Parker Pneumatica 2000

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    Apostila M1001 BR

    Agosto 2000

    TecnologiaPneumtica IndustrialTraining

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

    Pense em Qualidade, Pense Parker

    Voc pode ter certeza de que sendo certificada pela ISO9001 e QS-9000, a Parker:

    - Tem implementado um sistema de garantia de qualida-de documentado, avaliado e aprovado. Assim voc noprecisa inspecionar e testar os produtos recebidos.

    - Trabalha com fornecedores qualificados e aplica o princ-pio de perda zero em todo o processo de produo. Todosos componentes agregados ao produto satisfazem osmais altos requisitos de qualidade.

    - Trabalha para garantir que o projeto do produto atendaa qualidade requerida. O trabalho realizado com garantiade qualidade oferece solues racionais e reduz custos.

    - Previne as no conformidades dos processos em todosos estgios, com qualidade permanente e conformeespecificaes.

    - Tem como objetivo permanente o aumento da eficinciae a reduo de custos sendo que, como cliente, isto lheproporciona maior competitividade.

    - Trabalha para atender suas expectativas da melhor formapossvel, oferecendo sempre o produto adequado, com amelhor qualidade, preo justo e no prazo conveniente.

    Para voc, cliente Parker,

    isto no nenhuma novidade.

    Qualidade Parker, sem dvida,

    uma grande conquista!

    Para ns da Parker, a qualidade alcanada quando suasexpectativas so atendidas, tanto em relao aos produtose suas caractersticas, quanto aos nossos servios. Nosso

    maior objetivo corresponder a todas as suas expectativasda melhor maneira possvel.

    A Parker Hannifin implementou substanciais modifica-es, em sua organizao e mtodos de trabalho, a fim desatisfazer os requisitos do Sistema de Garantia deQualidade ISO 9001e QS-9000. Este sistema controla agarantia de qualidade dos processos atravs de toda aorganizao, desde o projeto e planejamento, passandopelo suprimento e produo, at a distribuio e servios.

    A Parker Hannifin est certificada pelo ABS - QualityEvaluations, Inc. desde 13/05/94 na ISO 9001 e em

    26/11/99 teve seu certificado graduado para a normaautomotiva QS-9000 Terceira Edio.

    Este certificado a certeza de que a Parker trabalha ativae profissionalmente para garantir a qualidade de seusprodutos e servios e a sua garantia segurana de estaradquirindo a melhor qualidade possvel.

    Isto significa que como cliente voc pode ter total credibi-lidade em ns como seu fornecedor, sabendo que iremosatender plenamente as condies previamente negociadas.

    ADVERTNCIA

    SELEO IMPRPRIA, FALHA OU USO IMPRPRIO DOS PRODUTOS E/OU SISTEMAS DESCRITOS NESTE CATLOGO

    OU NOS ITENS RELACIONADOS PODEM CAUSAR MORTE, DANOS PESSOAIS E/OU DANOS MATERIAIS.

    Este documento e outras informaes contidas neste catlogo da Parker Hannifin Ind. e Com. Ltda. e seus DistribuidoresAutorizados, fornecem opes de produtos e/ou sistemas para aplicaes por usurios que tenham habilidade tcnica. importante que voc analise os aspectos de sua aplicao, incluindo consequncias de qualquer falha, e revise as informaesque dizem respeito ao produto ou sistemas no catlogo geral da Parker Hannifin Ind. e Com. Ltda. Devido variedade decondies de operaes e aplicaes para estes produtos e sistemas, o usurio, atravs de sua prpria anlise e teste, o nicoresponsvel para fazer a seleo final dos produtos e sistemas e tambm para assegurar que todo o desempenho, seguranada aplicao e cuidados sejam atingidos.

    Os produtos aqui descritos com suas caractersticas, especificaes, desempenhos e disponibilidade de preo so objetos demudana pela Parker Hannifin Ind. e Com. Ltda., a qualquer hora, sem prvia notificao.

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    COPYRIGHT by Parker Hannifin Corporation

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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 26 anos treinando profissionais em empresas, escolas e universidades, a ParkerTraining vem oferecendo treinamento tcnico especializado e desenvolvendo material didticodiversificado 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 25 mil pessoas, em aproximadamente4 mil empresas, atravs de cursos e materiais reconhecidos pelo contedo tcnico e qualidadede ensino.Para alcanar tais nmeros e continuar a atender seus clientes, de forma cada vez melhor, comuma parceria cada vez mais forte, os profissionais da Parker Training se dedicam a apresentarsempre novos conceitos em cursos e materiais didticos.So ministrados cursos abertos ou in company em todo o pas, atravs de instrutores prpriosou 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 controleproporcional.So oferecidos tambm programas de treinamento especial com contedo e carga horria deacordo 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 eagiliza o trabalho do instrutor e do aluno: transparncias, componentes em corte, smbolosmagnticos, apostilas e livros didticos ligados s tcnicas de automao, gabaritos para desenhode circuitos, fitas de vdeo, software de desenho e simulao de circuitos pneumticos ehidrulicos, alm de bancadas de treinamento para realizao prtica destes circuitos.

    Parker Training

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    ndice

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

    2 Implantao .................................................................................................................................................5

    3 Produo e Distribuio ...................................................................................................................... 10

    4 Unidade de Condicionamento (Lubrefil) .......................................................................................25

    5 Vlvulas de Controle Direcional .......................................................................................................39

    6 Elementos Auxiliares ............................................................................................................................67

    7 Geradores de Vcuo, Ventosas ........................................................................................................79

    8 Atuadores Pneumticos ...................................................................................................................... 85

    9 Mtodo de Movimento (Intuitivo) .................................................................................................... 118

    10 Exerccios Prticos ...........................................................................................................................122

    11 Simbologia dos Componentes .......................................................................................................147

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    "Pelas razes mencionadas e vista, posso chegar concluso de que o homem dominar e poder elevar-sesobre 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 natcnica, 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 aplicaona 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, suautilizao 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 2000 anos os tcnicos construam mquinas pneumticas,produzindo energia pneumtica por meio de um pisto. Como instrumento de trabalho utilizavam um cilindro demadeira 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, nosculo 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 comprimidoe do vcuo.Contudo, a falta de recursos materiais adequados, e mesmo incentivos, contribuiu para que a maior parte destasprimeiras aplicaes no fosse prtica ou no pudesse ser convenientemente desenvolvida. A tcnica eraextremamente depreciada, a no ser que estivesse a servio de reis e exrcitos, para aprimoramento das mquinasde guerra. Como consequncia, a maioria das informaes perdeu-se por sculos.Durante um longo perodo, o desenvolvimento da energia pneumtica sofreu paralisao, renascendo apenas nossculos 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 doisltimos consideravam a presso atmosfrica como uma fora enorme contra o vcuo efetivo, o que era objeto dasCincias 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 paramedir a presso atmosfrica. Com a inveno da mquina a vapor de Watts, tem incio a era da mquina. Nodecorrer dos sculos, desenvolveram-se vrias maneiras de aplicao do ar, com o aprimoramento da tcnica enovas descobertas. Assim, foram surgindo os mais extraordinrios conhecimentos fsicos, bem como algunsinstrumentos.Um longo caminho foi percorrido, das mquinas impulsionadas por ar comprimido na Alexandria aos engenhospneumo-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 daFsica que se ocupa da dinmica e dos fenmenos fsicos relacionados com os gases ou vcuos. tambm oestudo da conservao da energia pneumtica em energia mecnica, atravs dos respectivos elementos de trabalho.

    1. Introduo

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    2. ImplantaoVantagens:

    1) - Incremento da produo com investimento relati-vamente pequeno.

    2) - Reduo dos custos operacionais.A rapidez nos movimentos pneumticos e a liberta-o do operrio (homem) de operaes repetitivaspossibilitam o aumento do ritmo de trabalho,aumento de produtividade e, portanto, um menorcusto operacional.

    3) - Robustez dos componentes pneumticos.A robustez inerente aos controles pneumticostorna-os relativamente insensveis a vibraes egolpes, permitindo que aes mecnicas do pr-prio processo sirvam de sinal para as diversas

    sequncias de operao. So de fcil manuteno.

    4) - Facilidade de implantao.Pequenas modificaes nas mquinas conven-cionais, aliadas disponibilidade de ar comprimi-do, so os requisitos necessrios para implanta-o dos controles pneumticos.

    5) - Resistncia a ambientes hostis.Poeira, atmosfera corrosiva, oscilaes de tempe-ratura, umidade, submerso em lquidos, raramen-te prejudicam os componentes pneumticos,quando projetados para essa finalidade.

    6) - Simplicidade de manipulao.Os controles pneumticos no necessitam de ope-rrios superespecializados para sua manipula-o.

    7) - Segurana.Como os equipamentos pneumticos envolvemsempre presses moderadas, tornam-se seguroscontra possveis acidentes, quer no pessoal, querno prprio equipamento, alm de evitarem proble-mas de exploso.

    8) - Reduo do nmero de acidentes.A fadiga um dos principais fatores que favorecemacidentes; a implantao de controles pneumti-cos reduz sua incidncia (liberao de operaesrepetitivas).

    Limitaes:

    1) - O ar comprimido necessita de uma boa prepara-o para realizar o trabalho proposto: remoo

    de impurezas, eliminao de umidade para evitarcorroso nos equipamentos, engates ou trava-mentos e maiores desgastes nas partes mveisdo sistema.

    2) - Os componentes pneumticos so normalmenteprojetados e utilizados a uma presso mxima de1723,6 kPa. Portanto, as foras envolvidas sopequenas se comparadas a outros sistemas.Assim, no conveniente o uso de controles pneu-mticos em operao de extruso de metais.Provavelmente, o seu uso vantajoso pararecolher ou transportar as barras extrudadas.

