Pneumática e Técnicas de Comando

PNEUMTICA ETCNICAS DE COMANDO

Jos Fernando Xavier Faraco

Presidente da FIESC

Srgio Roberto Arruda

Diretor Regional do SENAI/SC

Antnio Jos Carradore

Diretor de Educao e Tecnologia do SENAI/SC

Marco Antnio DociattiDiretor de Desenvolvimento Organizacional do SENAI/SC

Florianpolis 2005

PNEUMTICA ETCNICAS DE COMANDO

autorizada reproduo total ou parcial deste material por qualquer meio ou sistemadesde que a fonte seja citada

Equipe Tcnica:

OrOrOrOrOrganizao:ganizao:ganizao:ganizao:ganizao:Adagir SagginAdalberto SilveiraGuilherme de Oliveira CamargoIrineu ParolinSandro FeltrinVilmar Loshstein

RRRRReviso Tcnica:eviso Tcnica:eviso Tcnica:eviso Tcnica:eviso Tcnica:Guilherme de Oliveira Camargo

RRRRReviso Ortogrfica:eviso Ortogrfica:eviso Ortogrfica:eviso Ortogrfica:eviso Ortogrfica:Ana Lcia Pereira do Amaral

Projeto Grfico:Projeto Grfico:Projeto Grfico:Projeto Grfico:Projeto Grfico:Rafael Viana Silva

Capa:Capa:Capa:Capa:Capa:Rafael Viana SilvaSamay Milet Freitas

Servio Nacional de Aprendizagem IndustrialDepartamento Regional de Santa Catarinawww.sc.senai.br

Rodovia Admar Gonzaga, 2765 Itacorubi.CEP 88034-001 - Florianpolis - SCFone: (048) 231-4221Fax: (048) 231-4331

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5PNEUMTICA E TCNICAS DE COMANDO

SRIE RECURSOS DIDTICOS

NDICE DE FIGURASNDICE DE FIGURASNDICE DE FIGURASNDICE DE FIGURASNDICE DE FIGURAS1 INTRODUO A PNEUMTICA..............................121 INTRODUO A PNEUMTICA..............................121 INTRODUO A PNEUMTICA..............................121 INTRODUO A PNEUMTICA..............................121 INTRODUO A PNEUMTICA..............................12

1.1 Principio de Pascal..........................................................................................13

2 PROPRIEDADES FSICAS DO AR.............................152 PROPRIEDADES FSICAS DO AR.............................152 PROPRIEDADES FSICAS DO AR.............................152 PROPRIEDADES FSICAS DO AR.............................152 PROPRIEDADES FSICAS DO AR.............................15

2.1 Compressibilidade do ar..................................................................................152.2 Elasticidade do ar............................................................................................152.3 Difusibilidade do ar.........................................................................................152.4 Expansibilidade do ar.......................................................................................162.5 Peso do ar......................................................................................................16

3 GRANDEZA PNEUMTICA.....................................173 GRANDEZA PNEUMTICA.....................................173 GRANDEZA PNEUMTICA.....................................173 GRANDEZA PNEUMTICA.....................................173 GRANDEZA PNEUMTICA.....................................17

3.1 Tabela de converso entre unidades de presso...................................................183.2 Variao da presso atmosfrica........................................................................183.3 Tabela de variao da presso atmosfrica...........................................................193.4 Tabela de converso entre unidades de vazo......................................................19

5 PRODUO DE AR COMPRIMIDO5 PRODUO DE AR COMPRIMIDO5 PRODUO DE AR COMPRIMIDO5 PRODUO DE AR COMPRIMIDO5 PRODUO DE AR COMPRIMIDO............................25............................25............................25............................25............................25

5.1 Tipos de compressores....................................................................................255.2 Compressor de mbolo de simples estgio........................................................265.3 Compressor de mbolo de duplo estgio...........................................................265.4 Compressor de membrana..............................................................................275.5 Compressor de palhetas..................................................................................285.6 Compressor de parafuso.................................................................................285.7 Compressor roots...........................................................................................295.8 Turbocompressor radial...................................................................................305.9 Turbocompressor axial.....................................................................................315.10 Diagrama para seleo de compressores...........................................................325.11 Tabela de tipos de regulagem.........................................................................345.12 Regulagem por descarga...............................................................................345.13 Regulagem por fechamento..........................................................................345.14 Regulagem por estrangulamento....................................................................355.15 Regulagem intermitente...............................................................................35

6 RESER6 RESER6 RESER6 RESER6 RESERVVVVVAAAAATRIO DE AR COMPRIMIDOTRIO DE AR COMPRIMIDOTRIO DE AR COMPRIMIDOTRIO DE AR COMPRIMIDOTRIO DE AR COMPRIMIDO.....................37.....................37.....................37.....................37.....................37

6.1 Reservatrio de ar...........................................................................................37

7 DISTRIBUIO DO AR COMPRIMIDO7 DISTRIBUIO DO AR COMPRIMIDO7 DISTRIBUIO DO AR COMPRIMIDO7 DISTRIBUIO DO AR COMPRIMIDO7 DISTRIBUIO DO AR COMPRIMIDO......................38......................38......................38......................38......................38

7.1 Rede de distribuio ar....................................................................................387.2 Rede de distribuio em anel aberto.................................................................397.3 Rede de distribuio em anel fechado...............................................................39



7.4 Rede de distribuio combinada.......................................................................407.5 Inclinao, tomadas de ar e drenagem da umidade (Fargon engenharia e indstria)........407.6 Curvatura da tubulao....................................................................................417.7 Tabela de vazamentos.....................................................................................417.8 Tabela de perda de carga.................................................................................447.9 Resfriador de ar e separador de condensados (Parker)..........................................457.10 Secagem por absoro (Parker).......................................................................467.11 Esquematizao da secagem por absoro (Parker)............................................477.12 Secagem por refrigerao (Parker)..................................................................48

8 UNID8 UNID8 UNID8 UNID8 UNIDADE DE CONSERADE DE CONSERADE DE CONSERADE DE CONSERADE DE CONSERVVVVVAO DE AR......................49AO DE AR......................49AO DE AR......................49AO DE AR......................49AO DE AR......................49

8.1 Unidade de conservao de ar (Parker)..............................................................498.2 Simbologia detalhada e simbologia simplificada..................................................498.3 Filtro de ar comprimido (Parker)........................................................................508.4 Regulador de ar comprimido com manmetro....................................................518.5 Barmetro tipo tubo de Bourdon (Parker)............................................................528.6 Lubrificador...................................................................................................538.7 Demonstrao do princpio de Venturi...............................................................538.8 Tabela de lubrificantes.....................................................................................54

9 VL9 VL9 VL9 VL9 VLVULAS PNEUMTICAS....................................55VULAS PNEUMTICAS....................................55VULAS PNEUMTICAS....................................55VULAS PNEUMTICAS....................................55VULAS PNEUMTICAS....................................55

9.1 Nmero de posies.......................................................................................559.2 Nmero de vias..............................................................................................569.3 Tabela de meios de acionamento......................................................................569.4 Tabela de procedimento de identificao de vias..................................................579.5 Simbologia de vlvulas NA e NF........................................................................579.6 Simbologia de vlvula de centro fechado............................................................579.7 Simbologia de vlvula de centro aberto positivo..................................................579.8 Simbologia de vlvulas de centro aberto negativo................................................589.9 Simbologia de vlvulas de memrias.................................................................589.10 Simbologia de escape livre.............................................................................589.11 Simbologia de escape dirigido........................................................................589.12 Simbologia de vlvulas em posio de repouso e posio de trabalho....................599.13 Vlvula alternadora (Festo)............................................................................599.14 Exemplo de aplicao da vlvula alternadora.....................................................599.15 Vlvulas de duas presses (Festo)....................................................................609.16 Exemplo de aplicao da vlvula de duas presses.............................................609.17 Vlvula de escape rpido..............................................................................619.18 Exemplo de aplicao de vlvula de escape rpido.............................................619.19 Vlvula de reteno.....................................................................................619.20 Vlvula reguladora de fluxo bidirecional (Festo).................................................619.21 Vlvula reguladora de fluxo unidirecional (Festo)...............................................629.22 Exemplo de regulagem fluxo primria.............................................................629.23 Exemplo de regulagem fluxo secundria..........................................................639.24 Vlvula limitadora de presso (Festo)...............................................................639.25 Vlvula de sequncia (Festo)..........................................................................649.26 Exemplo de aplicao da vlvula de sequncia..................................................649.27 Vlvulas de fechamento................................................................................659.28 Exemplo de aplicao de temporizador pneumtico normalmente fechado...........659.29 Temporizador pneumtico NA (Festo)..............................................................669.30 Divisor binrio (Festo)...................................................................................66



10 ATUADORES PNEUMTICOS...............................6710 ATUADORES PNEUMTICOS...............................6710 ATUADORES PNEUMTICOS...............................6710 ATUADORES PNEUMTICOS...............................6710 ATUADORES PNEUMTICOS...............................67

10.1 Esquema dos tipos de atuadores pneumticos..................................................6710.2 Atuadores lineares de simples ao.................................................................6710.3 Atuadores de mebrana plana (Parker)..............................................................6810.4 Atuadores lineares de dupla ao (Parker)........................................................6810.5 Cilindro de impacto (Parker)...........................................................................6910.6 Cinlindro Tandem (Parker)..............................................................................6910.7 Cilindro de dupla ao com haste passante (Parker)...........................................7010.8 Atuador linear de posies mltiplas (Parker)....................................................7010.9 Cilindro com amortecimento nos fins de curso..................................................7110.10 Nomograma de presso e fora.....................................................................7210.11 Nomograma de flanbagem..........................................................................7310.12 Tabela de dimensionamento das vlvulas.......................................................7410.13 Motor de engrenagem (Parker).....................................................................7510.14 Motor de palhetas (Parker)...........................................................................7510.15 Turbomotor (Parker)....................................................................................7610.16 Motores de pisto (Parker)............................................................................7610.17 Cilindro rotativo (Festo)................................................................................7710.18 Oscilador de aleta giratria (Festo).................................................................77

11 DESIGNAO DE ELEMENTOS..............................7811 DESIGNAO DE ELEMENTOS..............................7811 DESIGNAO DE ELEMENTOS..............................7811 DESIGNAO DE ELEMENTOS..............................7811 DESIGNAO DE ELEMENTOS..............................78

11.1 Designao de elementos por nmero.............................................................7811.2 Designao de elementos por letras................................................................8011.3 Vlvula de gatilho........................................................................................8011.4 Exemplo de sentido de acionamento do gatilho.................................................80

