UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL

METODOLOGIAS DE DISEÑO MECATRONICO

PROYECTO: DOSIFICADOR DE LIQUIDOS

INTEGRANTES:

ANABEL SARZOSA

IVAN PASUÑA

FRANCISCO TAHHAN

CURSO:

7 TD MECATRONICA

DOSIFICADORA AUTOMATICA DE LIQUIDOS

RESUMEN

El presente trabajo desarrolla el rediseño de una máquina dosificadora de líquidos, que consta de varios sub-sistemas como dosificación y sellado. El método de funcionamiento propone con su configuración, una máquina capacitada para realizar una dosificación automática, y al mismo tiempo realizar Ia dosificación de líquidos, sobre los cuales se desea mantener un control de Ia relación o porción de cada uno de ellos.

La máquina dosificadora de productos líquidos está constituida a partir de Ia incorporación de medios electrónicos de control sobre Ia estructura de Ia misma, actuando el control electrónico sobre todos los medios de regulación de flujo, dosificando Ia cantidad adecuada de cada componente para obtener finalmente Ia dosificación adecuada.

Se incorporaron partes mecánicas y electrónicas tales como:

Microcontroladores, electroválvulas, cilindros, sensores; con el fin de controlar el nivel de líquido a dosificar, la cantidad de productos y los tiempos de dosificación.

Se presenta una breve introducción, planteamiento del problema y un estudio a nivel general de las dosificadoras automáticas que son utilizadas en el sector industrial; además un marco teórico, el diseño mecánico en el programa SolidWorks, y un análisis detallado para la realización de la casa de calidad.

INTRODUCCION

Debido a la necesidad de mejora en los tiempos de producción y la creciente demanda de los consumidores, ha sido la gran impulsora de los cambios en la metodología y la implementación de nuevas tecnologías.Aportando mayor velocidad, calidad, eficiencia, rentabilidad a procesos industriales involucrados.

La automatización juega un papel importante en la industria, puesto que de esta manera se puede lograr una producción en masa mayor a la obtenida en los procesos manuales.

Este proyecto se constituye en un aporte tecnológico para los restaurantes, bares o cualquier tipo de industria que actualmente cuenta con un proceso de dosificación de líquidos manual, que genera riesgos de derrames fallos o cualquier error provocado por el trabajador.

El mejoramiento de los sistemas de software, hardware, comunicación, control automático y otras aplicaciones están haciendo de la tecnología un parámetro importante en los procesos industriales ya que está presenta una infinidad de ventajas frente a los procesos actuales. (Beltrán, 2008)

Con el proyecto se logrará diseñar y automatizar una máquina dosificadora de líquidos, permitiendo evitar derrames, fallos o errores provocados por los operarios que se desempeñan en el proceso de dosificación de forma manual, agilitando así el proceso y mejora de la calidad del producto.

Como principal ventaja de la implementación del sistema de control y automatización esta la reducción de costos, seguridad del personal, calidad en el tiempo de entrega del servicio.

La solución propuesta consiste en un sistema realimentado para el control de dos dispositivos electromecánicos, un motor Dc que realiza el movimiento de la banda transportadora y una bomba que nos hace la función de electroválvula, para lo siguiente utilizamos un circuito electrónico análogo y digital

El sistema permite la ejecución de tareas de manera autónoma y altamente eficiente por medio del sistema de control que se implementó en el transporte y llenado ambos trabajando en afinación. Este a su vez no solo podrá ser implementado para resolver una sola tarea, este proyecto tiene varias alternativas de aplicación entre las cuales están el envasado de agua, gaseosa, leche, entre otros líquidos.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Los procedimientos para un dosificadora de líquidos eran realizados manualmente, donde los costos de producción y en especial el tiempo no eran cómodos para sus fabricantes. Además que muchos líquidos utilizados no eran aptos para ser manipulados por los operarios.

Hoy en día hay máquinas dosificadoras de líquidos, con las cuales se puede tener una autonomía a la hora de crear ciertos productos.

El avance tecnológico ha hecho posible que nuevas herramientas puedan suministrar eficiencia y mayor producción en las industrias.

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

Existen procesos donde se necesitan uno o varios operarios, ya que ciertas máquinas fueron construidas para ser controladas manualmente, generando así grandes costos y tiempo a la hora de la fabricación de productos al por mayor.

Debido a la mala manipulación de sustancias y de la maquina se da la posibilidad de riesgos técnicos, ergonómicos y de salubridad.

