Producerea si distributia aerului comprimat
2.1 Sistemul pneumatic de baza
Un sistem pneumatic de baza, vezi fig.1, se compune din doua parti principale:
· &nbs 17317n1321r p; Sistemul de producere si distributie a aerului;
· &nbs 17317n1321r p; Sistemul de consum al aerului.
2.1.1 Sistemul de producere a aerului
Partile componente si functiile lor de baza sunt:
· &nbs 17317n1321r p; Compresorul
Aerul aspirat la presiunea atmosferica este comprimat si furnizat la presiune mai mare sistemului pneumatic. El transforma asadar, energia mecanica in energie pneumatica.
· &nbs 17317n1321r p; Motorul electric
Furnizeaza puterea mecanica compresorului. Transforma energia electrica in energie mecanica.
· &nbs 17317n1321r p; Intrerupatorul de presiune
Controleaza motorul electric si de asemenea presiunea in rezervor. El este tarat la o presiune maxima la care motorul va fi oprit si la o presiune minima la care se face distribuirea.
· &nbs 17317n1321r p; Supapa de sens unic
Permite trecerea aerului comprimat de la compresor la rezervor si impiedica intoarcerea aerului cand compresorul este inchis.
· &nbs 17317n1321r p; Rezervorul
Inmagazineaza aerul comprimat. Volumul sau este stabilit in functie de capacitatea compresorului. Cu cat volumul este mai mare, cu atat intervalul de timp dupa care porneste compresorul este mai mare.
· &nbs 17317n1321r p; Manometrul
Indica presiunea in circuit.
· &nbs 17317n1321r p; Descarcarea automata
Evacueaza toata apa de condens prezenta in rezervor fara a necesita interventie din exterior.
· &nbs 17317n1321r p; Supapa de siguranta
Evacueaza aerul comprimat daca presiunea din rezervor creste peste presiunea prevazuta.
· &nbs 17317n1321r p; Uscatorul
Raceste aerul comprimat cu cateva grade deasupra punctului de congelare si condenseaza cea mai mare parte a umiditatii aerului. Astfel se va evita prezenta apei de condens in sistemul din aval.
· &nbs 17317n1321r p; Filtrul de linie
Pozitionat pe linia principala, filtrul trebuie sa aiba o cadere de presiune minima si capacitate de a misca din loc ceata de ulei. Acesta ajuta la mentinerea la limita permisa a prafului, apei de condens si a uleiului de ungere.
2.1.2 Sistemul de consum al aerului
· &nbs 17317n1321r p; Priza de aer
Pentru utilizatori, aerul este prelevat in partea superioara a conductei, pentru a permite condensului ocazional sa ramana in conducta principala. Cand condensul ajunge dedesubtul liniei, apa care se aduna in partea inferioara a conductei curge intr-un separator automat care va elimina condensul.
· &nbs 17317n1321r p; Separatorul automat
Conducta verticala care coboara din conducta principala trebuie sa aiba o "scapare" in partea de jos. Metoda cea mai efeicienta consta in utilizarea unui separator automat care impiedica apa sa ramana in conducta, evitand astfel necesitatea recurgerii la interventii manuale.
· &nbs 17317n1321r p; Unitatea de tratare a aerului
Trateaza aerul comprimat pentru furnizarea aerului curat la presiunea optima si, ocazional, adauga lubrifiant pentru a prelungi viata componentelor pneumatice ale sistemului, care necesita ungerea.
· &nbs 17317n1321r p; Supapa de sens unic
Presurizeaza si descarca alternativ cele doua cai ale cilindrului, pentru controlul directiei miscarii acestuia.
· &nbs 17317n1321r p; Motorul pneumatic
Motorul pneumatic transforma energia potentiala a aerului in lucru mecanic. Putem avea: un cilindru liniar, un motor rotativ, o scula pneumatica, etc.
· &nbs 17317n1321r p; Regulatorul de viteza
Acesta asigura un control simplu si continuu al vitezei de miscare a motorului pneumatic.
2.2 Necesitatea unui compresor
Automatizarea prin utilizarea aerului comprimat, punerea sub presiune a acestuia, el neexistand in mod normal sub presiune, determina astfel necesitatea unui compresor.
Este, deci, necesar intr-un circuit un aparat capabil sa furnizeze aer comprimat.
Acest aparat poarta numele de compresor.
2.3 Functionarea unui compresor
Asemeni tuturor gazelor, aerul nu are o forma determinata. Acesta isi modifica forma in functie de mediul unde se afla. Aerul se lasa comprimat (compresiune) si are tendinta de a se dilata (expansiune).
