¿Qué es un elevador por vacío y cómo funciona?

¿Qué es un elevador por vacío?

Un elevador por vacío es un dispositivo que utiliza la fuerza de succión para levantar y mover cargas de forma segura y eficiente, con un riesgo mínimo de daño a la mercancía. Una bomba de vacío genera una presión negativa que permite que una ventosa se adhiera firmemente a la carga; el operador controla el movimiento mediante una empuñadura, mientras un sistema de grúa, brazo o riel soporta el desplazamiento horizontal.

¿Cómo funciona un elevador por vacío?

La tecnología de elevación por vacío opera en el rango de vacío grueso, que puede medirse utilizando manómetros mecánicos en milímetros o pulgadas de mercurio (mmHg o inHg), y/o kilopascales (kPa). Estas unidades siempre son negativas y se indican con un signo menos (-) en el manómetro.

El kilopascal es particularmente útil como aproximación del porcentaje de vacío. Un vacío del 50% es aproximadamente -50kPa en relación con la presión atmosférica. También se utilizan varias unidades y escalas adicionales en las mediciones de vacío, pero la escala de porcentaje es la más útil en el rango grueso, ya que es universalmente comprensible.

Componentes de un Sistema de Vacío

Ventosas y Tubos de Vacío

Un error común sobre las ventosas/pies de succión es pensar que el interior de la ventosa está sujetando la carga y tirando de ella hacia arriba debido al vacío. En realidad, es la mayor presión atmosférica fuera de la ventosa la que ejerce presión hacia abajo, sobre el objeto, produciendo el efecto de sujeción.

Por esta razón, la altura de una ventosa no tiene ningún efecto sobre el nivel de vacío ni sobre su capacidad de elevación. Sin embargo, la cantidad de superficie que entra en contacto con la carga sí importa. Por eso es necesario ajustar la superficie de la ventosa para que coincida con las cargas previstas. Aunque puede ser posible levantar objetos pesados con una ventosa relativamente pequeña, también hay que tener en cuenta las fuerzas de corte cuando se mueven objetos y añadir un margen de seguridad.

Estimación de la Fuerza de Sujeción de una Ventosa

Para estimar el área de succión necesaria para sostener una carga plana y no porosa utilizando un yugo de vacío montado en un polipasto como el Manipulador de Paneles de TAWI, esta es una forma de calcularlo:

La fuerza de sujeción o elevación es aproximadamente 1 kg por 1 cm² al 100% de vacío. Como ya hemos establecido, no existe un vacío del 100%, pero es un punto de referencia útil.

En el uso real, puede que opere una elevación al 60% de vacío. El 60% de 1 kg es 0,6 kg, lo que significa que podemos levantar 0,6 kg por 1 cm² de área de ventosa. Luego divida el resultado por un factor de seguridad de 2, que es el valor típico utilizado.

Ejemplo: Una ventosa con un diámetro de 300 mm (706 cm²) tiene una fuerza de sujeción de 212 kg al 60% de vacío y un factor de seguridad de 2.

Estimación de la Capacidad del Tubo de Elevación

Con elevadores que utilizan un polipasto separado para levantar y pies de succión montados en yugo que se adhieren a la carga, una aproximación simplificada del área de contacto de los pies de succión es útil. La situación es diferente cuando tanto la sujeción como la elevación se realizan utilizando tecnología de vacío, como con el Elevador Multifuncional TAWI.

En un sistema de elevación por vacío asistido por tubo, el propio tubo opera a una presión negativa de entre 0–60% debido a la flexibilidad del tubo. Para compensar esto, la fuerza de sujeción siempre debe ser mayor que el área del tubo de elevación. Por lo tanto, siempre nos aseguramos de que el área de la ventosa sea al menos 2,5 veces mayor que el área del tubo.

El resultado es que nunca se soltará la carga antes de bajarla al suelo, y se puede sostener 2,5 veces más de lo que se puede levantar.

Personalización de un Sistema de Vacío

Además de los sistemas independientes como el Recogepedidos Móvil TAWI, los sistemas de elevación por vacío suelen personalizarse en gran medida para satisfacer los requisitos de cada caso de uso individual. Algunos de los factores que determinan la elección de los componentes son:

• Peso, forma y superficie de las piezas.
• Distancia de recorrido para la manipulación.
• Requisitos de rotación o inclinación.
• Velocidad o tiempo de ciclo deseado.

Por ejemplo, las cajas sólidas pueden levantarse utilizando un elevador asistido por tubo como nuestro Elevador Multifuncional, con un mango y ventosa de tamaño adecuado. Si las cargas tienen una superficie porosa o irregular, como es común con las bolsas, se puede añadir una falda de goma alrededor de las ventosas para maximizar el área de contacto y compensar la fuga de aire con un mayor flujo de la bomba de vacío. Las láminas pueden requerir yugos personalizados, capacidades de rotación y posiblemente transporte vertical por riel, todo lo cual es adecuado para nuestro Manipulador de Láminas.

Mangueras, Conectores y Filtros

Para completar el sistema de vacío, debe conectar mangueras adaptadas para vacío utilizando abrazaderas, anillos de sellado y uniones roscadas. Asegurarse de que todas estas piezas estén perfectamente ajustadas y selladas es esencial para garantizar la operación segura de cualquier sistema presurizado.

También se utilizan uno o más filtros para proteger la bomba de vacío del polvo y otros contaminantes que podrían acortar su vida útil o provocar fallos operativos.

Bombas de Vacío

Las bombas de vacío utilizadas en los sistemas de elevación por vacío normalmente son bombas de desplazamiento de gas. El principio básico es aspirar aire en un volumen en expansión a través de una válvula de entrada, comprimirlo en un volumen más pequeño y luego expulsar el aire comprimido de nuevo a la atmósfera.

El tipo utilizado en los sistemas de elevación por vacío suele ser de paletas rotativas de funcionamiento en seco (sin aceite). Este tipo de bomba es compacta, requiere poco mantenimiento y puede funcionar a una tasa de succión constante.

Ventajas de los Elevadores por Vacío

• Aumento de la productividad – La complexión física del operador nunca es un problema. Cualquier persona puede ser entrenada para usar un elevador o manipulador de vacío de forma segura y levantar cargas pesadas sin perder energía.
• Salud ergonómica – Al requerirse muy poco esfuerzo en la elevación y manipulación, la tensión física y el riesgo de lesiones se reducen significativamente.
• Flexibilidad de la fuerza laboral – Dado que cualquiera puede levantar, las empresas tienen mayor flexibilidad en términos de contratación y rotación de empleados.
• Previene daños – La elevación por vacío generalmente reduce el riesgo de daños a los materiales, como arañazos o deformaciones.
• Seguridad – La elevación no puede iniciarse si el sistema de vacío falla. En caso de un corte de energía, las válvulas de seguridad garantizan que la carga no se suelte inmediatamente.

Si tiene preguntas adicionales sobre cómo funcionan nuestros sistemas de elevación por vacío y de qué maneras pueden adaptarse a sus necesidades y flujos de trabajo específicos, no dude en contactarnos para una consulta gratuita.