Que tipo de preparação de ar é necessária para o ar comprimido da planta?

Você está aqui:

23/10/2018

Aqui estão algumas práticas recomendadas para fornecer ar seguro, limpo e seco a uma máquina ou equipamento.

O ar comprimido fornecido pela fábrica geralmente viaja por um caminho longo e variado, desde o compressor de ar até onde ele está conectado a uma máquina ou a um equipamento. Ao longo deste caminho, há muitas oportunidades de contaminação por sujeira, poeira, óleo, água e outras impurezas. Portanto, o ar comprimido deve ser filtrado no ponto de fornecimento e também deve ser controlado com segurança, filtrado, regulado e às vezes lubrificado - tudo na ordem correta - no nível da máquina.

Este artigo discutirá o que uma montagem de preparação de ar da planta deve incluir e por que e também mostrará como calcular as taxas de fluxo necessárias.

Preparação de ar necessária

Esta unidade de preparação de ar NITRA fornece filtragem, regulagem e, às vezes, lubrificação (FRL) de ar comprimido no nível da máquina.

Esta unidade de preparação de ar NITRA fornece filtragem, regulagem e, às vezes, lubrificação (FRL) de ar comprimido no nível da máquina. Imagens cedidas por AutomationDirect

Um fluxo constante de ar limpo e seco é um requisito comum para operar e proteger componentes pneumáticos em máquinas, processos e equipamentos. Qualquer movimento com acionamento pneumático - como fixação, fixação, elevação, posicionamento e pressão - requer ar limpo e seco, fornecido com fluxo e pressão suficientes. Para fornecer este ar limpo e seco, uma unidade de preparação de ar fornece filtragem, regulagem e, às vezes, lubrificação (FRL) do ar comprimido.

Entender alguns dos sinais de um problema de preparação de ar pode impor a necessidade de uma LRF no nível da máquina. A presença de sujeira, partículas e umidade pode fazer as válvulas grudarem e não mudarem de posição quando energizadas ou desligadas. Um problema semelhante é o vazamento de uma válvula quando desligada, com os mesmos problemas que causam desgaste e danos na vedação. Os contaminados podem obstruir válvulas, carretéis, pequenas portas de pilotagem, silenciadores e controles de fluxo.

Assim como sujeira, detritos e umidade podem afetar as superfícies externas e de vedação dos cilindros e atuadores, eles também podem causar desgaste interno devido a acúmulo de material, arranhões e outros problemas relacionados à fricção. Em alguns casos, especialmente em regiões úmidas ou com filtragem e secagem inadequadas no compressor, os cilindros podem encher com água. Isso pode danificar as superfícies internas do cilindro e pode alterar o curso, pois a água não será comprimida.

Todos esses problemas em potencial podem causar uma série de problemas de produtividade e manutenção. A velocidade de comutação da válvula e o movimento do cilindro podem diminuir, reduzindo os tempos de ciclo do equipamento. O excesso resultante de atrito, desgaste e / ou acúmulo de fluido pode bloquear cilindros, exigindo frequentemente reparo e substituição.

O uso de um sistema de preparação de ar em uma máquina elimina a maioria dos problemas causados ​​por sujeira, partículas e umidade. O filtro remove as partículas criadas pelo sistema de distribuição de ar comprimido da planta. Os filtros locais para a máquina também costumam filtrar o ar para um nível mais fino do que os filtros gerais da planta.

A preparação de ar também fornece um meio de regular a pressão para um nível conhecido e monitorá-la para garantir a operação adequada da máquina. A preparação de ar também fornece um desligamento manual e elétrico para os requisitos de segurança e manutenção.

Segurança pneumática

Total Air Prep Units: Esta unidade de alto fluxo NITRA TAP combina múltiplas funções de preparação de ar em um único dispositivo fácil de instalar, economizando tempo e dinheiro em comparação à compra e instalação de múltiplos componentes.

Total Air Prep Units: Esta unidade de alto fluxo NITRA TAP combina múltiplas funções de preparação de ar em um único dispositivo fácil de instalar, economizando tempo e dinheiro em comparação à compra e instalação de múltiplos componentes.

O ar comprimido, como as fontes de energia elétrica e hidráulica, pode ser perigoso, causando ferimentos graves ou fatais, por isso deve ser instalado e utilizado adequadamente, com treinamento adequado para o pessoal. Perigos típicos incluem detritos e cavacos causando ferimentos nos olhos, ou uma mangueira quebrada chicoteando ao redor causando os mesmos ou piores ferimentos. Com menos de 15 psi, o ar comprimido pode até desalojar um olho. Em altas pressões, pode ser injetado no corpo e na corrente sanguínea e romper tímpanos e órgãos, ou causar uma embolia aérea e, possivelmente, um ataque cardíaco. Mesmo o ruído alto criado pelo escape de ar pode prejudicar a audição.

O ar comprimido fornecido a uma máquina está normalmente entre 80 e 120 psi. A maioria dos cilindros pneumáticos, atuadores e ferramentas manuais, como pistolas de ar, requerem essas pressões para operar de forma eficaz. No entanto, a OSHA limita o uso de ar comprimido para fins de limpeza, regulando a pressão do ar para 30 psi ou menos, e também requer proteção contra cavacos. Os usuários também devem limitar estritamente o uso de ar comprimido para limpar uma área de trabalho e nunca usá-lo para tirar a poeira das roupas.

A instalação inadequada, como o uso de tubos de PVC para distribuição de ar comprimido, também é um risco. PVC pode quebrar devido a pressão, impactos ou exposição à luz UV.

