Parker Ar Comprimido M1004 BR AP

Apostila M1004 BR Setembro 2006

Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido

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Apresentao

Para incentivar, ampliar e difundir as tecnologias de automao industrial da Parker Hannifin, numa gama to ampla de aplicaes, foi criada, na Parker Jacare, a Parker Training.H mais de 6 anos treinando profissionais em empresas, escolas e universidades, a Parker Training vem oferecendo treinamento tcnico especializado e desenvolvendo material didtico diversificado e bem elaborado, com o intuito de facilitar a compreenso.Com instrutores qualificados, esse projeto pioneiro na rea de treinamento em automao industrial no Brasil, e colaborou para a formao de mais de 5 mil pessoas, em aproximadamente 4 mil empresas, atravs de cursos e materiais reconhecidos pelo contedo tcnico e qualidade de ensino.Para alcanar tais nmeros e continuar a atender seus clientes, de forma cada vez melhor, com uma parceria cada vez mais forte, os profissionais da Parker Training se dedicam a apresentar sempre novos conceitos em cursos e materiais didticos.So ministrados cursos abertos ou in company em todo o pas, atravs de instrutores prprios ou de uma rede de franqueados, igualmente habilitada e com a mesma qualidade de treinamento.Os cursos oferecidos abrangem as reas de Automao Pneumtica/Eletropneumtica, Manuteno de Equipamentos Pneumticos/Hidrulicos, Tcnicas de Comando Pneumtico, Controladores Lgicos Programveis e Hidrulica/Eletrohidrulica Industrial com controle proporcional. So oferecidos tambm programas de treinamento especial com contedo e carga horria de acordo com as necessidades do cliente, empresa ou entidade de ensino.Faz parte dos nossos cursos uma grande gama de materiais didticos de apoio, que facilita e agiliza o trabalho do instrutor e do aluno: transparncias, componentes em corte, smbolos magnticos, apostilas e livros didticos ligados s tcnicas de automao, gabaritos para desenho de circuitos, fitas de vdeo, software de desenho e simulao de circuitos pneumticos e hidrulicos, alm de bancadas de treinamento para realizao prtica destes circuitos.

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ndice

1. Introduo .......................................................................................................................................................4

2. Princpios Fsicos ............................................................................................................................................5

. Produo do Ar Comprimido .........................................................................................................................11

4. Tratamento do Ar Comprimido ......................................................................................................................20

5. Unidade de Condicionamento (lubrefil) .........................................................................................................9

6. Tubulao ......................................................................................................................................................51

7. Economia de Energia, Vazamentos e Queda de Presso ............................................................................59

8. Manuteno ...................................................................................................................................................65

9. Segurana .....................................................................................................................................................69

10. Referncias ...................................................................................................................................................70


4 Parker Hannifin Ind. Com. Ltda.Jacare, SP - BrasilTraining

"Pelas razes mencionadas e vista, posso chegar concluso de que o homem dominar e poder elevar-se sobre o ar mediante grandes asas construdas por si, contra a resistncia da gravidade". A frase, de Leonardo Da Vinci, demonstra apenas uma das muitas possibilidades de aproveitamento do ar na tcnica, o que ocorre hoje em dia em grande escala. Como meio de racionalizao do trabalho, o ar comprimido vem encontrando, cada vez mais, campo de aplicao na indstria, assim como a gua, a energia eltrica, etc.

Somente na segunda metade do sculo XIX que o ar comprimido adquiriu importncia industrial. No entanto, sua utilizao anterior a Da Vinci, que em diversos inventos dominou e usou o ar. No Velho Testamento, so encontradas referncias ao emprego do ar comprimido: na fundio de prata, ferro, chumbo e estanho. A histria demonstra que h mais de 000 anos os tcnicos construam mquinas pneumticas, produzindo energia pneumtica por meio de um pisto. Como instrumento de trabalho utilizavam um cilindro de madeira dotado de mbolo. Os antigos aproveitavam ainda a fora gerada pela dilatao do ar aquecido e a fora produzida pelo vento. Em Alexandria (centro cultural vigoroso no mundo helnico), foram construdas as primeiras mquinas reais, no sculo III a.C.. Neste mesmo perodo, Ctesibios fundou a Escola de Mecnicos, tambm em Alexandria, tornando-se, portanto, o precursor da tcnica para comprimir o ar. A Escola de Mecnicos era especializada em Alta Mecnica, e eram construdas mquinas impulsionadas por ar comprimido.

No sculo III d.C., um grego, Hero, escreveu um trabalho em dois volumes sobre as aplicaes do ar comprimido e do vcuo. Contudo, a falta de recursos materiais adequados, e mesmo incentivos, contribuiu para que a maior parte destas primeiras aplicaes no fosse prtica ou no pudesse ser convenientemente desenvolvida. A tcnica era extremamente depreciada, a no ser que estivesse a servio de reis e exrcitos, para aprimoramento das mquinas de guerra. Como consequncia, a maioria das informaes perdeu-se por sculos. Durante um longo perodo, o desenvolvimento da energia pneumtica sofreu paralisao, renascendo apenas nos sculos XVI e XVII, com as descobertas dos grandes pensadores e cientistas como Galileu, Otto Von Guericke, Robert Boyle, Bacon e outros, que passaram a observar as leis naturais sobre compresso e expanso dos gases. Leibinz, Huyghens, Papin e Newcomem so considerados os pais da Fsica Experimental, sendo que os dois ltimos consideravam a presso atmosfrica como uma fora enorme contra o vcuo efetivo, o que era objeto das Cincias Naturais, Filosficas e da Especulao Teolgica desde Aristteles at o final da poca Escolstica.

Encerrando esse perodo, encontra-se Evangelista Torricelli, o inventor do barmetro, um tubo de mercrio para medir a presso atmosfrica. Com a inveno da mquina a vapor de Watts, tem incio a era da mquina. No decorrer dos sculos, desenvolveram-se vrias maneiras de aplicao do ar, com o aprimoramento da tcnica e novas descobertas. Assim, foram surgindo os mais extraordinrios conhecimentos fsicos, bem como alguns instrumentos. Um longo caminho foi percorrido, das mquinas impulsionadas por ar comprimido na Alexandria aos engenhos pneumo-eletrnicos de nossos dias. Portanto, o homem sempre tentou aprisionar esta fora para coloc-la a seu servio, com um nico objetivo: control-la e faz-la trabalhar quando necessrio.

Atualmente, o controle do ar suplanta os melhores graus da eficincia, executando operaes sem fadiga, economizando tempo, ferramentas e materiais, alm de fornecer segurana ao trabalho. O termo pneumtica derivado do grego Pneumos ou Pneuma (respirao, sopro) e definido como a parte da Fsica que se ocupa da dinmica e dos fenmenos fsicos relacionados com os gases ou vcuos. tambm o estudo da transformao da energia pneumtica em energia mecnica, atravs dos respectivos elementos de trabalho.

1. Introduo


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2. Princpios FsicosPropriedades fsicas do ar

Apesar de inspido, inodoro e incolor, percebemos o ar atravs dos ventos, avies e pssaros que nele flutuam e se movimentam; sentimos tambm o seu impacto sobre o nosso corpo. Concluimos facilmente que o ar tem existncia real e concreta, ocupando lugar no espao.

Compressibilidade

O ar, assim como todos os gases, tem a propriedade de ocupar todo o volume de qualquer recipiente, adquirindo seu formato, j que no tem forma prpria. Assim, podemos encerr-lo num recipiente com volume determinado e posteriormente provocar-lhe uma reduo de volume usando uma de suas propriedades - a compressibilidade. Podemos concluir que o ar permite reduzir o seu volu-me quando sujeito ao de uma fora exterior.

Elasticidade

Propriedade que possibilita ao ar voltar ao seu volume inicial uma vez extinto o efeito (fora) responsvel pela reduo do volume.

Compressibilidade do ar

Ar submetido a um volume inicial V0

Ar submetido a um volume inicial Vf

Vf < V0

Elasticidade do ar

Ar submetido a um volume inicial V0

Ar submetido a um volume inicial Vf

Vf > V0

F1 2

1 2

F

Difusibilidade

Propriedade do ar que lhe permite misturar-se homoge-neamente com qualquer meio gasoso que no esteja saturado.

Expansibilidade

Propriedade do ar que lhe possibilita ocupar totalmente o volume de qualquer recipiente, adquirindo o seu formato.

Difusibilidade do ar

Volumes contendoar e gases; vlvula

fechada

Vlvula aberta temos uma mistura homognea

Expansibilidade do ar

Possumos um recipiente contendo ar;a vlvula na situao est fechada

Quando a vlvula aberta o ar expande, assumindo o formato dos recipientes;

porque no possui forma prpria

1 2

1

2



Peso do ar

Como toda matria concreta, o ar tem peso. A experincia abaixo mostra a existncia do peso do ar. Temos dois bales idnticos, hermeticamente fechados, contendo ar com a mesma presso e temperatura. Colocando-os numa balana de preciso, os pratos se equilibram.

De um dos bales, retira-se o ar atravs de uma bomba de vcuo.

Coloca-se outra vez o balo na balana (j sem o ar) e haver o desequilbrio causado pela falta do ar. Um litro de ar, a 0C e ao nvel do mar, pesa ,9 x 0- Kgf.

O ar quente mais leve que o ar frio

Uma experincia que mostra este fato a seguinte:Uma balana equilibra dois bales idnticos, abertos. Expondo-se um dos bales em contato com uma chama, o ar do seu interior se aquece, escapa pela boca do balo, tornando-se assim, menos denso. Consequentemente h um desequilbrio na balana.

Atmosfera

Camada formada por gases, principalmente por % oxignio (O ), 78% nitrognio (N) e % de outros gases, que envolve toda a superfcie terrestre, responsvel pela existncia de vida no planeta.

Ar quente menos denso que ar frio

Camadas gasosas da atmosfera

A - Troposfera - Km D - Termosfera/Ionosfera - 500 KmB - Estratosfera - 50 Km E - Exosfera - 800 a 000 KmC - Mesosfera - 80 km

CD ABE


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Pelo fato do ar ter peso, as camadas inferiores so comprimidas pelas camadas superiores. Assim as camadas inferiores so mais densas que as superiores.Conclumos, portanto, que um volume de ar compri-mido mais pesado que o ar presso normal ou presso atmosfrica. Quando dizemos que um litro de ar pesa ,9 X 0- Kgf ao nvel do mar, isto significa que, em altitudes diferentes, o peso tem valor diferente.

