Slide Pneumatica- Cenfim

09-03-2012

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AR COMPRIMIDOAR COMPRIMIDO

TCNICA E CARACTERSTICASTCNICA E CARACTERSTICAS

O QUE A ENERGIA ?

A energia : a capacidade de realizar trabalho

O Ar comprimido uma forma de energia de ampla utilizao

NomeadamenteNomeadamenteAplicaes de Accionamento e Controlo.

ComCom asas vantagensvantagens facilmente conduzido, os equipamentos so leves ecompactos no existe risco de incndio, no poluente.

AA contrapartidacontrapartida parapara asas vantagensvantagens o alto custo a maior parte da energia gasta para acompresso perdida na forma de calor e o trabalho tilque o ar pode fornecer muito pequeno em relao energia gasta.

Ar comprimido ...... energia sob a forma de presso... ar atmosfrico comprimido... uma mistura de gases

O que o ar comprimido ?

CentralRede distribuio / transformao

Utilizador

Utilizador

Rede de distribuio

Tratamento do ar

Central compressora

Necessidades do ar comprimido

As necessidades so definidas pela qualidade do ar,pela quantidade e pelo nvel de presso necessriapara os usurios finais no seu sistema.

Qualidade Aplicaes

Ar Industrial Ferramentas, limpeza, servio geral

Ar instrumentaoLaboratrios, Pistolas de tinta, Controlo

pneumtico

Ar de

processamentoIndustria Alimentar, Industria Farmacutica

Ar de RespiraoSistemas de ar em hospitais, ar para

mergulho

Vantagens e Desvantagens

da Pneumtica

Comparativamente hidrulica a pneumtica sem duvida o elemento mais simples, de maiorrendimento e de menor custo que pode serutilizada na soluo de muitos problemas deautomao .

Vantagens da Pneumtica

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Desvantagens da Pneumtica

AR COMPRIMIDO ar atmosfrico sob presso Isso significa energia armazenada no ar.

Quando este ar expandido, a energia nele contida libertada possibilitando a realizao de trabalho.

presso (energia)

ExpansoTrabalho

F=p.A

Energia sob forma de presso

O volume do ar atmosfrico diminuina razo inversa da respectivapresso absoluta.(temperatura constante, sem ter emconsiderao a humidade no ar)

Presso trabalho7 bar

Expanso:


Presso aspiraop0 V0

Presso trabalhop1 V1

CompressoNo Sistema Internacional de Unidades (SI) a unidadede presso o pascal (Pa)

a presso resultante da aplicao da fora de 1Newton (N) sobre uma superfcie de 1 metroquadrado (m2).

1 m21 Pascal (Pa) = 1 Newton (N)

1 m (A)

Presso (p) = Fora (F)rea (A)


Equivalncias 100.000 Pa 1 bar

1 MPa = 10 bar

1 bar = 14,5 psi

1 bar = 1 Kg/cm

1 bar = 10 N/cm

1 mmHg = 1.334 mbar

Analise das propriedades fsicas dos gases

Caracterizam os gases : - Compressibilidade- Expansibilidade- Elasticidade

Trs propriedades

ExpansibilidadeExpansibilidade

Propriedade que os gases tm de ocupar todoo espao que lhes conferido

Propriedades dos gases

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Compressibilidade

Propriedade que os gases tm de diminuirde volume quando confinados num determinadoespao e sob a aco de uma fora externa.

O ar insuflado no recipiente com vlvula de reteno


PneumticaPneumticaPneumticaPneumticaPneumticaPneumticaPneumticaPneumtica

a propriedade que possibilita ao ar retomar ao seu volume inicial, aps deixar de estar sujeito o esforo que o havia comprimido

Retorno do embolo condio inicial depois de a fora F deixar de exercer a sua aco

Elasticidade


Propriedades Fsicas do ArPropriedades Fsicas do Ar

Compressibilidade a Temperatura Constante Compressibilidade a Temperatura Constante (Isotrmica)(Isotrmica)

321 32 VVV ==

13

12

3121

VV

VV

=

=

CteVPVPVP === 332211Lei de Boyle-Mariotte

31

1

5,11

mVbarP

=

=

Exemplo:Suponhamos que inicialmente o volume e a presso no referido recipiente seja respectivamente:

( ) 3313 5,05,131

31

mmVV ===

3311 VPVP =

barbarm

mPVV

P 315,05,1

3

3

13

13 ===


Compressibilidade a Temperatura Constante Compressibilidade a Temperatura Constante (Isotrmica)(Isotrmica)

??

3

3

=

=

VP

Diagramas de transformao isotrmica


Compressibilidade a Temperatura Compressibilidade a Temperatura Constante Constante ((Isotrmica)Isotrmica)

Recipiente com gs submetido a uma variao de temperatura

Expanso trmica a presso constanteExpanso trmica a presso constante(Isobrica)(Isobrica)

CteTV

TV

2

2

1

1==


Lei de Gay-Lussac

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Exemplo:O recipiente representado possui inicialmente um volume de 0,5m3 de gs hlio a 20C. Qual ser o volume ocupado por esse gs quando a temperatura chegar a 35C ?