    3) - Velocidades muito baixas so difceis de ser obti-das com o ar comprimido devido s suas proprie-dades fsicas. Neste caso, recorre-se a sistemasmistos (hidrulicos e pneumticos).

    4) - O ar um fluido altamente compressvel, portanto, impossvel se obterem paradas intermediriase velocidades uniformes.O ar comprimido um poluidor sonoro quandoso efetuadas exaustes para a atmosfera. Estapoluio pode ser evitada com o uso de silenciado-res nos orifcios de escape.

    Propriedades Fsicas do Ar

    Apesar de inspido, inodoro e incolor, percebemos oar atravs dos ventos, avies e pssaros que neleflutuam e se movimentam; sentimos tambm o seuimpacto sobre o nosso corpo. Concluimos facilmenteque o ar tem existncia real e concreta, ocupando lugarno espao.

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    Elasticidade

    Propriedade que possibilita ao ar voltar ao seu volu-me inicial uma vez extinto o efeito (fora) responsvelpela reduo do volume.

    Compressibilidade

    O ar, assim como todos os gases, tem a propriedadede ocupar todo o volume de qualquer recipiente, adqui-rindo seu formato, j que no tem forma prpria. Assim,podemos encerr-lo num recipiente com volumedeterminado e posteriormente provocar-lhe umareduo 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.

    Difusibilidade

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

    ExpansibilidadePropriedade do ar que lhe possibilita ocupar totalmenteo volume de qualquer recipiente, adquirindo o seuformato.

    Compressibilidade do Ar

    Ar submetido a umvolume inicial V0

    Ar submetido a umvolume inicial Vf

    Vf< V

    0

    Elasticidade do Ar

    Ar submetido a umvolume inicial V0

    Ar submetido a umvolume inicial Vf

    Vf > V0

    Difusibilidade do Ar

    Volumes contendoar e gases; vlvula

    fechada

    Vlvula aberta temos umamistura homognea

    Expansibilidade do Ar

    Possumos um recipiente contendo ar;a vlvula na situao 1 est fechada

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

    porque no possui forma prpria

    F1 2

    1 2

    F

    1 2

    1

    2

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    Peso do Ar

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

    De um dos bales, retira-se o ar atravs de uma bombade 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, pesa1,293 x 10-3 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 umachama, o ar do seu interior se aquece, escapa pelaboca do balo, tornando-se assim, menos denso.Consequentemente h um desequilbrio na balana.

    Atmosfera

    Camada formada por gases, principalmente poroxignio (O

    2)

    e nitrognio (N

    2), que envolve toda a

    superfcie terrestre, responsvel pela existncia de vidano planeta.

    Ar Quente Menos Denso que Ar Frio

    Camadas Gasosas da Atmosfera

    A - Troposfera - 12 Km D - Termosfera/Ionosfera - 500 KmB - Estratosfera - 50 Km E - Exosfera - 800 a 3000 KmC - Mesosfera - 80 km

    CD ABE

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    Pelo fato do ar ter peso, as camadas inferiores socomprimidas pelas camadas superiores. Assim ascamadas 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 1,293 X 10 -3

    Kgf ao nvel do mar, isto significa que, em altitudesdiferentes, o peso tem valor diferente.

    Presso Atmosfrica

    Sabemos que o ar tem peso, portanto, vivemos sobesse peso.A atmosfera exerce sobre ns uma fora equivalenteao seu peso, mas no a sentimos, pois ela atua emtodos os sentidos e direes com a mesma intensidade.

    A presso atmosfrica varia proporcionalmente alti-

    tude considerada. Esta variao pode ser notada.

    A Presso Atmosfrica Atua em Todos osSentidos e Direes

    Altitude Presso Altitude Pressom Kgf/cm2 m Kgf/cm2

    0 1,033 1000 0,915

    100 1,021 2000 0,810

    200 1,008 3000 0,715

    300 0,996 4000 0,629

    400 0,985 5000 0,552

    500 0,973 6000 0,481

    600 0,960 7000 0,419

    700 0,948 8000 0,363

    800 0,936 9000 0,313

    900 0,925 10000 0,270

    Variao da Presso Atmosfricacom Relao Altitude

    Medio da Presso Atmosfrica

    Ns geralmente pensamos que o ar no tem peso.Mas, o oceano de ar cobrindo a terra exerce pressosobre ela.Torricelli, o inventor do barmetro, mostrou que apresso atmosfrica pode ser medida por uma colunade mercrio. Enchendo-se um tubo com mercrio einvertendo-o em uma cuba cheia com mercrio, eledescobriu 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 elevaoacima desse nvel deve medir evidentemente menosdo que isso. Num sistema hidrulico, as pressesacima da presso atmosfrica so medidas em kgf/cm2. As presses abaixo da presso atmosfrica somedidas em unidade de milmetros de mercrio.

    0,710 kgf/cm2

    1,033 kgf/cm2

    1,067 kgf/cm2

    76 cm

    Presso Atmosfrica aoNvel do Mar

    Barmetro

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    P1V1 = P2V2

    T1 T2

    De acordo com esta relao so conhecidas as trsvariveis do gs. Por isso, se qualquer uma delas so-frer 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 aode pequenas foras. Quando contido em um recipientefechado, o ar exerce uma presso igual sobre asparedes, em todos os sentidos.Por Blaise Pascal temos: "A presso exercida em umlquido confinado em forma esttica atua em todos ossentidos 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 10 Kgf num mbolo de 1 cm 2

    de rea;3 - O resultado ser uma presso de 10 Kgf/cm2 nas paredes

    do recipiente.

    p =F

    A

    No S.I. F - Newton (Fora)P - Newton/m2 (Presso)A - m2 (rea)

    No MKS* F - kgf (Fora)P - kgf/cm2 (Presso)A - cm2 (rea)

    Temos que: 1 kgf = 9,8 N

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

    Efeitos Combinados entre as 3 VariveisFsicas do Gs

    Lei Geral dos Gases Perfeitos

    As leis de Boyle-Mariotte, Charles e Gay Lussac

    referem-se a transformaes de estado, nas quais umadas variveis fsicas permanece constante.Geralmente, a transformao de um estado para outroenvolve 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 - TemperaturaAumenta e Vice-Versa

    T3

    V3

    P3Mesma Presso:Volume Aumenta - TemperaturaAumenta e Vice-Versa

    T4

    V4

    P4

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    3. Produo e Distribuio

    Nota: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 maisfacilmente interpretado quando trabalhamos com"cores tcnicas", colorindo as linhas de fluxo, com oobjetivo de identificar o que est ocorrendo com omesmo ou qual funo que este desenvolver.As cores utilizadas para esse fim so normalizadas,porm existe uma diversificao em funo da normaseguida.

    Apresentamos abaixo as cores utilizadas pelo ANSI(American National Standard Institute), que substitui

    a organizao ASA: sua padronizao de cores bemcompleta e abrange a maioria das necessidades deum circuito.VermelhoIndica presso de alimentao, presso normal do sis-tema, a presso do processo de transformao deenergia; ex.: compressor.

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

    Laranja

    Indica linha de comando, pilotagem ou que a pressobsica 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 apresso de um certo volume de ar, admitido nascondies atmosfricas, at uma determinada presso,exigida na execuo dos trabalhos realizados pelo arcomprimido.

    Classificao e Definio Segundo osPrincpios de Trabalho

    So duas as classificaes fundamentais para osprincpios de trabalho.

    Deslocamento Positivo

    Baseia-se fundamentalmente na reduo de volume.O ar admitido em uma cmara isolada do meio exte-rior, onde seu volume gradualmente diminudo,processando-se a compresso.Quando uma certa presso atingida, provoca aabertura de vlvulas de descarga, ou simplesmente oar empurrado para o tubo de descarga durante acontnua diminuio do volume da cmara de

    compresso.

    Deslocamento dinmico

    A elevao da presso obtida por meio de conversode energia cintica em energia de presso, durante apassagem 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 econsequentemente os impulsores transmitem energiacintica ao ar. Posteriormente, seu escoamento

    retardado por meio de difusores, obrigando a umaelevao na presso.

    Difusor uma espcie de duto que provoca diminuio navelocidade de escoamento de um fluido, causandoaumento de presso.

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    Tipos Fundamentais de Compressores

    So apresentados a seguir alguns dos tipos decompressores.

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

    Quando vrios estgios esto reunidos em umacarcaa nica, o ar obrigado a passar por um difusorantes de ser conduzido ao centro de rotao do estgioseguinte, causando a converso de energia cinticaem 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, erarealizado atravs de camisas d'gua nas paredesinternas do compressor. Atualmente, existemresfriadores intermedirios separados, de grandeporte, devido sensibilidade presso, por onde o ar dirigido aps dois ou trs estgios, antes de serinjetado no grupo seguinte. Em compressores de baixapresso no existe resfriamento intermedirio.Os compressores de fluxo radial requerem altasvelocidades de trabalho, como por exemplo 334, 550,834 at 1667 r.p.s.. Isto implica tambm em umdeslocamento mnimo de ar (0,1667 m3/s).As presses influem na sua eficincia, razo pela qualgeralmente so geradores de ar comprimido. Assim,comparando-se a sua eficincia com a de um compres-sor de deslocamento positivo, esta seria menor. Porisso, esses compressores so empregados quandose exigem grandes volumes de ar comprimido.

    Compressor de Parafuso

    Este compressor dotado de uma carcaa onde giram

    dois rotores helicoidais em sentidos opostos. Um dosrotores 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 comque 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 cujasuperfcie interna consiste de dois cilindros ligadoscomo um "oito".

