se genera un caudal qFC que circula a través de la Resistencia de pared larga RFC y de la Resistencia Variable RV que genera la apertura a tanque que la ecuación de esfuerzos sobre él gestiona. 1 PMS PFP RFP RFc qFP qFCqFC RV 3 2 La presión PX controla la ecuación de esfuerzos del mando de la cilindrada variable de la bomba. Pero esa es otra ecuación de esfuerzos Es decir el compensador se posiciona abierto en cuanto la PMS supere a la presión PFP en la presión de taraje inicial del compensador que suele ser de 8 a 16 bars. PMS - PFP = 8 a 16 bars. Comenzando a variar la RV de infinito a cero X V 1 R ∆ ⇒ PX CONSTANTE INICIALTARAJEMC X XCONSTANTEINICIALTARAJEMC X C MUELLE C MUELLE FPMS XMUELLE0MUELLECFPCMS X0MUELLECFPCMS K PP KPP S10 K S10 X0K PP KXKSP10SP10 )(XKSP10SP10 − =∆ ∆⋅+= ∆⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ =− ∆⋅+⋅=⋅⋅−⋅⋅ ∆+⋅+⋅⋅=⋅⋅ ARRANCA EL MOTOR DE LA BOMBA - SE ACTIVA EL COMPENSADOR
  12. 12. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) A parte del caudal qFP que circula por la Válvula piloto de presión generando la ∆PFP que acciona al compensador (al activarse éste) se genera un caudal qFC que circula a través de la Resistencia de pared larga RFC y de la Resistencia Variable RV que genera la apertura a tanque que la ecuación de esfuerzos sobre él gestiona. 1 PMS PFP RFP RFc qFP qFCqFC RV 3 La presión PX controla la ecuación de esfuerzos del mando de la cilindrada variable de la bomba. Pero esa es otra ecuación de esfuerzos R 1 V X ⇒ ∆ 2 Es decir el compensador se posiciona abierto en cuanto la PMS supere a la presión PFP en la presión de taraje inicial del compensador que suele ser de 8 a 16 bars. PMS - PFP = 8 a 16 bars. Comenzando a variar la RV de infinito a cero PX CONSTANTE INICIALTARAJEMC X XCONSTANTEINICIALTARAJEMC X C MUELLE C MUELLE FPMS XMUELLE0MUELLECFPCMS X0MUELLECFPCMS K PP KPP S10 K S10 X0K PP KXKSP10SP10 )(XKSP10SP10 − =∆ ∆⋅+= ∆⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ =− ∆⋅+⋅=⋅⋅−⋅⋅ ∆+⋅+⋅⋅=⋅⋅ ARRANCA EL MOTOR DE LA BOMBA - SE ACTIVA EL COMPENSADOR
  13. 13. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) SITUACIÓN DE EQUILIBRIO EN EL COMPENSADOR El caudal qFC que circula a través de la Resistencia de pared larga RFC y de la Resistencia Variable RV veremos que es el responsable de la presión PX 2 1 PMS PFP RFP RFc qFP 2 qFCqFC RV La presión PX controla la ecuación de esfuerzos del mando de la cilindrada variable de la bomba V X FC 2 FCVX FC XMS FC 2 FCFCXMS R P q qRP R PP q qRPP = ⋅= − = ⋅=− V X FC XMS FC R P R PP q = − = PX
  14. 14. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) SITUACIÓN DE EQUILIBRIO EN EL COMPENSADOR 2 1 PMS PFP La presión PX controla la ecuación de esfuerzos del mando de la cilindrada variable de la bomba qFC RFP RFc qFP qFC RV V X FC 2 FCVX FC XMS FC 2 FCFCXMS R P q qRP R PP q qRPP = ⋅= − = ⋅=− V X FC XMS FC R P R PP q = − = El caudal qFC que circula a través de la Resistencia de pared larga RFC y de la Resistencia Variable RV veremos que es el responsable de la presión PX PX
  15. 15. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) SITUACIÓN DE EQUILIBRIO EN EL COMPENSADOR PMS PFP En esta expresión de PX vemos que si RV crece entonces PX crece y se acerca a PMS Pero por el contrario, si RV disminuye entonces PX disminuye y se acerca a 0 qFC RFP RFc qFP qFC RV Rv)R( RP P R Rv)R(P P RR RvPRP R P R P R P R P R PP ; R P R PP FC VMS X V FCX MS VFC XFCX FC X V X FC MS V X FC XMS V X FC XMS + ⋅ = +⋅ = ⋅ ⋅+⋅ =+= = − = − XV PR ⇒ PX