ALCANCE

Se pretende automatizar una máquina dosificadora, para optimizar el proceso de dosificación en las industrias, que cumpla con las necesidades y requisitos que demandan los procesos de producción industrial.

Debe tener impacto en el momento de la producción, no sólo para la industria y los operarios, sino también para el consumidor.

JUSTIFICACIÓN

Con la automatización de la dosificadora se pretende solucionar ciertos problemas que se presentan en los procesos y mejorar las circunstancias de elaboración del producto.

Es de gran importancia la utilización de la maquina dosificadora automática en el sector industrial ya que brinda beneficios en el momento de fabricar y en los costos de producción.

Esta dosificadora puede ser utilizada en diferentes tipos de productos e industrias, tales como:

• Industrias de cosméticos.

• Industrias farmacéuticas.

• Industrias de productos químicos.

• Industrias alimenticias.

• Industrias agroindustrial.

META

Hecho los estudios necesarios dentro de la industria de líquidos nos propusimos la elaboración de una maquina dosificadora pequeña pero con un buen rendimiento para lo cual buscamos los medios necesarios para el ensamble a una escala más baja que tuviese un buen rendimiento consiguiendo con ello construir la máquina automática dosificadora de líquidos como meta única y de bajo costo.

En todo este proceso encontramos inconvenientes de espacio, costos, herramientas, encuestas, estudios que tuvimos que superar con personas especializadas en el tema y basados en sus experiencias y la tecnología de avanzada para hacer de este proyecto una meta superada.

OBJETIVOS

Objetivo general:

Diseñar e implementar una maquina automatizada para la dosificación de líquidos cuya finalidad radica en configurarse como una máquina capacitada para fijar o graduar la proporción de una sustancia liquida que será agregada en cada etapa de un proceso.

Objetivos específicos:

Con los conocimientos adquiridos en las diferentes materias de la carrera, se diseñara una maquina automática dosificadora de líquidos.

Analizar el sistema de dosificación de líquidos. Analizar los diferentes dispositivos utilizados en el proceso industrial. Programar el sistema por medio del software del control a utilizar. Definir la capacidad mínima y máxima a dosificar. Analizar los diferentes dispositivos utilizados en el proceso industrial. Diseñar y realizar montajes de sistema eléctricos y mecánicos a utilizar en el proceso. Diseñar las interfaces de servidor y cliente.

DOSIFICADORES PARA LÍQUIDOS

Un equipo dosificador de líquidos es un sistema electromecánico que entrega una proporción establecida de líquidos, con la finalidad de mezclarlos con otros componentes que forman una mezcla en particular.

La función de un dosificador de líquidos es graduar y controlar el caudal y el ritmo al que entra un líquido determinado en un recipiente, también se emplea para el vaciado de los recipientes, son una herramienta imprescindible en los procesos de envasado tanto de líquidos como de productos pastosos.

Existen equipos dosificadores para líquidos que pueden aplicarse para la fabricación de varios productos como: agua, shampoo, aceite, jabón, productos corrosivos, cloro, ácidos, detergente, solventes, ceras, gel, kétchup.

APLICACIONES DE LOS DOSIFICADORES LÍQUIDOS

Los dosificadores de líquidos se usan básicamente para el dosificado de líquidos y/o pastosos, ya sea hacia una máquina envasadora o bien directamente hacia un envase.

Los dosificadores de líquidos se utilizan principalmente en dos áreas:

Industria alimenticia

Industria farmacéutica

Hoy en día se distinguen tres grandes familias de dosificador:

• El dosificador de pistón

• El dosificador de membrana de mando mecánico

• El dosificador de membrana de mando hidráulico.

DOSIFICADOR DE PISTÓN

Ofrece un excelente rendimiento en la industria puesto que tiene aplicaciones en altas presiones y temperaturas.

DOSIFICADOR DE MEMBRANA DE MANDO MECÁNICO

La membrana va directa y mecánicamente fijada al cuadro móvil de la mecánica, su centro se desplaza con la carrera de la bomba y la estanqueidad se obtiene en la periferia.

La membrana trabaja en desequilibrio de presión: presión del fluido transportado del lado del proceso y presión atmosférica del aire ambiente en su cara opuesta.

DOSIFICADOR DE MEMBRANA DE MANDO HIDRÁULICO

En este tipo de dosificador, la membrana es un separador entre el aceite hidráulico de mando y el fluido del proceso. No está sometida a presión y su duración es muy grande. El caudal está engendrado por la membrana desde el momento en que está hidráulicamente accionada por el pistón.