    Compressor Dinmico de Fluxo Radial

    Compressores

    Deslocamentos Dinmicos Deslocamentos Posit ivos

    Ejetor FluxoRadial

    FluxoAxial

    Rotativos Alternativos

    Roots

    Anel Lquido

    Palhetas

    Parafuso

    Diafragma PistoMecnico Tipo

    Labirinto

    Hidrulico SimplesEfeito ouTronco

    DuploEfeito ouCruzetaSimbologia

    Compressor Dinmico de Fluxo Radial

    Simbologia

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    Nas extremidades da cmara existem aberturas paraadmisso e descarga do ar. O ciclo de compressopode ser seguido pelas figuras a,b,c,d.

    Compressor de Simples Efeito ouCompressor Tipo Tronco

    Este tipo de compressor leva este nome por ter somen-te uma cmara de compresso, ou seja, apenas a facesuperior do pisto aspira o ar e comprime; a cmara

    formada pela face inferior est em conexo com ocarter. O pisto est ligado diretamente ao virabrequimpor uma biela (este sistema de ligao denominadotronco), que proporciona um movimento alternativo desobe e desce ao pisto, e o empuxo totalmente trans-mitido ao cilindro de compresso.Iniciado o movimento descendente, o ar aspiradopor meio de vlvulas de admisso, preenchendo acmara de compresso. A compresso do ar tem inciocom o movimento da subida. Aps obter-se uma pres-so suficiente para abrir a vlvula de descarga, o ar expulso para o sistema.

    O ar presso atmosfrica ocupa espao entre osrotores e, conforme eles giram, o volume compreendi-do entre os mesmos isolado da admisso. Emseguida, comea a decrescer, dando incio compres-so. Esta prossegue at uma posio tal que a des-carga descoberta e o ar descarregado continua-mente, livre de pulsaes. No tubo de descarga existeuma vlvula de reteno, para evitar que a pressofaa o compressor trabalhar como motor durante osperodos em que estiver parado.

    Ciclo de Trabalho de um Compressor de Parafuso

    a - O ar entra pela abertura de admisso preenchendo o espaoentre os parafusos. A linha tracejada representa a aberturada descarga.

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

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

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

    Simbologia

    Ciclo de Trabalho de um Compressor de Pistode Simples Efeito

    Simbologia

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    Compressor de Duplo Efeito -Compressor Tipo Cruzeta

    Este compressor assim chamado por ter duas cma-ras, ou seja, as duas faces do mbolo aspiram e com-primem. O virabrequim est ligado a uma cruzeta poruma biela; a cruzeta, por sua vez, est ligada aombolo por uma haste. Desta maneira conseguetransmitir movimento alternativo ao mbolo, alm doque, a fora de empuxo no mais transmitida aocilindro de compresso e sim s paredes guias dacruzeta. O mbolo efetua o movimento descendentee o ar admitido na cmara superior, enquanto que oar contido na cmara inferior comprimido e expelido.Procedendo-se o movimento oposto, a cmara quehavia efetuado a admisso do ar realiza a suacompresso e a que havia comprimido efetua aadmisso. Os movimentos prosseguem desta maneira,durante a marcha do trabalho.

    Complementao sobre os Compressores

    Cilindros (Cabeotes)

    So executados, geralmente, em ferro fundido perlticode boa resistncia mecnica, com dureza suficiente e

    boas caractersticas de lubrificao devido presenade carbono sob a forma de grafite.Pode ser fundido com aletas para resfriamento comar, 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 onmero de estgios que podem ser:

    Ciclo de Trabalho de um Compressor de Pistode Duplo Efeito

    Simbologia

    mbolo (pisto)

    O seu formato varia de acordo com a articulaoexistente entre ele e a biela.Nos compressores de S.E., o p da biela se articuladiretamente sobre o pisto e este, ao subir, provocaempuxo na parede do cilindro. Em consequncia, ombolo deve apresentar uma superfcie de contatosuficiente. No caso de D.E., o empuxo lateral suporta-do pela cruzeta e o mbolo rigidamente preso haste. Os mbolos so feitos de ferro fundido ou ligasde alumnio.

    Simbologia

    Pisto de Simples Efeito

    Pisto de Duplo Efeito

    ASE

    DE

    B

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    Sistema de Refrigerao dosCompressores (ResfriamentoIntermedirio)

    Remove o calor gerado entre os estgios de compres-so, visando:

    - Manter baixa a temperatura das vlvulas, do leolubrificante e do ar que est sendo comprimido (coma queda de temperatura do ar a umidade removida).

    - Aproximar a compresso da isotrmica, embora estadificilmente possa ser atingida, devido pequenasuperfcie para troca de calor.

    - Evitar deformao do bloco e cabeote, devido stemperaturas.

    - Aumentar a eficincia do compressor.

    O sistema de refrigerao compreende duas fases:Resfriamento dos cilindros de compressoResfriamento do Resfriador IntermedirioUm sistema de refrigerao ideal aquele em que atemperatura do ar na sada do resfriador intermedirio igual temperatura de admisso deste ar. Oresfriamentopode ser realizado por meio de ar emcirculao, ventilao forada e gua, sendo que oresfriamento gua o ideal porque provocacondensao de umidade; os demais no provocamcondensao.

    Resfriamento gua

    Os blocos dos cilindros so dotados de paredes duplas,entre as quais circula gua. A superfcie que exige ummelhor resfriamento a do cabeote, pois permaneceem contato com o gs ao fim da compresso. Noresfriador intermedirio empregam-se, em geral, tuboscom aletas. O ar a ser resfriado passa em torno dostubos, transferindo o calor para a gua em circulao.

    Esta construo preferida, pois permite maior vazoe maior troca de calor.A gua utilizada para este fim deve ter baixatemperatura, presso suficiente, estar livre de impure-zas e ser mole, isto , conter pouco teor de sais declcio ou outras substncias.O processo de resfriamento se inicia, geralmente, pela

    circulao de gua atravs da cmara de baixapresso, entrando posteriormente em contato com oresfriador intermedirio. Alm de provocar o resfria-mento do ar, uma considervel quantidade de umidade retida, em consequncia da queda de temperaturaprovocada no fluxo de ar proveniente do estgio debaixa presso.Em seguida, a gua dirigida para a cmara de altapresso, sendo eliminada do interior do compressor,indo para as torres ou piscinas de resfriamento. Aqui,todo o calor adquirido eliminado da gua, para quehaja condies de reaproveitamento. Determinadostipos de compressores necessitam de grandes quanti-dades de gua e, portanto, no havendo um reaprovei-tamento, haver gastos. Este reaproveitamento se fazmais necessrio quando a gua disponvel fornecidaracionalmente para usos gerais.Os compressores refrigeradores gua necessitamateno constante, para que o fluxo refrigerante nosofra qualquer interrupo, o que acarretaria umaumento sensvel na temperatura de trabalho.Determinados tipos de compressores possuem, nosistema de resfriamento intermedirio, vlvulas termos-tticas, visando assegurar o seu funcionamento eprotegendo-o contra a temperatura excessiva, por falta

    d'gua ou outro motivo qualquer. O resfriamento inter-medirio 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 ocalor pode ser retirado facilmente das dependncias.Nestes casos, o resfriamento a ar a alternativa conve-niente. Existem dois modos bsicos de resfriamentopor ar :

    Circulao - os cilindros e cabeotes, geralmente, soaletados a fim de proporcionar maior troca de calor, oque feito por meio da circulao do ar ambiente ecom auxlio de hlices nas polias de transmisso.

    Ventilao Forada - a refrigerao interna doscabeotes e resfriador intermedirio conseguidaatravs de ventilao forada, ocasionada por umaventoinha, obrigando o ar a circular no interior do com-pressor.

    Sistema de Refrigerao gua em um Compressorde Dois Estgios e Duplo Efeito

    Resfriador Intermedirio

    Ar

    Ar gua

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    Manuteno do Compressor

    Esta uma tarefa importante dentro do setor indus-trial. imprescindvel seguir as instrues recomenda-das 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 lubri-ficao, nos lugares apropriados e, particularmente,nos mancais do compressor, motor e no carter.Neste mesmo prazo ser prevista a limpeza do filtrode ar e a verificao experimental da vlvula desegurana, para comprovao do seu realfuncionamento.Ser prevista tambm a verificao da tenso dascorreias.Periodicamente, ser verificada a fixao do volantesobre o eixo de manivelas.

    Consideraes Sobre Irregularidades naCompresso

    Como na compresso o ar aquecido, normal umaquecimento do compressor. Porm, s vezes oaquecimento exagerado pode ser devido a uma dasseguintes causas:

    a) Falta de leo no carterb) Vlvulas presasc) Ventilao insuficiented) Vlvulas sujase) leo do carter viscoso demais

    f) Vlvulas de recalque quebradasg) Filtro de ar entupido

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

    a) Carvo no pistob) Folga ou desgaste nos pinos que prendem as

    buchas e os pistesc) Jogo nos mancais das buchas no eixo das

    manivelasd) Desgaste nos mancais principaise) Vlvulas mal assentadasf) Volante solto

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

    a) Entupimento do filtro de arb) Perda de ar nas linhasc) Vlvulas sujas ou emperradasd) Necessidade de maior capacidade de ar

    Preparao do ar Comprimido

    UmidadeO ar atmosfrico uma mistura de gases, principal-mente de oxignio e nitrognio, e contm contaminan-tes de trs tipos bsicos: gua, leo e poeira.

    As partculas de poeira, em geral abrasivas, e o leoqueimado no ambiente de lubrificao do compres-sor, so responsveis por manchas nos produtos.A gua responsvel por outra srie de inconvenientesque mencionaremos adiante.O compressor, ao admitir ar, aspira tambm os seuscompostos e, ao comprimir, adiciona a esta mistura ocalor sob a forma de presso e temperatura, alm deadicionar leo lubrificante.Os gases sempre permanecem em seu estado nastemperaturas e presses normais encontradas noemprego da pneumtica. Componentes com guasofrero condensao e ocasionaro problemas.