  16. 16. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) SITUACIÓN DE EQUILIBRIO EN EL COMPENSADOR PMS PFP En esta expresión de PX vemos que si RV crece entonces PX crece y se acerca a PMS Pero por el contrario, si RV disminuye entonces PX disminuye y se acerca a 0 qFC RFP RFc qFP qFC RV Rv)R( RP P R Rv)R(P P RR RvPRP R P R P R P R P R PP ; R P R PP FC VMS X V FCX MS VFC XFCX FC X V X FC MS V X FC XMS V X FC XMS + ⋅ = +⋅ = ⋅ ⋅+⋅ =+= = − = − XV PR ⇒ PX
  17. 17. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) SITUACIÓN DE EQUILIBRIO EN EL MANDO DE LA CILINDRADA Con todo lo anterior podemos plantearnos la ecuación de esfuerzos del mando que controla la cilindrada de la bomba provocando una variación de la misma, ya que si = PMS será máxima coincidiendo con la RV= infinito del compensador sin accionar. Pero al accionarse el compensador al haberse alcanzado una máxima presión, la presión PX disminuirá al disminuir la RV hasta alcanzar al dar únicamente el caudal qFP +qFC que se requiere para el control y regulación del sistema. 1 PMS PFP qFC RFP RFc qFP qFC RV MUELLE X MS X Y Y X MUELLE X MS AX YMUELLEXXAMS YMUELLEXXAMS K )P Z P (S10 S10 K P Z P SZS KSP10SP10 KSP10SP10 −⋅⋅ =∆ ∆⋅ ⋅ =− ⋅= ∆⋅=⋅⋅−⋅⋅ ∆⋅+⋅⋅=⋅⋅ PX
  18. 18. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) Con todo lo anterior podemos plantearnos la ecuación de esfuerzos del mando que controla la cilindrada de la bomba provocando una variación de la misma, ya que si = PMS será máxima coincidiendo con la RV= infinito del compensador sin accionar. Pero al accionarse el compensador al haberse alcanzado una máxima presión, la presión PX disminuirá al disminuir la RV hasta alcanzar al dar únicamente el caudal qFP +qFC que se requiere para el control y regulación del sistema. 2 1 PMS PFP Es decir si PX crece ∆Y decrece, la cilindrada de la bomba V0 crece al aumentar (en este caso) la excentricidad ∆e hasta que la presión PX >=PMS/Z , en cuyo caso habrá la máxima cilindrada, impulsando la bomba el máximo caudal. Pero si PX decrece ∆Y crece, la cilindrada de la bomba V0 decrece hasta que la presión PX genere una ∆Y que corresponda a la mínima cilindrada que da únicamente el caudal necesario para el control y la regulación, sin aportar ningún caudal al sistema que se mantiene a la máxima presión. qFC RFP RFc qFP qFC RV MUELLE X MS X Y Y X MUELLE X MS AX YMUELLEXXAMS YMUELLEXXAMS K )P Z P (S10 S10 K P Z P SZS KSP10SP10 KSP10SP10 −⋅⋅ =∆ ∆⋅ ⋅ =− ⋅= ∆⋅=⋅⋅−⋅⋅ ∆⋅+⋅⋅=⋅⋅ CAUDAL0 Y X QVΔe Δ 1 P ⇒⇒⇒⇒ PX SITUACIÓN DE EQUILIBRIO EN EL MANDO DE LA CILINDRADA
  19. 19. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) RESUMEN PMS PFP qFC RFP RFc qFP qFC RV PX MÁXIMAMSMÍNIMAV MÍNIMAVMÍNIMAX MÍNIMAXMÁXIMAY MÁXIMAYMÍNIMA MÍNIMAMÍNIMOCAUDAL FCFPMÍNIMOCAUDAL CAUDAL0 Y X XVFC FC X FPMS FPMSFPFPMS PR RP PΔ ΔΔe ΔeQ qqQ QV Δe Δ 1 P PRq q Δ 1 PP PPqPP ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ += ⇒⇒ ⇒⇒ ⇒⇒ ⇒⇒− −⇒⇒⇒
  20. 20. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) EN ESTA SITUACIÓN DE PARO SE ARRANCA EL MOTOR OLEOHIDRÁULICO
  21. 21. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) SE ARRANCA EL MOTOR OLEOHIDRÁULICO Y LA PRESIÓN ES LA DE LA CARGA Y1=1
  22. 22. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) El venting de la ´Válvula de Frenado está abierto, la Válvula de Frenado se abre y el motor oleohidráulico arranca 1 PMS=PL PFP=PL Y1=1 SE ARRANCA EL MOTOR OLEOHIDRÁULICO Y LA PRESIÓN ES LA DE LA CARGA
