O filtro de um compressor

O filtro de um compressor

Compressores Industriais

Compressores Alternativos

Título: O compressorSituação - Problema: Filtro EntupidoObjetivo Geral: Descrever o funcionamento do compressor, sugerir um problema e desenvolver a sua causa, conseqüência e prevenção.

IFBA – Instituto Federal de Ciências Tecnológicas da BahiaAutomação e Controle Industrial

Turma: 5831

Professor: Arleno de Jesus

Alunos: Leonardo Amorim Nª: 20

Marcos Vinicios 27

Mariane Cruz 28 Murilo Lessa 30 Paula Espínola 31 Rômulo Spinola 33

Sillas Almeida 34

Índice

Fundamentação Teórica ..................................................................................... P. 04

- Compressores (generalidades)............................................................................. P. 04

- Compressores Alternativos .................................................................................. P. 05

- Filtros............................................................................................................................... P. 06

Especificações do Compressor ......................................................................... P. 08

Situação - Problema............................................................................................. P. 10

- Entupimento de Filtros ........................................................................................... P. 10

Conclusão................................................................................................................. P. 11

Sugestão.................................................................................................................... P. 11

Referências ............................................................................................................. P. 12

Fundamentação Teórica

  1. Compressores:

    1. Definição geral:

Os compressores são utilizados para proporcionar a elevação da pressão de um gás ou escoamento gasoso. Nos processos industriais, a elevação de pressão requerida pode variar desde cerca de 1,0 atm até centenas ou milhares de atmosferas.

1.2. Classificação quanto às aplicações:

As características físicas dos compressores podem variar profundamente em função dos tipos de aplicações a que se destinam. Dessa forma, convém distinguir pelo menos as seguintes categorias de serviços:

- Compressores de ar para serviços ordinários

-Compressores de ar para serviços industriais

-Compressores de gás ou de processo

-Compressores de refrigeração

-Compressores para serviços de vácuo

1.3. Classificação quanto ao princípio de concepção:

Dois são os princípios conceptivos no qual se fundamentam todas as espécies de compressores de uso industrial:

- Compressores Dinâmicos ou Turbocompressores: efetuam o processo de compressão de maneira contínua, e, portanto correspondem exatamente ao que se denomina, em termodinâmica, um volume de controle.

- Compressores Volumétricos ou de Deslocamento Positivo: a elevação de pressão é conseguida através da redução do volume ocupado pelo gás. Trata-se de um processo intermitente, no qual a compressão é efetuada em sistema fechado, isto é, sem qualquer contato com a sucção e a descarga.

Os compressores de maior uso na indústria são os alternativos, os de palhetas, os de parafusos e os de lóbulos.

  1. Compressores Alternativos:

Esse tipo de máquina se utiliza de um sistema biela-manivela para converter o movimento rotativo de um eixo no movimento translacional de um pistão ou embolo, como mostra a figura abaixo. Dessa maneira, a cada rotação do acionador, o pistão efetua um percurso de ida e outro de vinda na direção do cabeçote, estabelecendo um ciclo de operação.

2.1. Elementos básicos de um compressor alternativo:

- O virabrequim: que transforma o movimento rotativo de um eixo de um motor elétrico num movimento linear.

- a cruzeta: que guia o movimento do eixo do pistão.

- O pistão, normalmente com anéis de vedação.

- Um cilindro, onde a compressão acontece.

- Uma ou mais válvulas de sucção e uma ou mais válvulas de descarga. Estas válvulas regulam o fluxo de gás que entra e sai do cilindro

2.2. Funcionamento do compressor alternativo:

O funcionamento de um compressor alternativo está intimamente associado ao comportamento das válvulas. Elas possuem um elemento móvel denominado obturador, que funciona como um diafragma, comparando as pressões interna e externa ao cilindro. 0 obturador da válvula de sucção se abre para dentro do cilindro quando a pressão na tubulação de sucção supera a pressão interna do cilindro, e se mantém fechado em caso contrário. 0 obturador da válvula de descarga se abre para fora do cilindro quando a pressão interna supera a pressão na tubulação de descarga, e se mantém fechado na situação inversa.