SISTEMAS DE SELLADO

Los productos que se encuentran sellados brindan confianza al consumidor en cuanto a su calidad y seguridad. Los fabricantes saben que un sello de mala calidad en sus productos no solo amenaza la percepción del consumidor acerca de su compañía y sus productos sino que también resulta pérdida y daño de los mismos durante el traslado.

TIPOS DE SELLADORES

Sellado por Ultrasonidos

Es un método complejo y se fundamenta en la vibración que provoca el ultrasonido sobre las moléculas del material.

Esta vibración genera movimiento de las moléculas, lo cual produce calor que fusiona al material.

Selladora por Inducción

Es un proceso de calentamiento sin contacto que logra el sello hermético de un recipiente con una tapa que incluye lámina de aluminio.

El proceso de sellado tiene lugar después de llenar los envases. Las tapas se colocan y se aprietan convencionalmente en los envases ya llenos, luego los envases pasan por debajo del cabezal de sellado.

Selladora de calor

Es el método más común en el medio industrial por su facilidad de implementación y manejo. El sellado se consigue por la acción combinada de tres factores que son: temperatura y tiempo; factores que se pueden controlar mediante equipos específicos para cada factor.

Procesos de dosificado y sellado

Para realizar los procesos de dosificado y sellado se tiene muchos métodos, los cuales se los puede agrupar en:

Manual Automático

DISEÑO DE LA METODOLOGIA V

PASOS EN EL PROCESO DE DISEÑO

METODOLOGIA

Proceso para la realización del proyecto.

ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN

Se usa un enfoque empírico-analítico, dado que se busca transformar un proceso manual a un proceso automático, basado en los conocimientos adquiridos y el desarrollo experimental de diferentes dispositivos electrónicos.

LÍNEA DE INVESTIGACIÓN

Desarrollos técnicos y científicos en evolución que ayudaría a la solución de problemas o proporcionen progreso en la calidad de vida de las personas que se encuentren en un grupo social determinado.

Se controlan variables mecánicas y eléctricas; del control industrial y el control digital.

HIPÓTESIS

Por medio de la automatización se mejorará la seguridad debido a que el operario no tiene que estar presente, inhalando las fragancias a dosificar; igualmente la producción presenta mejoras en la cantidad a dosificar debido al no desperdicio de líquido por la carga constante, el reconocimiento de fallas en la compañía, mediante la utilización de dispositivos como

microcontroladores, sensores y actuadores, harán de estas aplicaciones más confiables, económicas y rápidas, puesto que el tiempo de mantenimiento y reparación serán reducidos lo cual evitará mayores costos a la empresa.

VARIABLES

Variable independiente:

• La clase de líquido que se dosificará.

• Número de objetos a dosificar.

• El abastecimiento de líquido en tanque.

Variables dependientes:

• Tiempo de llenado del sistema.

• Cantidad dosifica.

• Tiempo de dosificación para cada producto

DESARROLLO INGENIERIL

El sistema tiene como aporte ingenieril la automatización de procesos avanzados de producción, con la posibilidad que puedan ser operados de manera práctica, rediseñados y modificados sin tener que exponerse a dañar un dispositivo de ésta o detener la producción de la planta.

Para el desarrollo se tuvo en cuenta lo siguiente:

• Esquematizar en máquinas de estados la automatización del proceso de dosificación y las aplicaciones en las cuales se pueda basar el sistema, teniendo en cuenta los conocimientos adquiridos durante el desarrollo del programa de Ingeniería Mecatrónica.

• Diseñar todos y cada uno de los elementos que requieren los diferentes estados delsistema, para desarrollar la estructura del programa, el cual pueda trabajar demanera independiente y autónoma.

QFD

CASA DE CALIDAD

PROCESO QFD

Se presenta un flujo y enfoque de un ciclo completo del proceso QFD. El propósito de cada matriz se explica en los siguientes apartados:

La matriz 1 se usa para comparar los requerimientos del cliente con las características técnicas del producto. Todas las otras matrices se originan de esta primera matriz.

La matriz 2 se usa para comparar las características técnicas en la matriz 1 con sus tecnologías aplicadas asociadas. Estas dos matrices producen la información necesaria para contestar las siguientes preguntas: ¿Qué quiere el cliente?, ¿Cuáles son los requisitos técnicos relacionados con las características que quiere el cliente?, ¿Qué tecnologías son necesarias para satisfacer o sobrepasar los requisitos del cliente? y ¿Cuáles son los trade-offs que tienen que ver con los requerimientos técnicos?

