XIII S1 2019 2020 Actionari pneumatice OSAIN ANGELA

Generatoare de energie pneumatică 1.    Introducere Aerul comprimat folosit ca agent purtător de energie şi informaţie în sistemele pneumatice de acţionare poate fi produs local, cu ajutorul unui compresor, sau centralizat, într-o staţie de compresoare. Ultima variantă este cea mai utilizată. În staţia de compresoare aerul este aspirat din atmosferă şi comprimat cu ajutorul unor compresoare, şi după ce este tratat şi înmagazinat într-un rezervor tampon, este distribuit consumatorilor prin intermediul unei reţele de distribuţie. Generarea energiei pneumatice se face după un ciclu deschis. Fiind un ciclu deschis, aerul care alimentează sistemul de acţionare se reîmprospătează continuu, fiind supus de fiecare dată unui proces complex de filtrare. Avantajul acestui tip de sistem (cu circuit deschis) constă în simplitatea sa (nu mai este necesar un circuit de întoarcere a mediului de lucru la staţia de compresoare). Având în vedere faptul că aerul intră în contact cu elementele mobile (sertare, plunjere, pistoane, supape etc.) sau fixe (corpuri, plăci, capace etc.) ale echipamentelor, confecţionate din cele mai diverse materiale (oţel, aluminiu, bronz, alamă, cauciuc, material plastic etc.) şi că nu de puţine ori traversează secţiuni de curgere, uneori de dimensiuni foarte mici, calibrate, acestuia i se impun următoarele cerinţe: ■ să fie cât mai curat posibil; un aer contaminat cu particule mai mari sau egale cu jocurile funcţionale existente între elementele constructive mobile şi cele fixe (de exemplu sertar - bucşă la un distribuitor, piston - cămaşă la un cilindru) poate duce la blocarea (griparea) elementelor mobile, dar şi la uzura lor prin abraziune şi la îmbâcsirea filtrelor din sistem; "fineţea de filtrare" (cea mai mare dimensiune de particulă străină exprimată în µm care se acceptă în masa de fluid) este un parametru ce caracterizează din acest punct de vedere aerul; firmele producătoare de echipamente pneumatice de automatizare garantează performanţele acestora numai dacă aerul folosit are o anumită fineţe de filtrare; cu cât fineţea de filtrare este mai mică cu atât cheltuielile de exploatare ale sistemului sunt mai mari; ■ să asigure lubrifierea sistemului de acţionare; deoarece aerul nu are proprietăţi de lubrifiere, în acest scop se folosesc echipamente speciale numite ungătoare, care pulverizează în masa de aer particule fine de ulei; ■ să conţină cât mai puţină apă; în aer există apă sub formă de vapori, iar prin condensarea acestora se obţine apă care va coroda piesele din oţel; ■ să aibă o temperatură apropiată de temperatura mediului ambiant pentru a evita modificările de stare care la rândul lor ar duce la modificări ale parametrilor funcţionali ai sistemului; ■ să intre în sistem având presiunea şi debitul corespunzătoare bunei funcţionări a sistemului; o presiune mai mare decât cea recomandată de producător poate duce la avarii, iar o presiune mai mică nu asigură forţa sau momentul cerute de aplicaţia respectivă; 2.    Structura unei staţii de compresoare             În figura de mai jos, este prezentată schema de principiu a unei staţii de compresoare. La acest nivel se generează aerul comprimat şi apoi se prepară în vederea furnizării lui prin reţeaua de distribuţie diverşilor consumatori. COMPONENTE/ ECHIPAMENTE: - F1,…Fn - filtre ce au rolul de a reţine impurităţile din aer, asigurând astfel buna funcţionare a compresoarelor şi condiţiile refulării unui aer curat; - C1,… Cn - compresoare care au rolul de a genera energia pneumatică; acestea sunt puse în mişcare de motoarele de antrenare M1,…Mn; - R1, Rn - robinete care permit conectarea sau deconectarea compresoarelor în sistem; - Su - supapă de sens unic care împiedică curgerea aerului dinspre sistem către compresoare atunci când acestea din urmă sunt oprite (în special în situaţii de avarie); - Sc - schimbător de căldură cu apă care realizează răcirea aerului refulat de compresoare (în timpul comprimării temperatura aerului creşte, la ieşirea din compresor fiind în jur de 80 °C); - SCf - separator centrifugal, de tip ciclon în care se face o reţinere grosolană a apei şi a eventualelor impurităţi existente în masa de aer; - Rz rezervor tampon în care se acumulează energia pneumatică furnizată de compresoare; datorită acestui rezervor problema neuniformi taţii debitului - SSig - supapă de siguranţă ce are rolul de a limita valoarea maximă a presiunii din rezervor; - U ungător; - FamU, şi FavU filtre montate în amonte şi în aval de ungătorul U; - Sp supapă de reglare a presiunii, echipament ce reglează presiunea la ieşirea din staţia de compresoare. 