Presso atmosfrica

Sabemos que o ar tem peso, portanto, vivemos sob esse peso. A atmosfera exerce sobre ns uma fora equivalente ao seu peso, mas no a sentimos, pois ela atua em todos os sentidos e direes com a mesma intensidade. O valor da presso atmosfrica ao nvel do mar, a uma temperatura de 0C e a uma umidade relativa de 6% de atm ou 760 mm (coluna mercriio) ou bar ou 45 lbf/pol.

A presso atmosfrica varia proporcionalmente altitude considerada. Esta variao pode ser notada.

A presso atmosfrica atua em todos os sentidos e direes

Altitude Presso Altitude Presso m Kgf/cm2 m Kgf/cm2 0 ,0 1000 0,95 100 ,0 2000 0,80 200 ,008 3000 0,75 300 0,996 4000 0,69 400 0,985 5000 0,55 500 0,97 6000 0,48 600 0,960 7000 0,49 700 0,948 8000 0,6 800 0,96 9000 0, 900 0,95 10000 0,70

Variao da presso atmosfrica com relao altitude

Medio da presso atmosfricaNs geralmente pensamos que o ar no tem peso. Mas, o oceano de ar cobrindo a terra exerce presso sobre ela.

Torricelli, o inventor do barmetro, mostrou que a presso atmosfrica pode ser medida por uma coluna de mercrio. Enchendo-se um tubo com mercrio e invertendo-o em uma cuba cheia com mercrio, ele descobriu que a atmosfera padro, ao nvel do mar, suporta uma coluna de mercrio de 760 mm de altura.

A presso atmosfrica ao nvel do mar mede ou equivalente a 760 mm de mercrio. Qualquer elevao acima desse nvel deve medir evidentemente menos do que isso.

Num sistema hidrulico, as presses acima da presso atmosfrica so medidas em kgf/cm. As presses abaixo da presso atmosfrica so medidas em unidade de milmetros de mercrio.

0,710 kgf/cm2

1,033 kgf/cm2

1,067 kgf/cm2

76 cm

Presso atmosfrica ao nvel do mar

Barmetro



PV = PV T T

De acordo com esta relao so conhecidas as trs variveis do gs. Por isso, se qualquer uma delas sofrer alterao, o efeito nas outras poder ser previsto.

Efeito combinado entre as trs variveis fsicas

Princpio de Pascal

Constata-se que o ar muito compressvel sob ao de pequenas foras. Quando contido em um recipiente fechado, o ar exerce uma presso igual sobre as paredes, em todos os sentidos.

Por Blaise Pascal temos: "A presso exercida em um lquido confinado em forma esttica atua em todos os sentidos e direes, com a mesma intensidade, exercendo foras iguais em reas iguais".

Princpio de Blaise Pascal

1 - Suponhamos um recipiente cheio de um lquido, o qual praticamente incompressvel;2 - Se aplicarmos uma fora de 0 Kgf num mbolo de cm de rea;3 - O resultado ser uma presso de 0 Kgf/cm nas paredes do recipiente.

p = FA

No S.I. F - Newton (Fora) P - Newton/m (Presso) A - m (rea)No MKS* F - kgf (Fora) P - kgf/cm (Presso) A - cm (rea)Temos que: kgf = 9,8 N

Nota: Pascal no faz meno ao fator atrito, existente quando o lquido est em movimento, pois baseia-se na forma esttica e no nos lquidos em movimento.

Fsicas do gs

Lei geral dos gases perfeitos

As leis de Boyle-Mariotte, Charles e Gay Lussac referem-se a transformaes de estado, nas quais uma das variveis fsicas permanece constante.

Geralmente, a transformao de um estado para outro envolve um relacionamento entre todas, sendo assim, a relao generalizada expressa pela frmula:

T1

V1

P1Mesma temperatura: volume diminui - presso aumenta

T2

V2

P2Mesmo volume:presso aumenta - temperatura aumenta e vice-versa

T3

V3

P3Mesma presso:volume aumenta - temperatura aumenta e vice-versa

T4

V4

P4


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O volume de ar deslocado com um compressor, medido de maneiras diversas sendo que a mais utilizada o PCM ou p cbico por minuto.

A presso resultante de reduo deste volume, tambm medida utilizando-se dos mesmos valores que medem a presso atmosfrica, sendo que a mais comum a lbf/pol, libras fora por polegada quadrada.

A funo portanto de um compressor de ar o deslo-camento de um volume por minuto. Secundariamente, este volume reduzido conferindo-lhe uma presso maior que a presso atmosfrica.

Depois de utilizado o ar poder voltar a sua forma natural, graas a sua outra caracterstica, a elasticidade, logo que extinta a fora que incidia sobre o volume.

Tabelas de converso de presso e vazo volumtrica

Unidades de medidas Equivalncias

kgf/cm2 4, lbf/pol

lbf/pol2 1kgf/cm2 0,98 bar 0 m.c.a

psi 0,968 atm

psig * ,08 kgf/cm

1 atm 4,5 psi bar

bar

atm ,08 kgf/cm

1 bar 4,5 psi kPa

00 kPa N/m2 1 N/m2 0,000 kgf/cm pcm cfm 1 p3/min 8, l/min

scfm

ps3/min 000 l/min Nm3/min 1 m3/min 5, ps/min

m3/min 64,7 gal/min l/min 1 dm3/min l/min dm3 galo 1 galo/min ,78 l/min

* g = (GAUGE) a presso manomtrica (lida no manmetro).



m3/min l/min ps3/min 0,08 8, ,00 0,0566 56,6 ,00 0,0849 84,95 ,00 0, ,7 4,00 0,46 4,58 5,00 0,699 69,90 6,00 0,98 98, 7,00 0,65 6,5 8,00 0,548 54,85 9,00 0,8 8,7 0,00 0,5 ,48 ,00 0,98 9,8 ,00 0,68 68, ,00 0,964 96,4 4,00 0,447 44,75 5,00 0,45 45,07 6,00 0,484 48,8 7,00 0,5097 509,70 8,00 0,580 58,0 9,00 0,566 566, 0,00 0,7079 707,9 5,00 0,8495 849,50 0.00 0,99 99,08 5,00 ,7 ,66 40,00 ,74 74,5 45,00 ,458 45,8 50,00 ,6990 698,99 60,00 ,98 98,6 70,00 ,65 65, 80,00 ,5485 548,49 90,00 ,87 8,66 00,00 ,48 4,8 0,00

bar kgf/cm2 psi 0,689 0,70 0 ,79 ,406 0 ,74 ,758 5 ,068 ,0 0 ,4 ,46 5 ,758 ,8 40 ,447 ,56 50 ,79 ,868 55 4,7 4,9 60 4,48 4,57 65 4,86 4,9 70 5,7 5,74 75 5,56 5,66 80 5,860 5,977 85 6,05 6,9 90 6,550 6,68 95 6,894 7,0 00 7,9 7,84 05 7,584 7,76 0 7,99 8,087 5 8,7 8,49 0 8,68 8,790 5 8,96 9,4 0 9,08 9,494 5 9,65 9,845 40 9,997 0,97 45 0,4 0,549 50 ,0 ,5 60 ,7 ,955 70 ,065 ,07 75 ,40 ,658 80 ,789 4,065 00

Tabela de conversnao vazo-presso

Vazo volumtrica Presso



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3. Produo do Ar ComprimidoNota:Em nosso livro, encontraremos, daqui para adiante, figuras e desenhos que foram ilustrados em cores. Essas cores no foram estabelecidas aleatoriamente. Um circuito pneumtico ou hidrulico pode ser mais facilmente interpretado quando trabalhamos com "cores tcnicas", colorindo as linhas de fluxo, com o objetivo de identificar o que est ocorrendo com o mesmo ou qual funo que este desenvolver.

As cores utilizadas para esse fim so normalizadas, porm existe uma diversificao em funo da norma seguida.

Apresentamos abaixo as cores utilizadas pelo ANSI (American National Standard Institute), que substitui a organizao ASA: sua padronizao de cores bem completa e abrange a maioria das necessidades de um circuito.

VermelhoIndica presso de alimentao, presso normal do sis-tema, a presso do processo de transformao de energia; ex.: compressor.

VioletaIndica que a presso do sistema de transformao de energia foi intensificada; ex.: multiplicador de presso.

LaranjaIndica linha de comando, pilotagem ou que a presso bsica foi reduzida; ex.: pilotagem de uma vlvula.

AmareloIndica uma restrio no controle de passagem do fluxo; ex.: utilizao de vlvula de controle de fluxo.

AzulIndica fluxo em descarga, escape ou retorno; ex.: exausto para atmosfera.

VerdeIndica suco ou linha de drenagem; ex.: suco do compressor.

BrancoIndica fluido inativo; ex.: armazenagem.

Elementos de produo de ar comprimido - compressores

Definio

Compressores so mquinas destinadas a elevar a presso de um certo volume de ar, admitido nas condies atmosfricas, at uma determinada presso, exigida na execuo dos trabalhos realizados pelo ar comprimido.

Classificao e definio segundo os princpios de trabalho

So duas as classificaes fundamentais para os princpios de trabalho.

Deslocamento positivo

Baseia-se fundamentalmente na reduo de volume.O ar admitido em uma cmara isolada do meio exterior, onde seu volume gradualmente diminudo, processando-se a compresso.

Quando uma certa presso atingida, provoca a abertura de vlvulas de descarga, ou simplesmente o ar empurrado para o tubo de descarga durante a contnua diminuio do volume da cmara de compresso.

Deslocamento dinmico

A elevao da presso obtida por meio de converso de energia cintica em energia de presso, durante a passagem do ar atravs do compressor. O ar admitido colocado em contato com impulsores (rotor laminado) dotados de alta velocidade.

Este ar acelerado, atingindo velocidades elevadas e consequentemente os impulsores transmitem energia cintica ao ar. Posteriormente, seu escoamento retardado por meio de difusores, obrigando a uma elevao na presso.

Difusor uma espcie de duto que provoca diminuio na velocidade de escoamento de um fluido, causando aumento de presso.



Tipos fundamentais de compressores

So apresentados a seguir alguns dos tipos de compressores.

O ar acelerado a partir do centro de rotao, em direo periferia, ou seja, admitido pela primeira hlice (rotor dotado de lminas dispostas radialmente), axialmente acelerado e expulso radialmente.

Quando vrios estgios esto reunidos em uma carcaa nica, o ar obrigado a passar por um difusor antes de ser conduzido ao centro de rotao do estgio seguinte, causando a converso de energia cintica em energia de presso.

A relao de compresso entre os estgios determinada pelo desenho da hlice, sua velocidade tangencial e a densidade do gs.