Mangueiras e tubos de ar também podem causar ferimentos, por exemplo, se alguém tentar pegar uma mangueira de chicote ou tropeçar em uma linha de ar. O ar também pode permanecer em um tubo como energia armazenada, o que pode causar uma operação inesperada da máquina, por isso é necessário sangrar ou descarregar o ar de todas as linhas de ar antes que a manutenção seja realizada. Para máquinas, um meio de desconectar o ar e despressurizar as linhas de ar isolando o suprimento de ar principal deve ser fornecido.

Quando se trata de prensas pneumáticas ou qualquer cilindro que possa produzir dezenas, centenas ou milhares de libras de força - há muitos requisitos de segurança além do uso de preparação de ar. Controle de duas mãos, circuitos redundantes, bloqueio / sinalização de fontes de energia e outros requisitos são de extrema importância nesses tipos de aplicações, mas estão além do escopo deste artigo.

Componentes de preparação de ar

Cilindros múltiplos: Estender e retrair vários cilindros ao mesmo tempo aumenta muito a demanda de ar.

Cilindros múltiplos: Estender e retrair vários cilindros ao mesmo tempo aumenta muito a demanda de ar.

O operador, a manutenção e a segurança da máquina são uma parte importante do projeto de um sistema de preparação de ar. Os seguintes dispositivos na lista abaixo devem ser incluídos na ordem listada desde o fluxo de ar a montante até a jusante.

Dispositivos de perpetração de ar

  • Válvula de alívio manual com bloqueio
  • Filtro
  • Regulador
  • Interruptor de pressão
  • Válvula de arranque suave e depósito de ar operados eletricamente
  • Lubrificador, se necessário; A melhor prática é instalá-lo o mais próximo possível dos componentes que precisam de óleo

Os dispositivos de preparação de ar podem ser adquiridos separadamente ou como um conjunto. Unidades de preparação de ar total também estão disponíveis, fornecendo todos os itens na mesa conectados e prontos para integração na máquina, o que pode economizar tempo, dinheiro e fornecer uma aparência mais limpa para máquinas modernas.

A preparação do ar começa com uma válvula de alívio de fechamento manual com bloqueio. Este dispositivo de bloqueio e sinalização relacionado à segurança é usado para despressurizar as linhas de ar antes de iniciar o serviço ou a manutenção. Todas as máquinas devem ter uma. 
Movendo-se a jusante, o próximo dispositivo necessário é um filtro ou um regulador de filtro combinado. Múltiplas configurações estão disponíveis, mas algumas das principais características incluem filtragem, drenos e armadilhas. Um nível de filtragem de 20 mícrons funciona para a maioria das máquinas, com 5 mícrons fornecendo melhor proteção. No entanto, uma filtragem mais fina exigirá mais manutenção do filtro. Os drenos de umidade e armadilhas são uma obrigação e devem incluir um dreno manual ou automático para remover o líquido.

O regulador deve incluir um manômetro local. A melhor prática é usar um pressostato digital instalado a jusante do regulador para fornecer uma leitura de pressão visual local - e também uma entrada discreta de pressão positiva para o sistema de automação.

A maioria das máquinas possui uma função de parada de emergência, portanto, uma válvula de partida suave e de descarga de ar acionada eletricamente, ativada por esta função, deve ser instalada. Uma ativação de parada de emergência descarregará a energia pneumática. Esta válvula também pode aumentar lentamente a pressão de ar fornecida, proporcionando um arranque suave quando a energia é reaplicada.

Um componente final em uma unidade de preparação de ar (que não é usada com frequência) é um lubrificador. Ele fornece uma névoa de óleo para dispositivos pneumáticos que podem precisar dele, como um motor a ar. A maioria dos cilindros e atuadores deve ser fornecida com ar comprimido a montante do lubrificador, com o lubrificador montado o mais próximo possível do dispositivo que necessita de óleo.

Garantindo fluxo de ar suficiente
Embora a disponibilidade de uma fonte de ar comprimido em uma grande instalação seja raramente uma preocupação, a pressão do ar em uma máquina pode diminuir sem o fluxo de ar adequado. Isso é especialmente verdadeiro se os tubos ou mangueiras de suprimento não tiverem os diâmetros adequados e durante períodos de alta demanda.

Enquanto pressuriza um único 2-in. cilindro de diâmetro não requer alto fluxo, pressurizando cinco cilindros do mesmo tamanho ao mesmo tempo pode. Outros tempos de alta demanda podem ser intermitentes, como ao soprar chips ou fragmentos de uma máquina. Se pressões de sopro impróprias e inseguras forem usadas, e elas geralmente são, a demanda de ar comprimido aumentará drasticamente.

Por essas e outras razões, o oversizing do sistema de suprimento de ar, incluindo linhas de suprimento e preparação de ar, é uma boa ideia. O dimensionamento do compressor para demanda de pico ou crescimento futuro também é um bom investimento. Um pequeno tanque de armazenamento, montado na máquina, é outra opção para ajudar a mitigar as quedas da pressão do ar comprimido.

Quando se trata de preparação de ar, calcular o uso de ar comprimido da máquina e garantir que a unidade de preparação de ar montada excede esses requisitos é um exercício de design simples. Os cálculos podem ser feitos manualmente ou com uma das muitas calculadoras online de consumo de ar.

O consumo de ar é uma função do volume de um cilindro, do tempo de ciclo e da pressão de ar de entrada. É tipicamente expressa em pés cúbicos padrão por minuto (scfm) de ar livre, onde “padrão” significa a uma temperatura de 70 ° F e ao nível do mar (atmosfera padrão). Dependendo do tamanho dos cilindros e seus tempos de ciclo, o consumo de ar pode variar muito.