Controlar presion y flujo en una bomba de aire

[Antoni1968]

Buenas a todos, soy nuevo en este foro y la verdad es que me parece muy interesate y útil. Espero, ya que hace unos años deje mi trabajo como ingeniero electrónico, poder reciclarme un poco y recordar aquellas cosas que deje olvidadas en algún lugar de mi cabecita.

La verdad es que se me presentan muchas dudas, pero lo mejor será que empiece por laa pirmera.

El caso es que quiero realizar el control de una micro bomba de aire DC, quiero variar la presión de inflado en un actuador y la flujo de aire, o sea, la velocidad de inflado.

Si actuará unicamente sobre la tension aplicada yo haría

módulo PWM
conversor frecuancia-tensión
optoacoplador para separa parte digital de parte de portencia
amplificador de corriente
y la bomba

bueno..eso es a grandes rasgos..pero vayamos poco a poco....que seguro no es la mejor manera, jejeje

Alguien podria darme algunos consejos, indicaciones o referencias..cualquier cosa sería de gran ayuda.

Gracias de antemano a tod@s ...

 

[nasaserna]

Bienvenido al Foro.

Buenas noches, como tu dices vamos por partes.
1. cual sería el tipo de microbomba de aire, por ejemplo:
http://es.aliexpress.com/w/wholesale-mini-air-pump.html

y así tendríamos un poco mas de idea, el problema es que aunque el Español es nuestro idioma, el significado de las palabras varían mucho por región

Un Abrazo

 

[pandacba]

Coloca los datos de tu proyecto, por otro lado en neumática existe ese tipo de dispositvo ya que es muy habitual su utilzación en distintos proyectos y existen para todos los tipos inclusive para lo que vos propones.
No deves olvidar que como estas hablando de un fluido como el aire cambiando una variable afectas las otras invariblemente

 

[Antoni1968]

Gracias por vuestra respuesta, como era de imaginar, en este foro las respuestas son rápidasss!!!

Si, es ese tipo de mini o micro bombas, yo encontre unas de la casa thomas, buscar en gd-thomas.com, ke no me dejas pegar aun enlacesss, soy muy nuevo aqui,jajaja

Pero en el mercado hay un montón, eso me preocupa hasta cierto punto, en una fase inicial busco una que a una presión masxima de 1 bar obtenga unos 5 a 6 litros/minuto.

Se que de la elección de la microbomba dependerán muchas cosas, pero por el momento me gustaría simplemente controlar la velocidad de inflado y la presión (si se puede claro esta). o sea,que a una presión constante variar el caudal de aire y para una caudal constante que varie la presión (o si esta va aumentando según sea necesario).

seguimos....poco a poco ;-)

 

[sergiot]

mmmm, hay cosas que no se pueden controlar muy bien, y mas cuando se trata de aire.

Te cuento como hace una maquina industrial para controlar una bomba, pero hidráulica, al motor le llega un pwm que es controlado por la señal que entrega un transductor de presión, esa señal es tratada por un INA114 o comparadores hecho con OP, una etapa que compara la señal del transductor con la presión pedida hace variar el pwm para acelerar o desacelear el motor, solo controla presión, el lazo de control es muy corto ya que no puede variar la presión, prácticamente no hay ondulaciones, pero en otro diseños se pueden producir las típicas ondulaciones de los sistemas controlados.

Tendras que usar caudalimetro y transductor de presión para hacer lo que necesitas y analizar ambas señales.

 

[Antoni1968]

al principio quiero hacer una cosa bastante mas simple, la variacion del flujo de aire se hara manual con un teclado, al igual que la presión (si se puede regular claro esta), los sensores de presión y el amplificador de instrumentación de momento serán para controlar la presión aplicada.

Estoy en una fase inicial y quiero ver la viabilidad de utilizar aire para el inflado de unos actuadores, requerimientos son que pueda variar presiones y velocidad de inflado. En los peores de los casos se necesitará que a una presion de 1 bar, infle un actuador en 2 o 3 segundos, sobre un volumen aproximado he calculado de 5 a 6 l/m.