La matriz 3 se usa para comparar las tecnologías aplicadas de la matriz 2 con sus procesos de manufactura asociados. La matriz ayuda a identificar variables críticas en los procesos de manufactura.

La matriz 4 se usa para comparar los procesos de manufactura de la matriz 3 con sus procesos de control de calidad asociados. Esta matriz produce la información necesaria para optimizar procesos. A través de la experimentación, se determina la confiabilidad y repetibilidad de los procesos.

La matriz 5 se usa para comparar los procesos de control de calidad con sus procesos de control estadístico del proceso. Esta matriz ayuda a garantizar que se están usando los parámetros y variables del proceso adecuados.

La matriz 6 se usa para comparar los parámetros del control estadístico del proceso con las

De acuerdo a la relación de necesidades y requerimientos aportados por el cliente y las características aportadas a la maquina por parte de los diseñadores.

El diseño se realiza tomando ciertos aspectos para el óptimo desarrollo de la maquina en su construcción, funcionamiento, mantenimiento, entre otros.

Número de unidades empacadas por unidad de tiempo.

Número de etapas en el proceso que se requiere

Numero de partes que se requieren tanto móviles como estáticas.

Serie de materiales óptimos para la construcción de la máquina.

Operatividad y facilidad de manejo

Manejo de espacio y disposición geométrica de la máquina.

Seguridad

Peso del dispositivo

Montaje funcional

Numero de etapas de proceso y el espacio que puede ocupar la máquina, la

operatividad y el tiempo que toman los procesos.

Eficiencia de la operatividad y las unidades por unidad de tiempo.

DIAGRAMA DE MATRIZ

El diagrama de matriz es la más frecuentemente usada de las herramientas del QFD. Es una

herramienta útil para identificar y gráficamente desplegar conexiones (vistas como intersecciones

en el diagrama) entre responsabilidades, tareas, funciones, etc. Hay varios tipos diferentes de

diagramas de matriz. El formato para el más común de éstos, la matriz con forma de L.

DISEÑO

DISEÑO MECANICO

La máquina está construida en material de acero inoxidable 304 2B gracias a los beneficios en la producción y elaboración de alimentos.

CARACTERÍSTICAS DEL ACERO INOXIDABLE

Elevada Resistencia a la corrosión producto de diversos factores.

Superficie totalmente compacta y poco porosa o rugosa.

Capaz de tener resistencia elevada a las variaciones térmicas.

Muy buena Resistencia a tensiones mecánicas.

Ausencia de recubrimientos protectores frágiles o de fácil deterioro.

Óptima capacidad de limpieza y por lo tanto elevado grado de eliminación de bacteria

Tolva dosificadora

En el diseño de la tolva dosificadora el sistema dosificador de líquidos consta de una tolva dosificadora que cumplira con la funcionalidad de la maquina.

Sistema de descarga

El sistema de descarga consta de una electroválvula para cada tolva dosificadora.

Las electroválvulas constituyen el elemento de control, el PLC se encarga de su activacióno desactivación, a fin de que viertan la cantidad de líquido requerido desde las tolvas dosificadoras hacia la tolva de mezcla.

Electrovalvula

El manejo de las electroválvulas se hace a través del una etapa de potencia acoplada al microcontrolador el cual envía un valor lógico a cada bobina provocando un cambio en cada actuador.

Totalmente abierta (ON)

Totalmente cerrada (OFF)

Características de la electroválvula:

Motor paso a paso unipolar

Para el posicionamiento del sistema de dosificación se utilizó un motor paso a paso unipolar debido a que este garantizaba un posicionamiento exacto e igualmente podía ser acoplado al microcontrolador a través de una etapa de potencia la cual está compuesta por una conexión Darlington, controlado a través de los puertos B0, B1, B2 y B3 del microcontrolador.

Cálculos para determinar la potencia mecánica

Ecuaciones de momentos inercia angular y lineal, de elementos en movimiento.

Ecuación de potencia mecánica.

Cálculo de la potencia total

Para el desarrollo de la dosificadora es muy importante el cálculo de la potencia total que requiere la misma para su funcionalidad.

Potencia Hidráulica + Potencia mecánica

Cálculo de transmisiones por correa

El cálculo es desarrollado por medio de libro SHIGLEY, Joseph. Diseño en ingeniería mecánica.

Relaciones de transmisión.

Diámetros poleas.

Selección de perfil correas.

Longitud correas.

Número de correas.

Cálculo de ejes

Para el cálculo de los diferentes ejes de la dosificadora se utilizólos siguientes parámetros al diseñar:

• Cálculo fuerzas en poleas.

