Baixe Ar Comprimido na Perfuração e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia de Minas, somente na Docsity! Ar Comprimido Componentes: Elessandro Gonçalves Elizardo Pedroso Paulo Marcos Castro Tiago Augusto D. Porto UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MINAS GERAIS FACULDADE DE JOÃO MONLEVADE ― PERFURAÇÃO E DESMONTE DE ROCHAS ― Introdução  O ar comprimido é utilizado em todos os equipamentos de perfuração, das perfuratrizes leves manuais até as grandes máquinas,a energia de perfuração é produzida pelo ar comprimido. O próprio acionamento dos tratores, sobre os quais são montadas as perfuratrizes, é feito principalmente através dele. Por isso o abastecimento de ar comprimido é um assunto extremamente importante em qualquer canteiro de escavação de rocha. Os compressores de ar são máquinas que aspiram o ar da atmosfera, comprimindo ou, reduzindo, portanto, seu volume e aumentando a pressão. Dependendo da distância entre o compressor e os equipamentos de perfuração e da quantidade de ar comprimido necessária ele é enviado aos equipamentos de perfuração através de mangueiras flexíveis ou tubos metálicos. Em obras de maior duração, como barragens ou pedreiras comerciais, montam-se centrais de ar comprimido, isto é, um conjunto de compressores é instalado numa edificação apropriada, com certos requintes, para abastecer as frentes de perfuração com ar comprimido. Já em obras de menor duração, como escavações de cortes rodoviários, usam-se compressores portáteis, de fácil deslocamento. As perfuratrizes de grande porte, denominadas conjuntos de perfuração, montadas sobre trator com propulsão própria, dispõem de um compressor de ar, dispensando, assim, as mangueiras de borracha ou tubulações metálicas que levam o ar comprimido do compressor à perfuratriz. Elasticidade Propriedade que possibilita ao ar voltar ao seu volume inicial uma vez extinto o efeito (força) responsável pela redução do volume. Difusibilidade Propriedade do ar que lhe permite misturar-se homogeneamente com qualquer meio gasoso que não esteja saturado. Expansibilidade Propriedade do ar que lhe possibilita ocupar totalmente o volume de qualquer recipiente, adquirindo o seu formato. 1 — Furo de limpeza 2 — Tubo para limpeza, água ou ar 3 — Tubo para limpeza com ar 4 — Pistão 5 — Canal de ar para limpeza extra 6 — Camara do cilindro, traseira 7 — Válvula oscilante 8 9 10 — “ Válvula de controle Punho de broca Exaustão Camara do cilindro frontal dianteiro Sistema de limpeza  Os resíduos de rocha devem ser removidos do furo;  O sistema adotado na maioria consiste na introdução, no furo, de um fluido (que pode ser o próprio ar comprimido ou água) na extremidade da broca;  O fluido é injetado através de um orifício central;  Os resíduos são removidos pelo espaço existente entre a superfície externa da haste a broca e a superfície do furo. Furo de Limpeza Compressores  De deslocamento positivo: – A elevação de pressão é obtida por aspiração de volumes sucessivos para dentro de um cilindro e sua imediata exaustão; Pistão ou rotativos – No compressor com pistão a produção é descontínua; – No compressor rotativo o ar passa por um sistema rotativo;  Dinâmicos: – O fluxo de ar de entrada é acelerado por meio de pás ou outro dispositivo. Acionamento dos Compressores Elétrico:  Pressupõe a existência de energia no local.  Considerado mais econômico e de manutenção mais simples.  Exemplo no caso de construção de barragens,transportada através de linha de transmissão. Diesel:  Utilizado quando não se dispõe de energia elétrica.  