    Sabemos que a quantidade de gua absorvida pelo arest relacionada com a sua temperatura e volume.A maior quantidade de vapor d'gua contida num volu-me de ar sem ocorrer condensao depender datemperatura de saturao ou ponto de orvalho a queest submetido este volume.No ar comprimido temos ar saturado. O ar estar satu-rado quando a presso parcial do vapor d'gua for igual presso de saturao do vapor d'gua, temperaturalocal. O vapor superaquecido quando a presso par-cial do vapor d'gua for menor que a presso de satura-o. Enquanto tivermos a presena de gua em forma

    de vapor normalmente superaquecido, nenhum proble-ma ocorrer.Analisemos agora: um certo volume de ar est satura-do com vapor d'gua, isto , sua umidade relativa 100%; comprimimos este volume at o dobro da pres-so absoluta, o seu volume se reduzir metade.Logicamente, isto significar que sua capacidade dereter vapor d'gua tambm foi reduzida metadedevido ao aumento da presso e reduo do seu volu-me. Ento o excesso de vapor ser precipitado comogua. Isto ocorre se a temperatura for mantidaconstante durante a compresso, ou seja, processoisotrmico de compresso.

    Entretanto, isso no acontece; verifica-se uma elevaoconsidervel na temperatura durante a compresso.Como foi mencionado anteriormente, a capacidade dereteno da gua pelo ar est relacionada com atemperatura, sendo assim, no haver precipitao nointerior das cmaras de compresso. A precipitaode gua ocorrer quando o ar sofrer um resfriamento,seja no resfriador ou na linha de distribuio.Isto explica porque no ar comprimido existe sempre

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    de distribuio sofra uma dilatao, causada pela altada temperatura de descarga do ar. Ainda mais, devidos paradas e presena de umidade, poderemos terna linha choques trmicos e contraes, acarretandotrincamentos nas unies soldadas, que viriam a serponto de fuga para o ar, alm de manter a temperaturado ar compatvel com as vedaes sintticas utilizadas

    pelos componentes pneumticos.Um resfriador posterior constitudo basicamente deduas partes: um corpo geralmente cilndrico onde sealojam feixes de tubos confeccionados com materiaisde boa conduo de calor, formando no interior docorpo uma espcie de colmia. A segunda parte umseparador de condensado dotado de dreno.O ar proveniente do compressor obrigado a passaratravs dos tubos, sempre em sentido oposto ao fluxoda 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 docaminho que o ar deve percorrer, provoca a eliminaoda gua condensada, que fica retida numa cmara.A parte inferior do separador dotada de um drenomanual ou automtico na maioria dos casos, atravsdo qual a gua condensada expulsa para aatmosfera.Deve-se observar cuidadosamente a temperatura dagua 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 parao resfriamento for insuficiente, o desempenho do res-friador poder ser comprometido.

    A temperatura na sada do resfriador depender datemperatura com que o ar descarregado, da tempe-ratura da gua de refrigerao e do volume de guanecessrio para a refrigerao. Certamente, acapacidade do compressor influi diretamente no portedo resfriador.Devido ao resfriamento, o volume de ar disponvel reduzido e, portanto, a sua energia tambm sofre redu-o.Contudo, o emprego do resfriador posterior norepresenta perda real de enegia, j que o ar deveria,de qualquer forma, ser resfriado na tubulao dedistribuio, causando os efeitos indesejveis j

    mencionados.Com o resfriador estes problemas so minimizados.

    ar saturado com vapor d'gua em suspenso, que seprecipita ao longo das tubulaes na proporo emque se resfria.Quando o ar resfriado presso constante, atemperatura diminui, ento a parcial do vapor ser igual presso de saturao no ponto de orvalho. Qualquerresfriamento adicional provocar condensao da

    umidade.Denomina-se Ponto de Orvalho o estadotermodinmico correspondente ao incio dacondensao do vapor d'gua, quando o ar mido resfriado e a presso parcial do vapor constante.

    A presena desta gua condensada nas linhas de ar,causada pela diminuio de temperatura, ter comoconsequncias:

    - Oxida a tubulao e componentes pneumticos.- Destri a pelcula lubrificante existente entre as duas

    superfcies que esto em contato, acarretando des-gaste prematuro e reduzindo a vida til das peas,vlvulas, cilindros, etc.

    - Prejudica a produo de peas.- Arrasta partculas slidas que prejudicaro o funcio-

    namento dos componentes pneumticos.- Aumenta o ndice de manuteno- Impossibilita a aplicao em equipamentos de pulve-

    rizao.- Provoca golpes de ariete nas superfcies adjacentes,

    etc.Portanto, da maior importncia que grande parte dagua, bem como dos resduos de leo, seja removida

    do ar para evitar reduo de todos os dispositivos emquinas pneumticas.

    Resfriador Posterior

    Como vimos no tpico anterior, a umidade presenteno ar comprimido prejudicial, supondo que a tempe-ratura de descarga de uma compresso seja de 130oC,sua capacidade de reteno de gua de 1,496 Kg/m3 e medida que esta temperatura diminui, a guaprecipita-se no sistema de distribuio, causandosrios problemas.Para resolver de maneira eficaz o problema inicial da

    gua nas instalaes de ar comprimido, o equipamentomais completo o resfriador posterior, localizado en-tre a sada do compressor e o reservatrio, pelo fatode que o ar comprimido na sada atinge sua maiortemperatura.O resfriador posterior simplesmente um trocador decalor utilizado para resfriar o ar comprimido. Comoconsequncia deste resfriamento, permite-se retirarcerca de 75% a 90% do vapor de gua contido no ar,bem como vapores de leo; alm de evitar que a linha

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    Resfriador Posterior

    Simbologia

    Reservatrio de ar ComprimidoUm sistema de ar comprimido dotado, geralmente,de um ou mais reservatrios, desempenhando grandesfunes 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 109 da A.B.N.T, que recomenda:Nenhum reservatrio deve operar com uma pressoacima da Presso Mxima de Trabalho permitida,exceto quando a vlvula de segurana estiver dandovazo; nesta condio, a presso no deve ser excedi-da em mais de 6% do seu valor.

    Localizao

    Os reservatrios devem ser instalados de modo quetodos os drenos, conexes e aberturas de inspeosejam facilmente acessveis. Em nenhuma condio,o reservatrio deve ser enterrado ou instalado em lo-

    cal de difcil acesso; deve ser instalado, de preferncia,fora da casa dos compressores, na sombra, parafacilitar a condensao da umidade e do leo contidosno ar comprimido; deve possuir um dreno no pontomais baixo para fazer a remoo deste condensadoacumulado em cada 8 horas de trabalho; o dreno,preferencialmente, dever ser automtico. Osreservatrios so dotados ainda de manmetro,vlvulas de segurana, e so submetidos a uma provade presso hidrosttica, antes da utilizao.

    1 - Manmetro 5 - Placa de Identificao2 - Vlvula Registro 6 - Vlvula de Alvio3 - Sada 7 - Escotilha para Inspeo4 - Entrada 8 - Dreno

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    Desumidificao do Ar

    A presena de umidade no ar comprimido sempreprejudicial para as automatizaes pneumticas, poiscausa srias consequncias. necessrio eliminar ou reduzir ao mximo estaumidade. O ideal seria elimin-la do ar comprimido demodo absoluto, o que praticamente impossvel.Ar seco industrial no aquele totalmente isento degua; o ar que, aps um processo de desidratao,flui com um contedo de umidade residual de tal ordemque possa ser utilizado sem qualquer inconveniente.Com as devidas preparaes, consegue-se adistribuio do ar com valor de umidade baixo etolervel nas aplicaes encontradas.

    A aquisio de um secador de ar comprimido podefigurar no oramento de uma empresa como um altoinvestimento. Em alguns casos, verificou-se que um

    secador chegava a custar 25% do valor total dainstalao de ar. Mas clculos efetuados mostravamtambm os prejuzos causados pelo ar mido:substituio de componentes pneumticos, filtros,vlvulas, cilindros danificados, impossibilidade deaplicar o ar em determinadas operaes como pintura,pulverizaes e ainda mais os refugos causados naproduo de produtos. Concluiu-se que o emprego dosecador tornou-se altamente lucrativo, sendo pago empouco tempo de trabalho, considerando-se somenteas peas que no eram mais refugadas pela produo.Os meios utilizados para secagem do ar so mltiplos.Vamos nos referir aos trs mais importantes, tanto

    pelos resultados finais obtidos quanto por sua maiordifuso.

    Secagem por Refrigerao

    O mtodo de desumidificao do ar comprimido porrefrigerao consiste em submeter o ar a uma tempe-ratura suficientemente baixa, a fim de que a quantidadede gua existente seja retirada em grande parte e noprejudique de modo algum o funcionamento dosequipamentos, porque, como mencionamos anterior-mente, a capacidade do ar de reter umidade est emfuno da temperatura.Alm de remover a gua, provoca, no compartimentode resfriamento, uma emulso com o leo lubrificantedo compressor, auxiliando na remoo de certa quan-tidade.O mtodo de secagem por refrigerao bastantesimples.

