63365034 Automacao Pneumatica e Eletropneumatica1
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AUTOMAÇÃO 2
SUMÁRIO 1. História da Pneumática .............................................................................. 7
2. Características e Vantagens da Pneumática ............................................. 8
2.1. Vantagens .................................................................................................. 8
2.2. Limitações .................................................................................................. 8
3. Propriedades Físicas do Ar ........................................................................ 9
3.1. Compressibilidade ..................................................................................... 9
3.2. Elasticidade ............................................................................................... 9
3.3. Difusibilidade ............................................................................................. 9
3.4. Expansibilidade ........................................................................................ 10
3.5. Lei dos Gases Perfeitos ........................................................................... 10
3.5.1. Lei de Gay-Lussac ................................................................................... 10
3.5.2. Lei de Boyle-Mariote ................................................................................ 10
3.6. Pressão .................................................................................................... 11
3.6.1. Princípio de Pascal .................................................................................. 11
3.6.2. Pressão Manométrica .............................................................................. 11
3.6.3. Pressão Atmosférica ................................................................................ 11
3.6.4. Pressão Absoluta ..................................................................................... 12
3.6.5. Relação de Compressão ......................................................................... 12
3.6.6. Unidades de Pressão ............................................................................... 12
3.7. Vazão ............................................................................................... 122
3.7.1. Unidades de Vazão.................................................................................. 13
4. Produção do Ar Comprimido .................................................................... 13
4.1. Compressor ............................................................................................. 13
4.1.1. Tipos de Compressores ........................................................................... 14
4.1.2. Compressor de êmbolo Linear ................................................................. 14
4.1.2.1. Êmbolo ..................................................................................................... 14
4.1.2.2. Membrana ................................................................................................ 14
4.1.3. Compressor Rotativo ............................................................................... 14
4.1.3.1. Palhetas ................................................................................................... 14
AUTOMAÇÃO 3
4.1.3.2. Parafuso .................................................................................................. 15
4.1.3.3. Roots ....................................................................................................... 15
4.1.4. Turbo Compressor ................................................................................... 16
4.1.4.1. Radial ....................................................................................................... 16
4.1.4.2. Axial ......................................................................................................... 16
4.2. Sistema de Refrigeração dos Compressores .......................................... 16
4.2.1. Resfriamento à água ................................................................................ 17
4.2.2. Resfriamento a ar .................................................................................... 17
4.3. Manutenção do Compressor .................................................................... 17
4.4. Capacidade de Um Compressor .............................................................. 18
4.4.1. Descarga Livre Padrão – d.l.p. ................................................................ 18
4.4.2. Descarga Livre Efetiva – d.l.e. (Produção Efetiva) .................................. 18
4.4.3. Regulagem de Capacidade ..................................................................... 18
4.4.4. Observações para Instalação de Um Compressor .................................. 19
5. Preparação e Distribuição do Ar Comprimido .......................................... 19
5.1. Umidade .................................................................................................. 19
5.2. Resfriador Posterior ................................................................................. 20
5.2.1. Reservatório de Ar Comprimido ............................................................... 20
5.2.2. Desumidificação do Ar ............................................................................. 21
5.2.2.1. Secagem por Refrigeração ...................................................................... 21
5.2.2.2. Secagem por Absorção ........................................................................... 22
5.2.2.3. Secagem por Adsorção ........................................................................... 22
5.3. Rede de Distribuição ................................................................................ 22
5.3.1. Topologias ............................................................................................... 23
5.3.2. Inclinação ................................................................................................. 23
5.3.3. Drenagem de Umidade ............................................................................ 24
5.3.4. Tomadas de Ar ........................................................................................ 24
5.3.5. Vazamentos ............................................................................................. 24
5.3.6. Dimensionamento .................................................................................... 24
5.4. Exercícios ................................................................................................ 26
6. Condicionamento do Ar Comprimido .......Erro! Indicador não definido.28
AUTOMAÇÃO 4
6.1. Filtro de Ar ............................................................................................... 27
6.1.1. Drenos ..................................................................................................... 27
6.1.2. Filtros coalescentes ................................................................................. 27
6.2. Regulador ................................................................................................ 28
6.3. Lubrificador .............................................................................................. 29
7. Elementos de Trabalho ............................................................................ 29
7.1. Cilindros Pneumáticos ............................................................................. 29
7.1.1. Simples Ação ........................................................................................... 30
7.1.2. Dupla Ação .............................................................................................. 31
7.1.3. Haste Dupla ............................................................................................. 31
7.1.4. Duplex Contínuo ou Tandem ................................................................... 31
7.1.5. Duplex Geminado .................................................................................... 31
7.1.6. Impacto .................................................................................................... 31
7.1.7. Cilindro sem Haste................................................................................... 32
7.1.8. Hydro-Check ............................................................................................ 32
7.1.9. Amortecimento de fim de Curso dos Cilindros. ........................................ 32
7.2. Cilindros Rotativos ................................................................................... 33
7.2.1. Motor de Pistão ........................................................................................ 33
7.2.2. Motor de Palhetas .................................................................................... 33
7.2.3. Motor de engrenagens ............................................................................. 33
7.2.3.1. Engrenagem Planetária ........................................................................... 33
7.2.3.2. Engrenagem Dentada .............................................................................. 34
7.2.3.3. Engrenagem sem Fim .............................................................................. 34
7.3. Cilindros Oscilantes ................................................................................. 34
7.4. Ventosas .................................................................................................. 34
7.4.1. Vácuo ....................................................................................................... 34
7.4.2. Efeito Venturi ........................................................................................... 35
7.4.3. Geradores de Vácuo ................................................................................ 36
7.4.4. Ventosas .................................................................................................. 37
8. Válvulas Pneumáticas .............................................................................. 37
8.1. Válvulas Direcionais ................................................................................. 38
AUTOMAÇÃO 5
8.1.1. Representação e identificação ................................................................. 38
8.1.2. Tipos de Acionamento ................................ Erro! Indicador não definido.
8.1.2.1. Acionamentos Mecânicos ........................... Erro! Indicador não definido.
8.1.2.2. Acionamentos Pneumáticos ....................... Erro! Indicador não definido.
8.1.2.3. Acionamentos Elétricos .............................. Erro! Indicador não definido.
8.2. Válvulas Bloqueio ....................................... Erro! Indicador não definido.
8.2.1. Retenção .................................................... Erro! Indicador não definido.
8.2.2. Escape Rápido ........................................... Erro! Indicador não definido.
8.3. Válvulas Controle de fluxo .......................... Erro! Indicador não definido.
8.3.1. Fluxo Variável Bidirecional .......................... Erro! Indicador não definido.
8.3.2. Fluxo Variável Unidirecional ....................... Erro! Indicador não definido.
8.3.3. Válvula de alívio .......................................... Erro! Indicador não definido.
8.3.4. Válvula de Seqüência ................................. Erro! Indicador não definido.
8.3.5. Temporizador Pneumático .......................... Erro! Indicador não definido.
8.3.6. Simultaneidade (Lógica E) .......................... Erro! Indicador não definido.
8.3.7. Seletora (Lógica OU) .................................. Erro! Indicador não definido.
8.4. Dimensionamento ....................................... Erro! Indicador não definido.
9. Técnicas de Circuitos Pneumáticos ............ Erro! Indicador não definido.
9.1. Designação por Algarismos ........................ Erro! Indicador não definido.
9.2. Designação por Letras ................................ Erro! Indicador não definido.
9.3. Representação dos Elementos ................... Erro! Indicador não definido.
9.4. Definição das Posições ............................... Erro! Indicador não definido.
9.5. Representação Simbólica ........................... Erro! Indicador não definido.
9.6. Possibilidades de Representação dos Movimentos .... Erro! Indicador não
definido.
9.7. Representação em Forma Algébrica .......... Erro! Indicador não definido.
9.8. Representação Gráfica em Forma de DiagramaErro! Indicador não definido.
9.9. Diagrama Trajeto-Passo ............................. Erro! Indicador não definido.
9.10. Diagrama de Comando ............................... Erro! Indicador não definido.
10. Eletropneumática ........................................ Erro! Indicador não definido.
10.1. Principais elementos eletropneumáticos ..... Erro! Indicador não definido.
AUTOMAÇÃO 6
10.2. Elementos de entrada de sinais elétricos ... Erro! Indicador não definido.
10.3. Elementos de processamento de sinais ..... Erro! Indicador não definido.
10.4. Elementos de saída de sinais elétricos ....... Erro! Indicador não definido.
10.5. Aplicações .................................................. Erro! Indicador não definido.
11. Anexo I – Norma ASTM A 120 Schedule 40 Erro! Indicador não definido.
12. Anexo II – Singularidades ........................... Erro! Indicador não definido.
13. Anexo III – Simbologia dos Componentes NBR 10138Erro! Indicador não
definido.
14. Referências Bibliográficas .......................... Erro! Indicador não definido.
AUTOMAÇÃO 7
1. História da Pneumática
O termo 'pneumática' é derivado do grego pneumos ou pneuma (respiração,
sopro) e é definido como a parte da física que se ocupa da dinâmica e dos fenômenos físicos relacionados com os gases ou vácuos. É, também, o estudo da conversão da energia pneumática em energia mecânica.
O termo Hidráulica derivou-se da raiz grega Hidro, que tem o significado de água, por essa razão entendem-se por Hidráulica todas as leis e comportamentos relativos à água ou outro fluido, ou seja, Hidráulica é o estudo das características e uso dos fluidos sob pressão.
Desde tempos imemoriais o homem vem utilizando a hidráulica e pneumática como meio de racionalização do trabalho. Encontramos, na história, indicações do uso de ar comprimido há mais de 2000 anos. Embora fossem máquinas construídas com técnicas rudimentares, representavam um avanço tecnológico enorme para a época.