Utilizados em casos de cortes rodoviários e ferroviários,de desmonte de rocha para fundações de pontes e viadutos e de pequenas pedreiras para produção de pedra britada. Tipos de compressores  Portáteis – Geralmente acionados a diesel;  Estacionários – Exigem base de concreto para absorver vibrações;  Semi-estacionários – Montado sobre um quadro feito de perfis metálicos Compressor estacionário Resfriamento  Durante a compressão do ar o compressor libera grande quantidade de calor;  O resfriamento pode ser feito: – Circulação do ar externo; – Água; – Óleo (nesse caso há necessidade de bombeamento) Resfriamento . Circulação do ar externo: O cilindro apresenta aletas externas que proporcionam maior área de resfriamento.Um ventilador força a circulação do ar em torno dessas aletas aumentando a eficiências do resfriamento. Qualidades do Filtro  Separação eficiente;  Boa capacidade de acumulação;  Baixa resistência ao fluxo de ar;  Construção robusta. Tipos de filtro  Labirinto umedecido por óleo;  Filtros de feltro;  Filtros de papel. Lubrificação das perfuratrizes  Fator determinante para prolongamento da vida útil.  O compressor deve possuir um sistema permitindo quantidades corretas e constantes de lubrificante em todas suas partes moveis.  Pode-se afirmar que a qualidade de um compressor de ar está associada á competência de seu sistema de lubrificação Dispositivo de lubrificação Instalação de compressores  Condições do ar  Facilidade de água e energia elétrica  Solo em boas condições  Local ventilado  Proximidade dos pontos de consumo  Se necessário utilizar reservatórios de ar. Distribuição do Ar Comprimido  O ar comprimido produzido nos compressores é encaminhado para o consumo nas perfuratrizes através de tubulação. Nas instalações fixas adota-se normalmente tubulação metálica até próximo às perfuratrizes. A distribuição final desses pontos até as perfuratrizes é feita através de tubulação flexível, constituída de mangueiras especiais de borracha, permitindo mobilidade ao equipamento.  A tubulação de distribuição deve ser disposta com cuidado a fim de evitar danos causados pelo tráfego de obra.  Atenção especial deve ser dada aos problemas de vazamentos nas linhas de distribuição. Distribuição do Ar Comprimido Fatores a serem analisados:  Fator de correção relativo ao desgaste dos equipamentos  Fator de correção do grau de utilização  Fator de correção para vazamentos  Fator de correção para a influência de altitude Tipos Fundamentais de Compressores  Positivos:– Pistão – Rotativos Palheta – Rotativo Parafuso  Dinâmicos Tipos Fundamentais de Compressores  Compressor de Parafuso Ciclo de trabalho de um compressor de parafuso 40 Compressor Parafuso Parafuso Helicoidal: ampla faixa de pressão e capacidade (ex.: 1 atm e 6 m3/s: 11 atm e 12 m3/s) Coração de um compressor a parafusos helicoidais Compressor de parafuso Compressor rotativo: tipo parafuso (http://www .em.pucrs.br/lsfm/alunos/luc. gab/compressores.html$C) 41 Tipos Fundamentais de Compressores  Compressor Rotativo Palheta Um rotor gira excentricamente dentro de uma carcaça. Uma série de palhetas encaixa-se em ranhuras radiais existentes na periferia do rotor. Essas palhetas são forçadas por molas ou pela força centrífuga contra as paredes internas da carcaça ou contra anéis de guia que evitam o contato direto com ela. Ivula admissão Válvula exaustão ————»» Àr comprimido Cilindro Pistão com anéis Principais componentes do compressor de pistão Compressor de Simples Efeito ou Compressor Tipo Pistão Ciclo de trabalho de um compressor de pistão de simples efeito: • A produção de ar comprimido é descontinua,já que na fase inicial , a de aspiração do ar não a compressão do cilindro.Aspirado o ar,o pistão inverte seu curso comprimindo o ar aspirado que,ao atingir uma determinada pressão,abre a válvula de exaustão e o ar comprimido segue para o reservatório. Compressores de pistão funcionamento Compressor de Pistão de Dupla Ação Compressor de pistão de dupla ação Princípio de funcionamento de um compressor dinâmico (http://www.deq.isel.ipl.pt/cp/sebentas/seb03.pdf) Compressor Dinâmico O gás escoa através do olho do rotor, acelerado radialmente, saindo com um aumento da velocidade, da periferia ao difusor (variação da energia cinética para energia de pressão). Enquematização da Produção, Armazenamento & Condicionamento do Ar Comprimido 1- Filo da Admissão 2 - Motor Eléírico 3- Separador de Condensado 4- Compressor 5 - Reservatório & - Resirlador Intermediário T- Secador & - Resirlador Posterior