• Geometría (longitudes entre elementos).

• Cálculo embragues.

• Cálculo de torques y fuerzas en cada punto crítico.

• Diagramas de fuerza cortante y momento flector.

• Cálculo de límite de resistencia a la fatiga.

• Diámetros definitivos.

Banda transportadora

Para efectos de cálculos de la banda transportadora se ha tomado en cuanta el diseño establecido por los manuales de ASME los cuales consideran:

• Ancho y velocidad máxima de la banda transportadora.

• Cálculo de paso o distancia de las estaciones.

• Selección de los rodillos.

• Cálculo de fuerzas y tensiones.

Bomba dosificadora

Bombas dosificadoras ensambladas de tipo mecánico, con unos rangos de capacidad y presión de explotación diversa.

Estas bombas dosificadoras tienen un controlador proporcional a microprocesadores incorporados, o bien estar dotadas de controladores externos a PLC para la regulación PID.

Los tres elementos principales de una bomba dosificadora son:

• El dispositivo de accionamiento

• El conjunto mecánico

• Dosificador

Espesor pared bomba

El diseño de la pared de la bomba debe ser diseñado de forma minuciosa, debido a que la cámara que permite el bombeo, está sometida a fatiga, por esto, es indispensable encontrar un espesor óptimo para dicha cámara.

Diseño del tanque de almacenamiento de fluido

Para el diseño de este tanque se emplearon dos métodos, teniendo en cuenta factores como: costos, eficiencia, seguridad, economía y diseño.

Diseño por medio del programa SolidWorks

El diseño establecido en una plataforma virtual al considerarse de vital importancia se ha visto necesario, debido a la necesidad de obtener un diseño eficiente y económico para lo cual se desarrolló un diseño en el programa Solidworks, en el cual se desarrolló una serie de pruebas para observar la funcionalidad de la dosificadora.

DISEÑO ELECTRICO

Para la instalación se han tomado en consideración:

Normas básicas de instalaciones de sistemas de control, como son: calibre de los conductores, borneras, protecciones, espacio físico necesario, etc.

Niveles de voltaje donde va a funcionar la máquina y niveles estándar de voltaje para equipos de automatización, estos niveles se detallan a continuación:

Nivel de voltaje para la alimentación de los equipos de fuerza 220 VAC monofásico 60 Hz.

Nivel de voltaje para alimentación de controlador y servicios generales 110 VAC monofásico 60 Hz.

Nivel de voltaje para sensores y HMI 24 VDC.

Los equipos seleccionados son fabricados por Siemens debido a sus altas prestaciones en la industria, fácil adquisición local y cumplen con todas las normas necesarias para una máquina en la industria alimenticia.

Controlador

Contiene las instrucciones del procedimiento para el control de los actuadores. Para que operen de manera sincronizada, es decir que tiene grabadas las secuencias (calentar, agitar, enfriar) para cada uno de los procesos.

Actuadores

Detalla los elementos a ser controlados (Resistencia, Bomba de enfriamiento, Válvula dosificadora, Agitador).

Actuador final

Este dispositivo está constituido por actuadores eléctricos, neumáticos, mecánico; tales como: cilindros, electroválvulas y el motor, el cual controlan todo el proceso de dosificación.

Proceso

Este bloque representa el tiempo de ejecución del programa, ya que para realizar cada proceso es necesario un tiempo de ejecución por cada proceso.

Sensor

Contiene los sensores que toman la información de la máquina, para ingresar al controlador y establecer un lazo de control cerrado.

Sensor de barrera

Se diseñó un circuito detector infrarrojo que al interponerse cualquier objeto entre el receptor y el emisor generará un nivel lógico el cual se ajusta al microcontrolador.

DISEÑO DEL HARDWARE

CIRCUITO DE POTENCIA

CIRCUITO DE CONTROL

SEÑALES DE ENTRADA SENSORES

DIAGRAMA DE ESTADOS

ELABORACIÓN DE PCB O CIRCUITO IMPRESO

Para comenzar se debe realizar el diseño de la plaqueta en cualquier programa que acostumbremos usar, e imprimir el diseño en cualquier impresora de buena calidad. Se debe imprimir el lado del cobre. Luego se hace una fotocopia común del diseño, pero usando el papel más satinado que se pueda encontrar. Recortar el diseño de la fotocopia y colocarlo con el tóner sobre el lado cobre de la placa. Se doblan los lados del papel hacia atrás y pegarlos con cinta adherente. Calentar la plancha al máximo y aplicarla sobre el papel alrededor de 30 segundos para fundir el tóner y adherirlo al cobre. Arrojar inmediatamente la placa al agua para humedecer el papel y evitar que se encoja al enfriarse y el tóner se despegue. Para terminar de limpiar entre las pistas usar un cepillo de dientes suave. Frotar con cuidado. Retocar con marcador indeleble si es necesario. Luego quitar el cobre con un baño de percloruro férrico

FUNCIONAMIENTO DEL HARDWARE

DIAGRAMAS DE BLOQUES

Desarrollo del proceso de implementación y adaptación, con el fin de dar una visión delimitada del proyecto.