  23. 23. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) PMS=PL PFP=PL Y1=1 El venting de la ´Válvula de Frenado está abierto, la Válvula de Frenado se abre y el motor oleohidráulico arranca 1 Al arrancar el motor oleohidráulico la presión baja hasta la presión de la carga PL 2 SE ARRANCA EL MOTOR OLEOHIDRÁULICO Y LA PRESIÓN ES LA DE LA CARGA
  24. 24. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) PMS=PL PFP=PL Y1=1 El venting de la ´Válvula de Frenado está abierto, la Válvula de Frenado se abre y el motor oleohidráulico arranca 1 Al arrancar el motor oleohidráulico la presión baja hasta la presión de la carga PL 2 Al igualarse PMS y PFP entonces ∆PFP=0 y el compensador de presión se cierra 3 SE ARRANCA EL MOTOR OLEOHIDRÁULICO Y LA PRESIÓN ES LA DE LA CARGA
  25. 25. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) PMS=PL PFP=PL Y1=1 El venting de la ´Válvula de Frenado está abierto, la Válvula de Frenado se abre y el motor oleohidráulico arranca 1 Al arrancar el motor oleohidráulico la presión baja hasta la presión de la carga PL 2 Al igualarse PMS y PFP entonces ∆PFP=0 y el compensador de presión se cierra 3 PX =PL Entonces PX =PL y la cilindrada V0 se hace máxima impulsando la bomba el máximo caudal 4 SE ARRANCA EL MOTOR OLEOHIDRÁULICO Y LA PRESIÓN ES LA DE LA CARGA
  26. 26. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) PMS=PL PFP=PL Y1=1 El venting de la ´Válvula de Frenado está abierto, la Válvula de Frenado se abre y el motor oleohidráulico arranca 1 Al arrancar el motor oleohidráulico la presión baja hasta la presión de la carga PL 2 Al igualarse PMS y PFP entonces ∆PFP=0 y el compensador de presión se cierra 3 PX =PL Entonces PX =PL y la cilindrada V0 se hace máxima impulsando la bomba el máximo caudal 4 SE ARRANCA EL MOTOR OLEOHIDRÁULICO Y LA PRESIÓN ES LA DE LA CARGA
  27. 27. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) APROXIMACIÓN PRÁCTICA - MOTOR OLEOHIDRÁULICO PARADO PMS=130 bars PFP PXCilind. V0= 40 cm3 /rev n= 1500 rpm qFP= 4 l/m qFC= 5 l/m Q= 9 l/m
  28. 28. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) PMS=PL=110 PFP=PL =110 PX =PL =110 Q APROXIMACIÓN PRÁCTICA - MOTOR OLEOHIDRÁULICO EN MARCHA
  29. 29. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) APLICACIONES DEL “VENTING” Con Distribuidor para Descarga
  30. 30. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) PMS=Pmini´ma PFP=0 qFP qFCqFC Y2=0Y1=0 APROXIMACIÓN PRÁCTICA - MOTOR OLEOHIDRÁULICO PARADO
  31. 31. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) PMS=Pmáxima PFP qFP qFCqFC Y2=1Y1=0 APROXIMACIÓN PRÁCTICA - MOTOR OLEOHIDRÁULICO PARADO
  32. 32. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) PMS=PL PFP=PL Y2=1Y1=1 APROXIMACIÓN PRÁCTICA - MOTOR OLEOHIDRÁULICO EN MARCHA
  33. 33. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) APLICACIONES DEL “VENTING” Como Simple Sensor de Carga
  34. 34. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) PMS=Pmini´ma PFP=0 qFP qFCqFC Y2=0 Y1=0 APROXIMACIÓN PRÁCTICA - MOTOR OLEOHIDRÁULICO PARADO
  35. 35. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) PMS=Pmáxima PFP qFP qFCqFC Y1=0 Y2=1 APROXIMACIÓN PRÁCTICA - MOTOR OLEOHIDRÁULICO PARADO
  36. 36. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) PMS=PL+PMC PFP=PL Y1=1 Y2=1 APROXIMACIÓN PRÁCTICA - MOTOR OLEOHIDRÁULICO EN MARCHA
  37. 37. Bombas de Paletas de Caudal Variable con Compensador de Presión (II) https://www.facebook.com/pg/OHCA.IND.CMC/photos/?tab=albums OLEOHIDRÁULICA INDUSTRIAL en facebook 1219

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