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Cómo hacer una mini turbina de aire comprimido

Picture of Cómo hacer una mini turbina de aire comprimido
En caso de que aún no lo supieses, el aire comprimido es bastante genial. Con los sistemas mecánicos simples - bombas - energía puede ser almacenada y utilizada una cantidad increíble de aplicaciones. Lo que me gusta acerca del aire comprimido es lo fácil y accesible que es. Cualquier persona con una bomba de bicicleta puede empezar a mover el aire a mayor presión. Botellas de plástico se pueden convertir en los tanques de aire, y investigando un poco por la red y en Instructables, encontrarás gente que ha utilizado el aire comprimido para hacer todo, desde lanzar globos de agua de tiro hasta alimentar una bicicleta.

En este instructable, te mostraré cómo hice una mini-turbina de aire comprimido.

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16/08/13: ¡Gracias por destacar mi instructable!
16/08/13: ¡Tengo ya un poco menos de 9.000 visitas en apenas 12 horas! Gracias a todos!
 
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Step 1: ¡Vídeo!

Step 2: "¿¡Un qué de aire comprimido!?"-- La teoría de operación

Picture of

Vamos a empezar desde el principio, ¿de acuerdo?

Toda la materia se compone de átomos. En los sólidos, los átomos están apretados muy bien juntos, por lo los llamamos, pues, sólidos. Los átomos están 'capturados' y por eso no se mueven mucho. En un gas, sin embargo, los átomos son capaces de moverse libremente. Tan libremente, de hecho, que los gases no tienen una "forma", y en lugar de tomar la forma de cualquier recipiente en que se encuentren los gases pueden ser almacenados a presiones diferentes. La presión de un gas es un reflejo de la cantidad de átomos se encuentran en un espacio limitado. Mediante el uso de una bomba, más átomos de gas se pueden forzar en un espacio, mayor es la presión. Si tienes un recipiente lleno de un gas de modo que la presión de él está más alta que la de su entorno, cuando lo abres, los átomos de alta presión se moverá a la zona de baja presión hasta que la presión total sea igual. El concepto de que un gas de alta presión se moverá a una zona de presión más baja es el concepto en que nuestra turbina de aire comprimido se basará.


El gas comprimido se moverá desde el interior de la turbina a la zona fuera de la turbina. A medida que se mueve a través de ella, el aire empujará las aletas, y hacer que la turbina gire. Los gases se moverán hacia el centro de la turbina, donde saldrán del orificio de escape.

¡Hice un .gif muy divertido que ilustra el comprimir de las moléculas de aire y luego cómo giran las aletas de la turbina! Espero que ayude!

Step 3: Herramientas / Materiales

Picture of Herramientas / Materiales
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Muy pocas herramientas y materiales se utilizaron para hacer esta turbina. ¡Aquí están!

Herramientas:

  1. Cortadora láser Epílogo
  2. Inkscape 1
  3. Herramienta rotativa Dremel
  4. Taladro manual

Materiales:

  1. Hoja de acrílico de 1/8" Usé una de naranja que encontré en la tienda
  2. Varilla roscada 6-32 (estándar americana) . Esto es más o menos de 1/16" de diámetro.
  3. Arandelas y tuercas 6-32.
  4. Tubo de latón de 1/8" de diámetro -. Lo compré el mío en la ferretería local
  5. Pegamento epoxi claro (el tipo que toma 5 minutos para cuajarse)

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1. Inkscape es un creador de gráficos vectoriales de código abierto. Si has oído hablar de Adobe Illustrator, esto es como una versión gratuita de este programa. Lo estoy usando porque es gratuito y está disponible, pero no dudes en utilizar un programa de vectores gráficos de tu elección. O puedes conseguir Inkscape gratis aquí.

Step 4: Diseño - Turbine

Picture of Diseño - Turbine

Diseñé mi turbina de aire comprimido en Inkscape. Todo se hizo sobre la marcha, ya que nunca había usado este programa, y no tenía una idea muy claro del producto final.

¿No estás familiarizado con Inkscape? Te recomiendo leer este primero. Me ayudó a encontrar mi camino y te ayudará a seguir mejor las instrucciones abajo.

Para dibujar la turbina central, hice lo siguiente en Inkscape:

  1. Haz una nueva imagen. Haz clic en "File>Document Properties" ("Archivo> Propiedades del documento"). Ajusta las unidades a "inches" ("pulgadas"); "width" ("anchura") y "height" ("altura") a 1, y la cuadrícula a 1/16" o 0.0625.
  2. Dibuja un círculo. Haz clic en el centro de la cuadrícula y mantén presionadas las teclas "Shift" y "Ctrl". Arrastra el cursor a una esquina, donde se ajustará a la cuadrícula para formar un círculo de diámetro de 1" perfecto.
  3. Dibuja un hexágono. Yo quería que mi turbina tuviera seis aletas. Usa la misma técnica la de hacer el círculo en el paso anterior, pero solo dibuja el hexágona hasta que las esquinas de él estén en contacto con el borde del círculo. Es posible que volver al menú de propiedades del documento y desactivar la auto-ajustamiento a la cuadrícula te ayude con este paso.
  4. Convertir en "nodes" ("nodos"). Selecciona el hexágono y mantén presionadas las teclas "Shift + Ctrl + C". Esto va a cambiar el objeto a un línea (un "path"), lo que nos permitirá manipular el dibujo de manera más fácil.
  5. En el lado derecho, hay una barra de herramientas con un botón de "snap to cusp nodes". Tenía activada esta función durante la mayor parte de mi trabajo con los nodos.
  6. Dibuja directrices. Dibuje una línea desde el nodo superior de mi hexágono hacia abajo. Este segmento fue copiado, pegado, y girado varias veces 60-grados, y conectado a todas las esquinas del hexágono.
  7. La manipulación de los nodos. Selecciona el hexágono, y un nodo. Usa la función de "break-path" para romper la línea continua en ese nodo. Selecciona un nodo en el punto de fractura y arrástralo a la parte inferior del segmento de línea. Aquí es donde se debe "ajustar al nodo". Repite esto para cada esquina. Selecciona cada esquina, y "unir nodos seleccionados" para hacer un sólido.

