Cómo diseñar recintos que protejan contra el agua y los escombros

Quería compartir algo de mi experiencia y conocimiento sobre cómo diseñar recintos que protegen contra el agua y los escombros. Esto inevitablemente trae a colación el problema de los estándares NEMA o IP. , pero a veces hay confusión en cuanto a cómo funcionan. Escribo esto para orientar a los diseñadores que están abordando este tema. En aras de la simplicidad, me limitaré a NEMA, pero los principios son exactamente los mismos si usa IP, por lo que esto aún debería ser relevante para usted.

Antes de comenzar, me gustaría señalar que los diseñadores deben considerar claramente lo que están tratando de lograr.

¿Están simplemente buscando lograr la protección del medio ambiente? ¿O están tratando de cumplir con un requisito formal para lograr un estándar NEMA (que puede haber sido impuesto por un cliente o gerente)?

He visto miles de gabinetes personalizados a través de Protocase con requisitos de resistencia ambiental, y la mayoría de estos pedidos de gabinetes solo necesitan protección ambiental. Nuestros clientes a menudo usan los estándares NEMA para explicar lo que necesitan que haga su gabinete, como ofrecer cierta resistencia al polvo, la suciedad o el agua, pero no es necesario que cumpla formalmente con los estándares NEMA.

Ocasionalmente, vemos a un cliente que necesita cumplir con un requisito formal de NEMA, que requiere pruebas. Aunque Protocase no ofrece pruebas de gabinetes para verificar los requisitos de NEMA, algunos de nuestros clientes enviarán sus gabinetes a un centro de pruebas de terceros para recibir una certificación formal de que han cumplido con los requisitos. En este caso, los principios que describo a continuación son los mismos.

Comprensión de la clasificación NEMA

El documento "Tipos de gabinetes NEMA" se implementa para promover especificaciones de productos estandarizados para dispositivos eléctricos. Básicamente, la función de las normas NEMA es especificar cómo debe funcionar un gabinete para cumplir con la clasificación. Específicamente, los estándares NEMA se ocupan de lo siguiente:

1. Protección del personal de piezas internas peligrosas
2. Protección del equipo dentro del recinto contra los peligros ambientales

Lo que NEMA no hace es prescribir cómo diseñar y fabricar un gabinete para cumplir con las especificaciones de desempeño; Hablaré de eso en la siguiente sección de este blog.

El estándar NEMA cubre una gran cantidad de tipos de gabinetes. Sin embargo, nuestros clientes generalmente tratan con el siguiente subconjunto de tipos comunes:

• NEMA tipo 1 – El propósito general es para uso en interiores, brinda protección contra el contacto humano con partes activas y contra desechos como el polvo.
• NEMA tipo 2 – Generalmente se utiliza en interiores y es a prueba de goteo. Este tipo ofrece la misma protección que el Tipo 1, pero agrega protección contra goteo y salpicaduras ligeras de agua.
• NEMA Tipo 4, 4X – Este tipo se utiliza generalmente tanto en interiores como en exteriores. Es resistente al agua, al polvo y al aguanieve. Ofrece la misma protección que el Tipo 1, 2 y protege contra el acceso de suciedad, lluvia, aguanieve y nieve. También protege contra daños debido a la formación de hielo externo y salpicaduras y agua dirigida por manguera. Es resistente a la oxidación (la "X" en 4X indica resistencia a la corrosión).
• NEMA tipo 5 – Generalmente utilizado en interiores, este tipo de envolvente es hermético al polvo. Ofrece la misma protección que el Tipo 2, pero con juntas añadidas, evita el acceso de sedimentación de polvo, pelusas, fibras y partículas volantes.
• NEMA Tipo 6, 6P – Este tipo se puede utilizar en interiores o exteriores y es sumergible. Ofrece la misma protección que el Tipo 4, pero el Tipo 6 agrega protección contra la inmersión temporal ocasional, mientras que el Tipo 6P agrega protección contra la inmersión prolongada a una profundidad limitada.

Tenga en cuenta que todos estos tipos protegerán al personal contra el acceso a piezas peligrosas.

Para ver una lista completa de los tipos de gabinetes NEMA, haga clic aquí.

En la siguiente sección, analizaré las diferentes familias de gabinetes y cómo pueden proteger contra los peligros ambientales abordados por NEMA.

Tipos de gabinetes para cumplir con los requisitos de NEMA

Caja de chapa personalizada

Este tipo de recinto es muy capaz de proteger contra el polvo, los escombros y las salpicaduras o el goteo de agua. Los gabinetes de láminas de metal se pueden diseñar para cumplir con los requisitos de NEMA Tipos 1, 2, 4, 4X y 5. Sin embargo, si su gabinete requiere inmersión en agua, esta no es la mejor opción para usted. Estas son algunas pautas:

• NEMA Tipo 1:Recomendamos un estilo de gabinete simple de dos piezas que esté completamente cubierto en la parte superior del gabinete. (Un recinto en forma de L, en forma de U o extruido funcionaría).
• NEMA Tipo 2:Recomendamos superponer bridas en todas las uniones abiertas de la caja, utilizando soldaduras por puntos, por puntos o de tapón para sujetar las uniones. Dependiendo de la severidad del entorno, es posible que necesite costuras completamente soldadas. Un recinto en forma de U funcionaría mejor, ya que hay menos costuras para soldar.
• NEMA Tipo 4,4X:Recomendamos costuras totalmente soldadas y el uso de juntas. Se recomiendan juntas para cualquier cosa con agua cerca o dirigida a este caso. En la mayoría de las aplicaciones de esta categoría de juntas de envolventes, serán suficientes tiras de espuma estilo o una pieza de junta completa. Se requiere sellar los sujetadores tan pronto como ingrese agua a la ecuación, por lo que recomendamos sellar los sujetadores. El sellado de sujetadores se puede hacer de muchas maneras, incluyendo:

• • Colocación estratégica de sujetadores para que no sobresalgan dentro de la caja.
  • Montaje con tornillos de sellado (estos se venden listos para usar y tienen una junta tórica incrustada debajo de la cabeza del tornillo. Su administrador de cuenta puede proporcionarle más información).
  • Usando un pestillo o candado para cerrar la caja. Las bisagras también son populares en este estilo de caja.

Para lograr el Tipo 4X, elija un material resistente a la corrosión, como acero inoxidable, aluminio o recocido galvánico, y siga las recomendaciones anteriores.

• NEMA tipo 5:recomendamos bridas superpuestas en todas las costuras abiertas de la caja o costuras totalmente soldadas, según el entorno. Una vez más, una caja en forma de U funcionaría mejor para este diseño.

Recintos mecanizados CNC personalizados

Si está buscando un recinto que pueda sumergirse en agua, este es el lugar. Se puede diseñar un gabinete mecanizado CNC para cumplir con los tipos 1, 2, 4 (X) y 5 de NEMA. También se puede sellar por completo y con las juntas tóricas o juntas adecuadas, impermeable, suficiente para proteger contra la inmersión profunda en líquidos y cumpliendo así con NEMA Tipo 6(P).

Tenga en cuenta lo siguiente al diseñar este tipo de recinto para inmersión en agua:

• El recinto debe estar diseñado de manera que se minimice la cantidad de costuras para sellar, con menos piezas y costuras; hay menos posibilidades de que entre agua en el recinto.
• Como están mecanizados, el aluminio es, con diferencia, la mejor opción. Es posible trabajar con acero inoxidable, pero el coste de mecanizado sería mucho mayor. Otras opciones no son suficientemente resistentes a la corrosión.
• Si incorpora una junta tórica en el diseño, mantenga la junta tórica hacia el interior de los orificios utilizados para ensamblar el gabinete, para evitar fugas a través de los sujetadores.
• Para el montaje final, se recomienda aplicar un par uniforme a los tornillos para garantizar una compresión uniforme de la junta tórica. El tamaño del tornillo para ensamblar debe aumentar a medida que la caja se hace más grande.
  • Nota: Considere el espacio entre tornillos cuando diseñe su gabinete. Si los tornillos están demasiado separados, el sello puede verse afectado, comprometiendo así la efectividad de la capacidad de su gabinete para ser hermético

Gabinetes fundidos listos para usar (OTS) con personalizaciones mecanizadas por CNC

También ofrecemos una línea de gabinetes fundidos a presión personalizables, que son gabinetes fundidos listos para usar (OTS) y los personalizamos para usted. Pueden ser herméticos con el diseño y los sellos adecuados y son muy similares a nuestros gabinetes mecanizados CNC personalizados. Con personalizaciones o recortes mínimos, junto con las juntas o juntas tóricas adecuadas, este tipo de envolvente podría cumplir con NEMA Tipo 6(P). Este tipo de gabinete también cumplirá fácilmente con los tipos 1, 2, 4(X) y 5 de NEMA.

Sin embargo, existen dos diferencias principales entre OTS Cast y las cajas mecanizadas a medida:

• Si usa OTS Cast, comenzamos con un gabinete prefabricado, por lo que está restringido a usar un tamaño y una forma estándar.
• OTS es significativamente menos costoso (esto se debe a que no se desperdicia material en la fabricación de la carcasa Cast OTS, mientras que la carcasa mecanizada a medida está hecha de un bloque sólido de material).

Por lo tanto, si puede vivir con las restricciones de tamaño y forma, una carcasa de fundición a presión personalizable es la opción económica.

Con esta caja, al igual que con las cajas mecanizadas a medida, si desea lograr la estanqueidad al agua, debe asegurarse de que todos los elementos que penetren en la caja (conectores, interruptores, etc.) estén adecuadamente estancos y equipados con una junta o sellados según sea necesario.

Como mencioné anteriormente, Protocase no realiza pruebas NEMA/IP dentro de nuestras instalaciones de fabricación, pero algunos clientes optan por enviar sus gabinetes a otro lugar para realizar las pruebas. Para averiguar dónde puede probar su gabinete, haga clic aquí.

Si esto le interesa y tiene alguna pregunta sobre NEMA o tipos de gabinetes, no dude en consultarnos enviándonos un correo electrónico [email protected] o comentando a continuación.

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Para obtener más información sobre nuestros materiales y servicios, visite: www.protocase.com

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