Resposta:

33

1

212

1

21

2

2

1

1

875,020355,0 mCC

mTTVV

TTV

TV

TV

=

==

=

Transformao IsobricaTransformao Isobrica


Os diagramas caractersticos

Transformao IsobricaTransformao Isobrica


O mbolo fixo por um pino evitando assim o seu deslocamento e mantendo o volume constante

CteTP

TP

==

2

2

1

1

Transformao Transformao a volume constante a volume constante ((IsocricaIsocrica))


Lei de Gay-Lussac

Recipiente com gs submetido a uma variao de temperatura.

2

121

2

2

1

1

TTPP

TP

TP

==

Exemplo:O recipiente representado possui um volume fixo de 0,5m de gs hlio a 20C e presso de 6bar. Qual ser a presso registada no manmetro quando a temperatura chegar a 35C Resposta:

barCCbar

TTPP 5,10

20356

1

212 =

==

Transformao Transformao IsocricaIsocrica


Transformao Transformao IsocricaIsocrica

Os diagramas caractersticos


2

22

1

11

TVP

TVP

=

Transformao sem transferncia decalor ao reduzir o volume o calor no dissipado a temperatura vai aumentadocom o aumento da presso

Transformao Transformao AdiabticaAdiabtica


Lei dosGases Ideais

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Produo e Distribuio do Ar comprimido

S uma minoria reconhece no ar comprimido uma formade energia, e a maioria desconhece quanto custa produzirum metro cbico de ar presso de 7 bar!

... esquecendo, que h ummotor elctrico a funcionar,uma unidade compressora eum contador de energia acontabilizar... e a facturar.

Um dos objectivos principais do nosso Um dos objectivos principais do nosso estudo a transformao de uma forma estudo a transformao de uma forma de energia numa outra forma diferentede energia numa outra forma diferente

Trocar Electricidade por PressoTrocar Electricidade por Presso

A descontraco com que certos pretensostcnicos assistem a fugas de ar comprimidosem tomarem medidas para as impedir.

uma atitude inqualificvel.

Fugas de ar e o seu custo

Fugas de ar e o seu custoExemplo numa instalao com uma central compressora composta por 3 unidades de 45Kw num total de 135Kw/h

Existem 50 fugas de 1mm 5 fugas de 3mm

50 fugas de 1mm5 fugas de 3 mm24 horas/dia355 dias / anoPotncia requerida para 1mm = 0,3 KwPotncia requerida para 3mm = 3,1 KwN. Kwh : 50 x 0,3 + 5 x 3,1= 30,5KwhN. Kwh/dia : 30,5 x 24 = 732 KwhN. Kwh/ano : 732 x 355 = 259.860 kwh

Se considerar 0.10 a tarifa Kwh = 25.956

Fugas de ar e o seu custo

Verifica-se que 30,5Kwh so para compensar fugas cerca de 22,5% da capacidade energtica instalada (135Kwh)

VL = Volume fugasVR = Volume garrafapI = Presso inicialpF = Presso finalt = Tempo leitura

Exemplo:VR = 500 lpI = 9 barpF = 7 bar t = 3 min

Clculo do caudal de fugas por minuto

VR x ( pI - pF )VL =

t

D06 - 9.1DVL =500 l x ( 9 - 7 )

3 min= 333 l/min

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TIPOS TIPOS

DE DE

COMPRESSORESCOMPRESSORES

Compressores - transformao de energia

COMPRESSORES - So os elementos que produzemo ar comprimido. Transformam a energia mecnicaem energia pneumtica.

Smbolo CETOP Compressor

Compressores - classificao

Volumtricos

Onde o aumento de presso se faz por reduo do volume de ar

Ex. Alternativos (embolo livre), Rotativos (parafuso)

Dinmicos

Onde o aumento de presso se obtm imprimindo energiacintica ao gs, que tem um fluxo continuo, convertendoesta energia cintica em energia potencial de pressoatravs de um difusor.

Ex. Centrfugos e os Axiais

Compressor Volumtrico - Alternativo

Caudal 1 a 1000m/hPresso 1,5 a 414 barPotencia 1 a 563cv

Compressor Volumtrico - Parafuso

Compressor rotativo mais usadoconsiste :22 rotoresrotores1 macho com 4 parafusos1 fmea com 6 estrias

O ar aspirado e comprimido entre osrotores e a carcaa o leo injectadono conjunto para selar as folgas entrerotores/carcaa e para lubrificao

O volume do ar progressivamente reduzido ao longo do parafuso

Causando um aumento de pressoCaudal 50 a 5000m/hPresso 5 a 13 barPotencia 5 a 535cv

Compressor controlo do debito

Regra geral o consumo de ar no constante porque osequipamentos pneumticos no operam todos em simultneo.