O resfriamento entre os estgios, a princpio, era realizado atravs de camisas d'gua nas paredes inter-nas do compressor. Atualmente, existem resfriadores intermedirios separados, de grande porte, devido sensibilidade presso, por onde o ar dirigido aps dois ou trs estgios, antes de ser injetado no grupo seguinte. Em compressores de baixa presso no existe resfriamento intermedirio.

Os compressores de fluxo radial requerem altas velocidades de trabalho, como por exemplo 4, 550, 84 at 667 r.p.m.. Isto implica tambm em um deslocamento mnimo de ar (0,667 m/s).

As presses influem na sua eficincia, razo pela qual geralmente so geradores de ar comprimido. Assim, comparando-se a sua eficincia com a de um compres-sor de deslocamento positivo, esta seria menor. Por isso, esses compressores so empregados quando se exigem grandes volumes de ar comprimido.

Compressor de parafuso

Este compressor dotado de uma carcaa onde giram dois rotores helicoidais em sentidos opostos. Um dos rotores possui lbulos convexos, o outro uma depres-so cncava e so denominados, respectivamente, rotor macho e rotor fmea.

Os rotores so sincronizados por meio de engrena-gens; entretanto existem fabricantes que fazem com que um rotor acione o outro por contato direto.

O processo mais comum acionar o rotor macho, obtendo-se uma velocidade menor do rotor fmea. Estes rotores revolvem-se numa carcaa cuja superfcie interna consiste de dois cilindros ligados como um "oito".

Compressor dinmico de fluxo radial

Compressores

Deslocamentos dinmicos Deslocamentos positivos

Ejetor Fluxoradial

Fluxo axial

Rotativos AlternativosRootsPalhetasParafuso

Diafragma Pisto

Simbologia

Compressor dinmico de fluxo radial

Simbologia



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Nas extremidades da cmara existem aberturas para admisso e descarga do ar. O ciclo de compresso pode ser seguido pelas figuras a, b, c, d.

Compressor alternativo de pisto de sim-ples efeito ou compressor tipo tronco

Este tipo de compressor leva este nome por ter somen-te uma cmara de compresso, ou seja, apenas a face superior do pisto aspira o ar e comprime; a cmara formada pela face inferior est em conexo com o carter. O pisto est ligado diretamente ao virabrequim por uma biela (este sistema de ligao denominado tronco), que proporciona um movimento alternativo de sobe e desce ao pisto, e o empuxo totalmente trans-mitido ao cilindro de compresso. Iniciado o movimento descendente, o ar aspirado por meio de vlvulas de admisso, preenchendo a cmara de compresso. A compresso do ar tem incio com o movimento da subida. Aps obter-se uma presso suficiente para abrir a vlvula de descarga, o ar expulso para o sistema.

O ar presso atmosfrica ocupa espao entre os ro-tores e, conforme eles giram, o volume compreendido entre os mesmos isolado da admisso. Em seguida, comea a decrescer, dando incio compresso. Esta prossegue at uma posio tal que a descarga descoberta e o ar descarregado continuamente, livre de pulsaes. No tubo de descarga existe uma vlvula de reteno, para evitar que a presso faa o compressor trabalhar como motor durante os perodos em que estiver parado.

Ciclo de trabalho de um compressor de parafuso

a - O ar entra pela abertura de admisso preenchendo o espao entre os parafusos. A linha tracejada representa a abertura da descarga.

b - medida que os rotores giram, o ar isolado, tendo incio a compresso.

c - O movimento de rotao produz uma compresso suave, que continua at ser atingido o comeo da abertura de descarga.

d - O ar comprimido suavemente descarregado do compressor, ficando a abertura de descarga selada, at a passagem do volume comprimido no ciclo seguinte.

Simbologia

Ciclo de trabalho de um compressor de pistode simples efeito

Simbologia



Compressor alternativo de pisto de duplo efeito - compressor tipo cruzeta

Este compressor assim chamado por ter duas cmaras, ou seja, as duas faces do mbolo aspiram e comprimem. O virabrequim est ligado a uma cruzeta por uma biela; a cruzeta, por sua vez, est ligada ao mbolo por uma haste. Desta maneira consegue transmitir movimento alternativo ao mbolo, alm do que, a fora de empuxo no mais transmitida ao cilindro de compresso e sim s paredes guias da cruzeta. O mbolo efetua o movimento descendente e o ar admitido na cmara superior, enquanto que o ar contido na cmara inferior comprimido e expelido. Procedendo-se o movimento oposto, a cmara que havia efetuado a admisso do ar realiza a sua compresso e a que havia comprimido efetua a admisso. Os movimentos prosseguem desta maneira, durante a marcha do trabalho.

Todos os compressores tem em comum a mesma funo: deslocar um volume de ar e reduzi-lo. O tipo de compressor mais utilizado em todo o mundo, o alternativo de pisto que tem um funcionamento muito simples.

Seu mecanismo uma ao em trs tempos: admis-so, compresso e descarga. Cada vez que um compressor realiza esta funo de captar, comprimir e descarregar um volume de ar, chamamos de um estgio.

Estgio portanto o procedimento sistemtico desta funo mecnica continuadamente repetida.

No sistema de compressores alternativos de pisto, tem diferentes tipos de projeto, que permitem se ne-cessrio, a repetio dos estgios de admisso e descarga, aumentando a eficincia de reduo de volume, ganhando-se em aumento de presso deste.

Desta maneira h compressores de:

Um estgio: considerados de baixa presso 80 a 0 psi e 00 a 40 psi; Dois estgios: consideradors de alta presso 5 a 75 psi; Trs estgios: considerados alta presso 0 a 50 psi.

O compressor de trs estgios, seguir a mesma sequncia anterior, tendo ainda um terceiro cilindro de tamanho reduzido, para como o prprio nome diz, reduzir uma terceira vez o volume, obtendo uma presso ainda maior.

Complementao sobre os compressores

Cilindros (cabeotes)So executados, geralmente, em ferro fundido perltico de boa resistncia mecnica, com dureza suficiente e boas caractersticas de lubrificao devido presena de carbono sob a forma de grafite.

Pode ser fundido com aletas para resfriamento com ar, ou com paredes duplas para resfriamento com gua (usam-se geralmente o bloco de ferro fundido e cami-sas de ao). A quantidade de cilindros com camisas determina o nmero de estgios que podem ser:

mbolo (pisto)O seu formato varia de acordo com a articulao existente entre ele e a biela. Nos compressores de simples efeito o p da biela se articula diretamente sobre o pisto e este, ao subir, provoca empuxo na parede do cilindro.

Ciclo de trabalho de um compressor de pisto de duplo efeito

Simbologia


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Training

Esta construo preferida, pois permite maior vazo e maior troca de calor.

A gua utilizada para este fim deve ter baixa temperatura, presso suficiente, estar livre de impurezas e ser mole, isto , conter pouco teor de sais de clcio ou outras substncias.

O processo de resfriamento se inicia, geralmente, pela circulao de gua atravs da cmara de baixa presso, entrando posteriormente em contato com o resfriador intermedirio.

Alm de provocar o resfriamento do ar, uma considervel quantidade de umidade retida, em consequncia da queda de temperatura provocada no fluxo de ar proveniente do estgio de baixa presso.

Em seguida, a gua dirigida para a cmara de alta presso, sendo eliminada do interior do compressor, indo para as torres ou piscinas de resfriamento.

Sistema de refrigerao gua em um compressor de dois estgios e duplo efeito

Resfriador Intermedirio

Ar

Ar gua

Em consequncia, o mbolo deve apresentar uma superfcie de contato suficiente. No caso de duplo efeito, o empuxo lateral suportado pela cruzeta e o mbolo rigidamente preso haste.

Os mbolos so feitos de ferro fundido ou ligas de alumnio.

Composio e gerao

Os compressores de pisto so comumente aplicados para pequenas/mdias vazes (at 00 m/h).

Os compressores de parafuso so mais indicados para mdias e grandes vazes (50 m/h a 000 m/h).

Os compressores centrfugos so mais indicados para vazes grandes e muito grandes (> 500 m/h).

As presses atingidas pelos compressores variam, em geral, entre 6 barg e 40 barg, sendo a presso 7 barg tipicamente encontrada na maioria das aplicaes.

Um eficiente sistema de ar comprimido comea pela escolha do compressor mais adequado para cada atividade.

Sistema de refrigerao dos compressores (resfriamento intermedirio)Remove o calor gerado entre os estgios de compres-so, visando:- Manter baixa a temperatura das vlvulas, do leo lubrificante e do ar que est sendo comprimido (com a queda de temperatura do ar a umidade removida).- Aproximar a compresso da isotrmica, embora esta difi- cilmente possa ser atingida, devido pequena superfcie para troca de calor.- Evitar deformao do bloco e cabeote, devido s temperaturas.- Aumentar a eficincia do compressor.

O sistema de refrigerao compreende duas fases:

Resfriamento dos cilindros de compresso Resfriamento do resfriador intermedirio

Um sistema de refrigerao ideal aquele em que a temperatura do ar na sada do resfriador intermedirio igual temperatura de admisso deste ar.

O resfriamento pode ser realizado por meio de ar em circulao, ventilao forada e gua, sendo que o resfriamento gua o ideal porque provoca condensao de umidade; os demais no provocam condensao.

Resfriamento gua

Os blocos dos cilindros so dotados de paredes duplas, entre as quais circula gua.

A superfcie que exige um melhor resfriamento a do cabeote, pois permanece em contato com o gs ao fim da compresso. No resfriador intermedirio empregam-se, em geral, tubos com aletas.

O ar a ser resfriado passa em torno dos tubos, trans-ferindo o calor para a gua em circulao.



Aqui, todo o calor adquirido eliminado da gua, para que haja condies de reaproveitamento. Determinados tipos de compressores necessitam de grandes quanti-dades de gua e, portanto, no havendo um reaprovei-tamento, haver gastos.

Este reaproveitamento se faz mais necessrio quando a gua disponvel fornecida racionalmente para usos gerais.

Os compressores refrigeradores gua necessitam ateno constante, para que o fluxo refrigerante no sofra qualquer interrupo, o que acarretaria um aumento sensvel na temperatura de trabalho.

Determinados tipos de compressores possuem, no sistema de resfriamento intermedirio, vlvulas termostticas, visando assegurar o seu funcionamento e protegendo-o contra a temperatura excessiva, por falta d'gua ou outro motivo qualquer.

O resfriamento intermedirio pela circulao de gua o mais indicado.