SISTEMA DE VISUALIZACIÓN

La visualización del proceso de dosificación por medio de un display de cristal líquido se hace con el fin de informar al operario en qué estado se encuentra la máquina y sus posibles fallas para reducir el tiempo de inactividad del sistema. El programa base de la LCD, comienza dando una presentación de la universidad y empresa patrocinadora del proyecto.

SISTEMA DE CONTROL

El control utilizado para la automatización de la máquina es ON/OFF o control de dos posiciones, puesto que los sensores y actuadores como la electroválvulas empleadas son estrictamente “abiertas y cerradas”, así mismo los costos de estas con respecto a las válvulas proporcionales o sensores proporcionales, es una variable que hay que tener en cuenta a la hora de automatizar una máquina.

TARJETA DE CONTROL

El diseño de la tarjeta de control es uno de los pasos más importantes, en la cual se encuentra el microcontrolador, los acoples de potencia de los dispositivos y sus respectivos caminos.

CIRCUITO ELECTRONEUMÁTICO

DISEÑO DEL PRODUCTO DE MANUFACTURA

ESPÉCIMEN DE LABORATORIO

DESCRIPCIÓN

Máquina dosificadora selladora para envasar productos líquidos envases rígidos de plástico debido a ser un diseño experimental y para fines de observación.

Permite dar una concepción clara del funcionamiento del sistema de dosificación.

CARACTERÍSTICAS

Alimentación del producto desde una tolva cónica con tapa y válvula de flotador (opcional), con aristas redondeadas y acabado sanitario.

Permite envasar un envase a la vez.

Dosificador volumétrico con regulación mecánica para controlar el volumen a envasar.

Activación neumática por válvulas de pedal para accionamiento del dosificador y de la selladora.

Fácil regulación de los soporte según la altura del envase y/o funda.

Estructura fabricada en acero inoxidable A304, que garantiza una alta calidad y durabilidad, cumpliendo además con exigencias sanitarias para envasado.

Boquilla intercambiable, según el diámetro del pico del envase.

Accionamiento neumático.

Incluye unidad de mantenimiento para el aire comprimido.

ELEMENTOS

Mesa soporte de acero inoxidable

Soportes regulables para recipientes o fundas

Unidad de mantenimiento para aire comprimido

PROTOTIPO

SISTEMA DE DOSIFICACION

El sistema de dosificación por pérdida de peso de líquidos es la solución más fiable y precisa para una amplia variedad de líquidos y diversas viscosidades y temperaturas. El líquido o pasta que se va a dosificar se mide con una bomba fuera del área de la báscula. La bomba de dosificación se selecciona en función de la capacidad de dosificación necesaria En el caso de sistemas con un controlador central, se han integrado módulos de interface en el módulo de control.

DISEÑOS DE DOSIFICADOR DE LÍQUIDOS La dosificadora de líquidos ofrece dos opciones de pesado para dosificadores gravimétricos de líquidos. En la dosificadora, el tanque de almacenamiento está montado sobre una báscula de plataforma. La carcasa de la báscula es de acero inoxidable y está completamente cerrada, esto para que se logre el fin de dosificar y tener pruebas preliminares de la dosificación

ELEMENTOS QUE COMPONEN EL PROTOTIPO

Volumen Desde 30 c.c. hasta 500 c.c. (opcional para mayor volumen)

Capacidad Aproximadamente 10 envases por minuto

Formatos Cualquier tamaño de recipiente

Material de Envases

Recipientes de PVC, Polietileno, PET, o vidrio. Fundas de material termosellable.

Material del Equipo

Acero inoxidable AISI 304

Control Sistema de control electrónico con temporizador para sellado.

Tensión Requerida

110 VAC, 60 Hz. Consumo aprox. 0,5 Kw

Aire Comprimido 90 psi (6 bares). Consumo aprox. 4.6 CFM.