Assim as flutuaes condicionam o debito real do compressore os parmetros de controlo so defendidos atravs de umdiferencial de presso.

O sistema de regulao de debito um dos pontos vitais para a economia energtica.

Diferencial elevado implica presses mnimas noreservatrio muito baixas diminuio rendimento

Diferencial baixo provoca interrupes da compressocom grande frequncia grave inconveniente elctrico emecnico

Diferencial 0,5bar 6,5/7 , 7/7,5 , 9/9,5

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PRA/ARRANCA


Compressor Alternativo

Apenas deve ser utilizado para compressores

pequenos com potencias at 11Kw 15Cv

CARGA/VAZIO


Compressor Alternativo

Por razes de segurana e economia no se deve arrancar e parar a fora

motriz a partir de 11Kw 15Cv

Vlvula Piloto

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Preparao do Ar Comprimido

Preparao do ar comprimido

Cada aplicao tem um grau de filtragem ideal, que devegarantir o bom funcionamento dos equipamentos utilizados.

Na pneumtica, a qualidade do ar utilizado o factor maisimportante para o bom funcionamento dos equipamentos.

O ar atmosfrico tem uma srie de impurezas e humidade.Aps a compresso, estas partculas concentram-se e somam-sea elas, partculas de leo em quantidades que variam de acordocom o tipo de compressor utilizado.

Esta mistura torna o ar imprprio para a utilizao se nohouver uma filtragem adequada.


gua ( condensada )

Partculas slidas

leo

Elementos poluentes do ar comprimido industrial


Elementos poluentes do ar comprimido industrial

gua no circuito Partculas de leo Partculas slidas

gua, Partculas Slidas, leo

Estes elementos condicionam a fiabilidade de qualquer instalao pneumtica, assim temos necessidade de :

Eliminar / reduzir a existncia de

Diminuir eventualmente a presso do ar no utilizador.

Lubrificar os rgos mveis dos aparelhos pneumticos.

Filtragem


Para correco do atrs referido em instalaes de ar comprimido antigas ou pouco exigentes efectua-se:

Instalao de redutores de presso

Colocao de pontos de purga

Instalao de filtros

Instalao de lubrificadores

F

R

L


FRL estes equipamentos so designados por unidade de tratamento de ar, contudo esto longe de resolver o problema de tratamento de ar.

Smbolo detalhado Smbolo simplificado

Filtro Redutor presso Lubrificador

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Serve de purga para retirar uma pequena parte doscondensados e partculas de maior dimenso tipo ferrugem.

Filtro com separador de gua com dreno manual

Filtro

Filtro


- A cuba, contm um cartucho em material poroso,- As impurezas ficam retidas no elemento filtrante,- Purga manual ou automtica.

Filtro com separador de gua com dreno manual

Filtro


Vlvula redutora de presso

Reduz a presso primria P1 para uma presso de trabalho P2, Quando no h fluxo a vlvula fecha mantendo a presso P2, Quando h fluxo a vlvula abre o suficiente para manter a presso P2, P2 pode ser ajustada e monitorizada pelo manmetro.

Assegura sada uma presso menor (constante) que a entrada.


Lubrificador

Adiciona ao ar um ligeiro nevoeiro de leo destinado a lubrificar os aparelhos pneumticos.

O caudal de leo controlado por um parafuso de ponto, em geral 2 a 6 gotas por minuto.

Lubrificador

Com o surgimento dos materiais auto

lubrificantes ( ex. vedantes e retentores

base de teflon ) nos cilindros e vlvulas a

sua existncia j no se justifica e por

vezes at desaconselhvel .


Unidade FR (filtro e redutora de presso)

A partir do momento em que a automao e a exigncia daqualidade do ar em novos processos se foram instalandocriaram-se condies objectivas e obrigatrias para anecessidade de criar novas tcnicas de filtragem.

Unidade FR



Em instalaes de ar comprimido onde a qualidade do ar temque ser superior o processo de remoo dos contaminantes: gua, Partculas slidas, leo,No pode ser feito atravs dos processos j observados, sendonecessrio utilizar outros meios/processos tais como: Secagem do ar (remoo da gua); Filtragem superior do ar (remoo partculas slidas); Filtros separadores de leo (remoo do leo/odores).

pr-filtroarrefecedor

posteriorcompressor secadorps-filtro

reservatrio

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Unidade FR (filtro e redutora de presso)

O nmero da classe de qualidade ndica o nvel decontaminao permitida em relao aos contaminantes slidos ,gua e leo.

A qualidade do ar classificada de acordo com a norma

Temperatura a que o ar pode

ser arrefecido antes do vapor

de gua comear a condensar.


Qualidade do ar comprimido

A qualidade indicada por trs algarismosEx: A classe 1.7.1, que indica existem partculas com:

A qualidade do ar classificada de acordo com a norma

slidos - 0,1m mx. e 0,1mg/m mx.; gua - no especificada; leo - 0,01mg/m max.