Resfriamento a ar

Compressores pequenos e mdios podem ser, vanta-josamente, resfriados a ar num sistema muito prtico, particularmente em instalaes ao ar livre ou onde o calor pode ser retirado facilmente das dependncias. Nestes casos, o resfriamento a ar a alternativa conve-niente.

Existem dois modos bsicos de resfriamento por ar:

Circulao - os cilindros e cabeotes, geralmente, so aletados a fim de proporcionar maior troca de calor, o que feito por meio da circulao do ar ambiente e com auxlio de hlices nas polias de transmisso.

Ventilao forada - a refrigerao interna dos cabeotes e resfriador intermedirio conseguida atravs de ventilao forada, ocasionada por uma ventoinha, obrigando o ar a circular no interior do compressor.

Conceitos bsicos para uma correta seleo

Para o correto dimensionamento de um compressor, os fatores mais importantes a serem considerados so: Vazo (volume de ar) Presso (fora do ar)

fundamental considerar ainda, que nos compressores de pisto h um terceiro fator que o regime de intermitncia: ou seja, a relao de tempo que um

compressor fica parado ou em funcionamento. Neste tipo de compressor a intermitncia ideal de 0%, de forma que num determinado perodo de trabalho, um compressor permanea 70% do tempo em carga e 0% em alvio.

Para uma perfeita cobertura das expectativas, o dimensionamento de qualquer compressor de ar deve atender aos requisitos bsicos de presso, vazo e regime de intermitncia.

Secundariamente considera-se fatores outros como facilidade de locomoo, tenso da rede, etc., mas sempre aps garantir os trs requisitos fundamentais (presso, vazo, intermitncia).

Dimensionamento de um compressor

Para a correta seleo de um compressor, necessrio saber:

1 - Equipamentos pneumticos que sero utilizados;2 - Quantidade;3 - Taxa de utilizao (fornecido pelo usurio);4 - Presso de trabalho (dado tcnico de catlogo);5 - Ar efetivo consumidor por equipamento (dado tcnico de catlogo.

Exemplo: Uma pequena fbrica tem os seguintes equipamentos listados. Vamos selecionar o compressor correto para nosso cliente:

Descrio Qde. Consumo Presso Taxa de Equipamento de ar efetivo de trabalho utilizao pcm lbf/pol2 % Furadeira pneumtica 8,0 60 5 Lixadeira pneumtica ,0 60 40 Pistola pintura 6,0 40 0 Guincho pneumtico ,0 5 0 Bicos de limpeza 5 6,0 qualquer 0 presso

Primeiramente devemos calcular o consumo de ar efetivo considerando a intermitncia de cada equipa-mento. Como:

Furadeira = x 8 x 0,5 = 4,0 pcm Lixadeira pneumtica = x x 0,40 = 9,6 pcm Pistola de pintura = x 6 x 0,0 = 5,4 pcm Guincho pneumtico = 5 x 6 x 0,0 = ,0 pcm Bico de limpeza = 5 x 6 x 0,0 = , pcm Total = , pcm presso 5 psi


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Quanto ao nvel de pureza do ar comprimido, con-veniente fazer uma distino entre aplicao crtica e no-crtica.

Mesmo com a utilizao obrigatria dos mais sofisti-cados equipamentos de tratamento de ar comprimido, as aplicaes crticas (hospitais, laboratrios, ar para respirao humana, etc.) devero ser equipados com compressores do tipo no-lubrificados (isentos de leo), eliminando-se o risco de um lanamento exces-sivo de leo no sistema, no caso de um acidente com os separadores de leo dos compressores lubrifica-dos.

Quantidade de compressores

Assim que a vazo total do sistema for definida, esta-belea um fator entre 0% e 50% para futuras amplia-es e selecione dois compressores que, somados, atendam essa vazo.

Um terceiro compressor, da mesma capacidade, pode ser adicionado ao sistema como stand by.

Vazo requerida = 100Vazo de cada compressor (C1, C2, C3) = 60C1 + C2 = 120 (operao)C3 = 60 (stand by)

Em conjunto, os trs compressores podem ser progra-mados para operar num sitema de rodzio, proporcio-nando o mesmo nvel de desgaste para todos.

Essa configurao , sob qualquer aspecto, a mais vantajosa para o usurio pois garante o suprimento de ar comprimido, presente e futuro, como o menor risco de falha.

Verifique a potncia e a vazo efetivamente produzida pelo compressor. Cuidado com as informaes do tipo "volume deslocado", pois costumam omitir as per-das ocorridas no processo de compresso.

C1 C2C3

00.000

0.000

.000

00

0

Pisto

Centrfugo

(60)Palheta

Parafuso

Lbulo

(00)

(00.

000)

Pres

so

de d

esca

rga,

psig

0 00 .000 0.000 00.000 .000.000

8.000 0.000 500.000Vazo, pcm(a)

Axial (500)

Um eficiente sistema de ar comprimido comea pela escolha do compressor mais adequado para cada atividade.

O diagrama abaixo auxilia na escolha do tipo de com-pressor mais indicado para atender os parmetros vazo e presso:



Reservatrio de ar comprimido

Um sistema de ar comprimido dotado, geralmente, de um ou mais reservatrios, desempenhando grandes funes junto a todo o processo de produo.

Reservatrio de ar comprimido

Simbologia

Em geral, o reservatrio possui as seguintes funes:- Armazenar o ar comprimido.- Resfriar o ar auxiliando a eliminao do condensado.- Compensar as flutuaes de presso em todo o sistema de distribuio.- Estabilizar o fluxo de ar.- Controlar as marchas dos compressores, etc.Os reservatrios so construdos no Brasil conforme a norma PNB 09 da A.B.N.T, que recomenda:

Nenhum reservatrio deve operar com uma presso acima da presso mxima de trabalho permitida, exceto quando a vlvula de segurana estiver dando vazo; nesta condio, a presso no deve ser excedida em mais de 6% do seu valor.

1 - Manmetro 5 - Placa de identificao2 - Vlvula registro 6 - Vlvula de alvio3 - Sada 7 - Escotilha para inspeo4 - Entrada 8 - Dreno

1

2

3

4

56

7

8

Localizao

Os reservatrios devem ser instalados de modo que todos os drenos, conexes e aberturas de inspeo sejam facilmente acessveis.

Em nenhuma condio, o reservatrio deve ser enter-rado ou instalado em local de difcil acesso; deve serinstalado, de preferncia, fora da casa dos compres-sores, na sombra, para facilitar a condensao da umidade e do leo contidos no ar comprimido; deve possuir um dreno no ponto mais baixo para fazer a remoo deste condensado acumulado em cada 8 horas de trabalho; o dreno, preferencialmente, dever ser automtico.

Os reservatrios so dotados ainda de manmetro, vlvulas de segurana, e so submetidos a uma prova de presso hidrosttica, antes da utilizao.

Armazenamento de ar

Para clculo rpido do volume de um reservatrio de ar, adota-se a seguinte regra:

Para compressores de pisto: Volume do reservatrio = 0% da vazo total do sistema medida em m/min. - Vazo total = 5 m/min - Volume do reservatrio = 0% x 5 m/min = ,0 m

Para compressores rotativos: Volume do reservatrio = 0% da vazo total do sistema medida em m/min. - Vazo total = 5 m/min - Volume do reservatrio = 0% x 5 m/min = 0,5 m

Para um clculo mais sofisticado, deve-se adotar uma frmula que considera a vazo de ar requerida pelo sistema num determinado intervalo em funo do decaimento mximo de presso aceitvel nesse intervalo.

Encontrando o volume total de armazenamento de ar necessrio para o sistema, recomenda-se dividi-lo em dois reservatrios menores, de igual capacidade, sendo o primeiro instalado logo aps o compressor de ar e antes do pr-filtro e o segundo logo aps o ps-filtro.

Esse arranjo - um reservatrio de ar mido e um reservatrio de ar puro e seco - traz inmeros benefcios, como o ajuste perfeito do ciclo carga/alvio dos compressores, a proteo de todo o sistema contra vazamentos de leo acidentais pelos compressores, o amortecimento de pulsaes, a proteo dos rolamentos dos compressores, o fornecimento


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adequado de ar tratado para o consumo e a proteo dos equipamentos de tratamento de ar contra picos de vazo que viriam do primeiro reservatrio, caso no houvesse o segundo.

Finalmente, um apecto fundamental na seleo de reservatrios de ar comprimido a segurana. A ocorrncia de acidentes fatais envolvendo reservatrios fora de normas tcnicas e sem as inspees peridicas obrigatrias pela legislao brasileira mais frequente do que se imagina.

Um reservatrio deve sempre atender a PMTA (presso mxima de trabalho admissvel) do sistema, ser projetado, fabricado e testado conforme um conjunto de normas nacionais e internacionais (NR-, ASME, etc.), possuir instalados seus acessrios mnimos obrigatrios (manmetro e vlvula de segurana) e receber uma proteo anti-corrosiva interna e externa de acordo com a sua exposio oxidao.

Manuteno do compressor Esta uma tarefa importante dentro do setor industrial. imprescindvel seguir as instrues recomendadas pelo fabricante que, melhor do que ningum, conhece os pontos vitais de manuteno.

Um plano semanal de manuteno ser previsto, e nele ser programada uma verificao no nvel de lubrifica-o, nos lugares apropriados e, particularmente, nos mancais do compressor, motor e no carter.

Neste mesmo prazo ser prevista a limpeza do filtro de ar e a verificao experimental da vlvula de segurana, para comprovao do seu real funcionamento.

Ser prevista tambm a verificao da tenso das correias.Periodicamente, ser verificada a fixao do volante sobre o eixo de manivelas.

Consideraes sobre irregularidades na compresso

Como na compresso o ar aquecido, normal um aquecimento do compressor. Porm, s vezes o aquecimento exagerado pode ser devido a uma das seguintes causas:

a) Falta de leo no carter.b) Vlvulas presas.c) Ventilao insuficiente.d) Vlvulas sujas.e) leo do carter viscoso demais. f) Vlvulas de recalque quebradas.g) Filtro de ar entupido.

Em caso de "batidas" ou barulho anormal, observar os itens seguintes:

a) Carvo no pistob) Folga ou desgaste nos pinos que prendem as buchas e os pistes.c) Jogo nos mancais das buchas no eixo das manivelas. d) Desgaste nos mancais principais.e) Vlvulas mal assentadas.f) Volante solto.

Se os perodos de funcionamento so mais longos que os normais, isto pode ser devido a:

a) Entupimento do filtro de ar. b) Perda de ar nas linhas.c) Vlvulas sujas ou emperradas. d) Necessidade de maior capacidade de ar.