¿Seguiste todo eso? Me agotó el escribirlo. ¡Respira hondo, vámonos adelante!

Step 5: Diseño - la caja

Picture of Diseño - la caja

Ahora que la parte central, y la única parte móvil, es diseñada, necesitaremos una caja.
La caja en sí se compone de varias capas. Estas capas se atornillan juntos para crear una caja de una sola pieza. ¡Os adjunté un pdf de cada capa! La. Los .svg me plantearon problemas al intentar subirlos.

Caja central:
- Dentro de la cual la turbina girará.

  1. Crea un nuevo documento. Establece unidades predeterminadas para "inches", "width" de 1.44; "length" a 1.44;. la cuadrícula de 1/16", o 0.0625. ¡Esta turbina es pequeña!
  2. Copia y pega la turbina que dibujamos durante el último paso en el centro del nuevo documento.
  3. Dibuja agujeros. Estos se utilizarán en la ensamblaje más tarde. Usé la misma técnica (Shift + Ctrl + arrastrar) como en el último paso para dibujar círculos de 1/16" perfectos, y los pusieron en posición con la ayuda de la cuadrícula alrededor de la turbina. Estos agujeros resultaron ser un poco demasiado pequeños y tuve que hacerlos más anchos, por lo que debes tener en cuenta que la posibilidad de tener que hacerlos más grandes.

Caja de entrada:
- Por la cual el aire entrará en la turbina.

  1. Comienza con la caja central que acabamos de dibujar.
  2. Selecciona el círculo en el centro de la turbina. Conviértalo a un "path". Rómpelo a los nodos seleccionados. Escogí el del lado derecho del círculo.
  3. Usa la herramienta "Draw Bezier curves and straight lines", junto con la función "snap to nodes" para dibujar las líneas del círculo roto hacia al borde de la caja.
  4. Recuerda guardar esto como un archivo distinto, para que no sobrescribas el dibujo de la caja central .

Caja del tren de potencia:
- Donde el eje saldrá de la caja, y será capaz de hacer el trabajo.

  1. Comienza con la caja central que dibujamos anteriormente.
  2. Selecciona y elimina la turbina y el círculo para que solamente permanezca el círculo central.
  3. Guárdalo como un archivo diferente.

Caja de escape:
- La parte que sostendrá el eje, y a través de la cual el aire saldrá de la turbina.

  1. Comienza con la caja del tren de potencia desde arriba.
  2. Copia y pega el orificio central, y muévelo un poquito hacia abajo.

Step 6: ¡Ensamblaje!

Se han hecho los diseños, y has utilizado un cortadora láser para recortarlos. La configuración dependerá de qué tipo de cortadora láser dispongas. Para mi proyecto, exporté cada archivo como un .pdf, y luego los importé en CorelDraw, porque es un programa que juega muy bien con las cortadoras láser. Las piezas se cortaron de una hoja de acrílico transparente de color naranja. El papel protector sobre las partes hay que quitarse.

Segmentos de aproximadamente 1.5" de varilla roscada 6-32 fueron cortados usando una herramienta rotativa Dremel con una rueda de corte. Estos fueron introducidos en los agujeros en las esquinas, mantenidos en su lugar con las tuercas adecuadas. Se hicieron un poco más anchos los agujeros en las esquinas, con un taladro de mano para facilitar el ensamblaje.


El eje se hizo utilizando una sección de 2" de la misma varilla roscada 6-32, y dos de las piezas de turbina se enroscaron en el centro. Dos pequeñas arandelas se usaron para cerrar el espacio entre las piezas de la turbina y los lados de la caja. Los dos agujeros centrales se hizo más anchos, con un taladro manual, para permitir que la varilla roscada se moviese de manera más fácil.

Una pequeña sección del tubo de latón de 1/8" fue cortado con una herramienta rotativa Dremel, y la entrada de aire se amplió para poder ser sujetado con pegamento epoxi dentro de la turbina después de ese se atornillase junta.

Step 7: ¡Conclusión!

Picture of ¡Conclusión!

¡Ya está! Una miniatura de una turbina de aire comprimido!

No estoy seguro de que si alguna vez se vea usada esta máquina diminutiva, ¡pero puede que algún día que sí! Más que nada, siempre he encontrado fascinantes las turbinas, y me encanta el sonido que hacen ponerse en marcha. Las posibilidades de esta pequeña turbina son bastante amplias.

Este diseño hace una pequeña turbina, aproximadamente de 1.5 "x1.5" x0.625". Lo que yo creo que es realmente impresionante es que puede hacerse más grande y teóricamente más potente, simplemente por incluir más capas para la entrada de aire, para más piezas de turbina, y para hacer más agujeros de escape en la caja de escape.

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