Os antigos possuíam um elevado conhecimento nas áreas de hidráulica e pneumática (considerando-se os recursos da época). Entretanto, devido à falta de recursos e incentivos, a maior parte destes conhecimentos perdeu-se através dos séculos. Restaram, porém, informações sobre a maneira como eles produziam e utilizavam o ar comprimido em suas máquinas. Sabemos, também, que os antigos já aproveitavam a força gerada pela dilatação do ar aquecido e a força produzida pelo vento. Em suas máquinas pneumáticas, utilizavam cilindros de madeira dotados de êmbolo, acionados por ar comprimido através de um pistão.
O desenvolvimento da energia pneumática passou por séculos de paralisação, renascendo apenas nos séculos XVI e XVII, com as descobertas dos grandes pensadores e cientistas como Galileu, Bacon, Robert Boyle, Otto Von Guericke, entre outros. Novas observações sobre as leis físicas como as leis de transformação dos gases, levaram a novas descobertas e invenções. Foram desenvolvidos novas máquinas e instrumentos para facilitar o trabalho do homem.
Com a invenção da máquina a vapor de Watt, tem-se um novo impulso no desenvolvimento tecnológico da humanidade. É o início da era da máquina. Com o desenvolvimento de novas técnicas de aplicação do ar comprimido, surgem novas aplicações e novos conhecimentos.
Com a constante evolução tecnológica, tem-se no mercado a intensa necessidade de se desenvolverem técnicas de trabalho que possibilitem ao homem o aprimoramento nos processos produtivos e a busca da qualidade.
Atualmente, o ar comprimido é utilizado em larga escala em máquinas e equipamentos devido às suas características: simplicidade de manipulação, baixo custo de implantação, operação sem fadiga, etc.
AUTOMAÇÃO 8
Porém, pode-se notar que a hidráulica está presente em todos os setores industriais. Amplas áreas de automatização foram possíveis com a introdução de sistemas hidráulicos para controle de movimentos.
2. Características e Vantagens da Pneumática
2.1. Vantagens
Quantidade: o ar, para ser comprimido, se encontra em quantidades ilimitadas praticamente em todos os lugares.
Transporte: o ar comprimido é facilmente transportável por tubulações. Não há necessidade de preocupação com o retorno.
Armazenamento: o ar comprimido pode ser armazenado em reservatórios para uso posterior, podendo, inclusive, ser transportado.
Limpeza: o ar comprimido é limpo, isto é, não polui o ambiente. Pode ser utilizado em qualquer tipo de indústria (alimentícia, química, etc.).
Segurança: equipamentos que trabalham com ar comprimido, por trabalharem com pressões moderadas, não possuem perigo de explosão.
Velocidade: o ar comprimido permite alcançar altas velocidades de trabalho.
Redução dos custos operacionais: liberação do homem de tarefas repetitivas e aumento da produtividade.
Resistência a ambientes hostis: toleram facilmente ambientes agressivos como atmosfera corrosiva, poeira, umidade, etc.
Simplicidade de manipulação: não necessitam operadores super especializados.
Robustez dos componentes: seus componentes resistem bem aos ambientes agressivos onde estão sujeitos a golpes e vibrações.
2.2. Limitações
O ar comprimido necessita ser preparado para poder ser utilizado. É necessário eliminar impurezas como poeiras e partículas sólidas, além da umidade que pode provocar corrosão e desgastes dos equipamentos.
Pelo fato do ar ser altamente compressível, o ar comprimido não permite a obtenção de acionamentos com velocidades uniformes e constantes. Também é impossível se obter paradas intermediárias precisas.
A pressão máxima de utilização do ar comprimido é de 1723,6 kPa, o que resulta em forças muito pequenas quando comparadas a outros sistemas. Acima desta pressão o uso do ar comprimido torna-se economicamente inviável.
Suas propriedades físicas impedem a obtenção de velocidades muito baixas.
O escape do ar para a atmosfera é muito ruidoso o que o torna um poluidor sonoro.
AUTOMAÇÃO 9
3. Propriedades Físicas do Ar
3.1. Compressibilidade
É a propriedade do ar que permite que o seu volume seja reduzido através da aplicação de uma força.
3.2. Elasticidade
Propriedade que permite que o ar retorne ao seu volume inicial uma vez extinta a força responsável pela redução do seu volume.
3.3. Difusibilidade
Propriedade que permite ao ar misturar-se a qualquer outro meio gasoso que não esteja saturado.
AUTOMAÇÃO 10
3.4. Expansibilidade
Propriedade que possibilita ao ar ocupar totalmente o volume de qualquer recipiente.
3.5. Lei dos Gases Perfeitos
Um gás que obedeça esta lei é denominado de gás perfeito (ou ideal). Este gás não existe, porém quando a pressão não é muito elevada, alguns gases podem ser tratados como tal.
3.5.1. Lei de Gay-Lussac
O volume de um gás armazenado a uma temperatura constante, é inversamente proporcional à pressão absoluta, o produto da pressão absoluta e o volume é constante, para um gás perfeito.
teConsVPVPVP tan3.32.21.1
3.5.2. Lei de Boyle-Mariote
Se a um volume de ar comprimido, aplicarmos uma fonte de calor, a temperatura e o volume do ar aumentam se a pressão permanecer constante. A este fenômeno damos o nome de transformação isobárica.
teConsT
V
T
Vtan
2
2
1
1
O resultado das duas leis acima resulta na equação geral do estado dos gases:
teConsT
xVP
T
xVPtan
2
22
1
11
AUTOMAÇÃO 11
3.6. Pressão
É o resultado de uma força agindo em uma determinada área
A
F P
No S.I. F - Newton (Força)
P - Newton/m2 (Pressão) A - m2 (Área)
No MKS* F - kgf (Força) P - kgf/cm2 (Pressão) A - cm2 (Área)
Temos que: 1 kgf = 9,8 N
3.6.1. Princípio de Pascal
Constata-se que o ar é muito compressível sob ação de pequenas forças. Quando contido em um recipiente fechado, o ar exerce uma pressão igual sobre as paredes, em todos os sentidos. Por Blaise Pascal temos: "A pressão exercida em um líquido confinado em forma estática atua em todos os sentidos e direções, com a mesma intensidade, exercendo forças iguais em áreas iguais".
3.6.2. Pressão Manométrica
É a pressão medida nos instrumentos de medição
3.6.3. Pressão Atmosférica
As camadas de ar exercem uma força (peso) sobre a superfície da terra. A pressão resultante dessa força é denominada pressão atmosférica.
Conforme podemos observar na tabela abaixo, a pressão atmosférica varia de acordo com a altitude.
Altitude em m Pressão em kgf/cm² Altitude em m Pressão em 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
AUTOMAÇÃO 12
800 0.936 9000 0.313
900 0.925 10000 0.270
3.6.4. Pressão Absoluta
A pressão absoluta é a soma da Pressão Atmosférica e da Pressão manométrica. Quando representamos a pressão absoluta devemos acrescentar ao final da unidade a letra a.
3.6.5. Relação de Compressão
Representam quantas vezes a pressão absoluta é maior que a pressão atmosférica.
Patm
PabsRC
3.6.6. Unidades de Pressão
ATM Atmosferas
Kg/cm² Quilograma por centímetro quadrado
Bar Báreas
PSI Libra por polegada quadrada (lb/pol²) Relação entre as unidades de pressão
DE PARA MULTIPLICAR
PSI atm 0,06804
PSI bar 0,0671
PSI Kg/cm² 0,07031
atm PSI 14,7
atm bar 1,013
atm Kg/cm² 1,033
bar PSI 14,5
bar atm 0,9869
bar Kg/cm² 1,02
Kg/cm² bar 0,9678
Kg/cm² PSI 14,22
Kg/cm² atm 0,9678
3.7. Vazão
A vazão de um fluído representa o volume deslocado do mesmo por unidade de tempo.
t
VQ
Q Vazão V Volume T Tempo
AUTOMAÇÃO 13
3.7.1. Unidades de Vazão
L/s Litros por segundo
L/min Litros por minuto
m³/min metro cúbico por minuto
m³/h metro cúbico por hora
pcm pés cúbicos por minuto Relação entre as unidades de vazão
DE PARA MULTIPLICAR
pcm L/s 0,472
pcm m³/min 0,02832
pcm m³/h 1,69923
L/s m³/min 0,06
L/s Pcm 2,1186
m³/min pcm 35,31
Estas unidades se referem a quantidade de ar comprimido efetivamente nas condições de temperatura e pressão no local onde está instalado o compressor. Como estas condições variam em função da altitude, umidade relativa e temperatura, são definidas condições padrão de medidas, sendo que as mais usadas são:
N m³/h – Normal metro cúbico por hora – definido a pressão de 1,033 Kg/cm², temperatura de 0°C e umidade relativa de 0%.
SCFM – Standard cubic feet per minute – definida a pressão de 14,7 lb/pol², temperatura de 60°F e umidade relativa de 0%.
4. Produção do Ar Comprimido
4.1. Compressor
Compressores são máquinas destinadas a elevar a pressão de um certo volume de ar, admitido nas condições atmosféricas, até uma determinada pressão, exigida na execução dos trabalhos.
Os compressores dividem-se em dois grupos principais segundo os princípios de trabalho:
Compressores de deslocamento positivo: baseia-se no princípio da redução de volume. O ar é sugado para um ambiente fechado onde, posteriormente, o tamanho deste ambiente é gradualmente reduzido, realizando-se a compressão. Em geral, são utilizados onde se exige um consumo relativamente elevado e constante.
AUTOMAÇÃO 14
Compressores de deslocamento dinâmico: a pressão é obtida por conversão da energia cinética em energia de pressão. O ar é acelerado, adquirindo energia cinética e, posteriormente, seu escoamento é retardado por meio de difusores, obrigando a uma elevação.
4.1.1. Tipos de Compressores
4.1.2. Compressor de êmbolo Linear
4.1.2.1. Êmbolo
Este compressor é um dos mais usados e conhecidos, pois ele é apropriado não só para compressão a pressões baixas e médias, mas também para pressões altas.
