Principios e Aplicacións da Tecnoloxía Pneumática Industrial

Vantaxes da pneumática

• É elástica, pode gardarse en depósitos.
• Non explota.
• Velocidade de traballo elevada (aproximadamente 1 m/s).
• Os cambios de temperatura non alteran significativamente as prestacións.
• É unha técnica limpa.
• Custo non elevado.
• Técnica sinxela, máis que algunha acción mecánica comparable.

Razóns da súa utilización na industria

• Fácil dispoñibilidade: Instálase unha rede xeral de aire comprimido.
• Almacenamento: Pódense almacenar grandes cantidades en depósitos.
• Deseño e control: Fácil deseño e control dos circuítos.
• Movemento: Obtense facilmente movemento lineal e rotativo.
• Economía: Instalación e mantemento económicos.
• Durabilidade: Duración e facilidade das instalacións e compoñentes.
• Resistencia: Resistencia ás condicións adversas do contorno.
• Limpeza: Poden traballar en situacións con alto grao de esixencia de limpeza.
• Seguridade: É unha tecnoloxía segura intrinsecamente (sen risco de faíscas, por exemplo).
• Sobrecargas: Resistencia a sobrecargas (os actuadores paran sen danarse).

Sistema pneumático básico

Un sistema pneumático básico consta dos seguintes elementos principais:

• Motor eléctrico (para o compresor)
• Compresor
• Presostato (controla o arranque/parada do compresor)
• Válvula antirretorno
• Depósito (acumulador de aire)
• Manómetro (indicador de presión)
• Purga automática (no depósito e puntos baixos)
• Válvula de seguridade
• Filtro de liña
• Secador de aire (por refrixeración, adsorción, etc.)
• Derivacións da liña principal
• Unidade de mantemento (FRL - Filtro, Regulador, Lubricador) para o acondicionamento do aire no punto de uso
• Válvula direccional (controla o fluxo de aire)
• Controladores de velocidade (regulan o caudal)
• Elementos de traballo (cilindros, motores pneumáticos, etc.)

Produción do aire comprimido: Compresores

Existen principalmente dous tipos de compresores:

• Alternativos:
  • Compresores de émbolo de 1 etapa
  • Compresor de émbolo de 2 etapas
  • Compresor de diafragma
• Rotativos:
  • Compresor de paletas
  • Compresor de parafuso
  • Compresor Roots (soplante)
  • Turbocompresores (radiais ou axiais)

Regulación dos compresores

Métodos para axustar a produción de aire á demanda:

• Regulación por escape á atmosfera
• Regulación por intermitencias (arranque/parada controlado por presostato)
• Regulación por bloqueo da aspiración
• Regulación por apertura da válvula de aspiración
• Regulación da velocidade de rotación (con variadores de frecuencia)
• Regulación da aspiración (estrangulamento)

Accesorios do compresor

• Depósito: Acumula aire, estabiliza a presión, arrefría e separa condensados.
• Filtro de aspiración: Protexe o compresor da entrada de po.
• Post-arrefriadores: Reducen a temperatura do aire tras a compresión (refrixerados por aire ou por auga).
• Secadores de aire: Eliminan a humidade (secado por absorción, por adsorción, por refrixeración).
• Filtro de liña principal: Elimina partículas e aceite antes da distribución.

Distribución do aire: Tipos de configuración da liña principal

Existen dúas configuracións básicas:

• Final en liña morta: A liña esténdese desde o compresor ata o punto máis afastado. A caída de presión pode ser elevada ao final. Se hai avaría, a liña quedaría sen presión desde ese punto ata o final.
• Rede principal en anel: Forma un circuíto pechado. Aliméntase un punto de consumo desde dúas direccións, reducindo a caída de presión e aumentando a fiabilidade. Se hai avaría, pódese illar un tramo e o resto segue funcionando.

Outros elementos da distribución:

• Liñas secundarias: Derivacións da liña principal cara aos puntos de consumo.
• Purgas automáticas: Instálanse nos puntos baixos da rede para eliminar a auga condensada.
• Selección do tamaño dos condutos do aire: Debe calcularse para minimizar as perdas de carga.

Materiais empregados para a condución

• Tubos de gas de aceiro galvanizado ou negro.
• De aceiro inoxidable (para ambientes corrosivos, industria alimentaria, grandes diámetros e lonxitudes).
• De cobre (resistentes á corrosión, aptos para temperaturas altas, fáciles de curvar).
• Materiais sintéticos (Poliamida (nailon), Poliuretano (PU), PVC, etc., para liñas secundarias e conexións flexibles).
• Aluminio (sistemas modulares, lixeiros, resistentes á corrosión).
• Tubos flexibles (para a conexión directa coa máquina ou elementos móbiles).

Sistemas de conexión

Diversos métodos para unir tubos e compoñentes:

• Unións roscadas con asento cónico (rosca BSP ou NPT).
• Rácor con anel de presión (bicónico ou similar) que se incrusta no tubo.
• Unión con xunta plana de aceiro, fibra ou plástico.
• Tubo rebordado apertado polo casquillo roscado.
• Tubo con abocardado cónico.
• Espigas roscadas para tubos flexibles (con abrazadeira).
• Conexión por inserción rápida (push-in) para tubo de plástico.
• Enchufe rápido femia con peche estanco automático.
• Enchufe rápido macho.

Tratamento do aire comprimido (Unidade de Mantemento - FRL)

Realízase normalmente no punto de uso mediante a unidade de mantemento (FRL: Filtro-Regulador-Lubricador).

Filtrado

• Filtrado estándar (1 filtro): Consta dun separador de auga (ciclónico) e un elemento filtrante (normalmente 5-40 micras). A separación inicial da auga prodúcese por rotación rápida do aire.
• Filtro micrónico (coalescente, 2 filtros en serie ou un combinado): Elimina partículas máis finas e aerosois de aceite/auga que son capturados polo material filtrante, coalescen en gotas e precipitan no fondo do vaso (0.1 - 1 micra).
• Filtro submicrónico (adsorción, carbón activo): Elimina vapores de aceite e olores, ademais de partículas moi finas (ata 0.01 micras).

Regulación da presión

• Regulador estándar (con escape): Mantén unha presión de saída constante independentemente das variacións da presión de entrada (sempre que sexa superior) e do consumo. Equilibra a presión de saída coa forza exercida por un resorte regulable mediante un parafuso. Pode ser de émbolo ou diafragma. O escape permite reducir a presión augas abaixo.
• Regulador de presión con válvula antirretorno integrada: Utilizado en aplicacións específicas, por exemplo, para permitir o escape rápido do aire dun cilindro a través do regulador no seu retroceso.

Lubricación do aire comprimido

Nota: Cada vez menos utilizada debido aos compoñentes autolubricados e ás esixencias de aire limpo.

• Lubricadores proporcionais (tipo Venturi): Crean unha caída de presión (efecto Venturi) entre a entrada e a saída debido a un estreitamento. Esta diferenza de presión succiona o aceite dun depósito e pulverízao na corrente de aire de forma proporcional ao caudal.
• Lubricadores por inxección: Inxectan unha pequena cantidade precisa de aceite mediante unha bomba de pistón cada vez que reciben un sinal de presión (usados en aplicacións específicas).
• Lubricador de micronéboa: Variante do lubricador Venturi que xera unha pulverización extrafina. O aire circula a través do depósito de aceite, e as gotas máis grandes precipitan de novo, permitindo que só a néboa fina sexa arrastrada.