Temperatura a que o ar pode

ser arrefecido antes do vapor

de gua comear a condensar.


Qualidade do ar comprimido

Aplicaes


Humidade relativa do ar

O ar atmosfrico contm gua no estado de vapor.

Quanto mais elevada for a temperaturaambiente, maior ser a quantidade de guaabsoluta aspirada.


Humidade relativa do ar

ExemploAr saturado a 36 C e Hr 100% (tab. higromtrica)contm:

41,75g de gua por cada m3 de ar

Com humidade relativa de 30%, teremos uma massade vapor de gua igual a:

0,3 x 41,75 =12,5 g/m3 de ar

Sendo a capacidade da central compressora de 80m3/min ( 4800 m3/ h ) temos:

4800 x 12,5 = 60.000 g/h

6060 ll guagua porpor horahora aa seremserem injectadosinjectados nana rederede


Secagem do ar comprimido

Teoricamente os arrefecedores finais removem 65 a 70% dos condensados.

Obtm-se uma grande condensao dos contaminantes gasosos, especialmente vapor de gua, removidos atravs de purgadores.

Obtm-se uma grande condensao dos contaminantes gasosos, especialmente vapor de gua, removidos atravs de purgadores.

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Teoricamente os arrefecedores finais removem 65 a 70% dos condensados

A funo do arrefecedor reduzir a temperatura do arque sai do compressor paravalores prximos temperaturaambiente.



Contudo verificamos que continuam a passar 90 l para o circuito



Condensao mecnica (sobrepresso)

Exemplo1. Eleva-se a presso para 30bar,2. Arrefece-se o fluido para 25 C,3. Remove-se os condensados,4. Expande-se para 7bar.

Por este mtodo o ar comprimidoat que a presso parcial do vapor degua exceda a presso de saturao.

Por este mtodo o ar comprimidoat que a presso parcial do vapor degua exceda a presso de saturao.



Condensao mecnica (sobrepresso)

Com a reduo do volume, a guaque quase incomprensvel no temespao para se manter na mistura.Logo tem dificuldades em manter-seno estado gasoso e assim regressaao estado lquido.Obtendo-se assim a condensao.



Condensao por arrefecimento (refrigerao)

No ponto mais frio do sistema, importante uma eficiente separaodos condensados, evitando a sua reentrada no fluxo de ar comprimido.

O secador por refrigerao retira o calor ao ar comprimido at aolimite do ponto orvalho de +3 C, correspondente Classe 4.

possvel obter-se a mxima condensao do vapor de gua e leo (sem o risco de congelamento).Um circuito frigorfico realiza essa tarefa.


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Condensao por arrefecimento (refrigerao)

Na fase final do secadorrestam apenas 12 litrosde gua.



Soro

Sempre que se pretende obter arcomprimido com pontos deorvalho negativos (classes 1 ou 2),o processo de refrigerao nopode ser utilizado, sob pena debloquearmos toda a instalao,atendendo a que a gua solidificaabaixo de 0 C.

Quanto mais baixo se situar o ponto de orvalho do ar, mais secoser o fluido em causa.



Soro

Com os dessecantes utilizados, por absoro (via qumica) oupor adsoro (via fsica ), tm a capacidade de reter a humidadecontida no ar, como se tudo se processasse a temperaturasnegativas.

Como possvel a obteno depontos de orvalho negativos,sem que a gua passe ao estadoslido?



Soro

Absoro (processo qumico)

Este processo consiste em fazerpassar o ar comprimido atravs deum reservatrio repleto dedessecante (cloreto de clcio ou

A gua combina-se (absorvida tipo esponja) com o dessecante.

Nota: Esta combinao no se revela apropriada na medida em quearrasta gases txicos e corrosivos para a rede de distribuio.

Nota: Esta combinao no se revela apropriada na medida em quearrasta gases txicos e corrosivos para a rede de distribuio.

cloreto de ltio) capaz de fixar por absoro a humidade contidano fluido sob presso.



Soro

Adsoro (processo fsico)

Este o tipo de secador vulgarmente usadopara tratar o ar comprimido de acordo com asrecomendaes, tendo em conta as classes 1,2 ou 3, quanto ao teor de gua.

Silicagel, para ponto de orvalho: -20C;Alumina activada, para ponto de orvalho: -40C;Seiva molecular, para ponto de orvalho: -70C.

Faz-se passar o fluido sob presso num reservatrio contendo umdos seguintes dessecantes:

Nota: Alguns secadores por Adsoro utilizam mais do que um tipo dematerial dessecante para garantir um ponto de orvalho especfico.

Nota: Alguns secadores por Adsoro utilizam mais do que um tipo dematerial dessecante para garantir um ponto de orvalho especfico.