O movimento alternativo é transmitido para o pistão através de um sistema biela-manivela, fazendo assim ele subir e descer.
Iniciando o movimento descendente, o ar é aspirado por meio de válvulas de admissão, preenchendo a câmara de compressão. A compressão do ar tem início com o movimento de subida. Após obter-se uma pressão suficiente para abrir a válvula de descarga, o ar é expulso para o sistema.
4.1.2.2. Membrana
Mediante uma membrana o êmbolo fica separado da câmara de sucção e compressão, neste caso o ar não terá contato com as partes deslizantes, e o ar fica isento de resíduos de óleo.
4.1.3. Compressor Rotativo
4.1.3.1. Palhetas
É constituído de uma carcaça, na qual gira e está montado, excentricamente, um rotor cilíndrico. O rotor é dotado
Êmbolo Linear Rotativos Turbo Compressores
Êmbolo
Membrana
Palhetas
Parafuso
Roots
Radial
Axial
AUTOMAÇÃO 15
de ranhuras, onde se alojam as palhetas possibilitando que elas se movimentem radialmente em seu interior. As palhetas são forçadas contra as paredes internas da carcaça por ação de molas. Anéis guias (Anéis de Wittig) impedem que os palhetas entrem em contato direto com as paredes da carcaça, além de diminuir o atrito.
Quando o rotor gira, as palhetas acompanham as paredes internas da carcaça ou anéis, formando câmaras ou células. No setor onde o volume aumenta, devido à excentricidade, existem aberturas na carcaça possibilitando a entrada de ar. Quando uma segunda palheta passa por essa abertura, limita-se uma câmara e o volume demarcado começa a diminuir, iniciando-se a compressão. Esta continua até que a pressão da câmara seja igual na linha do lado da descarga. Neste ponto, a primeira palheta passa pela abertura de exaustão, permitindo a eliminação do ar de forma contínua.
Este tipo de compressor requer lubrificação abundante, o que implica na instalação de um sistema de recuperação do óleo lubrificante. Existem versões não lubrificadas que, entretanto, necessitam ser construídas com materiais especiais.
O campo mais usual de aplicação deste compressor está entre capacidades de 6 a 85 m³/min, e pressões que variam de 0,5 a 10,5 kgf/cm².
4.1.3.2. Parafuso
Este compressor é dotado de uma carcaça onde giram dois rotores helicoidais em sentidos opostos. Um dos rotores possui lóbulos convexos, o outro uma depressão côncava. Os rotores são sincronizados por meio de engrenagens ou por contato direto.
Nas extremidades da câmara existem aberturas para admissão e descarga do ar. O ar a pressão atmosférica ocupa espaço entre os rotores e, conforme eles giram, o volume compreendido entre os mesmo é isolado da admissão. Em seguida começa a decrescer dando início à compressão. A ausência de válvulas de admissão, de descarga e forças mecânicas desbalanceadas permite que o compressor de parafuso opere com altas velocidades no eixo. Isto permite combinar elevadas capacidades com reduzidas dimensões externas.
Existindo uma folga entre os rotores e estes e a carcaça, evita-se o contato metal-metal. Conseqüentemente, não havendo necessidade de lubrificação, o ar é fornecido sem resíduo de óleo. As pressões de trabalho são preestabelecidas de 0,3 a 17 kgf/cm² normalmente com produção de 10 m³/min até 600 m³/min. Dependendo da fabricação, a capacidade produzida pode ser regulada através de válvulas de admissão do ar, as quais modulam automaticamente a produção do equipamento, em função do consumo.
4.1.3.3. Roots
São unidades basicamente constituídas de um par de rotores, alojados numa carcaça em que se entrelaçam em rotação contrária, obtendo-se a sincronização dos movimento por meio de engrenagens externas.
Durante a rotação, um determinado volume de ar é isolado da admissão pelos rotores e câmara, sendo transferido para o lado da descarga. Quando o rotor passa pela abertura de
AUTOMAÇÃO 16
descarga, o ar já comprimido do lado da descarga entra e ocupa o volume que fora isolado da admissão. Desta forma, a máquina recebe a contrapressão diretamente. Em conseqüência a compressão ocorre devido à contrapressão, mas sem compressão contínua.
Especificamente é um compressor de deslocamento positivo, mas seu regime de trabalho está limitado a baixas razões de pressão. O seu campo de aplicação está entre pressões de 0,1 e 1,0 kgf/cm² e seu deslocamento é de 3 a 300 m³/min.
4.1.4. Turbo Compressor
4.1.4.1. Radial
O ar é acelerado a partir do centro de rotação em direção à periferia. Quando vários estágios estão reunidos em uma carcaça única, o ar é obrigado a passar por um difusor antes de ser conduzido ao centro de rotação do estágio seguinte, causando conversão da energia cinética em energia de pressão. A relação de compressão entre os estágios é determinada pelo desenho da hélice, sua velocidade tangencial e a densidade do gás.
O resfriamento entre os estágios, a princípio, era realizado através de camisas d'água nas paredes internas do compressor. Atualmente existem resfriadores intermediários separados, de grande porte, por onde o ar é dirigido após dois ou três estágios, antes de ser injetado no grupo seguinte.
Estes compressores requerem altas velocidades de trabalho (até 1.667 rps) o que implica em um deslocamento mínimo de ar (0,1667 m3/s). São utilizados onde se exige grandes volumes de ar comprimido.
4.1.4.2. Axial
O ar é acelerado ao longo do eixo por uma série de lâminas rotativas. Entre cada conjunto de lâminas do rotor existe um conjunto de lâminas fixas, presas à carcaça, pelas quais o ar passa alternadamente, sendo impelido a alta velocidade, corrigindo-se o seu turbilhonamento. A seguir, o fluxo é dirigido para o estágio subseqüente, onde uma transformação parcial da velocidade em pressão é executada simultaneamente.
Os compressores de fluxo axial tendem a produzir uma vazão constante a razões de pressão variáveis. Possuem maior capacidade de deslocamento mínimo 900 m3/min; rotações mais elevadas até 1200 rps; pressões efetivas até 14 kgf/cm2; fornecem ar isento de óleo. Possuem maior eficiência que os centrífugos para alta capacidade.
4.2. Sistema de Refrigeração dos Compressores
A refrigeração tem por finalidade remover o calor gerado entre os estágios de compressão, visando:
AUTOMAÇÃO 17
- Manter baixa a temperatura das válvulas, do óleo lubrificante e do ar que está sendo comprimido.
- Aproximar a compressão da isotérmica.
- Evitar deformação do cabeçote.
- Aumentar a eficiência do compressor.
Um resfriamento intermediário ideal é aquele em que a temperatura do ar na saída do resfriador intermediário é igual à temperatura de admissão deste ar. O resfriamento pode ser realizado por meio de ar em circulação, ventilação forçada ou água, sendo que o resfriamento a água é o ideal por provocar a condensação de umidade.
4.2.1. Resfriamento à água
Os blocos dos cilindros são dotados de paredes duplas, entre as quais circula água. A superfície que exige um melhor resfriamento é a do cabeçote, pois permanece em contato com o gás ao fim da compressão.
Os compressores resfriados à água necessitam atenção constante, para que o fluxo refrigerante não sofra qualquer interrupção, o que acarretaria um aumento sensível na temperatura de trabalho. Alguns tipos de compressores possuem, no sistema de resfriamento, válvulas termostáticas, visando assegurar o seu funcionamento e protegendo-o contra a temperatura excessiva.
4.2.2. Resfriamento a ar
Compressores pequenos e médios podem ser, vantajosamente, resfriados a ar num sistema muito prático, particularmente em instalações ao ar livre ou onde o calor pode ser retirado facilmente das dependências. O resfriamento a ar pode ser feito por circulação natural ou ventilação forçada.
4.3. Manutenção do Compressor
Esta é uma tarefa importante dentro do setor industrial. É imprescindível seguir as instruções recomendadas pelo fabricante.
Será necessário um plano de manutenção semanal onde será programada uma verificação no nível de lubrificação, especialmente nos mancais do compressor, motor e carter. Também será prevista a limpeza do filtro de ar, a verificação da válvula de segurança e da tensão das correias. Periodicamente, será verificada a fixação do volante sobre o eixo de manivelas.
Em caso de aquecimento exagerado, observe: - Falta de óleo no carter. - Válvulas presas. - Ventilação insuficiente. - Válvulas sujas. - Óleo do carter viscoso demais. - Válvulas de recalque quebradas. - Filtro de ar entupido. Em caso de barulho anormal ou “batidas”, observe: - Carvão no pistão. - Folga ou desgaste nos pinos que prendem as buchas e os pistões. - Jogo nos mancais das buchas no eixo das manivelas.
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- Desgaste nos mancais principais. - Válvulas mal assentadas. - Volante solto. Se os períodos de funcionamento são mais longos que os normais, isto pode ser devido a: - Entupimento do filtro de ar. - Perda de ar nas linhas. - Válvulas sujas ou emperradas. - Necessidade de maior capacidade de ar.
4.4. Capacidade de Um Compressor
4.4.1. Descarga Livre Padrão – d.l.p.
As normas DIN-1945, 1962; BS 1571, 1949 ASME – PTC 9, especificam as condições para medida da capacidade e estabelecem tolerâncias para os resultados. A capacidade é expressa pela quantidade de ar livre descarregada, corrigida para as condições de pressão, temperatura e umidade existentes na admissão. São adotados como padrão para estes testes temperatura de 15°C, umidade relativa 36% e 760 mm Hg.