Dimensiones Ancho 1.200 mm. fondo 600 mm. altura 1.900 mm.

Peso Aprox. 130 Kg. (neto)

SECUENCIA DE TRABAJO DE LA MÁQUINA DOSIFICADORA

Se ha establecido una secuencia de trabajo a la cual estará sometida la dosificadora, ya que cada paso de cada subsistema es de vital importancia para el correcto funcionamiento de la misma.

Establecer tipo de envase Definir envase. Ajuste gradual para el envase Ajustar longitud válvulas-boquillas.

Ajustar paso de envase.

Suministro de envase vacío Accionar tope final de envase. Accionamiento embrague de la banda. Desactivar embrague de banda. Accionar tope inicial de envase.

Llenado de envase Accionar descenso de tubería descarga. Accionamiento embrague bomba. Censar llenado de envases. Sellar válvulas de envase llenado. Desactivar embrague bomba. Accionar ascenso de tubería descarga. Evacuación de envase lleno Desactivar tope final de envase. Activar embrague de banda. Censar evacuación de envase. Accionar tope final de envase. Desactivar tope inicial de envase. Accionamiento embrague de la banda.

PROCESO FINAL

La máquina automática dosificadora de líquidos cuenta con un INICIO, TRANSPORTE, PROCESO Y UN FINAL su medio de alimentación eléctrica es a través de una fuente de voltaje a 12 VDC y un voltaje AC- 110v para la moto bomba. Cuenta con cuatro sensores tres infla rojos y uno de nivel, una banda transportadora el cual hace su proceso de rotación por medio de un motor a 6Vdc , cuenta con dos led de 1.2Vdc indicándonos no solo el encendido si no también el proceso de dosificación actuando la moto bomba.

Su funcionamiento es a partir de que se le interrumpa el primer infla rojo por medio de un recipiente accionando la banda transportadora el cual hace q sea transportado el recipiente hasta el segundo sensor donde hace el llenado hasta cierto nivel y por ultimo traslada el recipiente hasta el tercer sensor infla rojo dando como fin o stop al proceso de dosificación.

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

TRATAMIENTO DE LA INFORMACIÓN

Técnicas estadísticas

Para la tabulación de los datos se usó un cuadro haciendo un análisis individual por cada pregunta y una representación gráfica de los mismos, su cuantificación se realizó con el estadístico porcentaje cuya fórmula es:

% = FX100 /N

% = Tanto por ciento que se encuentra en el total de estudio

F = Número de veces que repite el dato

100 = constante de la muestra

N = Total de Dato

PRESENTACIÓN DE LA INFORMACIÓN

METODOLOGÍA DE DESARROLLO

ASPECTO METODOLOGICO

TIPO DE ESTUDIO

Exploratorio: este proyecto es de tipo exploratorio ya que permite investigar más a fondo la

problemática y las necesidades industriales acorde con el desarrollo del país para darle un

mejor rendimiento a nivel económico y competitivo

METODO DE LA INVESTIGACION

Observación: Se plantea como un proyecto de análisis mediante el cual se describe cada

uno de los beneficios de obtener un óptimo sistema de envasado.

FUENTES Y TÉCNICAS PARA LA REALIZACIÓN DE LA INFORMACIÓN

Fuente primaria: para la realización de este proyecto no solo se basó en la

información escrita sino también en conceptos y necesidades ante la falta de rendimiento para

el envasado de líquidos.

COSTOS

MARCO CONTEXTUAL.

ENTORNO ECONÓMICO

Los grandes países del mundo se han superado en tecnología gracias a los avances de la

sociedad, es decir que los sistemas de envasado han sido parte fundamental de esta economía.

ENTORNO POLÍTICO

Se encuentra estrechamente entrelazado con el entorno social. En general las leyes se aprueban

como resultado de las presiones y los problemas sociales.

En las decisiones de mercado influyen considerablemente los acontecimientos el entorno político

y legal. Este entorno consiste en leyes, dependencias del gobierno y grupos de presión e influyen

en diversas organizaciones, individuos y los limitan. En ocasiones esas leyes crean nuevas

oportunidades de negocios.

ENTORNO SOCIO-CULTURAL

El ambiente social se compone de actitudes, formas de ser, expectativas, grados de inteligencia

y educación, creencias y costumbres de las personas de un grupo o sociedad determinados. Sin

embargo, las actitudes y los valores difieren entre los diversos grupos sociales.

ENTORNO DEMOGRÁFICO

Se refiere a todas las características de la población como el tamaño de ésta, la tasa de

crecimiento de población de diferentes ciudades, regiones y países; distribución por edad,

composición étnica, niveles de educación, conformación de los hogares, sus características y los

movimientos regionales.