12 ELABORAO DE ESQUEMAS DE COMANDO12 ELABORAO DE ESQUEMAS DE COMANDO12 ELABORAO DE ESQUEMAS DE COMANDO12 ELABORAO DE ESQUEMAS DE COMANDO12 ELABORAO DE ESQUEMAS DE COMANDO........81........81........81........81........81

12.1 Representao em seqncia cronolgica........................................................8112.2 Representao grfica em diagrama de trajeto e passo.......................................8212.3 Representao grfica em diagrama de trajeto e tempo......................................8312.4 Esquema de comando de posio...................................................................8312.5 Esquema de comando de sistema...................................................................84

13 TECNOL13 TECNOL13 TECNOL13 TECNOL13 TECNOLOGIA DO VCUOOGIA DO VCUOOGIA DO VCUOOGIA DO VCUOOGIA DO VCUO......................................85......................................85......................................85......................................85......................................85

13.1 Princpio de gerao do vcuo (Parker).............................................................8513.2 Aplicaes do vcuo (Parker)..........................................................................8513.3 Ventosa padro (Parker)................................................................................8713.4 Ventosa com fole (Parker)..............................................................................8713.5 Caixa de suco (Parker)................................................................................8813.6 Diagrama da porcentagem de vcuo para obter a menor rea de suco possvel..8813.7 Exemplo de clculo de nvel de vcuo.............................................................8913.8 Tabela de foras de levantamento...................................................................8913.9 Geradores de vcuo (Parker)...........................................................................9013.10 Efeito Venturi (Parker).................................................................................9113.11 Comparao entre geradores, ventiladores e bombas de deslocamento positivo.......91



SUMRIOSUMRIOSUMRIOSUMRIOSUMRIO1 INTRODUO PNEUMTICA..............................121 INTRODUO PNEUMTICA..............................121 INTRODUO PNEUMTICA..............................121 INTRODUO PNEUMTICA..............................121 INTRODUO PNEUMTICA..............................12

1.1 Desenvolvimento da tcnica do ar comprimido.................................121.2 Princpio de Pascal..................................................................................131.3 Caractersticas da pneumtica.............................................................131.4 Aplicaes da pneumtica....................................................................131.5 Composio de um sistema pneumtico............................................141.6 Caractersticas do ar comprimido.........................................................14

1.6.1 De 7 a 10 o custo da energia pneumtica..........................................14

2 PROPRIEDADES FSICAS DO AR.............................152 PROPRIEDADES FSICAS DO AR.............................152 PROPRIEDADES FSICAS DO AR.............................152 PROPRIEDADES FSICAS DO AR.............................152 PROPRIEDADES FSICAS DO AR.............................15

3 GRANDEZAS PNEUMTICAS.................................173 GRANDEZAS PNEUMTICAS.................................173 GRANDEZAS PNEUMTICAS.................................173 GRANDEZAS PNEUMTICAS.................................173 GRANDEZAS PNEUMTICAS.................................17

3.1 Presso....................................................................................................173.1.1 Presso manomtrica........................................................................173.1.2 Presso atmosfrica...........................................................................173.1.3 Presso absoluta................................................................................173.1.4 Unidade de presso...........................................................................173.1.5 Variao da presso atmosfrica em relao altitude......................17

3.2 Vazo.......................................................................................................193.2.1 Unidades de vazo............................................................................19

4 SIMBOL4 SIMBOL4 SIMBOL4 SIMBOL4 SIMBOLOGIA/RESUMOOGIA/RESUMOOGIA/RESUMOOGIA/RESUMOOGIA/RESUMO..........................................20..........................................20..........................................20..........................................20..........................................20

4.1 Linhas de fluxo.......................................................................................204.2 Fontes de energia...................................................................................204.3 Acoplamentos........................................................................................214.4 Compressores.........................................................................................214.5 Condicionadores de energia.................................................................214.6 Vlvulas direcionais...............................................................................224.7 Mtodos de acionamento....................................................................224.8 Conversores rotativos de energia.........................................................234.9 Conversores lineares de energia...........................................................234.10 Vlvula controladoras de vazo........................................................234.11 Vlvula de reteno............................................................................244.12 Vlvula reguladora de presso...........................................................244.13 Instrumentos de acessrios................................................................24

5 PRODUO DE AR COMPRIMIDO5 PRODUO DE AR COMPRIMIDO5 PRODUO DE AR COMPRIMIDO5 PRODUO DE AR COMPRIMIDO5 PRODUO DE AR COMPRIMIDO............................25............................25............................25............................25............................25

5.1 Compressores.........................................................................................255.1.1 Tipos de compressores......................................................................255.1.2 Compressor de mbolo.....................................................................26



5.1.3 Compressor de membrana................................................................275.1.4 Compressor de palhetas....................................................................275.1.5 Compressor de parafuso...................................................................285.1.6 Compressor roots.............................................................................295.1.7 Turbocompressores...........................................................................30

5.1.7.1 Turbocompressor radial...............................................................305.1.7.2 Turbocompressor axial................................................................31

5.2 Diagrama para seleo de compressores.............................................315.3 Itens para seleo de compressores......................................................32

5.3.1 Volume de ar fornecido.....................................................................325.3.2 Presso..............................................................................................335.3.3 Acionamento....................................................................................335.3.4 Refrigerao......................................................................................335.3.5 Lugar de montagem..........................................................................33

5.4 Regulagem..............................................................................................335.4.1 Regulagem de marcha em vazio........................................................345.4.2 Regulagem de carga parcial...............................................................355.4.3 Regulagem intermitente...................................................................35

5.5 Instalao dos compressores.................................................................36

6 RESER6 RESER6 RESER6 RESER6 RESERVVVVVAAAAATRIO DE AR COMPRIMIDOTRIO DE AR COMPRIMIDOTRIO DE AR COMPRIMIDOTRIO DE AR COMPRIMIDOTRIO DE AR COMPRIMIDO.....................37.....................37.....................37.....................37.....................37

7 DISTRIBUIO DE AR COMPRIMIDO7 DISTRIBUIO DE AR COMPRIMIDO7 DISTRIBUIO DE AR COMPRIMIDO7 DISTRIBUIO DE AR COMPRIMIDO7 DISTRIBUIO DE AR COMPRIMIDO.......................38.......................38.......................38.......................38.......................38

7.1 Rede de distribuio...............................................................................387.1.1 Rede de distribuio em anel aberto..................................................397.1.2 Rede de distribuio em anel fechado...............................................397.1.3 Rede de distribuio combinada........................................................397.1.4 Posicionamento.................................................................................407.1.5 Curvatura..........................................................................................417.1.6 Vazamentos......................................................................................41

7.2 Diagrama para seleo de compressores.............................................427.2.1 Tubulaes principais.........................................................................427.2.2 Tubulaes secundrias....................................................................427.2.3 Dimensionamento da rede condutora...............................................42

7.3 Preparao do ar comprimido..............................................................447.3.1 Resfriador de ar e separador de condensados...................................457.3.2 Secador de ar.....................................................................................45

7.3.2.1 Secagem por absoro...............................................................467.3.2.2 Secagem por adsoro...............................................................477.3.2.3 Secagem por refrigerao...........................................................47

8 UNID8 UNID8 UNID8 UNID8 UNIDADE DE CONSERADE DE CONSERADE DE CONSERADE DE CONSERADE DE CONSERVVVVVAO DE AR .....................49AO DE AR .....................49AO DE AR .....................49AO DE AR .....................49AO DE AR .....................49

8.1 Filtro de ar comprimido.........................................................................508.1.1 Funcionamento do dreno automtico................................................50

8.2 Regulador de presso.............................................................................518.2.1 Manmetros.....................................................................................51

7.3.2.1 Manmetro tipo tubo de Bourdon...............................................52



8.3 Lubrificador de ar comprimido.............................................................528.3.1 Princpio de Venturi............................................................................53

8.4 Instalao das unidades de conservao.............................................538.4.1 Manuteno das unidades de conservao......................................54

9 VL9 VL9 VL9 VL9 VLVULAS PNEUMTICAS....................................55VULAS PNEUMTICAS....................................55VULAS PNEUMTICAS....................................55VULAS PNEUMTICAS....................................55VULAS PNEUMTICAS....................................55

9.1 Vlvulas direcionais...............................................................................559.1.1 Simbologia de vlvulas.......................................................................559.1.2 Caracteristicas principais...................................................................559.1.3 Meios de acionamento......................................................................569.1.4 Identificao de vias..........................................................................569.1.5 Vlvulas NA e NF...............................................................................579.1.6 Vlvulas CF, CAP e CAN....................................................................579.1.7 Vlvulas de memrias.......................................................................589.1.8 Tipos de escapes...............................................................................589.1.9 Vlvulas em repouso ou trabalho.......................................................58

9.2 Vlvulas de bloqueio.............................................................................599.2.1 Vlvulas alternadoras (funo lgica OU).....................................599.2.2 Vlvulas de duas presses (funo lgica E)..................................609.2.3 Vlvulas de escape rpido.................................................................609.2.4 Vlvulas de reteno.........................................................................61

9.3 Vlvulas de fluxo...................................................................................619.3.1 Vlvula reguladora de fluxo bidirecional.............................................619.3.2 Vlvula reguladora de fluxo unidirecional..........................................629.3.3 Regulagem fluxo primria (entrada de ar).........................................629.3.4 Regulagem fluxo secundria (exausto de ar)...................................63

9.4 Vlvulas de presso...............................................................................639.4.1 Vlvula limitadora de presso............................................................639.4.2 Vlvula de seqncia.........................................................................64

9.5 Vlvulas de fechamento.......................................................................649.6 Combinao de vlvulas.......................................................................65

9.6.1 Temporizador pneumtico NF............................................................659.6.2 Temporizador pneumtico NA...........................................................669.6.3 Divisor binrio (flip-flop)....................................................................66

10 ATUADORES PNEUMTICOS...............................6710 ATUADORES PNEUMTICOS...............................6710 ATUADORES PNEUMTICOS...............................6710 ATUADORES PNEUMTICOS...............................6710 ATUADORES PNEUMTICOS...............................67