4. Tratamento do Ar ComprimidoContaminantes

O ar atmosfrico uma mistura de gases, principalmente de oxignio e nitrognio, e contm contaminantes de trs tipos bsicos: gua, leo e poeira (slido). Durante o processo de compresso, o ar comprimido tambm contaminado pelo leo lubrificante do compressor e por partculas slidas provenientes do desgaste das peas mveis do mesmo. J na tubulao de distribuio, o ar comprimido ainda pode arrastar ferrugem e outras partculas.

A gua responsvel por outra srie de inconvenientes que mencionaremos adiante. O compressor, ao admitir ar, aspira tambm os seus compostos e, ao comprimir, adiciona a esta mistura o calor sob a forma de presso e temperatura.

O resultado da mistura de todos os contaminantes uma emulso cida e abrasiva que compromete o correto funcionamento de um sistema de ar comprimido em qualquer tipo de aplicao.

Umidade

Os gases sempre permanecem em seu estado nas temperaturas e presses normais encontradas no em-prego da pneumtica. Componentes com gua sofrero condensao e ocasionaro problemas. Sabemos que a quantidade de gua absorvida pelo ar est relacio-nada com a sua temperatura e volume.

A maior quantidade de vapor d'gua contida num vol-ume de ar sem ocorrer condensao depender da temperatura de saturao ou ponto de orvalho a que est submetido este volume. No ar comprimido temos ar saturado. O ar estar saturado quando a presso parcial do vapor d'gua for igual presso de saturao do vapor d'gua, temperatura local.

O vapor superaquecido quando a presso parcial do vapor d'gua for menor que a presso de saturao. Enquanto tivermos a presena de gua em forma de vapor normalmente superaquecido, nenhum problema ocorrer.

Analisemos agora: um certo volume de ar est satura-do com vapor d'gua, isto , sua umidade relativa 00%; comprimimos este volume at o dobro da pres-so absoluta, o seu volume se reduzir metade. Logi-camente, isto significar que sua capacidade de reter vapor d'gua tambm foi reduzida metade devido ao aumento da presso e reduo do seu volume.

Ento o excesso de vapor ser precipitado como gua. Isto ocorre se a temperatura for mantida constante du-rante a compresso, ou seja, processo isotrmico de compresso. Entretanto, isso no acontece; verifica-se uma elevao considervel na temperatura durante a compresso.

Como foi mencionado anteriormente, a capacidade de reteno da gua pelo ar est relacionada com a temperatura, sendo assim, no haver precipitao no interior das cmaras de compresso.

A precipitao de gua ocorrer quando o ar sofrer um resfriamento, seja no resfriador ou na linha de dis-tribuio. Isto explica porque no ar comprimido existe sempre ar saturado com vapor d'gua em suspenso, que se precipita ao longo das tubulaes na proporo em que se resfria.

Quando o ar resfriado presso constante, a tem-peratura diminui, ento a parcial do vapor ser igual presso de saturao no ponto de orvalho. Qualquer resfriamento adicional provocar condensao da umidade.

Efeitos do ar comprimido contaminado Obstruo de orifcios; Desgaste de vedaes; Eroso nos componentes pneumticos; Reduo de eficincia de produtividade da mquina; Custos elevados com paradas de mquinas.

Portanto, da maior importncia que grande parte da gua, bem como dos resduos de leo, seja removida do ar para evitar reduo de todos os dispositivos e mquinas pneumticas.



Training

P.O C gua g/m3 P.O C gua g/m3 P.O C gua g/m3 -70 0,009 -22 0,6 26 5,488 -68 0,006 -20 0,7566 28 8,7887 -66 0,004 -18 0,95 30 ,477 -64 0,0046 -16 ,047 32 6,589 -62 0,0060 -14 ,88 34 4,78 -60 0,0079 -12 ,594 36 46,94 -58 0,00 -10 ,9070 38 5,007 -56 0,05 -8 ,090 40 58,676 -54 0,074 -6 ,6647 42 65,4660 -52 0,05 -4 ,6 44 7,99 -50 0,088 -2 ,8085 46 8,99 -48 0,068 0 4,50 48 9,0980 -46 0,0468 2 5,68 50 0,07 -44 0,059 4 6,0078 52 5,486 -42 0,0748 6 6,957 54 9,509 -40 0,0940 8 7,9440 56 44,986 -38 0,76 10 9,059 58 6,500 -36 0,467 12 0,40 60 8,0 -34 0,8 14 ,906 62 04,7760 -32 0,56 16 ,5694 64 0,408 -30 0,78 18 5,456 66 59,479 -28 0,4 20 7,545 68 9,0886 -26 0,49 22 9,8987 70 ,88 -24 0,59 24 5,55

Tipos de contaminates

Vapores

Vapor de gua, leo, tinta, volteis e solventes.O ar ambiente a 0C retm at 8 g/m de gua.

Conseqncias Ferrugem na tubulao Deteriorao de vedaes Imperfeies em processo de pintura Erro de leitura de instrumentos Manutenes freqentes em equipamentos pneumticos e baixo desempenho

Soluo Secagem do ar muito antes do local de uso Coalescer mais baixa temperatura possvel.

Ponto de orvalho - P.O. (presso atmosfrica)Ponto de orvalho presso de operao (unidade: C)

Trata-se da temperatura na qual o vapor de gua con-tido no ar comprimido, numa certa presso, inicia sua condensao.

Ponto de orvalho presso atmosfrica (padro de referncia - unidade C)A temperatura na qual o vapor de gua contido no ar com-primido iniciaria a sua condensao aps a sua despres-surizao.

leo gua Slidos

Lquidos

leo lubrificante de compressor, gua e leo conden-sados, leo carbonizado e outros tipos de produtos prximo instalao do compressor.

Tipos de compressores

Pisto

Novo: 25 ppmUsado: 150 ppm

Rotativo

Novo: menos de 5 ppmUsado: 50 - 150 ppmpode atingir 10.000 ppm

Parafuso

Estacionrio: 2 - 10 ppmPorttil: 15 - 25 ppmpode atingir 10.000 ppm

Isento de leo

Dependendo das condies atinge 0,05 - 0,25 ppm



Distribuio por tipo de partculas no ar industrial

Fundamentos da filtragem

Mcron

O mcron a dimenso fsica equivalente a milsima parte do milmetro.

Visibilidade

O olho humano, sem nenhum recurso, no consegue distinguir objetos menores que 40 mcrons.

Filtragem mecnica convencional por reteno (slidos)Um tipo de malha porosa retm partculas maiores que o tamanho dos poros. Partculas menores colidem com as fibras do meio filtrante (via impacto, difuso ou interceptao) e so retidas por fora de Van der Waals e foras eletrostticas.

Filtragem Nominal

Meio filtrante (algodo, l, celulose, bronze sinterizado, etc) que geralmente trabalha com eficincia de 90 a 98% na remoo de contaminantes.

Filtragem Nominal totalmente ineficaz na remoo de contaminantes menores que mcrons.

Distribuio por tipo de partculas no ar atmosfrico

Tamanho Quantidade Porcentagem Porcentagem de Partcula mdia por por Qde. em peso (Mcrons) P-Cbico 0.0 - 0.0 7,99,67 7.8 - 0.0 - 0.05 8,557,845 4.7 0.0 0.05 - 0.0 95,,49 6.54 0.8 0.0 - 0. 906,959,67 7.95 4. 77.6% 0. - 0.46 50,88,78 0.98 . 0.46 - .00 69,890,564 .9 .8 .00 - .5 ,80,97 0.6 7.6 .5 - 4.64 ,705 - 9.85 4.64 - 0.00 5,5 - 7.06 0.00 - .54 645 - .98 .54 + 8 - .5 ,89,890,499 00% 00%

(@ a uma concentrao de 69 microgramas por P-Cbico ou 0,0 gramas por 000 P-Cbicos).

NotaEste o ar que voc est resperiando agora. Comprimido 00 psig, esta concetrao aumenta 8 vezes.

Partculas

80% < 2 micrmetro

140 milhesde partculaspor m3



CompressorFiltro deadmisso

fumaa de cigarro

leo aerosol talco

inseticidas em p areia fina

spraynvoa

fumaa poeira

visvel

1.000 micrmetros

micrmetro0,01 0,1 1 10 100

poeira de cal

fumaa e poeira metalrgica

carvo pulvverizado

fumaa alcalina plen

Micragem das partculas

1 micrmetro=

milsimaparte domilmetro

=milionsima

parte do metro



Training

Filtragem coalescente

Um processo uniforme pelo qual aerossis lquidos so forados a se aglomerarem formando gotculas que aumentam gradativamente conforme atravessam o meio filtrante at que sejam grandes o suficiente para serem precipitadas para o fundo do copo do filtro e retiradas do fluxo.

Eficincia O que o filtro separou

x 100 = % Eficincia Contaminao total antes do filtro

Aerossol

qualquer partcula pequena (geralmente menor que 0 mcrons) suspensa, sendo lquida ou slida.

Teoria da filtrao

Impacto (1.0 - 10 m):Estas partculas tem massa e volume grandes o suficiente para serem removidos pelo mtodo de impacto direto com as fibras.

Difuso ( 10 m)

Movimento Browniano - Difuso

Definio do movimento Browniano

O movimento errtico de pequenos aerossis suspensos no fluido devido ao impacto das molculas de gs.

Construo do elemento coalescente

Seco coalescente moldada em uma nica pea (contnua)

Retentor rgido

Contato firme de intertravamento entre os meios e retentor

Fibras

Entrada do fluxoSada do fluxo

Camadasinttica dedrenagem

Tela demanuseio

Ar atmosfricoMolculade ar

Partcula ou aerossol

Trajetria livre

Ar 00 psi

.008

.065



Filtro coalescncia curva de vida

/80% 00%

Unidade de vida (tempo, vazo total etc)

Dife

ren

cial

de

pres

so

(psid

) mi

do

Classe Slido gua leo Tamanho Concentrao Ponto de Concentrao mximo de mxima ** condensao A mxima de partculas presso mxima * (m) ppm (mg/m3) F (C) ppm (mg/m3) 0, 0,08 (0,) -94 (-70) .008 (0,0) 0,8 () -40 (-40) .08 (0,) 5 4, (5) -4 (-0) .8 () 4 40 8, (0) 7 (+) 4. (5) 5 - - - 45 (+7) (5) 6 - - - 50 (+0) - -

Norma internacional ISO 8573-1

* O tamanho das partculas corresponde razo de filtrao x = 0** A 4.7 psi ( bar) de presso absoluta + 70F (+0C) e uma umidade relativa de 60%. Deve-se considerar, que para presses superiores atmosfrica, maior a concentrao de contaminantes.