    O ar comprimido entra, inicialmente, em um pr-resfria-dor (trocador de calor) (A), sofrendo uma queda detemperatura causada pelo ar que sai do resfriador prin-cipal (B).No resfriador principal o ar resfriado ainda mais, poisest em contato com um circuito de refrigerao.Durante esta fase, a umidade presente no A.C. formapequenas 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 A.C. mantida entre 0,65 e 3,2oCno resfriador principal, por meio de um termostato queatua sobre o compressor de refrigerao (E).O A.C. seco volta novamente ao trocador de calorinicial (A), causando o pr-resfriamento no ar midode entrada, coletando parte do calor deste ar. O caloradquirido serve para recuperar sua energia e evitar oresfriamento por expanso, que ocasionaria aformao de gelo, caso fosse lanado a uma baixatemperatura na rede de distribuio, devido altavelocidade.

    Secagem por Refrigerao

    Simbologia

    Ar mido

    Pr-Resfriador

    Ar Seco

    Resfriador Principal

    Separador

    C

    D

    Dreno

    Condensado

    Freon

    Bypass

    Compressorde RefrigeraoE

    A

    B

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    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 outraspalavras, o mtodo que utiliza em um circuito umasubstncia slida ou lquida, com capacidade deabsorver outra substncia lquida ou gasosa.Este processo tambm chamado de ProcessoQumico de Secagem, pois o ar conduzido no inte-rior de um volume atrves de uma massa higroscpica,insolvel ou deliquescente que absorve a umidade doar, processando-se uma reao qumica.As substncias higroscpicas so classificadas comoinsolveis quando reagem quimicamente com o va-por d'gua, sem se liquefazerem. So deliquescentesquando, ao absorver 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, neces-sria uma reposio regular, caso contrrio o processotorna-se deficiente.A umidade retirada e a substncia diluda so deposita-das 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 umasubstncia (ex. gua) na superfcie de outra substn-cia, geralmente slida (ex.SiO

    2

    ). Este mtodo tambm conhecido por Processo Fsico de Secagem, pormseus detalhes so desconhecidos. admitido comoteoria que na superfcie dos corpos slidos existemforas desbalanceadas, influenciando molculas lqui-das e gasosas atravs de sua fora de atrao; admite-se, portanto, que as molculas (adsorvato) so adsor-vidas nas camadas mono ou multimoleculares doscorpos slidos, para efetuar um balanceamento se-melhante Lei dos Octetos dos tomos. O processode adsoro regenerativo; a substncia adsorvente,aps estar saturada de umidade, permite a liberaode gua quando submetida a um aquecimento

    regenerativo.

    Secagem por Adsoro

    Simbologia

    Esquematizao da Secagem por Adsoro

    Ar Seco

    Pastilhas

    Dessecantes

    Armido

    Condensado

    Drenagem

    Ar Seco

    Armido

    RegenerandoSecando

    Adsorvente

    Regenerando

    Secando

    Ar mido

    Ar Seco

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    Para secar o ar existem dois tipos bsicos de secadores:Torres Duplas: o tipo mais comum. As torres sopreenchidas com xido de Silcio SiO

    2(Silicagel), Alu-

    mina Ativa Al2O

    3,Rede Molecular (Na Al O

    2Si O

    2) ou

    ainda Sorbead.Atravs de uma vlvula direcional, o ar mido orienta-do para uma torre, onde haver a secagem do ar. Na

    outra torre ocorrer a regenerao da substnciaadsorvente, que poder ser feita por injeo de arquente; na maioria dos casos por resistores e circula-o de ar seco.Havendo o aquecimento da substncia, provocaremosa evaporao da umidade. Por meio de um fluxo de arseco a gua em forma de vapor arrastada para aatmosfera.Terminado um perodo de trabalho preestabelecido,h inverso nas funo das torres, por controle manualou automtico na maioria dos casos; a torre que secavao ar passa a ser regenerada e outra inicia a secagem.Ao realizar-se a secagem do ar com as diferentes subs-

    tncias, importante atentar para mxima temperaturado ar seco, como tambm para a temperatura deregenerao da substncia. Estes so fatores quedevem ser levados em conta para um bom desem-penho do secador.Na sada do ar deve ser prevista a colocao de umfiltro para eliminar a poeira das substncias, prejudi-

    cial para os componentes pneumticos, bem comodeve ser montado um filtro de Carvo Ativo antes daentrada do secador, para eliminar os resduos de leo,que, em contato com as substncias de secagem,causam sua impregnao, reduzindo consideravel-mente o seu poder de reteno de umidade.Como vimos, de grande importncia a qualidade doar que ser utilizado. Esta qualidade poder ser obtidadesde que os condicionamentos bsicos do ar compri-mido sejam concretizados, representando menores n-dices de manuteno, maior durabilidade dos compo-nentes pneumticos, ou seja, ser obtida maior lucrati-vidade em relao automatizao efetuada.

    Esquematizao da Produo, Armazenamento e Condicionamento do Ar Comprimido

    1 - Filtro de Admisso2 - Motor Eltrico3 - Separador de Condensado4 - Compressor

    5 - Reservatrio6 - Resfriador Intermedirio7 - Secador8 - Resfriador Posterior

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    Rede de Distribuio

    Aplicar, para cada mquina ou dispositivo automati-zado, um compressor prprio, possvel somente emcasos espordicos e isolados. Onde existem vriospontos de aplicao, o processo mais conveniente eracional efetuar a distribuio do ar comprimidosituando as tomadas nas proximidades dos utilizado-res. A rede de distribuio de A.C. compreende todasas tubulaes que saem do reservatrio, passandopelo secador e que, unidas, orientam o ar comprimidoat os pontos individuais de utilizao.

    A rede possui duas funes bsicas:1. Comunicar a fonte produtora com os equipamentos

    consumidores.2. Funcionar como um reservatrio para atender s

    exigncias locais.

    Um sistema de distribuio perfeitamente executadodeve apresentar os seguintes requisitos:Pequena queda de presso entre o compressor e aspartes de consumo, a fim de manter a presso dentrode limites tolerveis em conformidade com asexigncias das aplicaes.No apresentar escape de ar; do contrrio haveriaperda de potncia.Apresentar grande capacidade de realizar separaode condensado.Ao serem efetuados o projeto e a instalao de umaplanta qualquer de distribuio, necessrio levar emconsiderao certos preceitos. O no-cumprimento de

    certas bases contraproducente e aumentasensivelmente a necessidade de manuteno.

    Layout

    Visando melhor performance na distribuio do ar, adefinio do layout importante. Este deve serconstrudo em desenho isomtrico ou escala, permi-tindo a obteno do comprimento das tubulaes nosdiversos trechos. O layout apresenta a rede principalde distribuio, suas ramificaes, todos os pontos deconsumo, incluindo futuras aplicaes; qual a pressodestes pontos, e a posio de vlvulas de fechamento,moduladoras, conexes, curvaturas, separadores decondensado, etc. Atravs do layout, pode-se entodefinir o menor percurso da tubulao, acarretandomenores perdas de carga e proporcionando economia.

    Formato

    Em relao ao tipo de linha a ser executado, anel fe-chado (circuito fechado) ou circuito aberto, devem-seanalisar as condies favorveis e desfavorveis decada uma. Geralmente a rede de distribuio emcircuito fechado, em torno da rea onde h necessida-de do ar comprimido.Deste anel partem as ramificaes para os diferentespontos de consumo.

    O Anel fechado auxilia na manuteno de uma pressoconstante, alm de proporcionar uma distribuio maisuniforme do ar comprimido para os consumos

    intermitentes. Dificulta porm a separao da umidade,porque o fluxo no possui uma direo; dependendodo local de consumo, circula em duas direes.Existem casos em que o circuito aberto deve ser feito,por ex.: rea onde o transporte de materiais e peas areo, pontos isolados, pontos distantes, etc; nestecaso, so estendidas linhas principais para o ponto.

    Rede de Distribuio em Anel Fechado

    A - Rede de distribuio com tubulaes derivadas do anel.

    B - Rede de distribuio com tubulaes derivadas das transversais.

    Consumidores

    Reservatrio Secundrio

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    Curvatura

    As curvas devem ser feitas no maior raio possvel, paraevitar perdas excessivas por turbulncia. Evitar semprea colocao de cotovelos 90. A curva mnima devepossuir na curvatura interior um raio mnimo de duasvezes o dimetro externo do tubo.

    Inclinao

    As tubulaes devem possuir uma determinada inclina-o no sentido do fluxo interior, pois, enquanto atemperatura de tubulao for maior que a temperaturade sada do ar aps os secadores, este sair pratica-mente seco; se a temperatura da tubulao baixar,haver, embora raramente, precipitao de gua.A inclinao serve para favorecer o recolhimento destaeventual condensao e das impurezas devido formao de xido, levando-as para o ponto maisbaixo, onde so eliminadas para a atmosfera, atravsdo dreno.O valor desta inclinao de 0,5 a 2% em funo docomprimento reto da tubulao onde for executada.Os drenos, colocados nos pontos mais baixos, depreferncia devem ser automticos. Se a rede relativamente extensa, recomenda-se observar acolocao de mais de um dreno, distanciados aproxi-madamente 20 a 30m um do outro.

    Drenagem de Umidade

    Com os cuidados vistos anteriormente para eliminaodo condensado, resta uma umidade remanescente, aqual deve ser removida ou at mesmo eliminada, emcaso de condensao da mesma.Para que a drenagem eventual seja feita, devem serinstalados drenos (purgadores), que podem sermanuais ou automticos, com preferncia para o ltimo

    Vlvulas de Fechamento na Linha deDistribuio

    So de grande importncia na rede de distribuio parapermitir a diviso desta em sees, especialmente emcasos de grandes redes, fazendo com que as sees

    tornem-se isoladas para inspeo, modificaes e ma-nuteno. Assim, evitamos que outras sees sejamsimultaneamente atingidas, no havendo paralisaodo trabalho e da produo.

    As vlvulas mais aplicadas at 2" so do tipo de esfera,diafragma. Acima de 2" so utilizadas as vlvulas tipogaveta.