10.1 Atuadores lineares...............................................................................6710.1.1 Atuadores lineares de simples ao.................................................6710.1.2 Atuadores de membrana plana........................................................6810.1.3 Atuadores lineares de dupla ao....................................................6810.1.4 Cilindro de impacto (percursor).......................................................6910.1.5 Cilindro Tandem..............................................................................6910.1.6 Cilindro de dupla ao com haste passante......................................6910.1.7 Atuador linear de posies mltiplas................................................7010.1.8 Cilindro de amortecimento nos fins de curso..................................7010.1.9 Dimensionamento de atuadores lineares........................................71



10.2 Atuadores rotativos..........................................................................7510.2.1 Motores de engrenagem................................................................7510.2.2 Motores de palhetas.......................................................................7510.2.3 Turbomotores..................................................................................7610.2.4 Motores de pisto...........................................................................76

10.3 Osciladores...........................................................................................7610.3.1 Cilindro rotativo...............................................................................7610.3.2 Oscilador de aleta giratria..............................................................77

10.4 Caractersticas dos motores pneumticos........................................77

11 DESIGNAO DE ELEMENTOS..............................7811 DESIGNAO DE ELEMENTOS..............................7811 DESIGNAO DE ELEMENTOS..............................7811 DESIGNAO DE ELEMENTOS..............................7811 DESIGNAO DE ELEMENTOS..............................78

11.1 Designao por nmeros....................................................................7811.2 Designao por letras..........................................................................8011.3 Representao das vlvulas de gatilho..............................................80

12 ELABORAO DE ESQUEMAS DE COMANDO12 ELABORAO DE ESQUEMAS DE COMANDO12 ELABORAO DE ESQUEMAS DE COMANDO12 ELABORAO DE ESQUEMAS DE COMANDO12 ELABORAO DE ESQUEMAS DE COMANDO........81........81........81........81........81

12.1 Sequncia de movimentos.................................................................8112.1.1 Movimentao de um circuito como exemplo................................8112.1.2 Sequncia de movimentos..............................................................8212.1.3 Representao abreviada em sequncia algbrica...........................8212.1.4 Representao grfica em diagrama de trajeto e passo...................8212.1.5 Representao grfica em diagrama de trajeto e tempo..................82

12.2 Tipos de esquemas...............................................................................8312.2.1 Esquemas de comando de posio..................................................8312.2.2 Esquema de comando de sistema...................................................84

13 TECNOL13 TECNOL13 TECNOL13 TECNOL13 TECNOLOGIA DO VCUOOGIA DO VCUOOGIA DO VCUOOGIA DO VCUOOGIA DO VCUO......................................85......................................85......................................85......................................85......................................85

13.1 Aplicaes do vcuo............................................................................8513.2 Ventosas...............................................................................................86

13.2.1 Ventosas padro.............................................................................8713.2.2 Ventosas com fole...........................................................................8713.2.3 Caixa de suco..............................................................................88

13.3 Geradores de vcuo............................................................................9013.3.1 O efeito Venturi..............................................................................90

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS...............................92REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS...............................92REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS...............................92REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS...............................92REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS...............................92



CAPTULCAPTULCAPTULCAPTULCAPTULOOOOO11111INTRODUO INTRODUO INTRODUO INTRODUO INTRODUO

PNEUMTICAPNEUMTICAPNEUMTICAPNEUMTICAPNEUMTICA1.11.11.11.11.1 DESENVDESENVDESENVDESENVDESENVOLOLOLOLOLVIMENTO DVIMENTO DVIMENTO DVIMENTO DVIMENTO DA TCNICA DOA TCNICA DOA TCNICA DOA TCNICA DOA TCNICA DOAR COMPRIMIDOAR COMPRIMIDOAR COMPRIMIDOAR COMPRIMIDOAR COMPRIMIDO

O ar comprimido , provavelmente, uma das mais antigas formas de trans-misso de energia que o homem conhece, empregada e aproveitada paraampliar sua capacidade fsica. O reconhecimento da existncia fsica do arbem como a sua utilizao mais ou menos consciente para o trabalho socomprovados h milhares de anos.

O primeiro homem que, com certeza, sabemos ter-se interessado pelapneumtica, isto , o emprego do ar comprimido como meio auxiliar de tra-balho, foi o grego Ktsibios, que h mais de 2000 anos construiu uma catapultaa ar comprimido. Um dos primeiros livros sobre o emprego do ar comprimidocomo transmisso de energia data do primeiro sculo d.C., o qual descreveequipamentos que foram acionados com ar aquecido.

Dos antigos gregos provem a expresso pneuma, que significa flego,vento e, filosoficamente, a alma. Derivado desta palavra, surgiu, entre ou-tros, o conceito de pneumtica, cincia que estuda os movimentos e fen-menos dos gases.

Embora a base da pneumtica seja um dos mais velhos conhecimentos dahumanidade, somente no sculo XIX o estudo de seu comportamento e desuas caractersticas se tornou sistemtico. Porm, pode-se dizer que somen-te a partir de 1950 ela foi realmente introduzida na produo industrial.

Antes, porm, j existiam alguns campos de aplicao e aproveitamentoda pneumtica, como, por exemplo, a indstria mineira, a construo civile a indstria ferroviria (freios a ar comprimido).

A introduo, de forma mais generalizada, da pneumtica na indstriacomeou com a necessidade, cada vez maior, de automatizao e racionali-zao dos processos de trabalho. Apesar da rejeio inicial, quase sempreproveniente da falta de conhecimento e instruo, ela foi aceita, e o nmerode campos de aplicao tornou-se cada vez maior.

Hoje, o ar comprimido tornou-se indispensvel para a automao indus-trial, que tem como objetivo retirar do ofcio do homem as funes de co-mando e regulao, conservando apenas as funes de controle. Um pro-cesso considerado automatizado quando este executado sem a inter-veno do homem, sempre do mesmo modo, com o mesmo resultado.



1.2 PRINCPIO DE PASCAL1.2 PRINCPIO DE PASCAL1.2 PRINCPIO DE PASCAL1.2 PRINCPIO DE PASCAL1.2 PRINCPIO DE PASCAL

Em 1652, o cientista francs Blaise Pascal (1623-1662), grande colabora-dor nas cincias fsicas e matemticas, atravs do estudo do comportamentodos fluidos, enunciou um princpio muito importante na Fsica, o Princpio dePascal: A presso exercida em um ponto qualquer de um fluido esttico amesma em todas as direes e exerce foras iguais em reas iguais.

Figura 1.1: Princpio de Pascal

1.3 CARACTERSTICAS DA PNEUMTICA1.3 CARACTERSTICAS DA PNEUMTICA1.3 CARACTERSTICAS DA PNEUMTICA1.3 CARACTERSTICAS DA PNEUMTICA1.3 CARACTERSTICAS DA PNEUMTICA

Trabalha com baixa presso e alta velocidade (4m/s). Velocidade e fora facilmente controladas. Circuito aberto, no possui retorno do ar. Energia facilmente armazenvel e transportvel. Fcil instalao e manuteno de equipamentos. Fluido e componentes insensveis variao de temperatura. Aplicao altamente flexvel. Necessita de tratamento do ar a ser utilizado. Perdas por vazamento reduzem sua eficincia. Fluido compressvel provoca movimentos irregulares nos atuadores. Limitao da fora mxima de trabalho em funo da presso (3.000 kgf). Escape de ar ruidoso.

1.4 APLICAES DA PNEUMTICA1.4 APLICAES DA PNEUMTICA1.4 APLICAES DA PNEUMTICA1.4 APLICAES DA PNEUMTICA1.4 APLICAES DA PNEUMTICA

A pneumtica pode ser usada em todas os seguimentos industriais e detransporte, para a realizao de movimentos lineares, rotativos e outros.

Movimentos lineares: fixar, levantar, alimentar, transportar, abrir, fechar. Movimentos rotativos: lixar, furar, cortar, aparafusar, rosquear. Outros: pulverizar, pintar, soprar, transportar.

1.5 COMPOSIO DE UM SISTEMA1.5 COMPOSIO DE UM SISTEMA1.5 COMPOSIO DE UM SISTEMA1.5 COMPOSIO DE UM SISTEMA1.5 COMPOSIO DE UM SISTEMAPNEUMTICOPNEUMTICOPNEUMTICOPNEUMTICOPNEUMTICO



1.6 CARACTERSTICAS DO AR COMPRIMIDO1.6 CARACTERSTICAS DO AR COMPRIMIDO1.6 CARACTERSTICAS DO AR COMPRIMIDO1.6 CARACTERSTICAS DO AR COMPRIMIDO1.6 CARACTERSTICAS DO AR COMPRIMIDO

Quantidade: O ar a ser comprimido encontrado em quantidadeilimitada na atmosfera.

Transporte: O ar comprimido facilmente transportvel por tubu-laes, mesmo para distncias consideravelmente grandes. No hnecessidade de se preocupar com o retorno do ar.

Armazenamento: O ar pode ser sempre armazenado em um re-servatrio e, posteriormente, ser utilizado ou transportado.

Temperatura: O trabalho realizado com o ar comprimido insens-vel s oscilaes de temperatura. Isto garante um funcionamentoseguro em situaes extremas.

Segurana: No existe o perigo de exploso ou de incndio; por-tanto, no so necessrias custosas protees contra exploses.

Velocidade: O ar comprimido, devido a sua baixa viscosidade, um meio de transmisso de energia muito veloz.

Preparao: O ar comprimido requer boa preparao. Impurezas eumidade devem ser evitadas, pois provocam desgaste nos elemen-tos pneumticos.

Limpeza: O ar comprimido limpo, mas o ar de exausto dos com-ponentes libera leo pulverizado na atmosfera.

Custo: Estabelecendo o valor 1 para a energia eltrica, a relaocom a pneumtica e hidrulica:

1.6.1 DE 7 A 10 O CUSTO DA ENERGIA PNEUMTICA1.6.1 DE 7 A 10 O CUSTO DA ENERGIA PNEUMTICA1.6.1 DE 7 A 10 O CUSTO DA ENERGIA PNEUMTICA1.6.1 DE 7 A 10 O CUSTO DA ENERGIA PNEUMTICA1.6.1 DE 7 A 10 O CUSTO DA ENERGIA PNEUMTICA

De 3 a 5 o custo da energia hidrulica

Esta avaliao apenas orientativa, considerando apenas o custoenergtico, sem considerar os custos de componentes. Considerando osvalores de vlvulas e atuadores, o custo fica relacionado como:

Eltrica< Pneumtica < Hidrulica



Compressibilidade: Propriedade do ar que permite a reduo do seu volu-me sob a ao de uma fora externa, resultando no aumento de sua presso.