A d.l.p. corrigida deve ser garantida até 3% para compressores com capacidade de 1,7 m³/min
e acima. Para compressores de capacidade inferior, a tolerância é de 5%. Normalmente a d.l.p. é expressa em Nm³/min ou Scfm
4.4.2. Descarga Livre Efetiva – d.l.e. (Produção Efetiva)
A descarga livre efetiva (d.l.e.) de um compressor é o volume de gás ou ar realmente liberado a uma pressão final especificada, considerando-se as condições de admissão como pressão de admissão, temperatura, composição deste ar. Esta d.l.e. pode ser obtida por medição ou calculada, multiplicando-se o volume de ar deslocado pelo rendimento volumétrico
A d.l.e. é expressa em m³/min, dm³/s, cfm, a uma pressão p.
4.4.3. Regulagem de Capacidade
De modo geral, na maioria das instalações industriais, o consumo de ar é variável. Surge, então, o problema de adequação do compressor para a demanda real, ocasionando a necessidade da regulagem de capacidade. O tipo de regulagem dependerá das características do compressor, do método de acionamento, da rede de distribuição, etc.
Os métodos utilizados para regulagem de capacidade são: - Estrangulamento da admissão; - Fechamento total da admissão; - Descarga para a atmosfera; - Readmissão do ar comprimido ou By Pass; - Variação da velocidade do motor de acionamento; - Variação do rendimento volumétrico; - Partida e parada automática do motor elétrico; - Método de alívio nas válvulas de admissão; - Método combinado – Parada/Partida do motor com válvulas em alívio;
Dentre os métodos acima, os mais utilizados são:
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A. Partida/Parada – este controle é sensível à pressão do ar e atua sobre o motor num momento predeterminado. Quando o ar no reservatório atinge a pressão desejada, o pressostato desliga o motor fazendo parar a unidade. Quando a pressão atinge certo limite inferior, o pressostato religa o equipamento.
B. “By Pass” – neste tipo de controle, o motor trabalha continuamente e o compressor, ora comprimindo, ora não, mantém uma determinada pressão, com o auxílio de descarregadores na sucção. Este controle é recomendado quando ocorre elevado número de paradas e partidas que acarretam grandes esforços no motor e nos mancais do compressor.
Método Combinado– é constituído dos controles By Pass e de Partida/Parada. Deve ser utilizado nos casos em que a demanda de ar permanece fixa por determinados períodos de tempo e variável em outros.
4.4.4. Observações para Instalação de Um Compressor
Na instalação de um compressor devem ser considerados os seguintes princípios:
1 – A instalação deve ser feita em local limpo, para que o ar ambiente, isento de poeira, deixe o filtro trabalhar com eficiência.
2 – O local deve receber ventilação suficiente para resfriar o compressor e o ar comprimido.
3 – Colocar o compressor o mais próximo possível do ponto de utilização para evitar perda de pressão na linha.
4 – Evitar curvas e conexões na tubulação.
5 – Manter espaço conveniente entre o compressor e as paredes (se houver) para permitir o resfriamento e facilitar a manutenção.
5. Preparação e Distribuição do Ar Comprimido
5.1. Umidade
O ar, à temperatura e pressão normais, contém um certa quantidade de água. A quantidade de água contida no ar está relacionada com sua temperatura e volume. Quando o ar é comprimido, seu volume se reduz, o que implica em redução da capacidade de reter água. Por outro lado, sua pressão aumenta devido à redução de volume, o que faz com que a temperatura aumente. O aumento de temperatura aumenta a capacidade de retenção de água pelo ar. Temos, assim, um equilíbrio entre pressão, temperatura e volume de forma que a água contida no ar continuará sob a forma de vapor e não se condensará.
Uma vez lançado na rede de distribuição, o ar começa a perder temperatura e a resfriar-se. Como o seu volume e pressão se mantém, a capacidade de reter água diminui. Desta forma, o vapor d’água contido no ar comprimido começa a condensar-se e a precipitar-se na tubulação. Isto trará como conseqüências:
- oxidação das tubulações e componentes pneumáticos; - aumento do índice de manutenção; - provoca golpes de aríete nas superfícies adjacentes; - impossibilidade de aplicação deste ar para instrumentação; - impossibilidade de aplicação em equipamentos de pulverização; - destruição da película lubrificante, acarretando desgaste prematuro e redução da
vida útil de peças e equipamentos;
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Portanto, é da maior importância que a água, bem como outras impurezas como óleo e poeira sejam retirados do ar para evitar redução na eficiência dos equipamentos pneumáticos.
5.2. Resfriador Posterior
Para resolver de maneira eficaz o problema inicial da água nas instalações de ar comprimido, o equipamento mais completo é o resfriador posterior, localizado entre a saída do compressor e o reservatório. O resfriador posterior é simplesmente um trocador de calor utilizado para resfriar o ar comprimido. Como conseqüência deste resfriamento, consegue-se retirar de 75% a 90% do vapor de água contido no ar, bem como vapores de óleo; além de evitar que a linha de distribuição sofra uma dilatação causada pala alta temperatura de descarga do ar o que viria a acarretar choques térmicos e trincamentos nas uniões soldadas.
Um resfriador posterior é constituído basicamente de duas partes: um corpo geralmente cilíndrico onde se alojam feixes de tubos confeccionados com materiais de boa condução de calor. A segunda parte é um separador de condensado dotado de dreno.
O ar proveniente do compressor é obrigado a passar através de tubos, sempre em sentido oposto ao fluxo da água de refrigeração, que é mudado constantemente de direção por placas defletoras, garantindo, desta forma, uma maior dissipação de calor. Na saída está o separador. Devido à sinuosidade do caminho que o ar deve percorrer, provoca-se a eliminação da água condensada, que fica retida numa câmara. A parte inferior do separador é dotada de um dreno manual ou automático, através do qual a água condensada é expulsa para a atmosfera.
A temperatura na saída do resfriador dependerá da temperatura que o ar é descarregado, da temperatura da água de refrigeração e do volume de água necessário para a refrigeração. Portanto deve-se atentar para estes detalhes ou a eficiência do resfriador será comprometida.
5.2.1. Reservatório de Ar Comprimido
Em geral, o reservatório possui as seguintes funções:
- Armazenar ar comprimido; - Estabilizar o fluxo de ar; - Controlar as marchas dos compressores; - Compensar as flutuações de pressão no sistema; - Resfriar o ar, auxiliando a eliminação do condensado;
Nenhum reservatório deve operar com uma pressão acima da pressão máxima de trabalho permitida. Os reservatórios devem ser instalados de modo que todos os drenos, conexões e aberturas de inspeção sejam facilmente acessíveis. Devem ser instalados, preferencialmente, fora da casa dos compressores, na sombra, para facilitar a condensação de umidade. Devem possuir um dreno na parte mais baixa (preferencialmente automático) para remoção do condensado.
Os reservatórios são dotados, ainda, de manômetro, válvulas de segurança, e são submetidos a um a prova de pressão hidrostática, antes da utilização.
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O volume do reservatório está em função da capacidade do compressor, do método de regulagem de capacidade utilizado e do consumo de ar. Nas indústrias, de um modo geral, a forma mais comum de realizar a regulagem de capacidade de um compressor é pelo método de alívio nas válvulas de admissão, partida e parada automática do motor elétrico ou a associação dos dois tipos mencionados. O ciclo de operações do compressor não deverá ser muito curto, pois provoca desgastes desnecessários em alguns de seus componentes mecânicos e comandos elétricos, causando alterações da carga na rede elétrica.
5.2.2. Desumidificação do Ar
O ideal seria eliminar a umidade do ar de modo absoluto. Entretanto, isto é praticamente impossível. Ar seco industrial não é aquele totalmente isento de água; é o ar que, após um processo de desidratação, flui com um conteúdo de umidade residual de tal ordem que possa ser utilizado sem qualquer inconveniente.
Os processos para secagem do ar são múltiplos. Entretanto examinaremos apenas os três mais importantes. A água residual pode ser retirada por um dos seguintes métodos de secagem:
- Expansão - Sobre Pressão - Refrigeração - Absorção - Adsorção - Combinação dos métodos acima
5.2.2.1. Secagem por Refrigeração
O método de desumidificação por refrigeração consiste em submeter o ar a uma temperatura suficientemente baixa, a fim de que a quantidade de água existente seja retirada em grande parte. Além de remover a água, provoca, no compartimento de resfriamento, uma emulsão com o óleo lubrificante do compressor, auxiliando na remoção de certa quantidade.
O método de secagem por refrigeração é bastante simples. O ar comprimido entra, inicialmente, em um pré-resfriador (trocador de calor) sofrendo uma queda de temperatura causada pelo ar que sai do resfriador principal. No resfriador principal o ar é resfriado ainda mais, pois está em contato com um circuito de refrigeração. Durante esta fase, a umidade presente no AC forma pequenas gotas de água chamadas condensado e que são eliminadas pelo separador, onde a água depositada é evacuada através de um dreno.
A temperatura do A.C. é mantida entre 0,65 e 3,2 °C no resfriador principal, por meio de um termostato que atua sobre o compressor de refrigeração.
O A.C. seco volta novamente ao trocador de calor inicial, causando o pré-resfriamento do ar úmido de entrada, coletando parte do calor deste ar. O calor adquirido serve para recuperar sua energia e evitar o resfriamento por expansão que ocasionaria a formação de
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gelo, caso fosse lançado a uma baixa temperatura na rede de distribuição, devido à alta velocidade.
5.2.2.2. Secagem por Absorção
É a fixação de um absorto, geralmente líquido ou gasoso, no interior da massa de um absorsor sólido, resultante de um conjunto de reações químicas. Em outras palavras, é o método que utiliza em um circuito uma substância sólida ou líquida, com capacidade de absorver outra substância líquida ou gasosa.
Este processo é também chamado de Processo Químico de Secagem, pois o ar é conduzido no interior de um volume através de uma massa higroscópica, insolúvel ou deliqüescente que absorve a umidade do ar, processando-se uma reação química.