Soro


AluminaAluminaAlumina

A humidade fica retida (adsorvida) apenas superfcie dodessecante (silicagel, alumina activada ou seiva molecular) enunca no seu interior.Deste modo, a adsoro um fenmeno essencialmente desuperfcie.

Secador Adsoro

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Soro


Regenerao do dessecante consiste naeliminao da gua para o exterior daunidade, que foi retida (adsorvida)durante um ciclo, de forma a reactivaro dessecante utilizado.

Para que a regenerao se processe, ossecadores so do tipo duplo.Enquanto uma das torres (por exemplo: A)esta a secar o ar a outra (B) regenera-se.

A B



Refrigerao / adsoro

Silicagel -20CAlumina activa -40CSeiva molecular -70C



Uma vez resolvido o problema da gua, o poluente maisincomodativo na generalidade dos sistemas pneumticos, resta-nos, agora, remover as particular slidas e vapores de leo, deforma a obtermos ar comprimido dentro dos padresnormalizados para a totalidade das aplicaes industrias.

Est provado que, numa atmosfera industrial, 1m de ar contmcerca de 140 milhes de partculas e que 80% desta quantidadetem dimenso inferior a 2 m.

Ex.: 1.4.1



80% tem dimenso inferior a 2 m.



O filtro de aspirao do compressor retm partculas comdimenso superior a 5 m. No entanto fabricantes queoptam por porosidades maiores 10 m (com razo!)

Um dos primeiros elementos para defesa desta poeira o filtro de aspirao.

Filtragem



Filtragem

Processo Mecnico Superfcie Profundidade

CentrifugaoGravidade

GrauPorosidade

MeioTridimensional

Mtodos de remoo

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Filtragem

O separador funciona da seguinte forma:quando uma corrente de ar hmido alteraabruptamente a sua direco as partculasmais densas e a gua so incapazes de mudarrapidamente de direco, pelo que soprecipitadas contra uma antepara separadora,podendo depois ser drenadas.

Separador colocado, em vrios pontos,ao longo de uma rede (hmida) dedistribuio de ar comprimido industrial(instalaes sem qualquer tipo detratamento).

Processo mecnico



Filtragem

Remoo dos condensados

Aps a separao dos condensados necessrio remov-los atravs de purgadores mecnicos ou elctricos.

Funcionamento por temporizao

Funcionamento por nvel



Filtragem

Separao dos condensados

Os condensados provenientes do arcomprimido so ainda hoje lanadospara os esgotos, sem quaisquercuidados prvios.A separao do leo e da gua nos condensados hoje possvelgraas existncia de tecnologia apropriada para esse efeito.

Todas as purgas que equipam os separadores, reservatrios,secadores e filtros descarregam os respectivos condensadospara uma conduta que colectivamente os rene e os dirige parao separador propriamente dito.



Filtragem

Processo de superfcie

A tcnica por superfcie limitada, no tem capacidade dereter as partculas abaixo de 1m sem correr o risco de osfiltros se colmatarem rapidamente.

Esta forma de remover impurezas baseia-se no grau de porosidade do seu elementofiltrante.

At 5m esta tcnica apresenta excelentes resultados,particularmente na remoo de vapores de leo, atravs depr-filtros destinados ao apoio dos secadores de refrigerao.



Filtragem


O rgo principal num filtro o seuelemento filtrante. Este pode filtrar defora para dentro ou de dentro para fora,como o caso dos filtros coalescentes.

Os elementos filtrantes de bronze sinterizado so indicados paraa remoo de leo sinttico, os de polietileno so recomendadospara o leo mineral.



Filtragem


Os filtros convencionais de filtragem nominal de 5m no conseguem remover partculas contaminantes submcrons.

Assim os filtros coalescentes so especialmente projectadospara remover partculas submcrons slidas e de leo do arcomprimido.

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Filtragem


Os filtros coalescentes de porosidade padrograu 6 so capazes de remover acima de 99,9%de todas as partculas em suspenso na faixa de0,6 a 0,3m.

Os elementos so recuperveis, podendo serlimpos e montados de novo, entre 4 a 5 vezes.



Filtragem


Os filtros possuem um indicador decolmatao destina-se a indicar o graude colmatao do seu elementofiltrante.

p =0,5bar zona verde

Maior exigncia em termos de rentabilizao na instalao implica indicadores digitais



Filtragem

Processo de profundidade

Microfiltros e Submicrofiltros

Tcnica de filtragem composta por microfibras base deborosilicato, entranadas a criarem um espao tridimensional(volume) capaz de reter aerossis e partculas, cujas dimensessejam equivalentes s do fumo de tabaco (entre 1 e 0,01m).



Filtragem


Funcionamento por absoro, mas fundamentalmente por adsoro (contacto directo, impacto de inrcia e difuso) todas as partculas superiores a0,01m so retidas pelas microfibras.