Notas:. A qualidade do ar gerado por compressores no lubrificados, afetada pela qualidade do ar de entrada e do projeto do compressor.

. A preciso de medio empregada de 0% do limite do valor da classe. Exemplo da categoria de ISO:

1 Slido 4 gua 1 leo

Categoria ISO 2 3

Qualquer compressor com ps resfriador. Ar aplicado em ferramentas pneumticas lubrificadas, motores pneumticos, cilindros, jateadoras e vlvulas sem frico.

Especificaes adicionais: C.A.G. - G7. (graus A e Ba)

8C

38C

50 psi

Regulador

DrenoAutomtico

C PR

Corte longitudinal do elemento coalescente

Espessura da parede do elemento UNI-CAST* (, mm)Fluxo de ar

Poros grandes para pr-filtragemdas partculas maiores: 8-0 m

Poros finos para filtragemsumicrnica: 0,5 m

Estrutura de poros expandidospara ativar a coalescncia: 40-80 m

Tela de drenagem para coletaros lquidos coalescidos

Drenagem dos lquidoscoalescidos

* UNI-CAST - marca registra da Parker

leo

Ar limpo saiAr

entra

Fluxo tranquilo,baixo padro dereincorporaode contaminantes

Seco divergente, aglomerao crescente de aerossis. Perfil do poro.Configurao de melhor "carregamento"

Poros controlados


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Training

Categoria ISO 1 1

Qualquer compressor com ps resfriador e estgios de coalescncia. O ar aplicado em vlvulas reguladoras lubrificadas, cilindros.

Especificaes adicionais: Mil. Std. 8 H.E.P.A., U.S.P.H.S. A.

Categoria ISO 1 4 1

Qualquer compressor com ps resfriador, estgios de coalescncia e secador para uso em instrumentao.

Especificaes adicionais: C.A.G. - G7. (graus D e E) ISA S7., feed std (EE.UU.) 09 (classe 00).

Categoria ISO 1 2 1

Qualquer compressor de estgios com ps resfriador, coalescncia dupla e secador dissecante regenerativo. Ar aplicado em instrumentao de alta exigncia e para gases de alta pureza.

Especificaes adicionais: C.A.G.I. - G7. (grau F)

Categoria ISO 1 1

Qualquer compressor com ps resfriado, estgios de coalescncia e secador dissecante. Ar aplicado em sistemas pneumtics gerais.

Especificaes adicionais: C.A.G.I. - G7. (grau C)

C

38C

PR

8C

3P

6C

Regulador

50 psi

PRC 8

C

38C

Regulador

82 F

6C

50 psi

C

38C

PR 8C

Min. Temp. 4C

Regulador

6C

A U

50 psi

CPR

38C

8C

6C

Regulador

50 psi

C

Secadordisecante38C

PR

Drenoautomtico

ReguladorDrenoautomtico

6 C

50 psi

Min. temp. 4C

6C

10C

Grau3PU ou 10DS

Drenoautomtico

Secador por refrigerao

Drenoautomtico

Drenoautomtico

Drenoautomtico

Drenoautomtico

Min. Temp. 18C

Drenoautomtico

Secadordissecante

Drenoautomtico

Drenoautomtico

Secador por refrigerao

Min. Temp. 4C

Categoria ISO 1 4 1

Qualquer compressor com ps resfriador, estgios de coalescncia, secador por refrigerao e adsovedor por carvo. Ar com boa qualidade, utilizado nas indstrias em cmaras de descompresso*.

Especificaes adicionais: O.S.H.A. (direcioado segurana em higiene de laboratrio) 9CFR 90.4Requer monitorao de CO.



Filtro Srie H - Parker

Ao se analisar um filtro, deve-se levar em conta os seguintes requisitos fundamentais:

Eficincia

O filtro tem que ter alto nvel de eficincia na reteno de partculas, isto , deve ser capaz de deixar o ar o mais limpo possvel. Mas isso no tudo - se fosse, uma simples parede seria o filtro ideal, pois reteria todas as partculas.

Baixa perda de carga

fundamental haver pouca resistncia passagem do ar comprimido, para evitar grande desperdcio de energia. por isso que o "filtro-parede" no funciona.

Longa vida do elemento

O elemento precisa ter grande quantidade de vazios no seu interior, de modo que possa reter grande quanti-dade de partculas sem se obstruir.

Especificao do meio filtrante

Os graus , 4 e 6 so filtros de 0,0 mcrons

Grau Eficincia Passagem Queda de presso (psi)2 Coalescente mxima de ao fluxo nominal partculas de leo ppm Elemento Elemento mido 0,3 a 0,6 (peso) seco com leo com microns 10 - 20% 2 99.999% .00 .5 4 - 6 6 99.97% .008 .0 - 7 99.5% .09 .5 .5 - .7 10 95% .8 .5 .5 -

Notas:. Teste conforme BCAS 860900 40 ppm na entrada.. Para obter a queda total da presso, adicionar as restries seco com mida.


7


Training

Meio filtrante coalescente

Remoo do leo

Aplicaes - Filtragem coalescente para partculas extremamente finas e traos de aerossis; para gases de peso molecular muito baixo e aerossis altas presses.

Coalescente para gases utilizados em eletrnica.

VedaoTipo de meio filtranteGrau do elemento

2

Aplicaes - Aplicao geral de coalescentes, quando a remoo total de aerossis lquidos e partculas finas em suspenso for necessria em todas as faixas de presso. Proteo de medidores de ar, sistemas modulares, sistemas de transmisso de ar, sistemas de respirao humana, etc

6

Nor

mal

7CVPAplicaes - A alta eficincia e o baixo diferencial de presso, mesmo quando umidecido por leo ou gua, fazem deste elemento coalescente plissado uma excelente escolha para aplicaes de mdia eficincia. A maior rea superficial significa maior vida til e alta tolerncia com contaminantes pesados de aerossis lquidos.

Aplicaes - Pr-coalescente ou pr-filtro para grau 6 para remover quantidades grandes de gua e leo ou aerossis viscosos que dificultam a drenagem. Otimiza aplicaes em equipamentos sem elevar a restrio.

10

Tipo de meio filtrante C Coalescente de micro-fibra Q Coalescente com pr-filtro D Micro-fibra para altas temperaturas C

Aplicaes - Remoo de partculas slidas onde existe a necessidade de alta capacidade de reteno. Filtro de segurana (ps filtro) para secadores dissecantes e sua micronagem condiz com os coalescentes. Aplicao geral para proteo final de instrumentos.

Meio filtrante interceptor

Remoo de partculas

3PU

Especificaesdo meio filtrante

Grau Eficincia absoluta Queda de presso (psi) micronagem seco para vazo com elemento 3P m 0,5

Tipo meio filtrante (P):Celulose plissadaVedao (U):Uretano moldado para todos os elementos de celulose plissada



Aplicaes - Polimentos de gases ou para traos finais de contaminantes de hidrocarbonetos, geralmente 0,5 at ppm de concentrao de entrada. Preparao para ar de respirao humana; remoo de vapor de hidrocarboneto.

Meio filtrante adsorvente

Remoo de vapor

AU

Especificaesdo meio filtrante

Grau Eficincia da extrao Queda de presso (psi) de vapores de leo ao fluxo nominal elemento seco AU 99%+ 0,5

Tipo meio filtrante (A):Adsorvente-carvo ativadoVedao (U):Uretano moldado para todos os elementos carvo ativado

Nota especial:Os filtros com elementos de carbono ativado, sempre devem ser precedidos por um filtro coalescente.

Vedao dos extremos do elemento, especificaes

Em branco: /4 a sem vedao nos extremos. U: Uretano moldado, normal para todos os filtros de / a e todos os coalescentes com pr-filtro incorporado, opcional em caso de outros tamanhos. QU, PU = 07C (5F) S: Silicone moldado para altas temperaturas. QS, PS = 77C (50F) DS = C (450F) V: Fluorcarbono AV = 07C (5F) QV, PV = 77C (50F) DV = oC (450F)

CoalescenteFibra de borocilicatoFluxo: de dentro para fora

AdsorventeCarvo ativadoFluxo: de fora para dentro

Tipos de filtro/elemento

InterceptorCelulose plissada

Fluxo: de fora para dentro


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Training

Acessrios

DPG-15 - manmetro dediferencial de presso

AD-12 - dreno automtico VS-50 - dreno com copotransparente

DPI-13 - indicador visual desaturao

MS-50 - dreno com copo metlico

TV-98 - dreno eletrnicotemporizado

ZLD-10 - dreno de perda zero KBDPI-25 - Kit do calibre de presso diferencial

Tabela para seleo Srie H

Filtros Vazo nominal: SCFM 100 psig (m3/hora 7 bar) 10% Padres Roscas 2 4 6 7 10 Adsorventes Interceptores C/CU/QU/DS AU 3PU H N 1S /4" 8 (4) (9) 5 (6) N/A 5 (4) 5 (6) 5 (4) H N 15S /8" (9) 5 (6) 0 (4) N/A (56) 0 (4) (56) H N 2S /" 4 (4) 9 () 5 (4) N/A 4 (7) 5 (4) 4 (7) H N 1L /4" 6 (7) (9) 0 (5) N/A 50 (85) 0 (5) 50 (85) H N 15L /8" (7) 0 (5) 40 (68) N/A 66 () 40 (68) 66 () H N 2L /" 7 (46) 8 (65) 50 (85) N/A 8 (4) 50 (85) 8 (4) H N 3S /4" 44 (75) 6 (04) 80 (6) N/A (6) 80 (6) (6) H N 4S " 55 (94) 76 (9) 00 (70) N/A 66 (8) 00 (70) 66 (8) H N 4L " 76 (9) 06 (80) 40 (8) N/A (94) 40 (8) (94) H N 6S /" 90 () 60 (44) 50 (595) 600 (00) 600 (00) 50 (595) 600 (00) H N 8S " 45 (47) 40 (578) 450 (765) 750 (75) 750 (75) 450 (765) 750 (75) H N 8L " 5 (570) 470 (799) 65 (06) 05 (760) 05 (760) 65 (06) 05 (760) H N 0L /" 40 (7) 600 (00) 800 (60) 0 (6) 0 (6) 800 (60) 0 (6) H N 12L " 545 (97) 750 (75) 000 (700) 660 (8) 660 (8) 000 (700) 660 (8)

Os purgadores so pequenos aparatos destinados a efetuar a drenagem dos cotaminantes lquidos do sistema de ar compriido para o meio-ambiente. Poderm ser manuais ou automticos, sendo que estes ltimos dividem-se normalmente em eletrnicos e mecnicos.