- Na etapa de admissão o pistão se movimenta em sentido contrário ao cabeçote, fazendo com que haja uma tendência de depressão no interior do cilindro que propicia a abertura da válvula de sucção. 0 gás é então aspirado. Ao inverter-se o sentido de movimentação do pistão, a válvula de sucção se fecha e o gás é comprimido até que a pressão interna do cilindro seja suficiente para promover a abertura da válvula de descarga. Isso caracteriza a etapa de compressão. Quando a válvula de descarga se abre, a movimentação do pistão faz com que o gás seja expulso do interior do cilindro. Essa situação corresponde à etapa de descarga e dura até que o pistão encerre o seu movimento no sentido do cabeçote. Ocorre, porém, que nem todo o gás anteriormente comprimido é expulso do cilindro. A existência de um espaço morto ou volume morto, compreendido entre o cabeçote e o pistão no ponto final do deslocamento desse, faz com que a pressão no interior do cilindro não caia instantaneamente quando se inicia o curso de retorno. Nesse momento, a válvula de descarga se fecha, mas a de admissão só se abrirá quando a pressão interna cair o suficiente para permitir que ela se abra. Essa etapa, em que as duas válvulas estão bloqueadas e o pistão se movimenta em sentido inverso ao do cabeçote, se denomina etapa de expansão, e precede a etapa de admissão de um novo ciclo.

Podemos concluir então que, devido ao funcionamento automático das válvulas, o compressor alternativo aspira e descarrega o gás respectivamente nas pressões instantaneamente reinantes na tubulação de sucção e na tubulação de descarga.

  1. Filtros

Todo sistema de ar ou gás, ao ser comprimido, recebe adição do óleo que vem do próprio compressor. Este óleo, somado a umidade e a partículas, forma uma massa altamente prejudicial ao sistema.

O óleo se mistura ao gás comprimido geralmente em forma de vapor de óleo ou aerosol. O aerosol constitui-se por gotículas liquidas, as quais misturadas ao gás formam uma imensa variação de diâmetro, este (o aerosol) pode ser dividido em dois grupos quanto ao seu tamanho: spray ou névoa.

O spray é o que tem o diâmetro maior, assim sendo ele é relativamente fácil de ser removido o método mais usual é através de processos mecânicos de filtragem. Este óleo na forma de spray, normalmente precipita-se nas paredes do compressor, havendo a necessidade da drenagem. A névoa, de tão pequena que é, permanece em suspensão no fluxo do gás, dificultando a separação. Esta pode ser removida por um sistema bem fino de filtragem ou, como é geralmente, por resfriamento, utilizando disto para provocar a agregação e logo a precipitação das moléculas.

Separadores e filtros são requerimentos básicos em um compressor, e estes são divididos em três grupos: pré-filtragem, coalescência, adsorção.

A pré-filtragem se baseia na passagem do fluido através de várias camadas de filtros, constituídos de microfibras, onde são coletados os aerosois. Aerosois finos de óleo e água são coletados por meio de filtros de finas microfibras e se aglomeram, formando gotas, estas escorrem pelo elemento e são separadas na carcaça do filtro (necessitando de drenagem), este processo é denominado por coalescência. Dependendo das exigências a também filtros com carvão ativado e outros materiais adsorventes, que retiram as impurezas gasosas do ar comprimido. O carvão ativado adsorve moléculas de vapor de óleo que podem causar odor, gosto ou uma posterior condensação do gás comprimido. Este processo é chamado de adsorção.

Para escolher o filtro é primordial que se saiba a concentração, do spray ou da névoa, antes e depois do processo de filtragem, além disso, o tipo, a viscosidade, a temperatura do óleo interfere também na escolha do filtro. Ao observar um grande volume de sujeira e líquidos sendo retirado, a causa é à alta eficiência da filtragem.

O óleo, na fase de vapor, fica presente no fluido assim como qualquer outra molécula de gás comprimido, logo não é possível separá-lo por filtros mecânicos. A quantidade de vapor de óleo depende da temperatura, observa-se que a 20°C passa até 10 vezes mais óleo através do filtro que a 10°C. Ante o exposto fica óbvio que a eficiência de separação do filtro diminui quando se aumenta a temperatura. Sendo assim cuidados na instalação do filtro de profundidade (filtros “mais finos” se comparados a de superfície) são necessários para que, este fique em locais de temperatura mais baixa. Além do mais, o vapor de óleo se condensa ao resfriar e este (o condensado) pode ser filtrado sem problemas.

O aspecto econômico é o mais importante quando se pensa na vida útil dos filtros. Formato, a construção e as condições de operação são os principais fatores que definem a vida útil, se descartássemos o efeito das partículas contidas no gás, a vida útil seria de vários anos, entretanto, estas partículas sólidas deformam a estrutura das fibras e se alojam no meio filtrante, aumentando a perda de carga, logo diminuindo a vida útil. Para reduzir os sólidos em filtros de profundidade é sempre interessante a instalação anterior de filtros de superfície, estes tiram “o grosso” das impurezas, aumentando a vida útil das microfibras. Para evidenciar-se a eficiência é necessária a instalação de manômetros diferenciais, para acompanhar a perda de carga causada pelo filtro.

Especificações do Compressor

Compressor CJ 120 APW/525L - 30 HP

Produto: Para serviços diversos, principalmente na área industrial.

Tipo: Pistão – lubrificado – motor elétrico industrial – cabeçote de ferro fundido – acionamento por correia.