ENFOQUE TECNOLÓGICO

La actividad tecnológica influye en el proceso social y económico, pero su carácter

abrumadoramente comercial hace que esté más orientada a satisfacer los deseos de los más

prósperos (consumismo) que las necesidades esenciales de los más necesitados. Lo que tiende

además a hacer un uso no sostenible del medio ambiente. Sin embargo, la tecnología también

puede ser usada para proteger el medio ambiente y evitar que las crecientes necesidades

provoquen un agotamiento o degradación de los recursos materiales y energéticos del planeta.

Como hace uso intensivo, directo o indirecto, del medio ambiente (biosfera), es la causa principal

del creciente agotamiento y degradación de los recursos naturales del planeta.

ENFOQUE ECOLOGICO

El entorno ecológico facilita a las empresas y organismos públicos los trámites y gestiones a la

hora de deshacerse de sus productos de desecho, tal y como obliga la actual normativa de

medioambiente

VIABILIDAD TÉCNICA

El proyecto dosificador de líquidos es viable ya que no tiene un elevado costo en su realización

y cuenta con una amplia gama de materiales fáciles de adquirir siendo este uno de las principales

motivaciones del ejecutor para llevar a cabo el correcto funcionamiento del sistema automático

de envasado de líquidos.

ESTUDIO DE FACTIBILIDAD

El sistema automático de envasado de líquidos es factible ya que dispone de un completo

esquema electrónico teniendo este como finalidad un correcto funcionamiento, brindando un

mejor servicio para el llenado de aceite dieléctrico en una empresa de mantenimiento de

transformadores.

ESTUDIO DE VIABILIDAD

Este proyecto tiene una viabilidad gracias a un fácil acceso de sus componentes en el mercado

teniendo la oportunidad de ser remplazados por otros que cumplas las mismas características.

DE LIMITACIÓN

Este proyecto ha sido analizado minuciosamente buscando siempre el desarrollo socio

económico de pequeñas empresas dedicadas al embasamiento de líquidos.

CONCLUSIONES

Es muy relevante tener conocimientos en diversos campos como son el de la mecánica

electrónica y manejo de sistemas de desarrollo de software para mejorar e implementar

pautas que permitan que el mismo tenga un mejor desempeño.

La tarjeta de control es un elemento fundamental, debido a que esta puede realizar tareas

complicadas sin necesidad de un computador o un operario; con elementos simples y

económicos como son los microcontroladores, una LCD y determinados dispositivos

electrónicos de acople, se puede obtener un sistema electrónico capaz de controlar todo un

proceso obteniendo que el tiempo del proceso se reduzca y con ello se mejore varios

aspectos de la dosificadora.

El uso de sensores en los procesos de dosificación es importante para establecer el comportamiento óptimo del sistema de dosificación, y así tener un mejor control del sistema ya que esto ayuda a aumentar la eficiencia de la máquina.

El correcto funcionamiento del microcontrolador depende de su programación ya que este,

será el encargado del proceso. De igual forma el microcontrolador podrá reconocer posibles fallas y en consecuencia esto será de gran utilidad para la dosificadora, debido a que se reducen los tiempos de mantenimiento y búsqueda de errores.

RECOMENDACIONES Es importante tener en cuenta las posibles fallas que tendrá la dosificadora si su manipulación

es incorrecta por ende se recomienda tener cuidado al momento de exponer las componentes de la misma a factores externos ya sean estos humedad, campos magnéticos, etc. Que podrían afectar gravemente el funcionamiento de sensores y en sí de la tarjeta electrónica que posee elementos delicados frente a estos factores.

Se recomienda tener en cuenta las especificaciones técnicas a las cuales trabaja la

dosificadora ya que se debe garantizar aspectos tales como el voltaje de entrada ya que un voltaje mayor produciría un incorrecto funcionamiento del equipo.

Si la dosificadora de líquidos presenta una falla se recomienda reiniciar la misma y observar

que sus valores lógicos se inicialicen, con el fin de que la dosificadora de líquidos reinicie el proceso en el estado inicial.

Se recomienda leer los manuales y el proceso de conexión de los esquemas eléctricos

neumáticos y mecánicos que se dan el trabajo, debido a que una conexión mal realizada ocasionaría una leve o grave falla en el sistema de control de la dosificadora.

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BIBLIOGRAFIA:

http://www.dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/4506/1/UPS-GT000405.pdf

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