Os purgadores eletrnicos so os mais utilizados na atualidade e so encontrados nos tipos temporizado ou com sensor de umidade.

Temperatura: 75F (79C)Presso: 500 psig (4 bar)


Temperatura: 5F (5C)Presso: 50 psig (0 bar)Conexo: /" NPT


Temperatura: 75F (79C)Presso: 50 psig (7 bar)Conexo: /" NPT

Temperatura: 90F (88C)Presso: 0 psig (6 bar)Conexo: /" NPT w/600 psig (4 bar) disponvelConexo: /4" NPT

Temperatura: 5-40F (-60C)Presso: -50 psig (0-7 bar)Conexo: /" NPT




Tabela para seleo para o grau 6

Para presses diferentes de 100 psi/7 bar

Instrues para a tabelade tamanhos

. Localize a presso do sistema em psi ou bar.

. Localize o fluxo do sistema em SFCM ou m/hora.

. Interligue por uma reta a presso e vazo (veja o exemplo).

4. Encontre o filtro no prologamento da reta.

Em caso dos graus que no so 6C, 6Q ou AU, primeiro multiplique o fluxo por fatores. C - .8 4C - . 8C - 0.7 0C - 0.6 P - 0.6

500 4

300

200 .8

150 0.125 8.6

100 6.9

75 5.

50 .5

30

20 .4

psig bar

Pres

so

de o

pera

o

do s

iste

ma

>

6000450

550

70090

35002500

1500

1000700

850500600350

402505015070100070855070405030

520515

4025

710

m3/horaVa

zo

do s

iste

ma

Mod

elo

do fi

ltro

HNLHN0L

HN8L

HN8SHN6S

HN4LHN4SHNS

HNLHN5L

HNLHNSHN5SHNS

Equao para correo da vazo

X X50

Temperatura do sistema F +460

=

SCFM

Vazo ajustada(a 00 psig)

Vazodo sistema Presso do sistema

+4.7

00 psig + 4.7

Opces de acessrios pr-instalados

A D G J N

Designao do acessrio

Dreno automtico

Indicadorde presso

diferencial (DPI)

Manmetrode presso

diferencial (DPG)Alta

temp.

V W Y

Presso/temperatura Presso/temperatura

PSI G Graus F bar Graus C

250 175 17 79 500 175 34 79 250 450 17 232 500 175 34 79

250 175 17 79

Vedaode viton

Nenhum acessrio

500 175 34 79 250 175 17 79 250 175 17 79



Training

Como fazer o pedido

HNome da srie

Tipo de roscaN - NPT

N 1 2Bitola da rosca 1 - /4"15 - /8" 2 - /" 3 - /4" 4 - " 6 - /" 8 - " 0 - /"12 - "

GAcessrios A - Dreno automticoD - Indicador de presso diferencial (/4" - ")G - Manmetro de presso diferencialJ - Alta temperaturaN - Nenhum acessrioV - Vedao de VitonW - A + DY - A + G

LCopoS - NormalL - Longo

Tipo do elementoC - CoalescenteD - Alta temperaturaP - Celulose plissadaA - AdsorvedorCVP - Coalescente plissado

C UTipo devedaoEm branco - Sem vedao nas bitolas de /4" at "U - Uretano Normal acima de /"S - SiliconeV - Viton

Especificaes tcnicas Srie HRoscas de entrada/sada /4 NPTMxima presso de trabalho 500 psi (4 bar)Mxima vazo At 8 m (660 SCFM)Fator de segurana (estouro) 4:Mxima temperatura Microfibra (C): 79C Microfibra (D): CVedaes Normal: Nitrlica Opcional: Fluorcarbono (FKM)Carcaa (cabea e copo) Alumnio cromadoPintura Eletrosttica pDimenses/vazes/opcionais Conforme catlogo srie H

6Grau do elemento

2

4

67

10

3

deixe em branco para adsorvedor



Tabela de seleo srie ASME Carcaa Elemento Dimenso (pol.) Tipo N de Vazes de reposio entrada/sada entrada/sada elementos SCFM 100 psig (m3/h 7 bar) Grau 6/A Grau8 Grau 10/3P Montagem em linha HT3-801 5-80 NPT 500/540 800/050 490/40 FT3-801 5-80 Flange 500/540 800/050 490/40 FT4-1201 85-50 4 Flange 000/90 400/4070 0/5640 FT6-1201 85-60 6 Flange 000/5090 600/60 4980/8460

FT6-1603 5-80 6 Flange 4500/7640 5400/970 7470/690

Montagem sobre apoio HF3-801 5-80 NPT 500/540 800/050 490/40 FF3-801 5-80 Flange 500/540 800/050 490/40 FF4-1201 85-50 4 Flange 000/90 400/4070 0/5640 FF6-1201 85-60 6 Flange 000/5090 600/60 4980/8460 FF6-1603 5-80 6 Flange 4500/8460 5400/970 7470/690 FF8-1804 5-80 8 Flange 4 6000/090 700/0 9960/690 FF10-2207 5-80 0 Flange 7 0500/780 600/400 740/960 FF12-3011 5-80 Flange 6500/800 9800/640 790/4650 FF16-3615 5-80 6 Flange 5 500/80 7000/45870 750/6450

Especificaes tcnicas Vaso ASMEEntrada/sada Flange (exceto HT)Vazo At 6.000 m/h (7.000 SCFM)Mxima presso elemento: 50 pside trabalho Multi elementos: 00 psiMxima temperatura Vaso: 60C Elemento: ver tabela de tampas dos elementosVedaes NitrlicaCarcaa Ao carbonoPintura interna Eletrosttica pDimenses/vazes/ Conforme catlogo srie ASMEopcionaisNorma de projeto ASME - seco VIII, diviso

Como fazer o pedido

deixe em branco para adsorvedor

6Grau do elemento

6

7

103

UVedaes dos extremosU - UretanoS - SiliconeV - Viton

12Dimetrodo corpo 8 - 8"12 - "16 - 6"18 - 8"22 - "30 - 0"36 - 6"

6Bitola da conexo 3 - " 4 - 4" 6 - 6" 8 - 8"10 - 0"12 - "16 - 6"

ConfiguraoF - Montado no pisoT - Montado suspenso

FFTipo de roscaN - NPTF - Flange

0 1Quantidade de elementos01 - 03 - 04 - 407 - 711 - 15 - 5

Tipo do elementoQ - Coalescente com pr-filtro embutidoD - Alta temperaturaP - Celulose plissadaA - AdsorvedorCVP - Coalescente plissado

Q

Vasos cdigo ASME

Vazes at 63.000 m3/h



Training

Estao de gerao de ar comprimido

Central de ar comprimido - Compressor de parafuso; - Resevatrio de ar; - Pr-filtro;4 - Secador de ar por refrigerao;5 - Filtro coalescente;6 - Filtros de carvo ativado (por adsoro).

Os componentes de um sistema de tratamento de ar comprimido

Resfriador Posterior

Como vimos no tpico anterior, a umidade presente no ar comprimido prejudicial, supondo que a tempe-ratura de descarga de uma compresso seja de 0oC, sua capacidade de reteno de gua de ,496 Kg/m e medida que esta temperatura diminui, a gua pre-cipita-se no sistema de distribuio, causando srios problemas.

Para resolver de maneira eficaz o problema inicial da gua nas instalaes de ar comprimido, o equipamento mais completo o resfriador posterior, localizado entre a sada do compressor e o reservatrio, pelo fato de que o ar comprimido na sada atinge sua maior temperatura.O resfriador posterior simplesmente um trocador de calor utilizado para resfriar o ar comprimido.

Como consequncia deste resfriamento, permite-se retirar cerca de 75% a 90% do vapor de gua contido no ar, bem como vapores de leo; alm de evitar que a linha de distribuio sofra uma dilatao, causada pela alta da temperatura de descarga do ar.

Ainda mais, devido s paradas e presena de umidade, poderemos ter na linha choques trmicos e contraes, acarretando trincamentos nas unies

soldadas, que viriam a ser ponto de fuga para o ar, alm de manter a temperatura do ar compatvel com as vedaes sintticas utilizadas pelos componentes pneumticos.

Um resfriador posterior constitudo basicamente de duas partes: um corpo geralmente cilndrico onde se alojam feixes de tubos confeccionados com materiais de boa conduo de calor, formando no interior do corpo uma espcie de colmia. A segunda parte um separador de condensado dotado de dreno.

O ar proveniente do compressor obrigado a passar atravs dos tubos, sempre em sentido oposto ao fluxo da gua de refrigerao, que mudado constante-mente de direo por placas defletoras, garantindo, desta forma, uma maior dissipao de calor.

Na sada, est o separador. Devido sinuosidade do caminho que o ar deve percorrer, provoca a eliminao da gua condensada, que fica retida numa cmara.A parte inferior do separador dotada de um dreno manual ou automtico na maioria dos casos, atravs do qual a gua condensada expulsa para a atmosfera.

Deve-se observar cuidadosamente a temperatura da gua fornecida para o resfriamento do ar. Do contrrio, se o fluido refrigerante for circulado com uma tempera-tura elevada ou se o volume necessrio de gua para o resfriamento for insuficiente, o desempenho do res-friador poder ser comprometido.



Resfriador posterior

Simbologia

O filtro de ar comprimido

Pela definio da norma ISO-857, filtro um aparato para separar os contaminantes presentes em fluido (ISO-857/.6). O filtro de ar comprimido aparece geralmente em trs posies diferentes: antes e de-pois do secador de ar comprimido e tambm junto ao ponto-de-uso.

A funo do filtro instalado antes do secador por refrig-erao (pr-filtro) separar o restante da contaminao slida e lquida (~0%) no totalmente elimindada pelo separador de condensados do resfriador-posterior, protegendo os trocadores de calor do secador contra o excesso de leo oriundo do compressor de ar, o que poderia impregn-los, prejudicando sua eficincia de troca trmica (ISO-857-5..)

O excesso de condensado no secador tambm reduz sua capacidade de resfriamento do ar comprimido, pois consome-se energia para resfriar um condensado que j poderia ter sido eliminado do sistema.

No caso de sistemas dotados de secadores por adsoro, o pr-filtro dever garantir que nenhuma quantidade de contaminao lquida, inclusive os aerossis de gua e leo, atinja o material adsorvedor,

obstruindo seus poros e impedindo a sua reativao (ISO-857/5..). O filtros instalado aps o secador (ps-filtro) deve ser responsvel pela eliminao da umidade residual (~0%) no removida pelo separador mecnico de condensados do secador por refriger-ao, alm da conteno dos slidos no retidos no pr-filtro.