Categoria: Multiuso em serviços, e atividades industriais de média e alta exigência.

Indicado: Para uso Industrial – Posto de Serviços – Fazendas – Borracharias – Lava-Rápidos – Jateamento de Areia – Serralherias – Marcenarias – Prestadores de Serviços – Oficina de Pintura – Oficina Mecânica – Usinagens – Construção Civil.

Vantagens: Acompanha ficha de manutenção e troca de óleo - grade de proteção nas partes giratórias – mais vazão de ar – mais silencioso – mais eficiência e durabilidade – mais benefícios com menor custo – mais versatilidade em diversas aplicações – mais refrigeração com baixa temperatura – opcional intermitente ou contínuo.

Importante: Todas as indicações devem ser feitas junto a um técnico especializado em ar comprimido, para evitar possíveis constrangimentos futuros a respeito do dimensionamento para a aplicação da máquina. Nossos compressores de ar chegam ao usuário com Prontuário de Vaso de Pressão, elaborado conforme estabelece a norma NR-13 do MT, atestado por engenheiro mecânico responsável registrado no CREA. O prontuário identifica o produto, os dados de projeto, os materiais utilizados, os aspectos construtivos, os procedimentos de inspeção e os dispositivos de segurança. Portanto, todos reservatórios são testados hidrostaticamente garantindo a segurança dos produtos. A fabricação dos reservatórios CHIAPERINI atende também as especificações de projeto da norma ASME (Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos).

Características Técnicas:

Deslocamento. Teórico:

L/MIN:

3.400

PCM:

120

Pressão Máxima:

PSI:

175

 

BAR:

12

Reservatório:

Vol. Geo.

525

 

Temp. Enc.

5'

Nº de Cilindros:

5 X 2

Nº de Estágios:

2

dB:

79

RPM:

720

Motor Elétrico:

CV:

30

 

KW:

22.500

 

Nº de Polos:

4

c/ Embalagem

C:

2.510

 

L:

860

 

H:

1.600

Óleo Lubrif. Volume (ml)

10,000

Peso do Cabeçote:

2 X 159

Peso c/ Embalagem:

820

Polia:

220

Diâmetro do Volante:

549

Correia:

B 100

Situação - Problema

  1. Entupimento no Filtro

1.1. Causas:

Há diversos fatores que causam o entupimento do filtro nos compressores, a maioria deles está relacionada com a má utilização destes, erros na especificação do acessório e principalmente a falta de manutenção.

- Para um funcionamento satisfatório dos filtros, é necessária a instalação de filtros anteriores, chamados de Filtros de Superfície, que retiram as impurezas mais densas, e possibilitam uma filtragem mais refinada no purificador seguinte. Quando não há a instalação destes, as impurezas mais densas formam espécies de “crostas” nos filtros, provocando o entupimento.

- A especificação do Filtro, possibilita a escolha do material, diâmetro e outros parâmetros, para que permita somente a passagem do fluido desejado, tendo a otimização da filtragem e impedindo grandes perdas de carga que futuramente causariam entupimentos.

- Como qualquer outro equipamento ou acessório, os filtros devem ter manutenção adequada, sendo trocados periodicamente para evitar a formação de bloqueios nele.

1.2. Conseqüências do entupimento:

Entre as conseqüências do entupimento do filtro, consideramos que a mais importante seja o bloqueio da passagem no fluido. Isso porque interromperia todo o processo, fazendo o equipamento funcionar sem a variável e provocando assim o superaquecimento do sistema. Além disso, impossibilitaria o funcionamento de outros processos dependentes do fluido comprimido, causando um enorme dano na planta na qual o compressor está inserido e conseguintemente provocando um enorme custo e desperdício de dinheiro.

1.3. Prevenção

Podemos citar como formas de prevenção a utilização dos filtros de superfície, a especificação correta, seguindo os parâmetros do processo, a manutenção periódica e adequada, de acordo com as instruções do fabricante, e a troca do filtro de acordo com sua vida útil.

Conclusão

Ao término desse relatório, ficou evidente que coisas básicas como um melhor estudo da compra e do posicionamento de um acessório, faz toda diferença na qualidade final do produto. E toda e qualquer situação nunca é irrelevante. Cito aqui a frase de Cpt. Edward Murphy Jr. Eng. Aeroespacial da Nasa, “Tudo que poder dar errado vai dar errado”.

Sugestão

Ante o exposto, pré-análises do sistema e posteriores manutenções sempre devem ser feitas para não gerar prejuízos e acidentes.

Referências

http://www.cabano.com.br/compressores.htm

http://www.coladaweb.com/fisica/compressores.htm

http://pt.wikipedia.org/wiki/Compressor

http://www.profcupido.hpg.ig.com.br/filtracao.htm

11

Comentários