Figura 2.1: Compressibilidade do ar

Elasticidade: Propriedade do ar que possibilita voltar ao seu volume inici-al, uma vez extinta a fora externa responsvel pela reduo de volume.

Figura 2.2: Elasticidade do ar

Difusibilidade: Propriedade do ar que permite misturar-sehomogeneamente com qualquer meio gasoso que no esteja saturado.

Figura 2.3: Difusibilidade do ar

CAPTULCAPTULCAPTULCAPTULCAPTULOOOOO 22222PROPRIEDPROPRIEDPROPRIEDPROPRIEDPROPRIEDADES FSICASADES FSICASADES FSICASADES FSICASADES FSICAS

DO ARDO ARDO ARDO ARDO AR



Expansibilidade: Propriedade do ar que possibilita ocupar totalmente ovolume de qualquer recipiente, adquirindo o seu formato.

Figura 2.4: Expansibilidade do ar

Peso: Como toda matria concreta, o ar tem peso, e este peso de1,293 x 10-3 kgf, a 0 C e ao nvel do mar.

Figura 2.5: Peso do ar



3.1 PRESSO3.1 PRESSO3.1 PRESSO3.1 PRESSO3.1 PRESSO

Fora exercida por unidade de rea.

P = pressoF = foraA = rea

3.1.1 PRESSO MANOMTRICA3.1.1 PRESSO MANOMTRICA3.1.1 PRESSO MANOMTRICA3.1.1 PRESSO MANOMTRICA3.1.1 PRESSO MANOMTRICA

a presso registrada nos manmetros.

3.1.2 PRESSO A3.1.2 PRESSO A3.1.2 PRESSO A3.1.2 PRESSO A3.1.2 PRESSO ATMOSFRICATMOSFRICATMOSFRICATMOSFRICATMOSFRICA

o peso da coluna de ar da atmosfera em 1 cm2 de rea. A pressoatmosfrica varia com a altitude, pois, em grandes alturas, a massa de ar menor do que ao nvel do mar. No nvel do mar a presso atmosfrica considerada 1 Atm (1,033 Kgf/cm2).

3.1.3 PRESSO ABSOL3.1.3 PRESSO ABSOL3.1.3 PRESSO ABSOL3.1.3 PRESSO ABSOL3.1.3 PRESSO ABSOLUTUTUTUTUTAAAAA

a soma da presso manomtrica com a presso atmosfrica. Quandorepresentamos a presso absoluta, acrescentamos o smbolo (a) aps a uni-dade.

Exemplo: PSIa, Kgf/cm2a.

3.1.4 UNIDADES DE PRESSO3.1.4 UNIDADES DE PRESSO3.1.4 UNIDADES DE PRESSO3.1.4 UNIDADES DE PRESSO3.1.4 UNIDADES DE PRESSO

Sistema internacional = Pa = N/m2. Unidade mtrica = Kgf/cm2, atm, bar. Unidade inglesa = psi (pounds per Square Inches), lb/pol2.

CAPTULCAPTULCAPTULCAPTULCAPTULOOOOO 33333GRANDEZASGRANDEZASGRANDEZASGRANDEZASGRANDEZAS

PNEUMTICASPNEUMTICASPNEUMTICASPNEUMTICASPNEUMTICAS



Figura 3.1 - Tabela de converso entre as unidades de presso

3.1.5 VARIAO D3.1.5 VARIAO D3.1.5 VARIAO D3.1.5 VARIAO D3.1.5 VARIAO DA PRESSO AA PRESSO AA PRESSO AA PRESSO AA PRESSO ATMOSFRICA EM RE-TMOSFRICA EM RE-TMOSFRICA EM RE-TMOSFRICA EM RE-TMOSFRICA EM RE-LAO ALLAO ALLAO ALLAO ALLAO ALTITUDETITUDETITUDETITUDETITUDE

Figura 3.2: Variao da presso atmosfrica



Figura 3.3: Tabela de variao da presso atmosfrica

3.2 VAZO3.2 VAZO3.2 VAZO3.2 VAZO3.2 VAZO

volume deslocado por unidade de tempo.

Q = vazoV = volumet = tempo

3.2.1 UNID3.2.1 UNID3.2.1 UNID3.2.1 UNID3.2.1 UNIDADES DE VADES DE VADES DE VADES DE VADES DE VAZOAZOAZOAZOAZO

L/s = Litros por segundo. L/min = Litros por minuto. m/min = Metros cbicos por minuto. m/h = Metros cbicos por hora. cfm = (Cubic feet for minute), pcm.

Figura 3.2 - Tabela de converso entre as unidades de vazo

Estas unidades se referem quantidade de ar, ou gs, comprimido efeti-vamente nas condies de temperatura e presso, no local onde est insta-lado o compressor. Como estas condies variam em funo da altitude,umidade relativa e temperatura, so definidas condies padres de medi-das, sendo que as mais usadas so:

Nm/h: Normal metro cbico por hora - definido presso de 1,033kg/cm2, temperatura de 0C e umidade relativa de 0%.

SCFM: Standard cubic feet per minute - definido presso de 14,7lb/pol2, temperatura de 60F e umidade relativa de 0%.



Smbolos grficos mais utilizados para componentes de sistemas pneu-mticos, segundo a norma ISO1219-1.

4.1 LINHAS DE FL4.1 LINHAS DE FL4.1 LINHAS DE FL4.1 LINHAS DE FL4.1 LINHAS DE FLUXUXUXUXUXOOOOO

4.2 FONTES DE ENERGIA4.2 FONTES DE ENERGIA4.2 FONTES DE ENERGIA4.2 FONTES DE ENERGIA4.2 FONTES DE ENERGIA

CAPTULCAPTULCAPTULCAPTULCAPTULOOOOO 44444SIMBOLSIMBOLSIMBOLSIMBOLSIMBOLOGIA/RESUMOOGIA/RESUMOOGIA/RESUMOOGIA/RESUMOOGIA/RESUMO



4.3 ACOPLAMENTOS4.3 ACOPLAMENTOS4.3 ACOPLAMENTOS4.3 ACOPLAMENTOS4.3 ACOPLAMENTOS

4.4 COMPRESSORES4.4 COMPRESSORES4.4 COMPRESSORES4.4 COMPRESSORES4.4 COMPRESSORES

4.5 CONDICIONADORES DE ENERGIA4.5 CONDICIONADORES DE ENERGIA4.5 CONDICIONADORES DE ENERGIA4.5 CONDICIONADORES DE ENERGIA4.5 CONDICIONADORES DE ENERGIA



4.6 VL4.6 VL4.6 VL4.6 VL4.6 VLVULAS DIRECIONAISVULAS DIRECIONAISVULAS DIRECIONAISVULAS DIRECIONAISVULAS DIRECIONAIS

4.7 MTODOS DE ACIONAMENTO4.7 MTODOS DE ACIONAMENTO4.7 MTODOS DE ACIONAMENTO4.7 MTODOS DE ACIONAMENTO4.7 MTODOS DE ACIONAMENTO



4.8 CONVERSORES ROT4.8 CONVERSORES ROT4.8 CONVERSORES ROT4.8 CONVERSORES ROT4.8 CONVERSORES ROTAAAAATIVTIVTIVTIVTIVOS DE ENERGIAOS DE ENERGIAOS DE ENERGIAOS DE ENERGIAOS DE ENERGIA

4.9 CONVERSORES LINEARES DE ENERGIA4.9 CONVERSORES LINEARES DE ENERGIA4.9 CONVERSORES LINEARES DE ENERGIA4.9 CONVERSORES LINEARES DE ENERGIA4.9 CONVERSORES LINEARES DE ENERGIA

4.10 VL4.10 VL4.10 VL4.10 VL4.10 VLVULAS CONTROLADORAS DEVULAS CONTROLADORAS DEVULAS CONTROLADORAS DEVULAS CONTROLADORAS DEVULAS CONTROLADORAS DEVVVVVAZOAZOAZOAZOAZO



4.11 VL4.11 VL4.11 VL4.11 VL4.11 VLVULA DE RETENOVULA DE RETENOVULA DE RETENOVULA DE RETENOVULA DE RETENO

4.12 VL4.12 VL4.12 VL4.12 VL4.12 VLVULA REGULADORA DE PRESSOVULA REGULADORA DE PRESSOVULA REGULADORA DE PRESSOVULA REGULADORA DE PRESSOVULA REGULADORA DE PRESSO

4.13 INSTRUMENTOS E ACESSRIOS4.13 INSTRUMENTOS E ACESSRIOS4.13 INSTRUMENTOS E ACESSRIOS4.13 INSTRUMENTOS E ACESSRIOS4.13 INSTRUMENTOS E ACESSRIOS



5.1 COMPRESSORES5.1 COMPRESSORES5.1 COMPRESSORES5.1 COMPRESSORES5.1 COMPRESSORES

Compressores so equipamentos utilizados para a manipulao de fluidosno estado gasoso, elevando a presso de uma atmosfera a uma presso detrabalho desejada.

5.1.1 TIPOS DE COMPRESSORES5.1.1 TIPOS DE COMPRESSORES5.1.1 TIPOS DE COMPRESSORES5.1.1 TIPOS DE COMPRESSORES5.1.1 TIPOS DE COMPRESSORES

Dependendo das necessidades desejadas, relacionadas presso de tra-balho e ao volume, so empregados compressores de diversos tipos cons-trutivos, os quais so classificados em dois tipos:

Deslocamento volumtrico: Baseia-se no princpio da reduo de volu-me, ou seja, a compresso obtida enviando o ar para dentro de um recipi-ente fechado e diminuindo posteriormente este recipiente pressurizando oar. tambm denominado compressor de deslocamento positivo, e com-preendido como compressor de mbolo ou de pisto.

Deslocamento dinmico: Baseia-se no princpio de fluxo, succionandoo ar de um lado e comprimindo de outro, por acelerao de massa, ou seja,a elevao de presso obtida por meio de converso de energia cinticaem presso, durante a passagem do ar atravs do compressor (turbina).

Classificao dos compressores quanto ao tipo construtivo

Figura 5.1: Tipos de compresdores

CAPTULCAPTULCAPTULCAPTULCAPTULOOOOO 55555PRODUO DE ARPRODUO DE ARPRODUO DE ARPRODUO DE ARPRODUO DE AR

COMPRIMIDOCOMPRIMIDOCOMPRIMIDOCOMPRIMIDOCOMPRIMIDO



5.1.2 COMPRESSOR DE MBOL5.1.2 COMPRESSOR DE MBOL5.1.2 COMPRESSOR DE MBOL5.1.2 COMPRESSOR DE MBOL5.1.2 COMPRESSOR DE MBOLOOOOO

Este compressor um dos mais usados e conhecidos, pois apropriadono s para compresso a presses baixas e mdias, mas tambm para altaspresses. O campo depresso de um bar at milhares de bar. Tambm conhecido como com-pressor de pisto.