As substâncias higroscópicas são classificadas como insolúveis quando reagem quimicamente com o vapor de água sem se liquefazerem. São deliqüescentes quando, ao absorver o vapor d’água, reagem e tornam-se líquidas. As principais substâncias utilizadas são: Cloreto de Cálcio, Cloreto de Lítio, Dry-o-Lite.
Com a conseqüente diluição das substâncias, é necessária uma reposição regular, caso contrário o processo torna-se deficiente. A umidade retirada e a substância diluída são depositadas na parte inferior do invólucro, junto a um dreno, de onde são eliminadas para a atmosfera.
5.2.2.3. Secagem por Adsorção
É a fixação das moléculas de um adsorvato na superfície de um adsorvente geralmente poroso e granulado. Este método também é conhecido por Processo Físico de Secagem.
O processo de adsorção é regenerativo; a substância adsorvente, após estar saturada de umidade, permite a liberação da água quando submetida a um aquecimento regenerativo. As substâncias mais utilizadas são: Óxido de Silício SiO2 (Sílica Gel), Alumina Ativada Al2O3, Rede Molecular (NaAlO2SiO2), Sorbead.Ao realizar-se a secagem do ar com as diferentes substâncias, é importante atentar para a máxima temperatura do ar a ser seco, como também para a temperatura de regeneração da substância. Na saída do ar deve ser prevista a colocação de um filtro para eliminar a poeira das substâncias, bem como deve ser montado um filtro de carvão ativo antes da entrada do secador, para eliminar resíduos de óleo, que, em contato com as substâncias de secagem, causam a sua impregnação.
5.3. Rede de Distribuição
É de importância não somente o correto dimensionamento, mas também a montagem das tubulações. As tubulações de ar comprimido requerem uma manutenção regular, razão
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pela qual as mesmas não devem, dentro do possível, ser montadas dentro de paredes ou cavidades estreitas, pois isto dificulta a detecção de fugas de ar. Pequenos vazamentos são causas de consideráveis perdas de pressão, conforme mostra a figura abaixo.
As tubulações, em especial as redes em circuito aberto, devem ser montadas com um declive de 0,5 a 2% na direção do fluxo. Por causa da formação de água condensada, é fundamental, em tubulações horizontais, instalar os ramais de tomadas de ar na parte superior do tubo principal. Para interceptar e drenar a água condensada devem ser instaladas derivações com drenos na parte inferior da tubulação principal. As curvas devem ser evitadas ao máximo e, se houverem, devem possuir raio mínimo igual a duas vezes o diâmetro do tubo.
Um sistema de distribuição perfeitamente executado deve apresentar os seguintes requisitos:
- Pequena queda de pressão. - Não apresentar escape de ar. - Apresentar grande capacidade de realizar separação de condensado.
5.3.1. Topologias
Visando melhor performance na distribuição do ar, a definição do layout é importante. Este deve ser construído em desenho isométrico ou escala, permitindo a obtenção do comprimento das tubulações nos diversos trechos. O layout apresenta a rede principal de distribuição, suas ramificações, todos os pontos de consumo, incluindo futuras aplicações; qual a pressão destes pontos, e a posição de válvulas de fechamento, moduladoras, conexões, curvaturas, separadores de condensado, etc. Através do layout, pode-se então definir o menor percurso da tubulação, acarretando menores perdas de carga e proporcionando economia.
Em relação ao tipo de linha a ser executado, anel fechado (circuito fechado) ou circuito aberto, devem-se analisar as condições favoráveis e desfavoráveis de cada uma. Geralmente a rede de distribuição é em circuito fechado, em torno da área onde há necessidade do ar comprimido. Deste anel partem as ramificações para os diferentes pontos de consumo.
O Anel fechado auxilia na manutenção de uma pressão constante, além de proporcionar uma distribuição mais uniforme do ar comprimido para os consumos intermitentes. Dificulta porém a separação da umidade, porque o fluxo não possui uma direção; dependendo do local de consumo, circula em duas direções. Existem casos em que o circuito aberto deve ser feito, por ex.: área onde o transporte de materiais e peças é aéreo, pontos isolados, pontos distantes, etc; neste caso, são estendidas linhas principais para o ponto.
5.3.2. Inclinação
As tubulações devem possuir uma determinada inclinação no sentido do fluxo interior, pois, enquanto a temperatura de tubulação for maior que a temperatura de saída do ar após os secadores, este sairá praticamente seco, se a temperatura da tubulação baixar, haverá, embora raramente, precipitação de água.
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A inclinação serve para favorecer o recolhimento desta eventual condensação e das impurezas devido à formação de óxido, levando-as para o ponto mais baixo, onde são eliminadas para a atmosfera, através do dreno.
O valor desta inclinação é de 0,5 a 2% em função do comprimento reto da tubulação onde for executada. Os drenos, colocados nos pontos mais baixos, de preferência devem ser automáticos.
Se a rede é relativamente extensa, recomenda-se observar a colocação de mais de um dreno, distanciados aproximadamente 20 a 30m um do outro.
5.3.3. Drenagem de Umidade
Com os cuidados vistos anteriormente para eliminação do condensado, resta uma umidade remanescente, a qual deve ser removida ou até mesmo eliminada, em caso de condensação da mesma.
Para que a drenagem eventual seja feita, devem ser instalados drenos (purgadores), que podem ser manuais ou automáticos, com preferência para o último tipo. Os pontos de drenagem devem se situar em todos os locais baixos da tubulação, fim de linha, onde houver elevação de linha, etc.
Nestes pontos, para auxiliar a eficiência da drenagem, podem ser construídos bolsões, que retêm o condensado e o encaminham para o purgador. Estes bolsões, construídos, não devem possuir diâmetros menores que o da tubulação. O ideal é que sejam do mesmo tamanho.
5.3.4. Tomadas de Ar
Devem ser sempre feitas pela parte superior da tubulação principal, para evitar os problemas de condensado já expostos. Recomenda-se ainda que não se realize a utilização direta do ar no ponto terminal do tubo de tomada.
No terminal, deve-se colocar uma pequena válvula de drenagem e a utilização deve ser feita um pouco mais acima, onde o ar, antes de ir para a máquina, passa através da unidade de condicionamento.
5.3.5. Vazamentos
As quantidades de ar perdidas através de pequenos furos, acoplamentos com folgas, vedações defeituosas, etc., quando somadas, alcançam elevados valores. A importância econômica desta contínua perda de ar torna-se mais evidente quando comparada com o consumo de um equipamento e a potência necessária para realizar a compressão.
5.3.6. Dimensionamento
O diâmetro da tubulação deve ser escolhido de maneira que, se o consumo aumentar, a queda de pressão entre o reservatório e o consumo não ultrapasse 10 kPa (0,1 bar).
A perda de carga é decorrente do atrito do ar contra as paredes das tubulações. Quanto mais longa, maior será a perda. Além de considerar o comprimento físico da tubulação, deve
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ser dada especial atenção às válvulas e conexões instaladas na linha, porque pelas suas características geométricas, dimensões ou princípios de funcionamento, provocam perdas localizadas.
Para realizar o dimensionamento da rede é necessário: - Fluxo máximo requerido (consumo de ar) - Pressão - Comprimento da tubulação - Previsão de ampliação - Todas as válvulas e conexões com seus respectivos comprimentos equivalentes As válvulas são de grande importância na rede de distribuição para permitir a divisão
desta em seções, especialmente em casos de grandes redes, fazendo com que as seções tornem-se isoladas para inspeção, modificações e manutenção.
As ligações roscadas são comuns, devido ao baixo custo e facilidade de montagem e desmontagem. Para evitar vazamentos nas roscas é importante a utilização da fita Teflon, devido às imperfeições existentes na confecção das roscas.
A união realizada por solda oferece menor possibilidade de vazamento, se comparada à união roscada, apesar de um custo maior. As uniões soldadas devem estar cercadas de certos cuidados, as escamas de óxido têm que ser retiradas do interior do tubo, o cordão de solda deve ser o mais uniforme possível.
De maneira geral, a utilização de conexões roscadas se faz até diâmetros de 3". Para valores acima, normalmente recomendam-se conexões soldadas, que podem ser por topo para tubos, soquete para curvas, flanges e válvulas. Para instalações que devem apresentar um maior grau de confiabilidade, recomenda- se uso de conexões flangeadas e soldadas.
As curvas devem ser feitas no maior raio possível, para evitar perdas excessivas por
As tubulações devem possuir uma determinada inclinação no sentido do fluxo interior. O valor desta inclinação é de 0,5 a 2% em função do comprimento reto da tubulação onde for executada.
Os drenos, colocados nos pontos mais baixos, de preferência devem ser automáticos. Se a rede é relativamente extensa, recomenda-se observar a colocação de mais de um dreno, distanciados aproximadamente 20 a 30m um do outro.
As derivações devem ser sempre feitas pela parte superior da tubulação principal, para evitar os problemas de condensado. Recomenda-se ainda que não se realize a utilização direta do ar no ponto terminal do tubo de tomada. No terminal, deve-se colocar uma pequena válvula de drenagem e a utilização deve ser feita um pouco mais acima, onde o ar, antes de ir para a máquina, passa através da unidade de condicionamento.
Através da equação abaixo, poderemos calcular a perda de carga na rede de distribuição.
5
85,13
.
..exp.663785,1.10
Pp
LrQD
Onde:
p = perda de carga – não deve ser superior a 0,3 kgf/cm², em caso de grandes redes pode chegar no máximo a 0,5 kgf/cm². Q = vazão de ar em Nm³/s Lr = comprimento real da tubulação em metros
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P = pressão absoluta em kgf/cm² D = diâmetro interno da tubulação em mm
5.4. Exercícios
Uma empresa vai instalar uma unidade nova onde necessita preparar toda a geração, tratamento e distribuição para novas máquinas. Esta empresa adquiriu 10 máquinas conforme a figura 1, e ao longo dos próximos cinco anos deverá aumentar sua produção comprando mais quatro máquinas, ou seja, um aumento de 40% no consumo do ar para os próximos cinco anos. Dispondo destes dados faça o projeto da rede pneumática para alimentar estes equipamentos. Cada máquina executa 10 ciclos por minuto.
