Material Pneumatica

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5.3.2 Compressores Rotativos 5.3.2.1 Compressor de Palhetas

Trata-se de um rotor que gira no interior de uma carcaça acionado por um motor elétrico ou de combustão. O rotor está excêntrico à carcaça e apresenta palhetas ao seu redor que podem deslizar em guias como mostrado na figura 5.3.2.1.1.

Figura 5.3.2.1.1 - Compressor de palhetas.

Note que o volume de ar aspirado é ligeiramente comprimido ao longo do percurso do rotor. Dessa forma, o fluxo gerado é pouco pulsante, mas opera em faixas de pressão menores do que a do compressor de êmbolo. A faixa de operação é mostrada na figura 5.3.2. A lubrificação é feita por injeção de óleo.

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5.3.2.2 Compressor Parafuso

Consiste em dois parafusos, cada um ligado a um eixo de rotação acionado por um motor elétrico ou de combustão como mostrado na figura 5.3.2.2.1. O ar é deslocado continuamente entre os parafusos, com isto não ocorrem golpes e oscilações de pressão, uma vez que não há válvulas de oscilação de pressão e aspiração fornecendo um fluxo de ar extremamente contínuo. São pequenos e permitem alta rotação, apresentando um alto consumo de potência. Embora sejam caros são os mais preferidos no mercado por fornecer um fluxo contínuo de ar. Devem operar à seco com ar comprimido isento de óleo.

Figura 5.3.2.2.1 - Compressor de parafuso.

5.3.2.3 Compressor Roots

Consiste em duas "engrenagens" que se movimentam acionadas por um motor elétrico ou de combustão como mostrado na figura 5.3.2.3.1. Funciona sem compressão interna sendo usado apenas para o transporte pneumático gerando baixas pressões. A pressão é exercida apenas pela resistência oferecida ao fluxo.

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5.3.3 Turbo-Compressores

5.3.3.1 Turbo Compressor Axial

O ar passa por rodas girantes atinge altas velocidades e no último estágio, através de um difusor, a energia cinética do fluxo de ar é convertida em pressão como mostrado na figura 5.3.3.1.1. Geram altas vazões de ar, porém como em cada estágio a pressão é muito baixa faz se necessário a montagem de muitos estágios para alcançar pressões maiores.

Figura 5.3.3.1.1- Compressor Axial. 5.3.3.2 Turbo Compressor Radial

A aspiração ocorre no sentido axial sendo o ar conduzido no sentido radial para a saída como mostrado na figura 5.3.3.2.1. Apresentam as mesmas caracterísiticas dos

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Figura 5.3.3.2.1- Compressor radial.

5.4 Secagem do Ar Comprimido

O ar possui água na forma de vapor. Este vapor d'água é aspirado pelo compressor junto com o ar. Esse vapor pode se condensar ao longo da linha dependendo da pressão e temperatura. A água acumulada pode ser eliminada através de filtros separadores de água e drenos dispostos ao longo da linha. No entanto um filtro não pode eliminar vapor d'água e para isso são necessários secadores.

Para entendermos os princípios da secagem do ar vamos usar o fato que o ar é equivalente a uma esponja. Se a esponja estiver saturada de água, não poderá absorver mais água. Da mesma forma se a umidade do ar atingir o seu valor máximo, o mesmo não poderá absorver mais vapor d'água. Comprimindo uma esponja não-saturada, diminuímos sua quantidade de água, o que é equivalente a aumentar a pressão do ar e ocorrer condensação do vapor d'água. Ao resfriar a esponja, seus poros diminuem de volume, eliminando água, o que é equivalente a aumentar a temperatura do ar e ocorrer condensação.

Essa analogia nos sugere métodos para retirar o vapor d'água do ar. Existem quatro métodos de secagem:

• Resfriamento

• Adsorção

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• Absorção • Sobrepressão

5.4.1 Resfriamento

Consiste em se resfriar o ar o que reduz o seu ponto de orvalho. O ar é resfriado circulando-o por um trocador de calor (serpentina com fluido refrigerante) como mostrado na figura 5.4.1.1.

Figura 5.4.1.1 - Processo de resfriamento para a secagem do ar.

O ponto de orvalho (umidade) alcançado com esse método situa-se entre 2ºC e 5ºC. Note que na figura 5.2.1 que logo após o compressor o ar comprimido é resfriado. Dessa forma, a região após o resfriador é uma região onde há grande ocorrência de condensação na linha pneumática.

Opera através de substâncias secadoras que por vias físicas (efeito capilar) adsorvem (adsorver - admitir uma substância à superfície da outra) o vapor d'água do ar, as quais podem ser regeneradas através de ar quente. Assim os sistemas de adsorção possuem um sistema de circulação de ar quente em paralelo para realizar a limpeza do elemento secador como mostrado na figura 5.4.2.1. Devem ser usados dois secadores em paralelo, pois enquanto um está sendo limpo o outro pode ser usado.

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Figura 5.4.2.1 - Secagem por adsorção.

O ponto de orvalho alcançável com esse método está em torno de -20ºC, em casos especiais -90ºC. Em geral, o elemento secador é um material granulado com arestas ou formato esférico. A substância usada é o Dióxido de Sílicio, mais conhecido como "Sílica gel". Trata-se do sistema mais caro em relação aos demais, mas o que é capaz de retirar a maior quantidade de umidade.

É um processo químico. O ar comprimido passa por uma camada solta de um elemento secador como mostra a figura 5.4.3.1. A água ou vapor d'água que entra em contato com este elemento combina-se quimicamente com ele e se dilui formando uma combinação elemento secador e água. Este composto pode ser removido periodicamente do absorvedor. Com o tempo o elemento secador é consumido e o secador deve ser reabastecido periodicamente (2 à 4 vezes por ano).

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Figura 5.4.3.1 - Secagem por absorção.

O secador por absorção separa ao mesmo tempo vapor e partículas de óleo.

Porém, grandes quantidades de óleo atrapalham o funcionamento do secador. Devido a isto é usual antepor um filtro fino ao secador. O ponto de orvalho alcançável com esse método é 10ºC. É o método mais barato entre os demais porém o que retira menor quantidade de água.

5.4.4 Sobrepressão

Aumentando-se a pressão há condensação, como já comentado, e pode-se drenar água.

5.5 Distribuição de Ar Comprimido

As tubulações pneumáticas exigem manutenção regular, razão pela qual não devem, dentro do possível, serem mantidas dentro de paredes ou cavidades estreitas, pois isto dificulta a detecção de fugas de ar. Pequenos vazamentos são causas de consideráveis perdas de pressão. Existem três tipos de redes de distribuição de pressão principais:

• Rede em circuito aberto

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