    Ligaes Entre os Tubos

    Processam-se de diversas maneiras, rosca, solda, flan-ge, acoplamento rpido, devendo apresentar a mais

    perfeita vedao.As ligaes roscadas so comuns, devido ao baixocusto e facilidade de montagem e desmontagem. Paraevitar vazamentos nas roscas importante a utilizaoda fita Teflon, devido s imperfeies existentes naconfeco das roscas.A unio realizada por solda oferece menor possibilida-de de vazamento, se comparada unio roscada,apesar de um custo maior. As unies soldadas devemestar cercadas de certos cuidados, as escamas dexido tm que ser retiradas do interior do tubo, o cordode solda deve ser o mais uniforme possvel.De maneira geral, a utilizao de conexes roscadasse faz at dimetros de 3". Para valores acima, nor-malmente recomendam-se conexes soldadas, quepodem ser por topo para tubos, soquete para curvas,flanges e vlvulas. Para instalaes que devemapresentar um maior grau de confiabilidade, recomen-da-se uso de conexes flangeadas e soldadas.Para instalaes provisrias, o ideal o acoplamentorpido, tambm estanque. Na desmontagem noexistem perdas de tubo e no h necessidade de fazercortes para a remoo.

    Isolamento da Rede de Distribuio com Vlvulade Fechamento

    Curvatura em Uma Rede de Distribuio

    AC

    R.Mn

    .2

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    tipo. Os pontos de drenagem devem se situar em todosos locais baixos da tubulao, fim de linha, onde houverelevao de linha, etc.Nestes pontos, para auxiliar a eficincia da drenagem,podem ser construdos bolses, que retm ocondensado e o encaminham para o purgador. Estesbolses, construdos, no devem possuir dimetros

    menores que o da tubulao. O ideal que sejam domesmo tamanho.

    Preveno e Drenagem para o Condensado

    Como mencionamos, restar no ar comprimido umapequena quantidade de vapor de gua em suspenso,e os pontos de drenagem comuns no conseguiroprovocar sua eliminao.Com este intuito, podem-se instalar separadores decondensado, cujo princpio de funcionamento simples: obrigar o fluxo de ar comprimido a fazermudanas de direo; o ar muda facilmente, pormas gotculas de umidade chocam-se contra os defleto-res e neles aderem, formando gotas maiores, queescorrem para o dreno.

    Vazamentos

    As quantidades de ar perdidas atravs de pequenosfuros, acoplamentos com folgas, vedaes defeituo-sas, etc., quando somadas, alcanam elevadosvalores. A importncia econmica desta contnua perdade ar torna-se mais evidente quando comparada como consumo de um equipamento e a potncia neces-sria para realizar a compresso.

    Vazamento e Perda de Potncia em Furos

    Tomadas de Ar

    Devem ser sempre feitas pela parte superior datubulao principal, para evitar os problemas decondensado j expostos. Recomenda-se ainda queno se realize a utilizao direta do ar no ponto termi-nal do tubo de tomada. No terminal, deve-se colocar

    uma pequena vlvula de drenagem e a utilizao deveser feita um pouco mais acima, onde o ar, antes de irpara a mquina, passa atravs da unidade de condicio-namento.

    mm pol m3/s c.f.m Cv kW

    3 1/8 0,01 21 4,2 3,1

    5 3/16 0,027 57 11,2 8,3

    10 3/18 0,105 220 44 33

    PotnciaNecessria para

    CompressoDimetro do Furo

    Escape do Ar em588,36

    kPaTamanho

    Real

    85psi

    1 3/64 0,001 2 0,4 0,3

    ArComprimido

    Separador

    Armazenagemde Condensados

    DrenosAutomticos

    Inclinao 0,5 a 2% do Comprimento

    Comprimento

    Purgadores

    Unidade deCondicionamento(Utilizao)

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    Desta forma, um vazamento na rede representa umconsumo consideralvemente maior de energia, quepode ser verificado atravs da tabela. impossvel eliminar por completo todos os vazamen-tos, porm estes devem ser reduzidos ao mximo comuma manuteno preventiva do sistema, de 3 a 5 vezespor ano, sendo verificados, por exemplo: substituio

    de juntas de vedao defeituosa, engates, mangueiras,tubos, vlvulas, aperto das conexes, restaurao dasvedaes nas unies roscadas, eliminao dos ramaisde distribuio fora de uso e outras que podemaparecer, dependendo da rede construda.

    Tubulaes Secundrias

    A seleo dos tubos que iro compor a instalaosecundria e os materiais de que so confeccionadosso fatores importantes, bem como o tipo de acessrioou conexo a ser utilizado.

    Devem-se ter materiais de alta resistncia,durabilidade, etc.O processo de tubulao secundria sofreu umaevoluo bastante rpida. O tubo de cobre, at bempouco tempo, era um dos mais usados. Atualmenteele utilizado em instalaes mais especficas, monta-gens rgidas e locais em que a temperatura e a pressoso elevadas.Hoje so utilizados tubos sintticos, os quais proporcio-nam boa resistncia mecnica, apresentando umaelevada fora de ruptura e grande flexibilidade.

    So usados tubos de polietileno e tubos de nylon, cujas

    caractersticas so:

    Polietileno - aplicao de vcuo at presses de700kPa e temperatura de trabalho de-37C a 40C.

    Nylon - mais resistente que o polietileno,sendo mais recomendado para aplica-o de vcuo at 1700 kPa e tempera-tura de 0C a 70C.

    Conexes para Tubulaes Secundrias

    A escolha das conexes que sero utilizadas numcircuito muito importante. Devem oferecer recursosde montagem para reduo de tempo, ter dimensescompactas e no apresentar quedas de presso, ouseja, possuir mxima rea de passagem para o fluido.Devem tambm ter vedao perfeita, compatibilidadecom diferentes fluidos industriais, durabilidade epermitir rpida remoo dos tubos em casos demanuteno, sem danific-los.

    As conexes para tubulaes secundrias podem sermltiplas, espiges, conexo com anel apressor ouolivas etc.Dependendo do tipo de conexo utilizado, o tempo demontagem bem elevado, devido s diversas opera-es que uma nica conexo apresenta: ser roscadano corpo do equipamento, roscar a luva de fixao do

    tubo, ou antes, posicionar corretamente as olivas.Deve haver um espao razovel entre as conexes,para permitir sua rotao. Em alguns casos, isso no possvel.Estes meios de ligao, alm de demorados, danificamo tubo, esmagando, dilatando ou cortando. Sua remo-o difcil, sendo necessrio, muitas vezes, cortar otubo, trocar as olivas e as luvas de fixao do tubo;isso quando a conexo no totalmente perdida.Uma nova concepo em conexes, para atender atodas as necessidades de instalao de circuitospneumticos, controle e instrumentao e outros, soas conexes instantneas/semelhantes a um engaterpido.

    Conexes Instantneas

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    4. Unidade de Condicionamento (Lubrefil)

    Filtragem de Ar

    Os sistemas pneumticos so sistemas abertos: o ar,aps ser utilizado, exaurido para a atmosfera, en-quanto que a alimentao aspira ar livre constante-

    mente. Este ar, por sua vez, est sujeito contamina-o, umidade e s impurezas procedentes da redede distribuio.A maioria destas impurezas retida, como j observa-mos nos processos de preparao, mas partculaspequenas ficam suspensas e so arrastadas pelo fluxode ar comprimido, agindo como abrasivos nas partesmveis dos elementos pneumticos quando solicitadaa sua utilizao.A filtragem do ar consiste na aplicao de dispositivos

    Aps passar por todo o processo de produo, trata-mento e distribuio, o ar comprimido deve sofrer umltimo condicionamento, antes de ser colocado paratrabalhar, a fim de produzir melhores desempenhos.Neste caso, o beneficiamento do ar comprimido con-siste no seguinte: filtragem, regulagem da presso eintroduo de uma certa quantidade de leo para alubrificao de todas as partes mecnicas doscomponentes pneumticos.A utilizao desta unidade de servio indispensvelem qualquer tipo de sistema pneumtico, do maissimples ao mais complexo. Ao mesmo tempo em quepermite aos componentes trabalharem em condies

    favorveis, prolonga a sua vida til.Uma durao prolongada e funcionamento regular dequalquer componente em um circuito dependem, an-tes de mais nada, do grau de filtragem, da iseno deumidade, da estabilidade da presso de alimentaodo equipamento e da lubrificao das partes mveis.Isso tudo literalmente superado quando se aplicamnas instalaes dos dispositivos, mquinas, etc., oscomponentes de tratamento preliminar do ar comprimi-do aps a tomada de ar: Filtro, Vlvula Reguladora dePresso (Regulador) e Lubrificador, que reunidos for-mam a Unidade de Condicionamento ou Lubrefil.

    capazes de reter as impurezas suspensas no fluxo dear, e em suprimir ainda mais a umidade presente. ,portanto, necessrio eliminar estes dois problemas aomesmo tempo.O equipamento normalmente utilizado para este fim

    o Filtro de Ar, que atua de duas formas distintas:Pela ao da fora centrfuga.Pela passagem do ar atravs de um elemento filtrante,de bronze sinterizado ou malha de nylon.

    Unidade de Condicionamento ou Lubrefil

    Simbologia

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    DescrioAlta eficincia na remoo de umidade. Devido aosistema de defletores, a gua e as partculas slidascontidas no ar comprimido so totalmente separa-das.A grande superfcie do elemento filtrante garantebaixa queda de presso e aumento de sua vida til.