3.    Compresoare Compresorul transformă energia furnizată de către motorul de antrenare (electric sau termic) în energie pneumatică. Compresoarele se pot clasifica în două mari familii: ·         compresoare volumice ·         compresoare dinamice (turbocompresoare). Compresoarele volumice realizează creşterea presiunii agentului de lucru prin reducerea volumului unei cantităţi de aer închise în interiorul unui spaţiu delimitat (spaţiu numit în continuare cameră activă). Aspiraţia aerului în compresor şi refularea se fac cu intermitenţe. Compresoarele dinamice realizează creşterea presiunii agentului de lucru prin transmiterea unei energii cinetice ridicate unui curent de aer şi apoi prin transformarea acestei energii în presiune statică. Aspiraţia aerului în compresor şi refularea se fac continuu. Cele mai utilizate sunt compresoarele volumice, al căror principiu de funcţionare este identic cu cel al pompelor volumice . Aceste compresoare se construiesc pentru o gamă largă de debite şi presiuni, putând deservi în condiţii optime orice sistem pneumatic de acţionare. Din punct de vedere constructiv compresoarele se clasifică în: - compresoare cu piston - compresoare cu membrană - compresoare rotative.                                                        3.1.       Compresoare cu piston Funcționare Pistonul p culisează în interiorul cilindrului c, mişcarea acestuia fiind obţinută prin intermediul unui mecanism format din manivela m şi biela b. La partea superioară a cilindrului există două supape, una de aspiraţie A şi una de refulare R; aceste două supape controlează admisia şi respectiv evacuarea în şi din camera activă a compresorului, cameră delimitată de suprafaţa superioară a pistonului, suprafaţa interioară a cilindrului şi capacul superior, în care sunt amplasate cele două supape. Manivela este pusă în mişcare de rotaţie de motorul de antrenare (nefigurat), mecanismul bielă - manivelă transformând această mişcare într-o mişcare rectilinie alternativă a pistonului p. 3.2.       Compresoare cu membrană Din punct de vedere constructiv - funcţional aceste compresoare sunt asemănătoare celor cu piston. Diferenţa constă în aceea că locul pistonului este luat de o membrană. Avantajele unei asemenea construcţii sunt: realizează o etanşare perfectă a camerei active, nu necesită ungere, sunt compacte. Dezavantaje se pot aminti: debitele furnizate sunt mici, au o durabilitate mai redusă. La aceste construcţii presiunea de refulare nu depăşeşte 8 ... 10 [bar]. 3.3. Compresoare rotative Din punct de vedere constructiv există mai multe variante de compresoare rotative, şi anume: § cu palete, § cu şurub, § cu roţi dinţate, § cu rotor profilat etc. Compresoarele rotative prezintă o serie de avantaje cum ar fi: ·         sunt simple constructiv, ·         pot furniza debite într-un domeniu larg, ·         au o funcţionare silenţioasă, ·         nu necesită ungere abundentă. La aceste compresoare etanş- Exemple de compresoare Compresor aer fara ulei Steinhaus Start, cu piston 1100W, 8bar, 180l/min Compresor aer profesional Stanley D210, 2 CP, 24 l capacitate rezervor, 8 bar presiune lucru, 222 l/min debit aer Compresor 100L 3.0 HP 2200 KW TEMA Pe baza materialului prezentat și a studiului individual, realizați un referat în care să specificați: -   avantajele și dezavantajele fiecărui tip de compresor -       domeniile de utilizare -    fotografii cu fiecare tip de compresor la care faceți referire