O movimento alternativo transmitido para o pisto atravs de um siste-ma de virabrequim e biela, fazendo, assim, ele subir e descer. Iniciando omovimento descendente, o ar aspirado por meio de vlvulas de admisso,preenchendo a cmara de compresso. A compresso do ar tem incio como movimento de subida. Aps se obter uma presso suficiente para abrir avlvula de descarga, o ar expulso para o sistema.

Figura 5.2: Compressor de mbolo de simples estgio

Para a compresso a presses mais elevadas, so necessrios compresso-res de vrios estgios, limitando assim a elevao de temperatura e melho-rando a eficincia da compresso.

Figura 5.3: Compressor de mbolo de duplo estgio



O ar aspirado ser comprimido pelo primeiro mbolo (pisto), refrigeradointermediariamente e outra vez comprimido pelo prximo mbolo de menordimetro.

Na compresso a altas presses, faz-se necessria uma refrigerao in-termediria, pois gera alto aquecimento. Os compressores de mbolo, e ou-tros, so fabricados em execues refrigeradas a gua ou a ar.

5.1.3 COMPRESSOR DE MEMBRANA5.1.3 COMPRESSOR DE MEMBRANA5.1.3 COMPRESSOR DE MEMBRANA5.1.3 COMPRESSOR DE MEMBRANA5.1.3 COMPRESSOR DE MEMBRANA

Este tipo pertence ao grupo dos compressores de mbolo. Mediante umamembrana, o mbolo fica separado da cmara de suco e compresso, querdizer, o ar no ter contato com as partes deslizantes, ficando sempre livrede resduos de leo.

Estes compressores so os preferidos e mais empregados na indstriaalimentcia, farmacutica e qumica, alm de pequenas instalaes de ar, compresses moderadas ou na obteno de vcuo.

Figura 5.4: Compressor de membrana

5.1.4 COMPRESSOR DE P5.1.4 COMPRESSOR DE P5.1.4 COMPRESSOR DE P5.1.4 COMPRESSOR DE P5.1.4 COMPRESSOR DE PALHETALHETALHETALHETALHETASASASASAS

Em um compartimento cilndrico, com aberturas de entrada e sada, giraum rotor alojado excentricamente. Ele possui rasgos onde encontramos aspalhetas que, em conjunto com a parede, formam pequenos compartimen-tos (clulas). Quando em rotao, as palhetas sero, pela fora centrfuga,apertadas contra a parede. Devido excentricidade de localizao do rotor,h uma diminuio e um aumento das clulas.

As vantagens deste compressor esto em sua construo compacta, bemcomo no uniforme fornecimento de ar, livre de qualquer pulsao. Podemosencontr-lo em duas verses: lubrificado ou a seco (no lubrificado).

Nos compressores lubrificados, o ar comprimido juntamente com o leo,na sada so devidamente separados e resfriados. O ar comprimido passapelo processo de separao de condensados, seguindo para utilizao. Oleo conduzido para um reservatrio e posteriormente levado para a ad-misso, ficando, assim, em um regime fechado.



Figura 5.5: Compressor de palhetas

5.1.5 COMPRESSOR DE PARAFUSOS

Este compressor dotado de uma carcaa onde giram dois rotores heli-coidais em sentidos opostos. Um dos rotores possui lbulos convexos, ooutro uma depresso cncava, e so denominados, respectivamente, rotormacho e fmea.

Os rotores so sincronizados por meio de engrenagens; entretanto, exis-tem fabricantes que fazem com que um rotor acione o outro por contatodireto.

O processo mais comum acionar o rotor macho, obtendo-se uma velo-cidade elevada do rotor fmea. O ar, presso atmosfrica, ocupa espaoentre os rotores e, conforme eles giram, o volume compreendido entre eles isolado da admisso, fazendo com que em seguida comece a decrescer,dando incio compresso, que prossegue at uma posio tal que a descar-ga descoberta e o ar descarregado continuamente, livre de pulsaes.

Figura 5.6: Compressor de parafusos

A ausncia de vlvulas de admisso de descarga e foras mecnicasdesbalanceadas permite que o compressor de parafuso opere com altas ve-locidades no eixo.

Verificou-se que, para obter compresso interna, necessrio que umarosca convexa se ajuste perfeitamente a uma depresso cncava e que hajaum mnimo de trs fios de rosca.

Existindo uma folga entre os rotores e entre estes e a carcaa, evita-se ocontato metal-metal. Conseqentemente , no havendo necessidade de lu-brificao interna do compressor, o ar comprimido fornecido sem resduosde leo.



Porm, existe o compressor de parafuso lubrificado, baseado no processode contato direto. Nele, durante o processo de compresso, mistura-se noar uma considervel quantidade de leo, que depois retirada pelo separadorde leo.

Dependendo da fabricao, a capacidade produzida pode ser reguladaatravs de vlvulas colocadas na admisso do ar, as quais modulam automati-camente a produo do equipamento, em funo do consumo.

5.1.6 COMPRESSOR ROOTS5.1.6 COMPRESSOR ROOTS5.1.6 COMPRESSOR ROOTS5.1.6 COMPRESSOR ROOTS5.1.6 COMPRESSOR ROOTS

Especificamente, um compressor de deslocamento positivo, mas, devi-do ao seu regime de trabalho ser limitado a baixas presses, tambm de-nominado soprador.

So unidades basicamente constitudas por um par de rotores alojadosnuma carcaa e que se entrelaam em rotao contrria. A sincronizao domovimento se d por meio de engrenagens externas. A carcaa forma duascmaras cilndricas interligadas, onde so alojados os rotores, fazendo avedao contra as paredes. O ar admitido descarregado radialmente, noexiste compresso interna.

Durante a rotao, um determinado volume de ar isolado da admissopelos rotores (lbulos) e cmara, sendo transferido para o lado da descarga.Quando o rotor passa pela abertura de descarga, o ar j comprimido do ladoda descarga entra e ocupa o volume que fora isolado da admisso. Destaforma, a mquina recebe a contrapresso diretamente, ocorrendo ento acompresso, mas sem ser contnua.

Figura 5.7: Compressor roots

O seu campo de aplicao est entre presses baixas, alm do que o seunvel de rudo muito alto.

Pelo fato de o movimento de rotao ser feito por engrenagens de sin-cronizao, no existe contato entre os rotores e a carcaa. Desta forma, oar comprimido fornecido isento de leo, no necessitando lubrificao.



5.1.7 TURBOCOMPRESSORES5.1.7 TURBOCOMPRESSORES5.1.7 TURBOCOMPRESSORES5.1.7 TURBOCOMPRESSORES5.1.7 TURBOCOMPRESSORES

Estes compressores trabalham segundo o princpio de fluxo e so ade-quados para locais onde h consumo relativamente alto e constante.

O ar fornecido isento de leo. As fontes mais comuns de acionamentodestes tipos de compressores so de alta rotao e se constituem, principal-mente, em turbinas de vapor ou gs.

So aplicados tipicamente em: indstria petroqumica, indstria aeronu-tica, indstria espacial, explorao petrolfera, motores de avies a jato e emaltos fornos de siderurgias.

Os turbocompressores so construdos em duas verses: radial e axial.

5.1.7.1 Turbocompressor radial

O ar acelerado a partir do centro de rotao, em direo periferia, ouseja, admitido pela primeira hlice (rotor dotado de lminas dispostas radi-almente) axialmente, acelerado e expulso radialmente.

Quando vrios estgios esto reunidos em uma carcaa nica, o ar obri-gado a passar por um difusor antes de ser conduzido ao centro de rotao doestgio seguinte, causando a converso de energia cintica em energia depresso.

A relao de compresso entre os estgios determinada pelo desenhoda hlice, sua velocidade tangencial e a densidade do gs.

O resfriamento entre os estgios, a princpio, era realizado atravs decamisas dgua nas paredes internas do compressor; atualmente, existemresfriadores intermedirios separados, de grande porte, devido sensibilida-de presso, por onde o ar dirigido aps dois ou trs estgios, antes de serinjetado no grupo seguinte.

Figura 5.8: Turbocompressor radial

Os compressores de fluxo radial requerem altas velocidades de trabalho.Isto implica tambm um deslocamento mnimo de ar (10 m/min).

As presses influem na sua eficincia, razo pela qual geralmente so gera-dores de ar comprimido. Assim, comparando-se a sua eficincia com um com-pressor de deslocamento positivo, esta seria menor. Por isso, estes compres-sores so empregados quando se exige grandes volumes de ar comprimido.



5.1.7.2 T5.1.7.2 T5.1.7.2 T5.1.7.2 T5.1.7.2 Turbocompressor axialurbocompressor axialurbocompressor axialurbocompressor axialurbocompressor axial

O ar acelerado ao longo do eixo (axialmente) por uma srie de lminasrotativas.

Entre cada conjunto de lminas do rotor existe um conjunto de lminasfixas, presas carcaa, pelas quais o ar passa alternadamente, sendo impeli-do alta velocidade, corrigindo o seu turbilhonamento. A seguir, o fluxo dirigido para o estgio subseqente, onde uma transformao parcial de ve-locidade em presso executada simultaneamente.

Os compressores de fluxo axial tendem a produzir uma vazo constante arazes de presses variveis. Possuem maior capacidade de deslocamentomnimo, 900 m/min.; rotaes mais elevadas e presses efetivas altas; for-necem o ar isento de leo. A colocao de resfriamento intermedirio dificultosa.

Os compressores de fluxo axial possuem maior eficincia que os radiaispara alta capacidade.

Figura 5.9: Turbo compressor axial

5.2 DIA5.2 DIA5.2 DIA5.2 DIA5.2 DIAGRAMA PGRAMA PGRAMA PGRAMA PGRAMA PARA SELEO DEARA SELEO DEARA SELEO DEARA SELEO DEARA SELEO DECOMPRESSORESCOMPRESSORESCOMPRESSORESCOMPRESSORESCOMPRESSORES

Neste diagrama esto indicadas as capacidades, em quantidade aspiradae presso alcanada, para cada modelo de compressor.