Compresoarele sunt utilizate pentru a comprima aerul, plecand de la o presiune initiala de intrare (presiunea atmosferica), pana la o presiune de refulare superioara.
2.4 Clasificarea compresoarelor
Compresoarele pot fi clasificate in doua mari familii :
a) Compresoarele volumetrice in care compresiunea este obtinuta prin reducerea spatiului care contine aerul aspirat la presiunea atmosferica. Aceasta prima familie cuprinde:
· &nbs 17317n1321r p; Compresoare de tip alternativ : cu piston sau cu diafragma ;
· &nbs 17317n1321r p; Compresoare de tip rotativ : cu palete, cu surub, cu angrenaje.
b) Compresoarele dinamice in care compresiunea este obtinuta prin transformarea vitezei aerului aspirat in presiune.
Aceasta a doua familie grupeza :
· &nbs 17317n1321r p; Compresoare de tip centrifugal ;
· &nbs 17317n1321r p; Compresoare de tip axial.
Fig.1
Producerea de aer comprimat este un subiect vast si alegerea materialului dorit trebuie sa tina seama in primul rand, pentru o utilizare cunoscuta, de debitul si presiunea in instalatia consumatoare de aceasta energie. Totodata se vor lua in considerare si faptul ca energia s-a scumpit si costurile cu mentenata nu sunt neglijabile.
Compresoarele vor fi antrenate prin motoare electrice sau termice .
In toate cazurile, aerul comprimat este consecinta deplasarii unui piston in interiorul unui cilindru:
In functie de pozitia clapetelor, compresorul este cu simplu sau cu dublu efect:
· &nbs 17317n1321r p; Simplu efect : doua clapete pozitionate in general in capul unei cilindree ( aspiratie si refulare )
· &nbs 17317n1321r p; Dublu efect : miscarea de tur si retur a pistonului genereaza compresiunea aerului.
In functie de presiunea dorita in ultima faza, numarul de etaje variaza:
· &nbs 17317n1321r p; Generare de aer comprimat la 4 bari : in general un etaj este suficient ;
· &nbs 17317n1321r p; Generare de aer comprimat la 7 bari : doua etaje, din care primul etaj este la 2 bari si al doilea la 7 bari.
· &nbs 17317n1321r p; Generare de aer comprimat la 150 bari : in general 4 etaje.
Un compresor bietajat cuprinde un etaj de joasa presiune si unul de presiune inalta. Fiecare cilindru poate fi recunoscut dupa dimensiunile sale: la aceiasi masa de aer, singurul care intervine este volumul si dimensiunile cilindrului, la joasa presiune sunt intotdeauna mai mari decat dimensiunile cilindrului la presiune inalta.
2.5 Accesorii ale compresorului
Compresoarele regrupeaza diferite elemente : pornind de la filtrul de aspiratie pana la dulapul de comanda cu dispozitivul de control al sistemului. In functie de calitatea aeruluin dorit, diferite echipamente anexe sunt necesare si constituie unitatea centrala de producere a aerului comprimat. Deci, tratarea aerului la iesirea din compresor este indispensabila.
Ca urmare, diferite filtre si racitoare asigura o curatire mai mult sau mai putin completa, in functie de aplicatiile in care aerul comprimat va fi utilizat, protejand astfel echipamentele din reteaua pneumatica.
· &nbs 17317n1321r p; Rezervorul
Acesta este un balon mare cu o capacitate de circa 300 l, realizat din tabla de otel sudata , prevazut cu sistem de racire. El serveste ca rezerva de energie pentru evitarea caderilor de presiune si pentru pornirea la relanti a instalatiei pneumatice.
Functia principala este de inmagazinare a aerului, intr-o masura suficienta pentru satisfacerea consumului excedentar fiind functie de capacitatea compresorului avand si functia de a reduce frecventa de incarcare-descrcare a compresorului.
Fiind prevazut cu sistem de racire, acesta permite precipitarea condensului in partea inferioara a rezervorului, inainte ca aerul sa fie distribuit in retea.
Rezervorul trebuie sa fie dotat cu o supapa de siguranta, un manometru, un deversor de condens si capace de inspectie pentru control si curatire interioara.
Valoarea de tarare a supapei va fi de 7,5 - 8 bari. Verificarea rezervoarelor se va face la 10 ani, la o presiune de 1,5 ori presiunea de incarcarea supapei de siguranta.
Pentru instalatiile industriale, regula practica pentru dimensionarea rezervorului este :
Capacitatea rezervorului este egala cu debitul de aer comprimat de compresor intr-un minut.