A capacidade dos ps-filtro efetuar a eliminao de qualquer umidade residual seriamente afetada pela temperatura do ar comprimido na sada do secador. Na verdade, em qualquer secador por refrigerao, o ar comprimido sofre um reaquecimento antes de voltar tubulao.

Esse reaquecimento intencional (economiza energia e evita que a tubulao fique gelada), mas provoca a completa reevaporao da umidade residual que no foi removida pelo separador de condensados. No estado gasoso, essa umidade no pode ser eliminada pelo ps-filtro. Na prtica, o ps-filtro instalado aps o secador por refrigerao retm apenas partculas slidas. No caso de sistemas dotados de secadores por adsoro, o ps-filtro destina-se apenas reteno das partculas slidas produzidas pela abraso do material adsorvedor (poeira do adsorvedor).

A temperatura na sada do resfriador depender da temperatura com que o ar descarregado, da tempe-ratura da gua de refrigerao e do volume de gua necessrio para a refrigerao.

Certamente, a capacidade do compressor influi direta-mente no porte do resfriador. Devido ao resfriamento, o volume de ar disponvel reduzido e, portanto, a sua

energia tambm sofre reduo. Contudo, o emprego do resfriador posterior no representa perda real de enegia, j que o ar deveria, de qualquer forma, ser resfriado na tubulao de distribuio, causando os efeitos indesejveis j mencionados. Com o resfriador estes problemas so minimizados.


5


Training

Secador de ar comprimido

A presena de umidade no ar comprimido sempre prejudicial para as automatizaes pneumticas, pois causa srias consequncias. necessrio eliminar ou reduzir ao mximo esta umidade. O ideal seria elimin-la do ar comprimido de modo absoluto, o que praticamente impossvel.

Ar seco industrial no aquele totalmente isento de gua; o ar que, aps um processo de desidratao, flui com um contedo de umidade residual de tal ordem que possa ser utilizado sem qualquer inconveniente. Com as devidas preparaes, consegue-se a distri-buio do ar com valor de umidade baixo e tolervel nas aplicaes encontradas.

A aquisio de um secador de ar comprimido pode figurar no oramento de uma empresa como um alto investimento. Em alguns casos, verificou-se que um secador chegava a custar 5% do valor total da instala-o de ar. Mas clculos efetuados mostravam tambm os prejuzos causados pelo ar mido: substituio de componentes pneumticos, filtros, vlvulas, cilindros danificados, impossibilidade de aplicar o ar em determi-nadas operaes como pintura, pulverizaes e ainda mais os refugos causados na produo de produtos.

Concluiu-se que o emprego do secador tornou-se altamente lucrativo, sendo pago em pouco tempo de trabalho, considerando-se somente as peas que no eram mais refugadas pela produo.

O secador de ar comprimido

O secador est posicionado entre o pr e o ps-filtro de ar comprimido. Sua funo eliminar a umidade (lquido e vapor) do fluxo de ar. Um secador deve ser apto a fornecer o ar comprimido com o Ponto de Orvalho especificado pelo usurio.

Ponto de Orvalho a temperatura na qual o vapor comea a condensar (ISO-857-.0). H dois con-ceitos principais de secadores de ar comprimido: por refrigerao (cujo ponto de orvalho padro +C) e por adsoro (com o ponto de orvalho mais comum de -40C).

Secagem por refrigerao

O mtodo de desumidificao do ar comprimido por refrigerao consiste em submeter o ar a uma tempe-ratura suficientemente baixa, a fim de que a quantidade de gua existente seja retirada em grande parte e no prejudique de modo algum o funcionamento dos equi-

O ar comprimido entra, inicialmente, em um pr-res-fria-dor (trocador de calor) (A), sofrendo uma queda de temperatura causada pelo ar que sai do resfriador principal (B).

No resfriador principal o ar resfriado ainda mais, pois est em contato com um circuito de refrigerao.Du-rante esta fase, a umidade presente no ar comprimido forma pequenas gotas de gua corrente chamadas conden-sado e que so eliminadas pelo separador (C), onde a gua depositada evacuada atravs de um dreno (D) para a atmosfera.

A temperatura do ar comprimido mantida entre 0,65 e ,oC no resfriador principal, por meio de um termostato que atua sobre o compressor de refrigerao (E). O ar comprimido seco volta novamente ao trocador de calor inicial (A), causando o pr-resfriamento no ar mido de entrada, coletando parte do calor deste ar. O calor adquirido serve para recuperar sua energia e evitar o resfriamento por expanso, que ocasionaria a formao de gelo, caso fosse lanado a uma baixa temperatura na rede de distribuio, devido alta velocidade.

Secagem por refrigerao

Simbologia

Ar mido

Pr-resfriador

Ar seco

Resfriador principal

Separador

C

D

Dreno

Condensado

Freon

Bypass

Compressor de refrigeraoE

A

B

pamentos, porque, como mencionamos anterior-mente, a capacidade do ar de reter umidade est em funo da temperatura. Alm de remover a gua, provoca, no compartimento de resfriamento, uma emulso com o leo lubrificante do compressor, auxiliando na remoo de certa quan-tidade. O mtodo de secagem por refrig-erao bastante simples.



Secagem por absoro

a fixao de um absorto, geralmente lquido ou gaso-so, no interior da massa de um absorto slido, resul-tante de um conjunto de reaes qumicas. Em outras palavras, o mtodo que utiliza em um circuito uma substncia slida ou lquida, com capacidade de absorver outra substncia lquida ou gasosa.

Este processo tambm chamado de Processo Qumico de Secagem, pois o ar conduzido no interior de um volume atrves de uma massa higroscpica, insolvel ou deliquescente que absorve a umidade do ar, processando-se uma reao qumica. As substn-cias higroscpicas so classificadas como insolveis quando reagem quimicamente com o vapor d'gua, sem se liquefazerem. So deliquescentes quando, ao absor-ver o vapor d'gua, reagem e tornam-se lquidas.

Secagem por absoro

Simbologia

As principais substncias utilizadas so:

Cloreto de Clcio, Cloreto de Ltio, Dry-o-Lite. Com a consequente diluio das substncias, necessria uma reposio regular, caso contrrio o processo torna-se deficiente. A umidade retirada e a substncia diluda so depositadas na parte inferior do invlucro, junto a um dreno, de onde so eliminadas para a atmosfera.

Secagem por adsoro

a fixao das molculas de um adsorvato na superf-cie de um adsorvente geralmente poroso e granulado, ou seja, o processo de depositar molculas de uma substncia (ex. gua) na superfcie de outra substncia, geralmente slida (ex.SiO). Este mtodo tambm conhecido por Processo Fsico de Secagem, porm seus detalhes so desconhecidos.

admitido como teoria que na superfcie dos corpos slidos existem foras desbalanceadas, influenciando molculas lquidas e gasosas atravs de sua fora de atrao; admite-se, portanto, que as molculas (adsorvato) so adsorvidas nas camadas mono ou multimoleculares dos corpos slidos, para efetuar um balanceamento semelhante Lei dos Octetos dos tomos. O processo de adsoro regenerativo; a substncia adsorvente, aps estar saturada de umidade, permite a liberao de gua quando submetida a um aquecimento regenerativo.

Secagem por adsoro

Simbologia

Esquematizao da secagem por adsoro

Ar Seco

Pastilhas dessecantes

Ar mido

Condensado

Drenagem

Ar seco

Armido

RegenerandoSecando

Adsorvente

Regenerando

Secando

Ar mido

Ar seco


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Training

Para secar o ar existem dois tipos bsicos de secado-res: Em geral um secador por adsoro possui duas torres de secagem. As torres so preenchidas com xido de Silcio SiO(Silicagel), Alumina Ativa AlO, Rede Molecular (Na Al O Si O) ou ainda Sorbead.

Atravs de uma vlvula direcional, o ar mido orientado para uma torre, onde haver a secagem do ar. Na outra torre ocorrer a regenerao da substncia adsorvente, que poder ser feita por injeo de ar quente; na maioria dos casos por resistores e circula-o de ar seco.

Havendo o aquecimento da substncia, provocaremos a evaporao da umidade. Por meio de um fluxo de ar seco a gua em forma de vapor arrastada para a atmosfera. T

erminado um perodo de trabalho preestabelecido, h inverso nas funo das torres, por controle manual ou automtico na maioria dos casos; a torre que secava o ar passa a ser regenerada e outra inicia a secagem.

Ao realizar-se a secagem do ar com as diferentes substncias, importante atentar para mxima tem-peratura do ar seco, como tambm para a temperatura de regenerao da substncia.

Estes so fatores que devem ser levados em conta para um bom desempenho do secador.

Na sada do ar deve ser prevista a colocao de um filtro para eliminar a poeira das substncias, prejudicial para os componentes pneumticos, bem como deve ser montado um filtro de carvo ativo antes da entrada do secador, para eliminar os resduos de leo, que, em contato com as substncias de secagem, causam sua impregnao, reduzindo consideravelmente o seu poder de reteno de umidade.

Como vimos, de grande importncia a qualidade do ar que ser utilizado. Esta qualidade poder ser obtida desde que os condicionamentos bsicos do ar compri-mido sejam concretizados, representando menores ndices de manuteno, maior durabilidade dos compo-nentes pneumticos, ou seja, ser obtida maior lucrati-vidade em relao automatizao efetuada.

Um painel de comando determina a frequncia e a amplitude dos ciclos de regenerao e adsoro deste tipo de secador.

Um sistema de vlvulas tambm comandada pelo painel do secador permite que a umidade deixe o leito saturado para o meio ambiente.

Proteo de secadores

Tipo de secador

Compressor de ar

Refrigerao

No regenerativo

Grau: 3PUpara baixa temperatura ou 10DS para altas temperaturas

PR

3PU

10C

6C

10C

6C

10C

6C

3PU

Dissecante



Filtro no ponto de uso

Proteo de equipamentos

FFD - Filtro secadorProjetado para remover vapores de gua e aerossis em pontos de uso, para vazes intermitentes de at 60 SCFM.

OWSSeparador de gua e leo condensados.Eexigncia para ISO4000.

O sistema de tratamento de ar comprimido

A seguir, temos um sistema de ar comprimido tpico proposto pela norma ISO 857.

O fluxograma acima composto do original. Os smbolos esto de acordo coma norma ISO-9.

A

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Parker Ar Comprimido M1004 BR AP