valvulas

INGENIERIA E IMPLEMENTACION DE UN PROTOTIPO PARCIAL DE UNA
VALVULA DE CONTROL DE FLUJO

NANCY CAROLINA GUERRERO MEZA

UNIVERSIDAD DE PAMPLONA
FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA
DEPARTAMENTO INGENIERIA MECANICA, MECATRONICA E INDUSTRIAL
PROGRAMA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA
PAMPLONA
2006

1

INGENIERIA E IMPLEMENTACION DE UN PROTOTIPO PARCIAL DE UNA
VALVULA DE CONTROL DE FLUJONANCY CAROLINA GUERRERO MEZA

Trabajo de grado presentado como requisito parcial para optar al título de
Ingeniero Mecatrónico

Director:
ROCCO TARANTINO ALVARADO
Doctor
Co-Director:
HAROLD RODRIGUEZ ARIAS
Ingeniero

UNIVERSIDAD DE PAMPLONA
FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA
DEPARTAMENTO INGENIERIA MECANICA, MECATRONICA E INDUSTRIAL
PROGRAMA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA
PAMPLONA2006
2

TABLA DE CONTENIDO
Pág.
INTRODUCCIÓN

9

1.1 Titulo

11

1.2 Planteamiento Del Problema

11

1.3 Justificación

11

1.4 Objetivos

12

1.4.1 Objetivo general.

12

1.4.2 Objetivos específicos.

12

2.

Marco Teórico

2.1

13

Válvula De Control

13

2.1.1 Válvula de control.

13

2.1.2 Partes de la válvula.

25

2.1.3 Tipos de válvulas.28

2.1.4 Válvula tipo compuerta.

28

2.2 Teoría Electrónica

30

2.2.1 Control ^PIC 16F877^.

30

2.2.2 Características.

31

2.2.3 Descripción de los pines.

32

2.2.4 Transmisión serial RS 232.

35

2.3 Teoría Electromecánica:^Motor Paso A Paso (Stepper Motors)^

2.3.1 Principio de funcionamiento.

36

36

2.2 Mecanismos De Transmisión

39
3

Pág.3.

Ingenieria Válvula De Control De Flujo

3.1 Mecánica

43
43

3.1.1 Transmisión.

43

3.2 Válvula

48

3.3 Electronica

54

3.3.1

Datos

54

3.3.2

Data Sheet

58

3.3 Interfase Electrónico-Mecánica
3.4 PC-Tarjeta De Control
4.

60
64

Manual De Funcionamiento

66

5. Análisis Económico

67

6. Análisis Confiabilidad

69

7. Análisis DeLegalidad
8. Mantenimiento Y Protección Del Trabajo

72

9. Recomendaciones

73

10. Calibración Del Instrumento

74

11. Tendencia Tecnología

75

12. Conclusiones

76

Bibliografía

78

Bibliografía Web

79

Citas Y Notas De Fuentes

80

Anexos

81

4

LISTA DE TABLAS
Pág.

Tabla 1. Criterios de selección de la curva característica de
la válvula de control.19

Tabla 2. Características ` P 16F877`.

30

Tabla 3. Descripción de los pines.

32

Tabla 4. Datos de los engranes.

44

Tabla 5. Resultados factores dinámicos

46

Tabla 6. De Resultados Diseño De Engranes Rectos

46

Tabla 7. . Características de la válvula.

51

Tabla 8. Datos Prueba realizada

51

Tabla 9. Datos Primera Prueba respecto a la señal de control52

Tabla 10. Pruebas de Característica De Caudal Efectiva

53

Tabla 11. Tabla Comparativa De Precios De Válvula De Control

67

5

LISTA DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Diagrama de bloques del prototipo de la válvula de
control de flujo.
Figura 2. Válvula de control.

.

10
14

Figura 3. Partes válvula de control.

25

Figura 4. Componentes del cuerpo de la válvula.27

Figura 5

Válvula tipo compuerta.

29

Figura 6

Conector DB 9

35

Figura 7

Imagen del rotor

31

Figura 8

Imagen de un Estator de 4 bobinas

33

Figura 9. Motor unipolar

38

Figura 10. Trenes de engranes

40

Figura 11. Diagrama de cuerpo libre.

40

Figura 12. Tren de engranes rectos

43

Figura 13. Determinación del Torque

44

Figura 14.PRODENG.

45

Figura 15. Diagrama de bloque de los Procedimientos realizados
PRODENG 1.0

46

Figura 16. Conexión De La Válvula.

50

Figura 17. Conecciones Pc-Pic

56

Figura 18. Diagrama en Flujo de Programa del Microcontrolador.

57

Figura 19 Figura 19. Data Sheet `Pic16f877`

58

Figura 20. DATA SHEET –TIP 31

59

Figura 21. Data Sheet –Cmx 232

59
6

Pág....