Filtragem


Microfiltros classe 2 (teor residual de leo 0,1mg/m3)

Submicrofiltros classe 1 (teor residual de leo 0,01mg/m3)

Obteno de ar comprimido tecnicamente isento de leo.Construo em sandwich (substituio aps 6.000 a 10.000h de utilizao).



Filtragem

Remoo de odores

O carvo activado uma forma de carbono puro de grande porosidade, que contm micro-poros que adsorvem molculas, sem modificar a composio qumica do produto tratado.

Tem a capacidade de agarrar selectivamente gases, lquidos ouimpurezas no interior dos seus poros, por adsoro.

A zona intermdia do seu elemento ocupada por diversascamadas de fibra de vidro impregnadas de partculas de carvoactivado.

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Introduo

Pneumtica

Ar comprimido

Energia Pneumtica

Trabalho Mecnico

Actuadores Alternativos

Cilindros

Actuadores Rotativos

Motores

Pneumtica Pneumtica

Pneumtica Pneumtica

Circuito Pneumticoconjunto de componentesinterligados pelos diferentesramais/tubagens

Circuito Pneumticoconjunto de componentesinterligados pelos diferentesramais/tubagens

Compreende Elementos de distribuio Elementos de regulao Elementos de comando e controlo

Compreende Elementos de distribuio Elementos de regulao Elementos de comando e controlo

Pneumtica Pneumtica Estrutura do Sistema Estrutura do Sistema


Pneumtica Pneumtica Actuadores PneumticosActuadores Pneumticos

Cilindro

um dispositivo operado pneumticamente queconverte a fora fluida em mecnica proporcionandoum movimento rectilneo, suave e controlvel. Asforas desenvolvidas pelo cilindro dependem do seudimetro e da presso.

F = p x A

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CURSO DE AVANO

Forasuperior

Velocidadeinferior

rea maior

CURSO DE RETORNO

Forainferior

Velocidadesuperior

rea menor

F = p x A

As reas do embolo sujeitas a presso so diferentes, dado que,de um lado uma parte da rea ocupada pela haste.

Assim sendo a fora para avano maior do que a fora pararecuo. E a velocidade na extenso menor do que na retraco

As foras e Velocidades num cilindro podemAs foras e Velocidades num cilindro podem--se calcularse calcular

Fa = p x A1 Fr = p x A2 A2=(A1-h)

Pneumtica Pneumtica Actuadores Foras/VelocidadesActuadores Foras/Velocidades

va = Q/A1 vr = Q/A2 A2=(A1-h)

NO CALCULO DE CILINDROS TEMOS QUE TER EM CONTA:

O DIMETRO DO EMBOLO

O DIMETRO DA HASTE POR Ex 60/30-200

O CURSO

1

2S

Pneumtica Pneumtica Actuadores PneumticosActuadores Pneumticos Pneumtica Pneumtica Actuadores Presso/ForaActuadores Presso/Fora

60/30-200

Fa = 1800NFr = 400N

Euler

Pneumtica Pneumtica Actuadores Actuadores EncurvaturaEncurvatura

O tipo de fixao e a carga limite encurvaduraDeterminam

O dimetro mnimo e o curso mximo do cilindro

Pneumtica Pneumtica Actuadores Actuadores EncurvaturaEncurvatura

Max.

1.700N

30.000N

2000mm

400mm

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O cilindro constitudo porPneumtica Pneumtica Actuadores PneumticosActuadores Pneumticos

Camisa

Tampas

Embolo

Haste

Vedantes

O cilindro constitudo por:

Camisa a parte mais importante do cilindrodeve ser lisa e perfeitamente circular

Tampas Encerram as extremidades do cilindro

EmboloProporciona a fora oriunda do fluido sob

presso

HasteTransmite a fora exercida pelo embolo

at ao ponto de aplicao

Vedantes Vedam o fluido entre o embolo e a camisa

Pneumtica Pneumtica Actuadores PneumticosActuadores Pneumticos

Elementos de vedaoPneumtica Pneumtica Actuadores PneumticosActuadores Pneumticos

Vedao por junta trica

Compromisso mais econmico

Vedao por vedante labial

Maior rea de vedao

Vedao em funo da presso

Elementos de vedaoPneumtica Pneumtica Actuadores PneumticosActuadores Pneumticos

Material de vedao

Perbunan 20C 80C

Viton 20C 150C

Teflon 80C 200C

Raspador da Haste

Para proteco do vedante da haste usado um anel raspador

Elementos de vedaoPneumtica Pneumtica Actuadores PneumticosActuadores Pneumticos Pneumtica Pneumtica Actuadores CaractersticasActuadores Caractersticas

Classes de Cilindros

Leve No possui amortecimento

Mdia Com amortecimento regulvel ou no

Pesada/EspecialTrabalhos e ambientes especiais com ou sem

amortecimento

Dimetros 2,5 a 320mm

Cursos 1 a 2000mm

Foras 2 a 45000N a 6bar

Velocidades 0.1 a 1,5m/s

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Pneumtica Pneumtica Actuadores AplicaesActuadores Aplicaes

Cilindro simples efeito

Cilindro simples efeito retorno por mola

CILINDROCILINDRO DEDE SIMPLESSIMPLES EFEITOEFEITONeste cilindro o fluido sob presso actua somente deum lado, permitindo exercer a fora numa sdireco. O retorno para a sua posio normal feitopor uma fora externa por ex. uma mola ou peso.