Dados do cilindro 1 Diâmetro do embolo: D= _____mm. Diâmetro da haste: d=25mm. Pressão de trabalho: P=6kgf/cm². Curso do cilindro: S= _____ mm. Dados do cilindro 2 Diâmetro do embolo: D= _____mm. Diâmetro da haste: d=25mm. Pressão de trabalho: P=6kgf/cm². Curso do cilindro: S= _____ mm. Nova Unidade e Sala do Compressor
A altura do teto é de 10m.
À distância das máquinas ate a parede é de 2m.
A tubulação deverá ser fixada na parede a 30cm do teto e não diretamente no teto sobre as máquinas.
A distância do chão até o ponto de conexão de engate rápido é de 1m. Cada máquina deverá ter uma tubulação secundária derivada da tubulação principal individual.
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5.5. Filtro de Ar
O filtro de ar comprimido retém as impurezas que fluem através de si, principalmente água condensada. O ar comprimido é conduzido através de uma chapa guia para dentro da câmara do filtro e colocado em rápido movimento giratório. Assim, as partículas de sujeira mais pesadas e gotas de água são impulsionadas para a parede da câmara pela força centrífuga, onde se fixam. O produto da condensação acumula-se na parte inferior da câmara e deve ser retirado através do parafuso de esgotamento, quando a marca superior for alcançada.
Partículas maiores são retiradas pelo elemento do filtro, pelo qual o ar é forçado a passar no caminho para o receptor. O elemento de filtro deve ser limpo ou substituído regularmente.
5.5.1. Drenos São dispositivos fixados na parte inferior dos copos, que servem para eliminar
condensados e impurezas. Podem ser manuais ou automáticos. No dreno manual, a eliminação das impurezas é feita através de interferência humana
para abrir um obturador, criando uma passagem pela qual a água e as impurezas são escoadas por força da pressão atuante no interior do copo.
No dreno automático, a água condensada acumula-se no interior do copo. Á medida que o volume de condensado aumenta, faz elevar uma bóia que abre um pequeno orifício. O ar que flui por este orifício pressuriza uma membrana que desloca um obturador, permitindo a abertura de um furo de comunicação com o ambiente. A água condensada é, então, expulsa para o exterior pela pressão do ar no interior do copo.
Com a saída da água, a bóia volta para sua posição vedando o orifício e fazendo com que o obturador volte a fechar a saída de ar.
5.5.2. Filtros coalescentes Os contaminantes que causam maiores problemas em circuitos de ar comprimido são:
água, óleo e partículas sólidas.
Partículas de água em suspensão no ar comprimido variam de 0,05 a 10 m de diâmetro. Juntamente com a água, são lançadas no ar comprimido, partículas de óleo de
diâmetro igual ou inferior a 2 m. Um compressor fornecendo 170 Nm3/h durante 35 horas introduzirá 224 gramas de óleo no circuito pneumático.
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Outros contaminantes encontrados são os hidrocarbonetos resultantes de processos industriais e da queima de combustíveis e os particulados sólidos como partículas de ferrugem
e fragmentos com tamanhos variando de 0,5 a 5 m.
Os filtros convencionais somente conseguem reter partículas com, no mínimo, 2 m.
Oitenta por cento dos contaminantes em suspensão são inferiores a 2 m em tamanho. Para remover partículas submicrônicas sólidas, de água e óleo do ar comprimido, são utilizados os filtros coalescentes. Os filtros coalescentes apresentam uma eficiência de 99,98% na remoção
de partículas maiores que 0,3 m. Os filtros coalescentes são compostos de um conjunto de obstáculos projetados para
maximizar o efeito do processo de coalescência. Os contaminantes são capturados na malha do filtro e reunidos em gotículas maiores através de colisões com as microfibras de borosilicato. Por fim, essas gotículas passam para o lado externo do tubo do elemento filtrante, onde são agrupadas e drenadas pela ação da gravidade.
Os filtros coalescentes modernos utilizam meios filtrantes de porosidade graduada, com fibras de borosilicato mais densas no interior e fibras menos densas na superfície externa. A superfície interna do elemento age como um pré-filtro, removendo partículas contaminantes maiores, ao passo que os poros internos são suficientemente pequenos para remover partículas submicrônicas sólidas e gasosas. A densidade reduzida da superfície externa promove a aglutinação das partículas em suspensão, através da união das gotículas.
5.6. Regulador
Normalmente, as instalações industriais trabalham com diversas pressões diferentes em diferentes pontos da rede. Isto se deve a vários fatores: queda de pressão devido ao comprimento da rede; exigência do equipamento instalado; vazamentos; demanda excessiva; etc.
Para compensar estes inconvenientes, é utilizada a Válvula Reguladora de Pressão. Esta tem por função compensar o volume de ar requerido pelos equipamentos e manter constante a pressão de trabalho. É importante lembrar que uma válvula reguladora de pressão somente pode efetuar alguma regulagem quando a pressão primária for maior que a secundária.
Na válvula reguladora de pressão, o ar entra e passa por um obturador. A regulagem deste obturador é feita externamente através de uma manopla que regula a força aplicada pela mola sobre o obturador. O obturador está apoiado sobre um diafragma que se desloca de acordo com a pressão aplicada. A deflexão do diafragma faz o obturador subir e descer, abrindo e fechando a passagem do ar e, desta forma, regulando a pressão do ar.
Nas válvulas reguladoras com escape, o êmbolo do obturador obstrui um orifício no diafragma. Quando a pressão ultrapassa um certo limite, este orifício é aberto deixando escapar um pouco do ar para a atmosfera. Nas válvulas sem escape não existe este orifício. Isto obriga a existência de consumo de ar
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para que haja regulação da pressão. Os manômetros são instrumentos utilizados para medir e indicar a intensidade de
pressão do ar comprimido, óleo, etc. Nos circuitos pneumáticos, os manômetros são utilizados para indicar o ajuste da intensidade de pressão nas válvulas e geralmente são instalados no corpo do regulador, embora possam ser utilizados independentes.
Convém lembrar que os manômetros indicam a pressão absoluta, isenta da pressão atmosférica.
5.7. Lubrificador
Os sistemas pneumáticos possuem movimentos relativos entre as partes constituintes. Este movimentos acarretam desgastes contínuos e conseqüente inutilização dos elementos pneumáticos.
Para minimizar o efeito das forças de atrito, e a fim de facilitar os movimentos, os equipamentos devem ser convenientemente lubrificados. Esta lubrificação pode ser feita através do próprio ar comprimido contendo uma certa quantidade de óleo.
Através do lubrificador, uma pequena determinada quantidade de óleo é misturada ao ar que movimenta os equipamentos pneumáticos. Este ar, entrando em contato com as partes móveis, deposita sobre elas um película de óleo lubrificante, diminuindo o atrito e o desgaste.
Havendo fluxo de ar no lubrificador, este é obrigado a passar por um orifício (venturi) onde, por diferença de velocidade, provoca uma diminuição de pressão no canal do tubo pescador. Uma vez que a pressão no interior do copo é maior, o óleo é empurrado através do tubo pescador indo gotejar no venturi, seguindo imediata nebulização. O óleo nebulizado é misturado com o restante do ar e é enviado para a saída.
6. Elementos de Trabalho
Na determinação e aplicação de um comando, por regra geral, se conhece imediatamente a força ou torque de ação final requerida, que deve ser aplicada em um ponto determinado para se obter o efeito desejado. É necessário, portanto, dispor de um dispositivo que converta em trabalho a energia contida no ar comprimido. Os conversores de energia são os dispositivos utilizados para tal fim.
A energia pneumática é transformada em movimento e força através dos elementos de trabalho. Esses movimentos podem ser lineares ou rotativos. Os movimentos lineares são executados pelos cilindros e os movimentos rotativos pelos motores pneumáticos e cilindros rotativos. Os motores pneumáticos podem ser de giro contínuo ou limitado. Existem várias construções diferentes para os cilindros e atuadores pneumáticos, dependendo do tipo de aplicação.
6.1. Cilindros Pneumáticos
Procuramos dar maior ênfase aos cilindros pneumáticos por serem os mais utilizados na automação de máquinas e dispositivos. A figura abaixo indica a denominação das principais partes que compõem um cilindro pneumático de dupla ação:
1- Mancal
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2- Guarnição de limpeza da haste 3- Guarnição “U” Cup 4- Haste 5- Êmbolo 6- Cabeçote Traseiro 7- Camisa (tubo de deslizamento) 8- Tirantes com porcas parlok 9- Tampa de fixação do mancal 10- Válvula de controle de fluxo do amortecimento 11- Colar do amortecedor dianteiro 12- Cabeçote dianteiro 13- Guarnição do amortecimento
6.1.1. Simples Ação
Os cilindros de simples ação realizam trabalho recebendo ar comprimido em apenas um de seus lados. Em geral, o movimento de avanço é o mais utilizado para a atuação com ar comprimido, sendo o movimento de retorno efetuado através de mola ou por atuação de uma força externa devidamente aplicada. A mola não tem a função de realizar trabalho, por isso, sua força é calculada apenas para repor o pistão em sua posição inicial.
Os cilindros de S.A. com retorno por mola são muito utilizados em operações de fixação, marcação, expulsão de peças e alimentação de dispositivos. Já os cilindros com avanço por mola são empregados em sistemas de freio, segurança, posições de travamento, etc.
O curso dos cilindros de S.A. está limitado ao comprimento da mola. Razão pela qual não são fabricados cilindros com cursos maiores que 125 mm. Para cursos maiores, o retorno é propiciado pela gravidade ou força externa, porém o cilindro deve ser montado em posição vertical.