Figura 5.10: Diagrama para seleo de compressores

5.35.35.35.35.3 ITENS PITENS PITENS PITENS PITENS PARA SELEO DEARA SELEO DEARA SELEO DEARA SELEO DEARA SELEO DECOMPRESSORESCOMPRESSORESCOMPRESSORESCOMPRESSORESCOMPRESSORES

5.3.1 VOLUME DE AR FORNECIDO5.3.1 VOLUME DE AR FORNECIDO5.3.1 VOLUME DE AR FORNECIDO5.3.1 VOLUME DE AR FORNECIDO5.3.1 VOLUME DE AR FORNECIDO

a quantidade de ar que est sendo fornecido pelo compressor.Podemos ter o volume de ar fornecido terico, aquele obtido por cl-

culos; porm, apenas o volume de ar fornecido efetivo pelo compressor que interessa, pois com este que so acionados e comandados os apare-lhos pneumticos.



5.3.2 PRESSO5.3.2 PRESSO5.3.2 PRESSO5.3.2 PRESSO5.3.2 PRESSO

Presso de regime a presso fornecida pelo compressor, bem comoa presso do reservatrio e a presso na rede distribuidora at o con-sumidor.

Presso de trabalho a presso necessria nos pontos de trabalho.

A presso de trabalho geralmente de 6 bar, e os elementos de trabalhoesto construdos para esta faixa, que tida como presso normalizada oupresso econmica.

Uma presso constante uma exigncia para um funcionamento seguroe preciso dos componentes de sistemas industriais. Na dependncia da pressoconstante esto:

A velocidade, As foras, Os movimentos temporizados dos elementos de trabalho e de comando.

5.3.3 ACIONAMENTO

O acionamento dos compressores, conforme as necessidades fabris, serpor motor eltrico ou motor a exploso (gasolina, leo diesel) tratando-se deuma estao mvel.

5.3.4 REFRIGERAO

Provocado pela compresso do ar e pelo atrito, forma-se calor no com-pressor, o qual deve ser dissipado. Conforme o grau de temperatura no com-pressor, necessrio escolher a refrigerao mais adequada.

Em compressores pequenos, so suficientes aletas (palhetas de aerao)para que o calor seja dissipado; em maiores, ventiladores. Tratando-se deuma estao de compressores com uma faixa de potncia de acionamentomais elevada, uma refrigerao a ar seria insuficiente, por isso devem entoser equipados com uma refrigerao a gua circulante, com torre de refrige-rao ou gua corrente.

5.3.5 LUGAR DE MONTAGEM

A estao de compressores deve ser montada dentro de um ambientefechado, com proteo acstica para fora. O ambiente deve ter boa entradade ar. O ar sugado deve ser fresco, seco e livre de poeira.

5.4 REGULAGEM5.4 REGULAGEM5.4 REGULAGEM5.4 REGULAGEM5.4 REGULAGEM

Para combinar o volume de fornecimento com o consumo de ar, neces-sria uma regulagem dos compressores. Dois valores limites preestabelecidos(presso mxima/mnima) influenciam o volume fornecido.



Existem diferentes tipos de regulagem, conforme mostra o quadro a seguir.

Figura 5.11: Tabela de tipos de regulagem

5.4.1 REGULA5.4.1 REGULA5.4.1 REGULA5.4.1 REGULA5.4.1 REGULAGEM DE MARGEM DE MARGEM DE MARGEM DE MARGEM DE MARCHA EM VCHA EM VCHA EM VCHA EM VCHA EM VAZIOAZIOAZIOAZIOAZIO

Regulagem por descarga: Quando alcanada a presso pr-regulada, oar escapar livre da sada do compressor atravs de uma vlvula. Uma vlvulade reteno evita que o reservatrio se esvazie ou retorne para o compressor.

Figura 5.12: Regulagem por descarga

Regulagem por fechamento: A admisso do ar fechada quando apresso mxima atingida.

Figura 5.13: Regulagem por fechamento



5.4.2 REGULA5.4.2 REGULA5.4.2 REGULA5.4.2 REGULA5.4.2 REGULAGEM DE CARGA PGEM DE CARGA PGEM DE CARGA PGEM DE CARGA PGEM DE CARGA PARARARARARCIALCIALCIALCIALCIAL

Regulagem na rotao: Sobre um dispositivo, ajusta-se o regulador derotao do motor a exploso. A regulagem da rotao pode ser feita manu-almente ou tambm automaticamente, dependendo da presso de trabalho.Este tipo de regulagem tambm pode ser usado em motores eltricos; po-rm, isto no ocorre com muita frequncia.

Regulagem por estrangulamento: A regulagem se faz mediante sim-ples estrangulamento no funil de suco, e os compressores podem assimser regulados para determinadas cargas parciais. Encontra-se esta regulagemem compressores de mbolo rotativo e em turbocompressores.

Figura 5.14: Regulagem por estrangulamento

5.4.3 REGULAGEM INTERMITENTE5.4.3 REGULAGEM INTERMITENTE5.4.3 REGULAGEM INTERMITENTE5.4.3 REGULAGEM INTERMITENTE5.4.3 REGULAGEM INTERMITENTE

Com esta regulagem, o compressor funciona em dois campos (carga m-xima e parada total).

Ao alcanar a presso mxima, o motor acionador do compressor desliga-do, e, quando a presso chega ao mnimo, o motor se liga novamente, e ocompressor trabalha outra vez. A freqncia de comutaes pode ser regula-da num pressstato e, para que os perodos de comando possam ser limitadosa uma medida aceitvel, necessrio um grande reservatrio de ar comprimido.

Figura 5.15: Regulagem intermitente



5.5 INST5.5 INST5.5 INST5.5 INST5.5 INSTALAO DOS COMPRESSORESALAO DOS COMPRESSORESALAO DOS COMPRESSORESALAO DOS COMPRESSORESALAO DOS COMPRESSORES

Na instalao de um compressor, devem ser considerados os seguintesprincpios:

a) Ser instalado em local limpo, para que o ar ambiente, isento de poeira,possa deixar o filtro trabalhando com eficincia.

b) O ar ambiente ser seco, afim de que a quantidade de gua condensadaseja mnima.

c) O local ser suficientemente ventilado para resfriar convenientemente ocompressor e o ar comprimido.

d) Poderemos captar o ar a certa distncia ou mesmo fora do local, observan-do para no ultrapassar a distncia mxima de 30 metros. A tomada de ardever ser protegida contra as intempries.

e) O compressor ser isolado do piso e colocado sobre uma base em nvel,num lugar de fcil acesso para manuteno.

f) O compressor ser colocado prximo ao ponto de utilizao, evitando as-sim perdas de presso na linha.

g) Ser previsto na linha um comprimento mnimo para resfriamento, ondefor necessrio condensar a umidade do ar.

h) Nas tubulaes, evitar curvas e conexes, porque causam perda de presso.

i) A polia de ventilao ser montada para a parede, com distncia de 50 cmdesta, permitindo, assim, o resfriamento do compressor.

j) Certificar-se de que a tenso da linha de entrada seja idntica especificadapelo motor.Verificar tambm a tenso dos aparelhos de controle automtico.

k) O motor e os aparelhos eltricos devero ser ligados por pessoas habilita-das e competentes.

l) Antes de ligar o motor, ter o cuidado de colocar leo lubrificante de boaqualidade em todas as partes mveis do compressor e nos lugares apropriados.

m) Aps a ligao do motor, controlar o sentido de sua rotao, afim de queeste gire no sentido certo, para o qual ele foi projetado.

n) No caso de utilizar o compressor em lugar residencial ou comercial, torna-se necessrio empregar um silenciador para reduzir o barulho ao nvel maisbaixo possvel.



Este reservatrio serve para a estabilizao da distribuio do ar compri-mido. Ele elimina as oscilaes de presso na rede distribuidora e, quando hmomentaneamente alto consumo de ar, uma garantia de reserva.

A grande superfcie do reservatrio refrigera o ar suplementar, por isso sesepara, diretamente no reservatrio, uma parte da umidade do ar.

Os reservatrios devem ser instalados de modo que todos os drenos,conexes e a abertura de inspeo sejam de fcil acesso. No devem serenterrados ou instalados em local de difcil acesso; devem ser instalados depreferncia fora da casa dos compressores, na sombra, para facilitar acondensao da umidade no ponto mais baixo para a retirada do condensado.

Figura 6.1: Reservatrio de ar

Legenda: 1 - manmetro2 - sada3 - entrada4 - vlvula de alvio5 - abertura de inspeo6 - Dreno

CAPTULCAPTULCAPTULCAPTULCAPTULOOOOO 66666RESERRESERRESERRESERRESERVVVVVAAAAATRIO DE ARTRIO DE ARTRIO DE ARTRIO DE ARTRIO DE AR




7.1 REDE DE DISTRIBUIO7.1 REDE DE DISTRIBUIO7.1 REDE DE DISTRIBUIO7.1 REDE DE DISTRIBUIO7.1 REDE DE DISTRIBUIO

A rede de distribuio de ar comprimido compreende todas as tubulaesque saem do reservatrio, passam pelo secador e que, unidas, orientam o arcomprimido at os pontos individuais de utilizao.

A rede possui duas funes bsicas:

Funcionar como um reservatrio para atender s exigncias locais. Comunicar a fonte com os equipamentos consumidores.

Numa rede distribuidora, para que haja eficincia, segurana e economia,so importantes trs pontos:

Baixa queda de presso entre a instalao do compressor e os pon-tos de utilizaes.

Apresentar o mnimo de vazamento. Boa capacidade de separao do condensado em todo o sistema.

Figura 7.1: Rede de distribuio (Fargon engenharia e indstria)

CAPTULCAPTULCAPTULCAPTULCAPTULOOOOO 77777DISTRIBUIO DE ARDISTRIBUIO DE ARDISTRIBUIO DE ARDISTRIBUIO DE ARDISTRIBUIO DE AR




1 Compressor de parafuso 7 Secador2 Resfriador posterior ar/ar 8 Filtros coalescentes (grau x, y, z)3 Separador de condensado 9 Purgador automtico eletrnico4 Reservatrio 10 Separador de gua e leo5 Purgador automtico 11 Separador de condensado6 Pr Filtro coalescente

7.1.1 REDE DE DISTRIBUIO EM ANEL ABER7.1.1 REDE DE DISTRIBUIO EM ANEL ABER7.1.1 REDE DE DISTRIBUIO EM ANEL ABER7.1.1 REDE DE DISTRIBUIO EM ANEL ABER7.1.1 REDE DE DISTRIBUIO EM ANEL ABERTOTOTOTOTO

Assim chamada por no haver uma interligao na rede. Este tipo facilita aseparao do condensado, pois ela montada com uma certa inclinao, nadireo do fluxo, permitindo o escoamento para um ponto de drenagem

Figura 7.2: Rede de distribuio em anel aberto

7.1.2 REDE DE DISTRIBUIO EM ANEL FECHADO7.1.2 REDE DE DISTRIBUIO EM ANEL FECHADO7.1.2 REDE DE DISTRIBUIO EM ANEL FECHADO7.1.2 REDE DE DISTRIBUIO EM ANEL FECHADO7.1.2 REDE DE DISTRIBUIO EM ANEL FECHADO

Geralmente as tubulaes principais so montadas em circuito fechado.Este tipo auxilia na manuteno de uma presso constante, proporciona umadistribuio mais uniforme do ar, pois o fluxo circula em duas direes.