    OperaoO ar comprimido entra pelo orifcio no corpo do filtroe flui atravs do defletor superior (A) causando umaao de turbilhonamento no ar comprimido.A umidade e as partculas slidas contidas no ar so

    jogadas contra a parede do copo (C) devido a umaao centrfuga do ar comprimido turbilhonado pelodefletor.Tanto a umidade quanto as partculas slidasescorrem pela parede do copo devido fora dagravidade. O anteparo (B) assegura que a ao de

    Funcionamento do Filtro de Ar

    turbilhonamento ocorra sem que o ar passe direta-mente atravs do elemento filtrante.O defletor inferior (E) separa a umidade e as partcu-las slidas depositadas no fundo do copo, evitandoassim a reentrada das mesmas no sistema de arcomprimido. Depois que a umidade e as maiorespartculas slidas foram removidas pelo processo deturbilhonamento, o ar comprimido flui atravs doelemento filtrante (D) onde as menores partculasso retidas.O ar ento retorna para o sistema, deixando aumidade e as partculas slidas contidas no fundodo copo, que deve ser drenado antes que o nvelatinja a altura onde possam retornar para o fluxo dear.Esta drenagem pode ser executada por um DrenoManual (F), o qual acionado por uma manopla (G)girando no sentido anti-horrio, ou por um DrenoAutomtico, que libera o lquido assim que ele atinjaum nvel pr-determinado.

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    Seco de Um Filtro de Ar Comprimido

    Dreno Manual Dreno Automtico

    Simbologia

    Vazo (Presso Primria 7 bar e sada livre para atmosfera)SCFM l/min Cv

    Bitolas 06 07 06 07 06 07

    1/4" 100 ND 2.832 ND 1,78 ND

    3/8" 195 220 5.522 6.230 3,48 3,93

    1/2" 250 300 7.079 8.495 4,46 5,36

    3/4" ND 445 ND 12.600 ND 7,95

    A - Defletor SuperiorB - AnteparoC - CopoD - Elemento FiltranteE - Defletor InferiorF - Dreno ManualG - Manopla

    A

    B

    C

    G

    F

    E

    D

    Materiais

    Corpo Zamac

    Copo Policarbonato TransparenteZamac (Copo Metlico)

    Protetor do Copo Ao

    Anel de Fixao Plstico (Copo de Policarbonatodo Copo Srie 06/07 e Copo Metlico Srie 06)

    Alumnio (Copo Metlico Srie 07)

    Elemento Filtrante Plstico

    Vedaes Borracha Nitrlica (Buna-N)

    * 17 bar com uso da vlvula de bloqueio com partida suave.

    Visor do Copo Metlico Poliamida

    Bitolas 1/4", 3/8", 1/2" e 3/4"

    Rosca NPT ou G

    Temperatura 0 a +52C (Copo de Policarbonato)de Trabalho 0 a +80C (Copo Metlico)

    Presso de Trabalho 0 a 10 bar (Copo de Policarbonato)0 a 17 bar (Copo Metlico)

    Presso de Trabalho 2 a 12 bar *para Dreno Automtico

    Presso de Trabalho 0 a 17 barpara Dreno Manual

    Vazo Ver Tabela

    Capacidade do Copo 0,12 l (Srie 06)0,19 l (Srie 07)

    Granulao do 5 ou 40 micraElemento Filtrante

    Peso 0,7 kg (Srie 06)1,2 kg (Srie 07)

    Caractersticas Tcnicas

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    Drenos dos Filtros

    Drenos so dispositivos fixados na parte inferior doscopos, que servem para eliminar o condensado e asimpurezas, retidos pela ao de filtragem. Podem sermanuais ou automticos.

    Dreno Manual

    Em presena do condensado permanece inativo,retendo-o no interior do copo. Para eliminar o conden-sado retido necessria a interferncia humana, quecomanda manualmente a abertura de um obturador,criando uma passagem pela qual a gua e as impure-zas so escoadas por fora da presso do ar atuanteno interior do copo.Extradas as impurezas, o ar escapa e o obturadordeve ser recolocado em sua posio inicial.

    Dreno AutomticoUtilizado para eliminar o condensado retido no interiordo copo do filtro, sem necessidade de interfernciahumana. O volume de gua condensada, medidaque removido pelo filtro, acumula-se na zona neutrado interior do copo, at provocar a elevao de umabia.Quando a bia deslocada, permite a passagem dear comprimido atravs de um pequeno orifcio.O ar que flui pressuriza uma cmara onde existe umamembrana; a presso exercida na superfcie da mem-brana cria uma fora que provoca o deslocamento deum elemento obturador, que bloqueava o furo decomunicao com o ambiente.Sendo liberada esta comunicao, a gua condensadano interior do copo expulsa pela presso do arcomprimido.Com a sada da gua, a bia volta para sua posioinicial, vedando o orifcio que havia liberado, impedindoa continuidade de pressurizao da cmara onde esta membrana.O ar que forou o deslocamento da membrana por meiode um elemento poroso flui para a atmosfera, permitindoque uma mola recoloque o obturador na sede, impedindo

    a fuga do ar, reiniciando o acmulo de condensado. Idealpara utilizao em locais de difcil acesso, onde ocondensado rene-se com facilidade, etc.

    Simbologia

    Advertncia - Copos de Policarbonato

    Copos de policarbonato transparente so de altssimaresistncia mecnica e ideais para aplicao em fil-tros e lubrificadores. So apropriados para uso emambientes industriais, mas no devem ser instaladosem locais onde possam estar em contato direto comraios solares, sujeitos a impactos e temperaturas forados limites especificados. Alguns produtos qumicospodem causar danos aos copos de policarbonato, osquais no devem entrar em contato com hidrocarbo-netos aromticos e halogenados, lcoois, compostosorgnicos clorados, produtos de carter bsico orgni-cos e inorgnicos, aminas e cetonas (vide tabela deelementos no compatveis). O filtro e o lubrificador

    no devem ser instalados em locais onde o copo pos-sa estar exposto ao direta de leos de corte in-dustrial, pois alguns aditivos usados nesses leospodem agredir o policarbonato. Os copos metlicosso recomendados onde o ambiente e/ou as condi-es de trabalho no so compatveis com os coposde policarbonato. Os copos metlicos so resistentes ao de grande parte dos solventes, mas no po-dem ser utilizados onde h presena de cidos oubases fortes ou em atmosferas salinas carregadas. Osprotetores metlicos para copos de policarbonato sorecomendados para melhorar a segurana, se ocasi-onalmente ocorrer uma agresso qumica. O filtro deveser instalado verticalmente com o copo na posio

    inferior. Deve-se drenar constantemente ocondensado para que o mesmo no atinja a basedo elemento filtrante/coalescente.

    ImportanteAo notar qualquer alterao no copo de policarbonato,tais como microtrincas ou trincas, substitua-o imedia-tamente e verifique se h algum agente no compat-vel em contato com o mesmo. Lembramos que amaioria dos solventes e alguns tipos de leo ata-cam o policarbonato.

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    Obs.: Esta relao parcial, sendo apenas orientativa.

    Filtros Coalescentes

    ClorofrmioCresolDiaminater EtlicoFreonFenolGasolinaHidrxido de AmniaHidrxido de SdioMetiletilcetonaleo para Freio HidrulicoActico AznioPercloroetilenoTetracloreto de CarbonoThinnerToluenoTerpentinaXileno

    Limpeza

    Para limpar os copos de policarbonato usar somente guae sabo neutro. No use agentes de limpeza, tais como:acetona, benzeno, gasolina, tolueno, etc, pois os mes-mos agridem quimicamente o plstico (ver tabela abaixo).

    Elementos no compatveis como Policarbonato

    Acetonacido Acticocido Frmicocido Hidroclricocido Ntricocido Sulfricocido Etlicocido Isoproplicocido MetlicoAldedoAmniaAnidridoAnilinaBenzenoCarbonato de AmniaCiclo HexanolClorobenzenoCloroetileno

    Ar Comprimido

    Ar comprimido limpo essencial em indstrias deprocessamento de alimentos, eletrnica, equipamen-tos hospitalares e odontolgicos, indstria fotogrfica,fbricas de plsticos e na instrumentao.Ar limpo nessas e em outras aplicaes significa maisdo que apenas ar isento de contaminao por partcu-las slidas. O ar utilizado nessas indstrias devetambm estar isento de aerossis de gua e de leocontaminantes, que fogem do raio de ao dos siste-mas de filtragem convencionais.

    gua, leo e Partculas Slidasso Fontes de Contaminao

    Os contaminantes que causam maiores problemas emcircuitos de ar comprimido so: gua, leo e partculasslidas.

    O vapor de gua est presente em todo ar comprimidoe se torna mais concentrado devido ao processo decompresso. Um compressor de 25 HP que produz170 Nm3/h (100 SCFM) a uma presso de 7 bar (102psig) pode produzir 68 litros (18 gales) de gua pordia. Partculas de gua em supenso no ar comprimidovariam de 0,05 a 10 m.Embora sistemas de secagem de ar possam serusados eficientemente para a remoo de gua do arcomprimido, tais sistemas no removem o contami-nante lquido do ar: o leo.O leo, que est presente em circuitos de arcomprimido, introduzido em grande escala no fluxo

    de ar atravs do compressor. A quantidade de leointroduzida desta forma varia com o tipo de compres-sor utilizado. As estimativas de teor de hidrocarbonetosencontrados na sada de ar de compressores tpicosso em partes por milho (ppm):

    Compressor de Parafuso 25 a 75 ppm a 93C (200F)

    Compressor de Pisto 5 a 50 ppm a 177C (350F)

    Compressor Centrfugo 5 a 15 ppm a 145C (300F)

    A uma concentrao de 25 ppm, um compressorfornecendo 170 Nm3/h (100 SCFM) durante 35 horas

    introduzir 224 gramas de leo no circuito pneumtico.Mesmo utilizando-se um compressor de funciona-mento a seco (sem leo), a contaminao por leoencontrada no fluxo de ar continua sendo um problemaporque o ar ambiente pode conter de 20-30 ppm dehidrocarbonetos em suspenso originrios de fontesindustriais e da queima de combustveis.Compressores a seco podem expelir aproximada-mente 100 ppm de hidrocarbonetos durante o ciclo decompresso.