O retorno também pode ser efetuado por meio de um colchão de ar comprimido, formando uma mola pneumática.
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6.1.2. Dupla Ação
Os cilindros de duplo efeito realizam trabalho recebendo ar comprimido em ambos os lados. Desta forma, realizam trabalho tanto no movimento de avanço como no de retorno. Um sistema de comando adequado permite a pressurização de uma câmara de cada vez, despressurizando a câmara oposta. O ar comprimido é admitido e liberado alternadamente por dois orifícios existentes nos cabeçotes, um no traseiro e outro no dianteiro que, agindo sobre o êmbolo, provocando os movimentos de avanço e retorno. Assim, quando o ar comprimido atinge a câmara traseira, a câmara dianteira está em escape e vice-versa.
6.1.3. Haste Dupla
Este cilindro possui duas hastes unidas ao mesmo êmbolo. Enquanto uma das hastes realiza trabalho, a outra pode ser utilizada no comando dos fins de curso ou dispositivos que não pudessem ser posicionados ao longo da haste oposta. Apresentam, ainda, a possibilidade de variação do curso de avanço, o que é bastante favorável, principalmente em operações de usinagem.
As duas faces do êmbolo possuem, geralmente, a mesma área, o que possibilita transmitir forças iguais em ambos os sentidos de movimentação. Apresenta dois mancais de guia, um em cada cabeçote, oferecendo mais resistência às cargas laterais, que podem ser causadas pela aplicação, bem como melhor alinhamento.
6.1.4. Duplex Contínuo ou Tandem
Este cilindro é dotado de dois êmbolos unidos por uma haste comum, separados entre si por meio de um cabeçote intermediário formando duas câmaras com entradas independentes.
Devido à sua forma construtiva, dois cilindros DA em série numa mesma camisa, com entradas de ar independentes, ao ser injetado ar comprimido simultaneamente nas duas câmaras, no sentido de avanço ou retorno, ocorre atuação sobre as duas faces do êmbolo, de tal modo que a força produzida é a somatória das forças individuais de cada êmbolo. Isto permite dispor de maior força tanto no avanço como no retorno.
É aplicado em situações que necessitam de maiores forças, mas não dispõem de espaço para um cilindro maior nem permitem aumento de pressão. Também são empregados em sistemas de sincronismo de movimentos.
6.1.5. Duplex Geminado
Consiste de dois ou mais cilindros DA unidos entre si, possuindo, cada um, entradas de ar independentes. Essa união possibilita a obtenção de três, quatro ou mais posições distintas.
As posições são obtidas em função da combinação entre as entradas de ar comprimido e os cursos correspondentes. É aplicado em circuitos de seleção, distribuição, posicionamentos, comandos de dosagens e transportes de peças para operações sucessivas.
6.1.6. Impacto
Recebe esta denominação devido à força a ser obtida pela transformação de energia cinética. É um cilindro de dupla
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ação especial com modificações: dispõe internamente de uma pré-câmara (reservatório); o êmbolo é dotado de um prolongamento na parte traseira; na parede divisória da pré-câmara, existem duas válvulas de retenção. Estas modificações permitem que o cilindro desenvolva impacto, devido à alta energia cinética obtida pela utilização da pressão imposta no ar.
Assim, um cilindro de impacto com diâmetro de 102 mm, acionado por uma pressão de 700 kPa, desenvolve uma força de impacto equivalente a 35304 N, enquanto que um cilindro normal de mesmo diâmetro e de mesma pressão, atinge somente 5296 N.
6.1.7. Cilindro sem Haste
O cilindro sem haste é constituído de um êmbolo que desliza livremente no interior da camisa do cilindro. No lado externo à camisa temos um cursor que desliza junto com o êmbolo. A força que faz com que o cursor externo deslize juntamente com o êmbolo é obtida através de um pacote de imãs situado na face interna ao cursor.
Com o cilindro sem haste se reduz a necessidade de grandes espaços para a instalação. Se comparados aos cilindros convencionais esse espaço se reduz em 50%.
6.1.8. Hydro-Check
A compressibilidade do ar não permite um posicionamento preciso dos cilindros pneumáticos bem como manter uma velocidade constante na presença de cargas variáveis. No entanto, em muitos casos não é conveniente usar um sistema hidráulico, pois apenas a alimentação pneumática está disponível na empresa. Nesse caso utilizam-se as unidades hidropneumáticas.
O acionamento é pneumático, no entanto há um cilindro hidráulico que se desloca juntamente em paralelo, fornecendo a rigidez necessária ao movimento e aumentando a estabilidade da velocidade e posição do circuito pneumático. O circuito hidráulico pode ser ajustado através de um estrangulamento variável.
6.1.9. Amortecimento de fim de Curso dos Cilindros.
Projetado para controlar movimentos de grandes massas e desacelerar o pistão nos fins de curso, tem sua vida útil prolongada em relação aos tipos sem amortecimento.
Este amortecimento tem a finalidade de evitar as cargas de choque, transmitidas aos cabeçotes e ao pistão, no final de cada curso, absorvendo-as.
Em cilindros de diâmetro muito pequeno, este recurso não é aplicável, pois utiliza espaços não
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disponíveis nos cabeçotes e nem haveria necessidade, pois o esforço desenvolvido é pequeno e não chega a adquirir muita inércia.
Serão dotados de amortecimento (quando necessário) os cilindros que possuirem diâmetros superiores a 30 mm e cursos acima de 50 mm, caso contrário, não é viável sua construção.
O amortecimento é criado pelo aprisionamento de certa quantidade de ar no final do curso. Isso é feito quando um colar que envolve a haste começa a ser encaixado numa guarnição, vedando a saída principal do ar e forçando-o por uma restrição fixa ou regulável, através da qual escoará com vazão menor. Isso causa uma desaceleração gradativa na velocidade do pistão e absorve o choque.
6.2. Cilindros Rotativos
O cilindro rotativo transforma movimento linear de um cilindro comum em movimento rotativo de giro limitado. O ar atinge o êmbolo do cilindro movimentando-o. Preso ao êmbolo encontra-se a haste e em sua extremidade, uma cremalheira que transforma o movimento linear em movimento rotativo. O ângulo máximo de rotação pode ser ajustado mediante um parafuso. Os ângulos mais utilizados são: 90°, 180°, 360°. Como aplicações mais comuns estão as operações de giro de peças, curvar tubos, abertura e fechamento de válvulas, etc.
6.2.1. Motor de Pistão
Os motores radiais podem atingir rotações até 5.000 rpm com potências variando de 1 kW a 20 kW, à pressão normal. Podem possuir 4, 5 ou 6 pistões. São empregados em sistemas de elevação, acionamentos de unidades hidráulicas, etc.
6.2.2. Motor de Palhetas
Motores de palhetas podem atingir rotações entre 200 e 80.000 rpm com potências de 50 W a 20 kW, à pressão normal. Normalmente construídos com 3 a 5 palhetas, podendo, em alguns casos chegar até 10.
6.2.3. Motor de engrenagens
6.2.3.1. Engrenagem Planetária
Esta série de motores, combinada com engrenagem planetária, requer pouco espaço para montagem, é leve em comparação com os serviços realizados, tem livre posição de montagem, possui flange standard, eixo de saída central e alto grau de rendimento. É fabricada para um regime de rotação desde 95 RPM até 1200 RPM e com momento torsor desde 16 Nm até 160 Nm.
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6.2.3.2. Engrenagem Dentada
Quando combinado com engrenagem dentada, fornece um alto grau de rendimento, facilidade de montagem com flange e base para instalação. São fabricados para um regime de rotação desde 25 RPM até 1800 RPM e com momento torsor de 23 Nm até 1800 Nm. As engrenagens devem ser lubrificadas com óleo, porém, antes deverá ocorrer sua fixação. A posição de montagem é importante para a lubrificação das engrenagens e a localização dos pontos de preenchimento e drenagem do óleo lubrificante.
6.2.3.3. Engrenagem sem Fim
Se combinado com engrenagem sem fim possui as seguintes propriedades: as engrenagens com alta redução freiam automaticamente, o que pode ser utilizado para manter o eixo de saída numa posição definida; montagem simples com flange do lado direito e esquerdo, ou com base inclinada;
É fabricado para regime de rotação variando desde 62 rpm até 500 rpm e com momento torsor desde 23 Nm até 1800 Nm. O engrenamento é feito com óleo, mas antes deverá ser feita sua fixação. A posição de montagem é importante para a lubrificação do engrenamento e a localização dos pontos de preenchimento e drenagem do óleo lubrificante.
6.3. Cilindros Oscilantes
Os osciladores incorporam características que proporcionam milhões de ciclos de operação livres de defeitos, operando a 150 psi de pressão. A fabricação em alumínio anodizado e aço inoxidável permite a operação em ambientes agressivos, tais como os da indústria de alimentos e da química. A precisão dos mancais termoplásticos autolubrificantes e os compostos especiais de vedação permitem operação contínua mesmo sem lubrificação. Esta compatibilidade com o ar seco faz uma excelente escolha para trabalho em ambiente onde se produzem produtos eletrônicos, alimentos, embalagens e em salas limpas.
O revestimento interno de Teflon reduz os atritos de vedação e proporciona baixa pressão de partida, garantindo movimentos suaves e precisos no manuseio de materiais e aplicações em robótica. Isto permite também alto rendimento e eficiência gerados por um equipamento compacto leve. Várias opções podem ser acrescentadas ao produto para aumentar a sua flexibilidade. Amortecedores podem reduzir choques e ruídos, permitindo taxas de ciclos mais rápidos. A posição angular pode ser controlada tanto com reguladores de curso como batentes internos. As opções de montagem incluem: topo, base ou flanges.