Figura 7.3: Rede de distribuio em anel fechado

7.1.3 REDE DE DISTRIBUIO COMBINADA7.1.3 REDE DE DISTRIBUIO COMBINADA7.1.3 REDE DE DISTRIBUIO COMBINADA7.1.3 REDE DE DISTRIBUIO COMBINADA7.1.3 REDE DE DISTRIBUIO COMBINADA

A rede combinada tambm uma instalao em circuito fechado, a qual,por suas ligaes longitudinais e transversais, oferece a possibilidade de tra-balhar com ar em qualquer lugar.

Mediante vlvulas de fechamento, existe a possibilidade de fechar deter-minadas linhas de ar comprimido quando no forem usadas ou quando fornecessrio deix-las fora de servio por razes de reparao e manuteno.



Tambm pode ser feito um controle de estanqueidade .

Figura 7.4: Rede de distribuio combinada

7.1.4 POSICIONAMENTO7.1.4 POSICIONAMENTO7.1.4 POSICIONAMENTO7.1.4 POSICIONAMENTO7.1.4 POSICIONAMENTO

de importncia no somente o correto dimensionamento, mas tambma montagem das tubulaes. As tubulaes de ar comprimido requerem umamanuteno regular, razo pela qual no devem, se possvel, ser montadasdentro de paredes ou de cavidades estreitas. O controle da estanqueidadedas tubulaes seria dificultado por essa causa. Em alguns casos especiais, aconselhvel colocar as redes em valetas apropriadas sob o pavimento, le-vando em considerao os espaos para montagem e manuteno. Oposicionamento tambm deve permitir a drenagem do condensado.

Figura 7.5: Inclinao, tomadas de ar e drenagem da umidade (Fargon engenharia e indstria)

As tubulaes, em especial nas redes de circuito aberto, devem ser mon-tadas com um declive de 0,5% a 2%, na direo do fluxo. Por causa daformao de gua condensada, fundamental, em tubulaes horizontais,instalar os ramais de tomadas de ar na parte superior do tubo principal.Desta forma, evita-se que a gua condensada eventualmente existente natubulao principal possa chegar s tomadas de ar atravs dos ramais. Parainterceptar e drenar a gua condensada, devem ser instaladas derivaescom drenos na parte inferior da tubulao principal. Os drenos, colocadosnos pontos mais baixos, de preferncia devem ser automticos. Em redesmais extensas, aconselha-se instalar drenos distanciados aproximadamente20 a 30 metros um do outro.



7.1.5 CUR7.1.5 CUR7.1.5 CUR7.1.5 CUR7.1.5 CURVVVVVAAAAATURATURATURATURATURA

As curvas devem ser feitas no maior raio possvel para evitar perdas ex-cessivas por turbulncia. Evitar sempre a colocao de cotovelos de 90graus. A curva mnima deve possuir um raio mnimo de duas vezes o dime-tro externo do tubo.

Figura 7.6: Curvatura da tubulao (Parker)

7.1.6 VAZAMENTOS7.1.6 VAZAMENTOS7.1.6 VAZAMENTOS7.1.6 VAZAMENTOS7.1.6 VAZAMENTOS

As quantidades de ar perdidas atravs de pequenos furos, acoplamentoscom folgas, vedaes defeituosas, quando somadas, alcanam elevados va-lores.

A importncia econmica desta contnua perda de ar torna-se mais evi-dente quando comparada com o consumo do equipamento e a potncianecessria para realizar a compresso. Desta forma, um vazamento na rederepresenta um consumo consideravelmente maior de energia. Podemos cons-tatar isto atravs da tabela a seguir.

Figura 7.7: Tabela de vazamentos



7.2 DIMENSIONAMENTO DE TUBULAES7.2 DIMENSIONAMENTO DE TUBULAES7.2 DIMENSIONAMENTO DE TUBULAES7.2 DIMENSIONAMENTO DE TUBULAES7.2 DIMENSIONAMENTO DE TUBULAES

7.2.1 TUBULAES PRINCIP7.2.1 TUBULAES PRINCIP7.2.1 TUBULAES PRINCIP7.2.1 TUBULAES PRINCIP7.2.1 TUBULAES PRINCIPAISAISAISAISAIS

Na escolha do material da tubulao, temos vrias possibilidades: cobre,lato, ao-liga, material sinttico, tubo de ao preto, tubo de ao zincado(galvanizado).

Toda tubulao deve ser fcil de instalar, resistente corroso e de preovantajoso. Tubulaes instaladas para um tempo indeterminado devem terunies soldadas que, neste caso, sero de grande vantagem, pois so bemvedadas e no muito custosas.

As desvantagens destas unies so as escamas que se formam ao soldar,as quais devem ser retiradas da tubulao. A costura da solda tambm sujeita corroso, e isto requer a montagem de uma unidade de conservao.

Em tubulaes de tubos de ao zincado (galvanizado), o ponto de cone-xo nem sempre totalmente vedado. A resistncia corroso, nestes tu-bos, no muito melhor do que a do tubo de ao preto. Lugares decapados(roscas) tambm podem enferrujar, razo pela qual tambm aqui impor-tante o emprego da unidade de conservao.

Em casos especiais prevem-se tubos de cobre ou de material sinttico(plstico).

7.2.2 TUBULAES SECUNDRIAS7.2.2 TUBULAES SECUNDRIAS7.2.2 TUBULAES SECUNDRIAS7.2.2 TUBULAES SECUNDRIAS7.2.2 TUBULAES SECUNDRIAS

Tubulaes base de borracha (mangueiras) somente devem ser usadasonde for requerida uma certa flexibilidade e onde, devido a um esforo me-cnico mais elevado, no possam ser usadas tubulaes de material sinttico.

Tubulaes base de polietileno e poliamido, hoje so maisfreqentemente usadas em maquinas e, aproveitando novos tipos de cone-xes rpidas, as tubulaes de material sinttico podem ser instaladas demaneira rpida e simples, sendo ainda de baixo custo.

7.2.3 DIMENSIONAMENTO DA REDE CONDUTORA7.2.3 DIMENSIONAMENTO DA REDE CONDUTORA7.2.3 DIMENSIONAMENTO DA REDE CONDUTORA7.2.3 DIMENSIONAMENTO DA REDE CONDUTORA7.2.3 DIMENSIONAMENTO DA REDE CONDUTORA

Redes mal dimensionadas podem provocar considerveis perdas de carga.O dimetro da tubulao deve ser escolhido de maneira que, mesmo com

um consumo de ar crescente, a queda da presso, do reservatrio at oconsumidor, no ultrapasse valores aceitveis. Uma queda maior da pressoprejudica a rentabilidade do sistema e diminui consideravelmente sua capa-cidade.

J no projeto da instalao de compressores deve ser prevista uma poss-vel ampliao posterior e, conseqentemente, maior demanda de ar, deter-minando dimenses maiores dos tubos na rede distribuidora. A montagemposterior de uma rede distribuidora de dimenses maiores (ampliao) acar-reta despesas elevadas.

A escolha do dimetro da tubulao no realizada por quaisquer frmu-las empricas ou para aproveitar tubos por acaso existentes em depsito, massim se considerando:



Volume corrente (vazo). Comprimento de rede. Queda de presso admissvel. Presso de trabalho. Nmero de pontos de estrangulamento na rede.

Para esta escolha, existem dois critrios de clculo que esto intimamenteligados:

Dimensionamento pela perda de carga. Dimensionamento pela velocidade.

Dimensionamento pela perda de carga

A perda de carga decorrente do atrito do ar contra as paredes das tubu-laes. Quanto mais longa a linha, maior ser a perda. Alm de considerar ocomprimento fsico da tubulao, tambm deve ser dada especial ateno sperdas localizadas nas vlvulas e conexes instaladas, na linha.

Atravs da equao abaixo, poderemos calcular a perda da carga na redede distribuio.

Onde:

)))))p - Perda de carga (no superior a 0,3; em grandes redes pode chegar a0,5 bar);Q - Vazo de ar (N m/s);Lr - Comprimento real da tubulao (M);d - Dimetro interno da tubulao (mm);p - Presso de trabalho absoluta (Bar).

Da equao acima, deduzimos a frmula para calcular o dimetro internoda tubulao:

A tabela a seguir determina o comprimento equivalente em funo daperda de carga:



Figura 7.8: Tabela de perda de carga

7.3 PREP7.3 PREP7.3 PREP7.3 PREP7.3 PREPARAO DO AR COMPRIMIDOARAO DO AR COMPRIMIDOARAO DO AR COMPRIMIDOARAO DO AR COMPRIMIDOARAO DO AR COMPRIMIDO

Na prtica, encontramos exemplos que mostram que se deve dar muitovalor qualidade do ar comprimido. Impurezas em forma de partculas desujeira ou ferrugem, restos de leo e umidade levam, em muitos casos, afalhas em instalaes e avarias nos elementos pneumticos. Enquanto a se-parao primria do condensado feita no separador aps o resfriador, aseparao final, filtragem e outros tratamentos secundrios do ar comprimi-do so executadas no local de consumo. Nisso necessrio atentar especial-mente para a ocorrncia de umidade. A gua (umidade) j penetra na redepelo prprio ar aspirado pelo compressor.

A incidncia da umidade depende, em primeira instncia, da umidade re-lativa do ar que, por sua vez, depende da temperatura e condies atmosf-ricas.

Os efeitos da umidade podem ser limitados por meio de:

Filtragem do ar aspirado antes do compressor. Uso de compressores livres de leo. Instalao de resfriadores. Uso de secadores. Utilizao de unidades de conservao.