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    Difuso: 0,001 a 0,2 m

    Esta quantidade suficiente para contaminar oscomponentes da linha de ar e impregnar equipamentosde secagem.A maioria das partculas de leo em suspensogeradas por todos os tipos de compressores igualou inferior a 2 m.O terceiro maior contaminante encontrado no ar

    comprimido so as partculas slidas, incluindoferrugem e fragmentos da tubulao.Partculas slidas combinadas com partculas de guae leo em suspenso podem obstruir e reduzir a vidade componentes de circuitos pneumticos, bem comosistemas de filtrao.A maioria das partculas de ferrugem e fragmentosencontrados em circuitos de ar comprimido apresentatamanhos variando de 0,5 a 5 m.

    Os Filtros Coalescentes Atendem sNecessidades de Ar Comprimido Limpo

    Filtros convencionais de filtragem nominal de 5 micrano conseguem remover partculas contaminantessubmicrnicas para atender a aplicaes especiais.O limite mnimo de remoo desses filtros de usoconvencional geralmente maior do que 2m.Oitenta por cento de contaminantes em suspensoso inferiores a 2 m em tamanho.Contudo, os filtros coalescentes so especialmenteprojetados para remover partculas submicrnicasslidas, de leo e gua do ar comprimido.Os filtros coalescentes de porosidade padro GRAU6 so capazes de remover acima de 99,9% de todasas partculas em suspenso na faixa de 0,3 a 0,6 m.Alm disso, esses filtros apresentam uma eficinciade 99,98% na remoo de partculas suspensas e naeliminao de partculas slidas maiores que 0,3 m.Desta forma, um nvel de contaminao de 20 ppm deleo reduzido para uma concentrao de 0,004 ppm.(Nvel aceitvel para praticamente todas as aplicaespneumticas).

    Desempenho dos Filtros Coalescentes

    A separao de contaminantes slidos e aerossis emsuspenso no ar efetuada principalmente pela ao

    da gravidade. As partculas contaminantes de tamanhomaior que 10 m tendem a sair mais rapidamentequando o ar est em movimento.A maioria dos filtros coalescentes foi projetada paraprovocar a unio de aerossis extremamentepequenos em suspenso em gotculas maiores. Assim,essas gotculas estaro suscetveis ao dagravidade. Este processo de unio denominado"Coalescncia".O processo de coalescncia pode ser comparado scondies atmosfricas em atividade durante a

    formao de chuva - pequenas molculas de vaporde gua presentes no ar turbulento e carregado deumidade se condensam, formando aerossis emsuspenso que, por coliso, comeam a formargotculas de massas maiores, at que tenhamadquirido peso suficiente para reagir ao dagravidade e cair para a Terra em forma de chuva.

    Os filtros coalescentes eliminam a contaminaosubmicrnica atravs de trs processos de aosimultnea, dependendo do tamanho do aerossol emsuspenso:

    Difuso: Partculas e Aerossis de 0,001 a 0,2 m

    Partculas slidas e aerossis em suspenso, na faixade tamanho de 0,001 a 0,2 m, esto sujeitos aomovimento browniano rpido e aleatrio, movimentam-se totalmente independentes da massa de ar, damesma forma que molculas gasosas movimentam-se em um fluxo de ar.Este movimento provoca a migrao dessas partculas

    para fora do fluxo de ar e estas colidem com superfciesfiltrantes expostas.Os contaminantes slidos aderem permanentementea essas superfcies devido s foras intermoleculares(Leis de Van der Waals).As gotculas lquidas, no entanto, migram pela aoda gravidade atravs das fibras at unirem-se comoutras gotculas e formarem massas lquidas maioresque podem ser drenadas do sistema.A taxa de atividade da difuso aumenta com a elevaoda temperatura e presso.

    Interceptao: Partculas e Aerossis de 0,2 a 2 m

    Para contaminantes de tamanhos entre 0,2 e 2 m, ainterceptao o mecanismo coalescente predomi-nante.Esses contaminantes se harmonizam com o curso dofluxo de ar e se tornam mais difceis de seremremovidos, pois so capazes de contornar as fibras eescapar do filtro.De modo geral, a eficincia do mecanismo aumenta medida que o tamanho dos poros (ou a densidade dafibra) diminui.As fibras com um dimetro mdio de 0,5 m soutilizadas para otimizar o desempenho dos filtros nessa

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    Impacto Direto: Partculas e Aerossis acima de 2 m

    Contaminantes de tamanho igual ou superior a 2 mso removidos pelo mtodo de impacto direto, poisapresentam massa e movimento inercial suficientes

    para sair do curso do fluxo de ar.Esses contaminantes colidem com o meio filtrante ecompletam o processo denominado inercial ou deimpacto direto.

    Interceptao: 0,2 a 2 m

    Impacto Direto: 2 m e maiores

    Projeto e Eficincia dos FiltrosCoalescentes

    Os filtros coalescentes de remoo de partculas emsuspenso so compostos de um conjunto deobstculos projetados para maximizar o efeito dostrs processos de coalescncia.Ao contrrio dos filtros convencionais de linha, osfiltros coalescentes direcionam o fluxo de ar de

    dentro para fora.Os contaminantes so capturados na malha do filtroe reunidos em gotculas maiores atravs de colisescom as microfibras de borosilicato.Por fim, essas gotculas passam para o lado externodo tubo do elemento filtrante, onde so agrupadase drenadas pela ao da gravidade.Os filtros coalescentes modernos utilizam meiosfiltrantes de porosidade graduada, com fibras deborosilicato mais densas no interior e fibras menos

    faixa de contaminante. Quando partculas e aerossisem suspenso aproximam-se de uma fibra medindometade de seus dimetros, suas foras inerciais sosuperadas e as partculas capturadas.

    densas na superfcie externa. Variando a distribuioda densidade das fibras no processo de fabricaodos filtros, torna-se possvel atender a aplicaesespecficas.Os elementos f iltrantes coalescentes tpicosapresentam uma porosidade de 8 a 10 m na

    superfcie interna, com uma reduo para poros de0,5 m no interior do elemento, e aumentando paraporos de 40 a 80 m na superfcie externa.A tabela de poro mostra um poro tpico de um filtrocoalescente em corte transversal.A superfcie interna do elemento age como um pr-filtro, removendo partculas contaminantes maiores,ao passo que os poros internos so suficientementepequenos para remover partculas submicrnicasslidas e gasosas em suspenso encontradas nofluxo de ar.A densidade reduzida da superfcie externa promove

    a aglutinao das partculas em suspenso, atravsda unio das gotculas, transformando-as emgotculas maiores, portanto suscetveis s forasgravitacionais.Os poros externos maiores tambm permitem apassagem livre do fluxo de ar, minimizando a quedade presso.Uma camada de drenagem conduz o contaminanteda superfcie externa do elemento filtrante para umreservatrio localizado no fundo da carcaa, de onde drenado periodicamente.Os poros externos maiores do elemento reduzem a

    turbulncia do ar e evitam a reentrada do contami-nante no fluxo de ar.Outro fator importante do projeto dos filtros coalescen-tes a relao entre o dimetro externo do elementofiltrante e o dimetro interno da carcaa.O espao entre essas duas superfcies deve serdimensionado de forma que a velocidade do ar sejaminimizada, reduzindo o arrasto de partculas emsuspenso de gua ou leo.

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    Poro Tpico de um Filtro Coalescente

    Curva Estatstica de Tamanho de Poros

    Entrada do Poro (Tamanho Aproximado de 8 - 10 m)

    Sada do Poro (Tamanho Aproximado de 40 - 80 m)

    Seo

    Divergente

    Seo do Filtro Coalescente

    Poros de Controle 0,5 mGraduao 6

    Retentor

    Cam

    adadeDrenagem Fibras de Borosilicato Grossas

    Invlucro de Proteo de Nylon

    Rede de Manuseio

    Eficincia do Filtro

    A eficincia do filtro medida pelo percentual decontaminantes de um tamanho de partculas especficocapturado pelo filtro. A eficincia do filtro importante,pois afeta no somente o desempenho de retenode contaminante mas tambm a vida til do filtro (maioreficincia requer maior capacidade de reteno decontaminantes).Os valores nominais de eficincia de remoo decontaminantes variam de 90% a mais de 99,99%,oferecendo uma gama de capacidades apropriadaspara as diversas necessidades. J que os meiosfiltrantes mais eficientes apresentam menor vida til,em alguns casos torna-se mais conveniente sacrificarum pouco da eficincia em favor da economia.Em aplicaes onde a alta eficincia e a vida til longaso fundamentais, usa-se um pr-filtro para removera maior quantidade de partculas slidas, antes queessas atinjam o filtro coalescente.

    Construo do Elemento

    Este procedimento pode aumentar em at seis vezesa vida til do filtro coalescente.Para um maior desempenho, selecione um pr-filtrocom valor nominal absoluto de 3 m.A tabela de seleo do grau de aplicao mostra,atravs da graduao da fibra, a eficincia de remoode contaminantes e caractersticas de operao devrios filtros coalescentes. Os graus de eficincia sovlidos para vazes entre 20% e 120% do valor nomi-nal de catlogo a 7 bar. Em vazes abaixo de 20% ouem circuitos de vazo inconstante, as partculas deaerossol em suspenso no se aglomerameficientemente em got