· &nbs 17317n1321r p; Filtrul de intrare
Aerul atmosferic contine, in mod normal, 40 milioane particule de pulbere, praf, polen, etc. la 1 m3.
Daca acest aer este comprimat la 7 bari, concentratia va fi de 320 milioane de particole la 1 m3.
O conditie esentiala intr-o buna functionare a compresorului este dotarea acestuia cu un filtru. Acesta nu trebuie sa fie prea fin deoarece randamentul, deci eficienta copresorului scade din cauza rezistentei ridicate la fluxul de aer.
Deci, particulele foarte mici (2-5mm) nu vor putea fi retinute.
2.6 Schema simplificata a unei centrale de producere
a aerului comprimat
· &nbs 17317n1321r p; Aspirarea aerului la presiunea atmosferica, epurare si filtrare ;
· &nbs 17317n1321r p; Admisia acestui aer in primul etaj, apoi trecerea lui in al doilea etaj pentru atingerea presiunii dorite in retea de 6 - 7 bari.
· &nbs 17317n1321r p; Aerul sub presiune este racit si uscat, apoi este trimis intr-un rezervor. De la rezervor, prin conducte, aerul este distribuit in diferite instalatii.
· &nbs 17317n1321r p; Dimensiunile conductelor de aer comprimat sunt definite de numarul de consumatori.
Fig.2
· &nbs 17317n1321r p; Figura de mai jos ne prezinta o astefel de instalatie. :
- &nbs 17317n1321r p; &nbs 17317n1321r p; Aerul este aspirat din exterior in camera compresorului, de preferinta situat in partea de nord a cladirii, pentru a beneficia de o temperatura cat mai scazuta.
- &nbs 17317n1321r p; &nbs 17317n1321r p; Un separator este instalat inaintea rezervorului.
- &nbs 17317n1321r p; &nbs 17317n1321r p; Rezervorul este instalat la exteriorul camerei compresorului si este echipat cu un purjor automat.
Cele mai multe din sistemele de separare la nivelul compresoarelor nu sunt, din pacate, suficiente pentru rezolvarea problemei filtrarii.
Ca urmare, intotdeauna apa sfarseste prin a se condensa, in functie racirea care se produce in cursul distributiei. In plus, problema extragerii particulelor solide localizate la nivelul conductelor de distributie, nu este rezolvata.
OSERVATIE :
Ca urmare a deshidratarii instalatiilor existente, utilizatorii reclama prezenta ruginei care se depune in cantitate mare in reteaua de conducte.
Problema filtrarii se pune, deci, in amonte de echipamentul pneumatic.
2.7 Protectia instalatiilor pneumatice
Istalatiile pneumatice trebuie sa functioneze cu un randament maxim, deci, timpii de imobilizare datorati panelor trebuie sa fie redusi la maxim.
Este deci necesar :
· &nbs 17317n1321r p; Eliminarea apei si a particulelor solide,
· &nbs 17317n1321r p; Ungerea organelor mobile ale aparatelor pneumatice,
· &nbs 17317n1321r p; Diminuarea, eventuala, a presiunii la utilizator,
· &nbs 17317n1321r p; Utilizarea, in special dupa filtrare, a unor conducte care sa nu oxideze.
· &nbs 17317n1321r p; Utilizarea unor robinete perfect etanse astfel incat sa fie reduse la minim riscurile unor scurgeri sau a unor pierderi de putere.
a) Robinet de izolare si purjare
Acesta permite izolarea instalatiei pneumatice de reteaua principala de alimentare cu aer comprimat.
Fig.3
El poate ocupa patru pozitii :
· &nbs 17317n1321r p; Pozitia 1 : reteaua de alimentare este izolata si instalatia a fost purjata ;
· &nbs 17317n1321r p; Pozitia 2 : reteaua principala alimenteaza instalatia, iar orificiul de purjare a fost obturat ;
· &nbs 17317n1321r p; Pozitia 3 : reteaua principala de alimentare este purjata.
· &nbs 17317n1321r p; Pozitia 4 : toate orificiile sunt in legatura intre ele, deci are loc purajarea retelei de alimentare si a instalatiei.
b) Dispozitiv de securitate
Toate circuitele pneumatice ale unei masini sau instalatii trebuie sa aiba, in amonte, o vana manuala cu 3 orificii care sa permita efectuarea golirii totale a aerului din circuit, in caz de interventie.
Dupa golire, nici o parte din echipament nu trebuie sa ramana sub presiune. Pentru vizualizare, un bec de punere sub presiune trebuie sa fie plasat pe echipament.
Simbol :
|