Pneumtica Pneumtica Actuadores TiposActuadores Tipos

Cilindro duplo efeito

CILINDROCILINDRO DEDE DUPLODUPLO EFEITOEFEITONeste cilindro o fluido sob presso actua nos dois lados doembolo, permitindo exercer trabalho em dois sentidos. Umcilindro de duplo efeito classificado tambm de cilindrodiferencial por possuir reas diferentes expostas presso,durante o avano e o retorno.


Cilindro duplo efeito com haste dupla

CILINDROCILINDRO DEDE DUPLODUPLO EFEITOEFEITO COMCOM HASTEHASTE DUPLADUPLANeste cilindro o fluido sob presso actua nos doislados do embolo, permitindo exercer trabalho emdois sentidos e com velocidades iguais. Socilindros no diferencias.


Cilindro telescpico de aco simples

Cilindro telescpico de aco dupla


Intensificador de presso para o mesmo meio

Intensificador de presso para

ar e leo


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Cilindro diferencial com haste de

embolo reforada

Conversor do meio de presso ex. de ar

para leo


Os amortecedores so instalados numa ou emambas as extremidades do cilindro paradiminuir a velocidade no fim do curso. Evitandoque o embolo bata contra as tampas do cilindro

Pneumtica Pneumtica Actuadores AmortecimentoActuadores Amortecimento

A desacelerao comea quando uma extenso da haste de ponta cnica alcana um orifcio na tampa restringindo

assim o fluxo. Essa restrio pode ser regulvel

Pneumtica Pneumtica Actuadores AmortecimentoActuadores Amortecimento

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Pneumtica Pneumtica Actuadores RotativosActuadores Rotativos

MotorMotor

um dispositivo operado pneumticamente queconverte a fora fluida em mecnica proporcionandoum movimento rotativo, suave e controlvel. Asforas desenvolvidas pelo motor dependem dacilindrada e da presso.

M=p.C

Pneumtica Pneumtica Actuadores Rotativos TiposActuadores Rotativos Tipos

mbolos

Radiais

Axiais

Palhetas Engrenagens Turbinas

Motores

Motor mbolos Velocidade mxima 5000 rpm Potencias 1.5 - 19 kW Direitos ou Esquerdos

Motor Palhetas Velocidade 3000 e 8500 rpm Potencias 0.1 - 17 kW Ferramentas manuais

Motor Engrenagens Altas potencias Potencias 44 kW

Motor Turbina Utilizaes de baixas potencias Altas velocidades 500.000 rpm. Ferramentas dentistas

Motor oscilantePneumtica Pneumtica Actuadores Rotativos TiposActuadores Rotativos Tipos

Funcionamento 2 actuadores simples efeito opostosE conjunto eixo roda dentada

Pneumtica Pneumtica Actuadores Rotativos TiposActuadores Rotativos Tipos

Motor com um sentido rotao velocidade constante

Motor com dois sentidos rotao velocidade constante

Motor com um sentido rotao velocidade varivel

Motor com dois sentidos rotao velocidade varivel

Motor oscilante ou actuador angular

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UNIDADES DE COMANDO - vlvulas


Unidades de Comando - vlvulas

O funcionamento de um sistema pneumtico implica ocontrolo de determinados parmetros tais como:

Direco

Fora

Velocidade

Vlvulas So dispositivos utilizados para Controlar

ou Regular o arranque, paragem, sentido circulao.

Influenciado o caudal e a presso do fluido.

Os dispositivos que executam estas funes chamam-se:

Segundo a sua funo as vlvulas subdividem-se em 5grupos :

vlvulas Direccionais

vlvulas Manomtricas

vlvulas de Reteno

vlvulas Fluxometricas

vlvulas de Interruptoras

Unidades de Comando - vlvulas

Vantagem

Absoluta estanqueidade

Desvantagem

Compensao axial limitada implicaforas de manobra elevadas

Aplicao

Funes de sustentaoou reteno

Formas construtivas Assento axial Formas construtivas Gaveta de translao

a forma construtiva mais utilizada a gavetamovimenta-se longitudinalmente abrindo efechando orifcios sendo adequado ao comandoelctrico, pneumtico ou mecnico

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As vlvulas so representadas por quadrados,com linhas que representam os caminhospercorridos pelo fluido na vlvula.

As posies das vlvulas so representadaspor meio de quadrados. As posies das vlvulas so representadaspor meio de quadrados.

O numero de quadrados unidos indica onumero de posies que uma vlvula podeassumir.