Quiero ir poco a poco...

 

[pandacba]

todo eso es posible con valvulas a tal efecto, deberias buscar en los catalogos de algunos fabricantes, ofrecen bastantes dispositivos a tal efecto y los hay para gran varedad de actuadores, hoy en día la mayoria tiene linea completa incluso para los mini. Algunas marcas, como Festo, Bosch Rexroth, SMS

 

[sergiot]

Mirá, nosotros en la empresa hacemos diseños que incluyen la neumática como forma de movimiento, no la controlamos por supuesto, pero si debemos saber que hace y como lo hace, para lo cual utilizamos reguladores de presión, sensores como principio y final de carrera y encoders para saber en algunos casos como se esta moviendo.

Si hay algo que caracteriza a la neumática del resto, es que es impredecible y aleatoria, por mas que uno fije la presión de entra no siempre todo se cumple en el mismo tiempo, además que una simple apertura de otra valvula, por ejemplo en otro sector, modifica todo, un minimo roce cambia el tiempo de actuación también, es por eso que usamos muchas veces encoder para ajustar la alectronica a la variación de velocidad.

 

[pandacba]

El tema es que es mejor controlar el flujo y no la bomba es mucho más práctico y eficiente, por ello es que sugeri esos elementos, ya que si nesesitas controlar caudal y presión una cosa afecta la otra. Si bajas presion el caudal disminuye, y se te complica si para ese caudal la presión es muy baja, por eso con los elementos propuestos no tenes ese tipo de inconveniente

 

[Antoni1968]

Veamos, a ver si acabo de entender el concepto.

Para un flujo contante, la presión la conseguire dejand pasar mas o menos aire con electrovalvula.

Si quiero mas caudal, actuare cobre la bomba, (mas tension?), però la presión disminuirá con el aumento de caudal.

Más o menos vendria a ser algo asi?

 

[sergiot]

Pasa lo siguiente, si para un caudal constante pones un grifo, solo modificas el caudal y no la presión, para modificar la presión se necesita un regulador de presión que tiene otro funcionamiento.

Creo que antes de controlar tu bomba de aire es preferible que esa bomba llene de aire a presión un pulmón de reserva y tomes de ahí la cantidad de aire y le presión que necesites, exciten válvulas de control de todo tipo, Festo es uno de los mas conocidos, y caros, eso si todo es caro en el mundo de la neumática.

 

[papirrin]

en la pagina de festo hay un simulador muy bueno por si sirve.

y si, todo lo de neumatica es muy caro.

 

[COROLLA]

Saludos, para controlar flujo y presion hay un sensor mpx10dp de presion diferencial que puede ser usado para controlar con un pic la presion y el flujo

 

[pandacba]

Afortunadamente Festo no es el único proveedor de estos elementos, y hoy en dia hay una infinidad de marcars de muy buena calidad que proveen estos elementos a precios competitivos, te menciono alguna marcas por ejemplo SMC, Bosch Rexroth, Penumax, Micro, Bimba, Camozzi


El tema de la relación entre la presión y los volumenes responde a varias leyes físicas conocidas como ley general de los gases y que involucra Gay-Lussac, Boyle, la ley de Charles.... por si interesa profundizar un poco

 

[Antoni1968]

Voy a mirar el tema de que comenta Corolla..

PANDA, intentare mirarme estas cosas que me comentas,pero la verdad, jajajja, será un camino durooo..