7.3.1 RESFRIADOR DE AR E SEP7.3.1 RESFRIADOR DE AR E SEP7.3.1 RESFRIADOR DE AR E SEP7.3.1 RESFRIADOR DE AR E SEP7.3.1 RESFRIADOR DE AR E SEPARADOR DEARADOR DEARADOR DEARADOR DEARADOR DECONDENSADOSCONDENSADOSCONDENSADOSCONDENSADOSCONDENSADOS

Como vimos no tpico anterior, a umidade presente no ar comprimido prejudicial.

Para ajudar a resolver de maneira eficaz o problema inicial da gua nasinstalaes de ar comprimido, temos o resfriador posterior, localizado entre asada do compressor e o reservatrio, pelo fato de o ar comprimido na sadaatingir sua maior temperatura.

O resfriador posterior simplesmente um trocador de calor utilizado pararesfriar o ar comprimido. Como conseqncia deste resfriamento, permite-se retirar cerca de 75% a 90% do vapor de gua contido no ar, bem comovapores de leo; alm de evitar que a linha de distribuio sofra uma dilata-o causada pela alta temperatura de descarga do ar.

Um resfriador posterior constitudo basicamente de duas partes: umcorpo geralmente cilndrico, onde se alojam feixes de tubos confeccionadoscom materiais de boa conduo de calor, formando no interior do corpo umaespcie de colmia; e um separador de condensado dotado de dreno.

Figura 7.9: Resfriador de ar e separador de condensados (Parker)

O ar proveniente do compressor obrigado a passar atravs dos tubos,sempre em sentido oposto ao fluxo da gua de refrigerao. Na sada, est oseparador.

Devido sinuosidade do caminho que o ar deve percorrer, provoca-se aeliminao da gua condensada, que fica retida numa cmara. A parte infe-rior do separador dotada de um dreno manual ou automtico na maioriados casos, atravs do qual a gua condensada expulsa para a atmosfera. Atemperatura na sada do resfriador depender da temperatura do ar que descarregado, da temperatura da gua de refrigerao e do volume de guanecessrio para a refrigerao. Certamente, a capacidade do compressorinflui diretamente no porte do resfriador.

7.3.2 SECADOR DE AR7.3.2 SECADOR DE AR7.3.2 SECADOR DE AR7.3.2 SECADOR DE AR7.3.2 SECADOR DE AR

O ar seco industrial no aquele totalmente isento de gua; o ar que,aps um um processo de desidratao, flui com um contedo de umidade



residual de tal ordem que possa ser utilizado sem qualquer inconveniente.Para tal, o uso de um secador de ar comprimido aconselhvel.

Os meios de secagem, mais utilizados, so trs:

Secagem por absoro. Secagem por adsoro. Secagem por refrigerao.

7.3.2.1 Secagem por absoro

A secagem por absoro um processo puramente qumico.Neste processo, o ar comprimido passa sobre uma camada solta de um

elemento secador. A gua ou vapor de gua que entra em contato com esseelemento, combina-se quimicamente com ele e se dilui na forma de umacombinao elemento secador/gua. Esta mistura deve ser removida perio-dicamente do absorvedor. Essa operao pode ser manual ou automtica.Com o tempo, o elemento secador consumido e o secador deve ser rea-bastecido periodicamente (duas a quatro vezes por ano). O secador por ab-soro separa ao mesmo tempo vapor e partculas de leo, porm, quantida-des maiores de leo influenciam no funcionamento do secador. Devido a isso conveniente antepor um filtro fino ao secador.

O processo de absoro caracteriza-se por:

Montagem simples da instalao. Desgaste mecnico mnimo j que o secador no possui peas mveis. No necessita de energia externa.

Figura 7.10: Secagem por absoro (Parker)



7.3.2.2 Secagem por adsoro

A secagem por adsoro est baseada num processo fsico.(adsorver: ad-mitir uma substncia superfcie de outra). O elemento secador um mate-rial granulado com arestas ou em forma de prolas. Este elemento secadorest formado de quase 100% de dixido de silcio. Em geral conhecidopelo nome GEL (Slica Gel). A tarefa do GEL consiste em adsorver agua e o vapor de gua. O ar comprimido mido conduzido atravs dacamada de GEL. O elemento secador segura a umidade do ar comprimido.

evidente que a capacidade de acumulao de uma camada de GEL limitada. Uma vez saturado o elemento secador, poder ser regenerado so-prando-se ar quente na camada saturada.

Mediante a montagem em paralelo de duas instalaes de adsoro, umadelas pode estar ligada para secar enquanto a outra est sendo soprada comar quente (regenerao).

Figura 7.11: Esquematizao da secagem por adsoro ((Parker)

7.3.2.3 Secagem por refrigerao

O secador de ar comprimido por resfriamento funciona pelo princpio dadiminuio de temperatura do ponto de orvalho. A temperatura do ponto deorvalho a temperatura qual deve ser esfriado um gs para obter acondensao do vapor de gua contida nele. O ar comprimido a ser secadoentra no secador, passando primeiro pelo denominado trocador de calor a ar.Mediante o ar frio e seco proveniente do trocador de calor (vaporizador), esfriado o ar quente que est entrando. A formao de condensado de leoe gua eliminado pelo trocador de calor. Este ar comprimido pr-esfriadocircula atravs do trocador de calor (vaporizador) e, devido a isso, sua tem-peratura desce at 1,7C aproximadamente. Desta maneira, o ar submeti-do a uma segunda separao de condensado de gua e leo. Posteriormen-te, o ar comprimido pode ainda passar por um filtro fino a fim de eliminar oscorpos estranhos.



Figura 7.12: Secagem por refrigerao (Parker)



Aps passar por todo o processo de produo, tratamento e distribuio,o ar comprimido deve sofrer um ltimo condicionamento, antes de ser utili-zado nos equipamentos.

Neste caso, o beneficiamento do ar comprimido consiste no seguinte:filtragem, regulagem da presso e lubrificao. Uma durao prolongada efuncionamento regular de qualquer componente em um circuito dependeantes de mais nada do grau de filtragem, da iseno de umidade, da estabi-lidade da presso e da lubrificao das partes mveis.

Uma das maneiras de fazer isto acontecer a instalao da unidade deconservao de ar. Esta unidade composta basicamente da combinaodos seguintes elementos:

Filtro de ar comprimido. Regulador de ar comprimido com manmetro. Lubrificador de ar comprimido.

Figura 8.1: Unidade de conservao do ar (Parker)

Figura 8.2: Simbologia detalhada e simbologia simplificada

CAPTULCAPTULCAPTULCAPTULCAPTULOOOOO 88888UNIDUNIDUNIDUNIDUNIDADE DEADE DEADE DEADE DEADE DE

CONSERCONSERCONSERCONSERCONSERVVVVVAO DE ARAO DE ARAO DE ARAO DE ARAO DE AR



8.1 FIL8.1 FIL8.1 FIL8.1 FIL8.1 FILTRO DE AR COMPRIMIDOTRO DE AR COMPRIMIDOTRO DE AR COMPRIMIDOTRO DE AR COMPRIMIDOTRO DE AR COMPRIMIDO

A funo de um filtro de ar comprimido reter as partculas de impurezae a gua condensada presentes no ar que passa por ele. O ar comprimido, aoentrar no copo, forado a um movimento de rotao por meio de rasgosdirecionais. Com isso, separam-se as impurezas maiores, bem como asgotculas de gua, por meio de fora centrfuga, e depositam-se ento nofundo do copo. O condensado acumulado no fundo do copo deve ser elimi-nado, o mais tardar, ao atingir a marca do nvel mximo, j que, se isto ocor-rer, ele ser arrastado novamente pelo ar que passa.

As partculas slidas maiores que a porosidade do filtro so retidas poreste. Com o tempo, o acmulo destas partculas impede a passagem do ar.Portanto, o elemento filtrante deve ser limpo ou substitudo a intervalos re-gulares. Em filtros normais, a porosidade se encontra entre 30 a 70 mcrons.

Filtros mais finos tm elementos com porosidade at 3 mcrons. Se hou-ver uma acentuada deposio de condensado, convm substituir a vlvulade descarga manual por uma automtica.

Figura 8.3: Filtro de ar comprimido (Parker)

8.1.1 FUNCIONAMENTO DO DRENO AUTOMTICO8.1.1 FUNCIONAMENTO DO DRENO AUTOMTICO8.1.1 FUNCIONAMENTO DO DRENO AUTOMTICO8.1.1 FUNCIONAMENTO DO DRENO AUTOMTICO8.1.1 FUNCIONAMENTO DO DRENO AUTOMTICO

Por um furo de passagem, o condensado atinge o fundo do copo. Com oaumento do nvel do condensado, um flutuador se ergue. A um determinadonvel, abre-se uma passagem. O ar comprimido existente no copo passa porela e desloca o mbolo para a direita. Com isso se abre o escape para ocondensado.

Pelo escape, o ar s passa lentamente, mantendo-se, com isso, abertapor um tempo ligeiramente maior a sada do condensado.



8.2 REGULADOR DE AR COMPRIMIDO8.2 REGULADOR DE AR COMPRIMIDO8.2 REGULADOR DE AR COMPRIMIDO8.2 REGULADOR DE AR COMPRIMIDO8.2 REGULADOR DE AR COMPRIMIDOCOM MANMETROCOM MANMETROCOM MANMETROCOM MANMETROCOM MANMETRO

O regulador tem por funo manter constante a presso de trabalho (se-cundria) independente da presso da rede (primria) e consumo do ar. Apresso primria tem que ser sempre maior que a secundria. A presso regulada por meio de uma membrana.Uma das faces da membrana sub-metida presso de trabalho. Do outro lado, atua uma mola cuja presso ajustvel por meio de um parafuso de regulagem. Com aumento da pressode trabalho, a membrana se movimenta contra a fora da mola; conseqen-temente, a seco nominal de passagem na sede da vlvula diminui progres-sivamente, ou se fecha totalmente. Isto significa que a presso reguladapelo fluxo. Na ocasio do consumo, a presso diminui e a fora da molareabre a vlvula. Com isso, o manter da presso regulada se torna um cons-tante abrir a fechar da vlvula. Para evitar a ocorrncia de uma vibrao inde-sejvel sobre o prato da vlvula, constitudo um amortecimento por molaou ar. A presso de trabalho, indicada por um manmetro, pode crescer de-masiada do lado secundrio, fazendo com que a membrana seja pressionadacontra a mola e abra a sua parte central, saindo ar em excesso pelo furo deescape, para a

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Pneumática e Técnicas de Comando