O numero de quadrados unidos indica onumero de posies que uma vlvula podeassumir.

Vlvulas direccionais - Representao

Os bloqueios so indicados dentro dos quadradoscom traos transversais. Os bloqueios so indicados dentro dos quadradoscom traos transversais.

A unio de vias dentro de uma vlvula simbolizada por um ponto. A unio de vias dentro de uma vlvula

simbolizada por um ponto.

As linhas indicam as vias de passagem.

As setas indicam o sentido do fluxo.

As linhas indicam as vias de passagem.

As setas indicam o sentido do fluxo.


As conexes (entrada e sada ) sero caracterizadas

por traos externos que indicam a posio de repouso

da vlvula. O numero de traos indicam o numero de

vias.

As conexes (entrada e sada ) sero caracterizadas

por traos externos que indicam a posio de repouso

da vlvula. O numero de traos indicam o numero de

vias.

As posies de comando podem ser indicadas porletras minsculas ( a, b, c, o ) . As posies de comando podem ser indicadas porletras minsculas ( a, b, c, o ) .

a o b

A colocao de um trao na parte superior e naparte inferior indica uma vlvula proporcional. A colocao de um trao na parte superior e na

parte inferior indica uma vlvula proporcional.


Convencionou-se o seguinte:

Vias para utilizao (sadas) A, B ( 2, 4 )

Linhas de alimentao (entradas) P ( 1 )

Escapes R, S, T ( 3, 5, 7 )

Pilotagens Z, Y, X ( 12, 14, 16 )

Vlvulas direccionais Identificao dos orifcios

Vlvulas direccionais Tipos

Vlvula Direccional 3/2

3/2 Nf

3/2 Na



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Vias Posies

2 2

3 2nf

3 2na

4 2

5 2

5 3

Vlvulas direccionais Tipos de accionamento Por aco muscular

Geral

Boto

Alavanca

Pedal

Vlvulas direccionais Tipos de accionamento Por aco mecnica

Apalpador

Rolete

Gatilho

Retorno por mola

Centragem por mola

Encravamento mecnico

Vlvulas direccionais Tipos de accionamento Por aco mecnica

Apalpador

Rolete

Vlvulas direccionais Tipos de accionamento Por aco pneumtica

Comando directo

Por acrscimo de presso

Comando indirecto

Por acrscimo de presso

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Vlvulas direccionais Tipos de accionamento Por aco combinada

Rolete e piloto positivo

Manual ou pneumtico

So elementos que influenciam a presso dofluido em circulao

Podem ser classificadas segundo a sua funocomo:

vlvula limitadora de presso

Vlvula redutora de presso

vlvula de sequncia

Vlvulas manomtricas

uma vlvula normalmente fechada usada

como vlvula de segurana impede a elevao

da presso para alem da mxima admissvel.

Abre para descarregar o aumento de presso,

recebendo o impulso da entrada.

Vlvulas manomtricasvlvula limitadora de presso

Vlvulas manomtricasvlvula limitadora de presso

uma vlvula normalmente aberta permite aoperao de uma parte do circuito com pressomais baixa do que o sistema principal. Fecha parareduzir a presso, recebendo o impulso do lado dasada.

vlvula redutora de pressoVlvulas manomtricas

vlvula redutora de pressoVlvulas manomtricas

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vlvula normalmente fechada, evita a entrada dofluido numa parte do circuito antes da subida dapresso at ao valor pr-ajustado no circuitoprincipal. usada em circuitos sequenciais.

vlvula sequenciaVlvulas manomtricas



So elementos que permitem a passagem dofludo num sentido e retm-no no sentidooposto

Vlvulas reteno

Vlvula Selectora

Funo lgica OU - OR

Vlvula Selectora

Funo lgica OU - OR

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Vlvula Simultaneidade

Funo lgica E - And

Vlvula Simultaneidade

Funo lgica E - And

Vlvula Escape rpido

Tem por objectivo aumentar

as velocidades desenvolvidas

pelos actuadores lineares

Vlvula Escape rpido

Controlam a velocidade dos actuadores restringindoa quantidade de fludo que passa atravs delaspodem ser (unidireccionais / bidireccionais)

Vlvula Fluxumtricas Vlvula Fluxumtricas

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Temporizador Temporizador

Simbologia pneumtica

Fonte de presso Conexo fixa Cruzamento de linhas no interligadas

Linha de trabalho Linha de pilotagem Linha de escape

Ponto de escape Ponto de ligao de presso fechado Instalao elctrica

t

Acumulador Escape livre

Silenciador Indicador de caudal Indicador ptico

manmetro Manmetro diferencial

Termstato

Escape dirigido

Termmetro

Simbologia pneumtica

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1

C1

B

A

a1

A+

a1

A-

a0

A

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2

a0

a1

S1 S2

X Y

Aut.

Man.

X Y

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Documents

Slide Pneumatica- Cenfim