En este mundo, con solo saber como realizar los controles sobre la bomba me serian suficientes..lo que realmente me interesa es lo que vendrá luego, que es toda la circuiteria de control...

pero como dije antes, mejor ir poco a poco

 

[COROLLA]

Amigo Antoni1968, ya he utilizado ese sensor anteriormente para medir presion diferencial , y con ese metodo puedes medir el flujo tambien , en youtube hace tiempo vi un video de medicion de caudal utilizando ese sensor.

claro hay una serie de sensores de ese tipo adaptado a lapresion que quieras manejar

 

[Antoni1968]

entiendo que una medida de presión en mi sistema es necesario para cortar el paso de aire al llegar a cierta presión, eso lo haria con un sensor de presión y una electrovalvula?

el control del flujo de aire, mas menos aire, aqui es donde puedo actuar directamente sobre la bomba?, como ejemplos que vi de control de velocidad de un motor?,el control sería algo parecido.

Ahora tengo montado con un 555 un PWM, seguido de un opto y luego un transitor para que nos de corriente necesaria, conecto como carga un led y veo diferencias en intensidad del led variando la anchura de los pulsos.

Puedo utilizar este mismo circuito para las variaciones de flujo de la bomba.. en unos dias recibire la bomba.

Perdonar mi insistencias pero nunca realice controles en motores o bombas

 

[papirrin]

entiendo que una medida de presión en mi sistema es necesario para cortar el paso de aire al llegar a cierta presión, eso lo haria con un sensor de presión y una electrovalvula?

por lo que entiendo, lo que quieres hacer seria el equivalente a hacer un PWM con un Relay que es algo que no pensaria hacer ni por error, pero estoy suponiendo porque creo que no has mencionado las caracteristicas de dicha electrovalvula.

(esos circuitos neumaticos se pueden simular perfectamnte en el simulador que puse)

a mi me parece que estas confundiendo el caudal, con la presion. y te recomendaria que buscaras un regulador de presion electronico y valvulas check ( antiretorno) y las hay con regulacion de caudal.

 

[sergiot]

Controlar la presión con un transductor de presión y una electroválvula sería algo lógico, pero supongamos que llegas a la presión y la electroválvula se cierra para interrumpir el paso del aire, que pasa con la bomba?? esta sigue funcionando con la salida obturada?? mmm hay que pensarlo bien, por eso te dije la idea de un pulmón de aire y que no dependas de la bomba en forma directa.

El bajar las vueltas del motor te haría bajar el caudal, es verdad, pero también baja la presión, entonces, que es lo que queres hacer?? manejar las dos cosas juntas o por separado??

Como bien dijeron, no confundas presión con caudal, una hidrolavadora tiene 100bar de presión, es un monton, pero un miserable caudal de 6 litros/minuto, una bomba centrifuga tiene 2bar de presión, es medio poco, pero un caudal altísimo.

 

[Antoni1968]

Perdonar, creo que en mi primer post tenia que haber esplicado un poco el proyecto.

Hare un pequeño resumen ya que esta en fase inicial.

Dispongo de dos actuadores, supongamos que son globos (que no lo son)..tengo que ingrarlos consecutivamente, tal vez se solape el inflado de uno con el desinflado del otro.

Tengo que poder ajustar a la velicidad a la que se inflan y tambien tengo que poder ajustar a la presion a la que se inflan. Imaginar que el ajuste lo hago con un mando, teclas o lo que seaaaa..ahora no es lo importante.

Sergiot, bien según esto, la bomba estara dando aire durante todo el proceso a no se que se alguin la pare manualmente...el proceso vendran a ser unos 15 minutos seguidos de infladassss y desinfladassss, jajaj

En un futuro estos actuadores (globos), serán varios...ahora tampoco me preocupa, con 2 tengo suficiente.

Se perfectamente, o al menos eso pienso, que diferencias hay entre caudal y presion..

Pero como bien decias tu sergiot, modificar una propiedad cambia la otra....de ahi todo este lioo, al menos para mi.

Tal vez con solo modificar la presión he ir testando la presion tengo suficiente, no se que piensas..

Papirrin, porque me comentabas que era uin error controlar la velocidad de un motor modulando el ancho de unos pulsos (PWM)? (pense que asi tb podira modificar la velocidad de bomba, modificando su flujo)