6.4. Ventosas
6.4.1. Vácuo
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A palavra vácuo, originária do latim "Vacuus", significa vazio. Entretanto, podemos definir tecnicamente que um sistema encontra-se em vácuo quando o mesmo está submetido a uma pressão inferior à pressão atmosférica. Utilizando o mesmo raciocínio aplicado anteriormente para ilustrar como é gerada a pressão dentro de um recipiente cilíndrico, cheio de ar, se aplicarmos uma força contrária na tampa móvel do recipiente, em seu interior teremos como resultante uma pressão negativa, isto é, inferior à pressão atmosférica externa.
Esse princípio é utilizado pela maioria das bombas de vácuo encontradas no mercado onde, por meio do movimento de peças mecânicas especialmente construídas para essa finalidade, procura-se retirar o ar atmosférico presente em um reservatório ou tubulação, criando em seu interior um "vazio", ou seja, uma pressão atmosférica externa.
6.4.2. Efeito Venturi
Para aplicações industriais, existem outras formas mais simples e baratas de se obter vácuo, além das bombas já mencionadas. Uma delas é a utilização do princípio de Venturi.
A técnica consiste em fazer fluir ar comprimido por um tubo no qual um giclê, montado em seu interior, provoca um estrangulamento à passagem do ar. O ar que flui pelo tubo, ao encontrar a restrição, tem seu fluxo aumentado devido à passagem estreita. O aumento do fluxo do ar comprimido, no estrangulamento, provoca uma sensível queda de pressão na região.
Um orifício externo, construído estrategicamente na região restringida do tubo, sofrerá então uma depressão provocada pela passagem do ar comprimido pelo estrangulamento. Isso significa que teremos um vácuo parcial dentro do orifício que, ligado à atmosfera, fará com que o ar atmosférico, cuja pressão é maior, penetre no orifício em direção à grande massa de ar que flui pela restrição.
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A figura a seguir ilustra como é gerado um vácuo pelo princípio de Venturi.
Outra forma muito utilizada para se obter vácuo é por meio da técnica do injetor de ar, uma derivação do efeito Venturi visto acima. Nessa técnica, pressuriza-se um bico injetor com ar comprimido e, nas proximidades do pórtico de descarga para a atmosfera, constrói-se um orifício lateral perpendicular à passagem do fluxo de ar pelo injetor.
O ar comprimido, fluindo a grande velocidade pelo injetor, provoca um vácuo parcial no orifício lateral que, conectado à atmosfera, fará com que o ar atmosférico penetre por ele em direção à massa de ar que flui pelo injetor. A próxima figura ilustra esquematicamente o funcionamento do bico injetor e o vácuo parcial gerado no orifício lateral.
6.4.3. Geradores de Vácuo
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Os geradores de vácuo encontrados com maior freqüência na indústria, em sistemas de fixação e movimentação de cargas, são elementos pneumáticos que, utilizando-se do efeito Venturi, empregam um bico injetor de ar comprimido capaz de produzir vácuo.
6.4.4. Ventosas
As ventosas, por sua vez, além de nunca danificarem as cargas durante o processo de manipulação ou de movimentação das mesmas, apresentam inúmeras vantagens se comparadas aos sistemas de fixação por garras. Entre elas destacam-se a maior velocidade de operação, fato que aumenta a produtividade; a facilidade e a rapidez nos reparos, aspecto que reduz os tempos de parada para manutenção e os baixos custos de aquisição dos componentes e de instalação.
De acordo com o que foi demonstrado no capítulo anterior, é a ação da pressão atmosférica que pressiona e fixa a ventosa contra a superfície da carga a ser movimentada, enquanto houver vácuo no interior da ventosa. Dessa forma, para que se possa ter a menor área de sucção possível, é necessário que sejautilizado o maior nível de vácuo disponível no sistema. Experiências demonstram que o nível ideal de vácuo para trabalhos seguros de fixação e transporte de cargas por meio de ventosas está em torno de 75% do vácuo absoluto, o que corresponde a uma pressão negativa de -0,75 Kgf/cm2.
7. Válvulas Pneumáticas
Os cilindros pneumáticos, componentes para máquinas de produção, para desenvolverem suas ações produtivas, devem ser alimentados ou descarregados convenientemente, no instante desejado ou em conformidade com o sistema programado.
Os circuitos pneumáticos são divididos em várias partes distintas e em cada uma dessas divisões, elementos pneumáticos específicos estão posicionados.
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Esses elementos estão agrupados conforme suas funções dentro dos sistemas pneumáticos. As múltiplas funções quando devidamente posicionadas dentro de uma hierarquia, formam o que chamamos de “Cadeia de Comandos”.
Portanto, basicamente, de acordo com o seu tipo as válvulas servem para orientar os fluxos de ar, impor bloqueios, controlar suas intensidades de vazão ou pressão.
7.1. Válvulas Direcionais
Têm por função orientar a direção que o fluxo de ar deve seguir, a fim de realizar um trabalho proposto. Para um conhecimento perfeito de uma válvula direcional, devem-se levar em conta os seguintes dados:
- Número de posições. - Número de vias. - Tipo de acionamento. - Tipo de retorno. - Vazão.
7.1.1. Representação e identificação
Número de posições é a quantidade de manobras distintas que uma válvula direcional pode executar ou permanecer sob ação de seu acionamento. Toma-se como exemplo uma torneira que pode estar aberta ou fechada. Nestas condições, a torneira é uma válvula com duas posições: ora permite passagem de água, ora não permite.
As válvulas direcionais são representadas por um retângulo. Este retângulo é dividido em quadrados. O número de quadrados representados na simbologia é igual ao número de posições da válvula, representando a quantidade de movimentos que executa através dos acionamentos.
Assim: Um quadrado representa a posição de comutação O número de quadrados mostra quantas posições a válvula possui ou Setas indicam a direção de passagem do fluxo de ar
É o número de conexões de trabalho que a válvula possui. São consideradas como
vias: a conexão de entrada de pressão, conexões de utilização e as de escape. Para representação interna das válvulas encontramos os seguintes símbolos: Direção de fluxo
As setas indicam a interligação interna das conexões, mas não necessariamente o sentido do fluxo de ar.
Passagem bloqueada
O símbolo acima representa que o orifício indicado está obstruído para aquela posição de comutação da válvula.
Escape de ar
Sem conexão Com conexão
AUTOMAÇÃO 39
Na representação da válvula, cada quadrado representa uma posição de acionamento. Nas válvulas de 2 posições, o quadrado da direita representa a posição de repouso da válvula, enquanto que o da esquerda representa a posição da válvula quando acionada.
Nas válvulas de 3 posições, o quadrado do centro representa a posição de repouso e os quadrados laterais representam as duas possibilidades de acionamento dependendo do tipo de manobra.
Uma regra prática para a determinação do número de vias consiste em separar um dos quadros (posição) e verificar quantas vezes o(s) símbolo(s) interno(s) toca(m) os lados do quadro, obtendo-se, assim, o número de orifícios e em correspondência o número de vias.
As identificações dos orifícios de uma válvula pneumática, reguladores, filtros, etc., têm apresentado uma grande diversificação de indústria para indústria, sendo que cada produtor adota seu próprio método, não havendo a preocupação de utilizar uma padronização universal.
Em 1976, o CETOP – Comitê Europeu de Transmissões Óleo Hidráulica e Pneumática, propôs um método universal para identificação dos orifícios aos fabricantes deste tipo de equipamento. O código apresentado pelo CETOP vem sendo estudado para que se torne uma norma universal através da Organização Internacional de Normalização – ISO.
A finalidade do código é fazer com que o usuário tenha uma fácil instalação dos componentes, relacionando as marcas dos orifícios com as marcas contidas nas válvulas, identificando claramente a função de cada orifício.
Esta proposta (Norma ISO 1219) é numérica e identifica as conexões como segue:
N° 1 – alimentação: orifício de suprimento principal.
N°2 – utilização, saída: orifício de aplicação em válvulas de 2/2, 3/2 e 3/3.
Nos 2 e 4 - utilização, saída: orifício de aplicação em válvulas de 4/2, 4/3, 5/2 e 5/3.
N° 3 – escape ou exaustão: orifício de liberação do ar utilizado em válvulas 3/2, 3/3, 4/2 e 4/3.
Nos 3 e 5 - escape ou exaustão: orifícios de liberação do ar utilizado em válvulas 5/2 e 5/3.
Nos 10, 12 e 14 – orifícios de pilotagem. São identificados como segue:
N° 10 - indica um orifício de pilotagem que ao ser acionado bloqueia o orifício de alimentação 1.
N° 12 - indica um orifício de pilotagem que ao ser acionado liga o orifício de alimentação 1 com o orifício de utilização 2.
N° 14 - indica um orifício de pilotagem que ao ser acionado liga o orifício de alimentação 1 com o orifício de utilização 4.
Quando a válvula assume sua posição inicial automaticamente (retorno por mola), não há identificação no símbolo.
Em muitas válvulas, a função dos orifícios é identificada literalmente. Isto se deve principalmente às normas DIN (Deutsche Normen), que desde março de 1966 vigoram na Bélgica, Alemanha, França, Suécia, Dinamarca, Noruega e outros países.
Segundo a norma DIN 24300, a identificação dos orifícios é a seguinte:
Conexão de pressão: P
Linha de trabalho (utilização) A, B, C
Escape, exaustão R, S, T
Drenagem de líquidos (hidráulica) L
Linhas de pilotagem X, Y, Z Os escapes são também representados pela letra E seguida da respectiva letra que
identifica a utilização (normas N.F.P.A.).
EA significa que os orifícios em questão são a utilização do ponto de utilização A.
EB significa que os orifícios em questão são a utilização do ponto de utilização A.
AUTOMAÇÃO 40
A letra D, quando utilizada, representa orifício de escape do ar de comando interno.
Condição de repouso Exemplo construtivo
Condição de acionamento Exemplo construtivo
![SIMBOLOGIA pneumatica[1]](https://static.fdocumentos.com/doc/165x107/54600d9db1af9ff5588b5117/simbologia-pneumatica1.jpg)
