Dziedziną techniki i nauki, która zajmuje się zamianą energii sprężonego powietrza na energię mechaniczną oraz prawami, które rządzą jego przepływem, jest pneumatyka. Podstawy działania systemów pneumatycznych, zwanych także instalacjami sprężonego powietrza są tematem dzisiejszego artykułu. Jak są zbudowane, gdzie są stosowane, jakie mają zalety? Na te i inne pytania odpowiadamy poniżej.

Budowa instalacji sprężonego powietrza

Słowem wstępu warto zaznaczyć, że systemy pneumatyczne to ogólnie rzecz biorąc zespół urządzeń, który służy do generowania, uzdatniania, doprowadzania i odbierania sprężonego powietrza. Inaczej można je określić jako powietrze skompresowane, co oznacza, że jego ciśnienie jest zwiększone, dzięki czemu można uzyskać energię mechaniczną. Podstawowy układ pneumatyczny jest zbudowany z dwóch obwodów – jeden odpowiada za wytwarzanie sprężonego powietrza, a drugi za jego odbiór. Jak wygląda więc budowa układu pneumatycznego? Najważniejsze elementy to:

1. Kompresor

Zwany też sprężarką, jest sercem całego układu. Jego rolą jest przetwarzanie energii mechanicznej silnika elektrycznego lub spalinowego w energię sprężonego powietrza, która służy m.in. do napędzania urządzeń i narzędzi pneumatycznych. Instalacje pneumatyczne mogą obejmować jedną sprężarkę lub kilka połączonych kompresorów, czyli tzw. stację. To, jaki kompresor będzie odpowiedni do danego systemu pneumatycznego, zależy od wymaganego ciśnienia sprężonego powietrza oraz wydajności napędzanych nim sprzętów. Najczęściej stosowane rodzaje to sprężarki tłokowe i śrubowe. Ważnym elementem instalacji sprężonego powietrza, jest zbiornik buforowy, który magazynuje wytworzone sprężone powietrze i zapobiega występowaniu wahań ciśnienia.

2. Silnik

Najczęściej spotykany napęd sprężarki to silnik elektryczny, ale zdarzają się również urządzenia spalinowe. Są tak naprawdę pierwszym ogniwem układu sprężonego powietrza, bez którego kompresor nie mógłby być zasilany.

3. Rurociąg

Układy sprężonego powietrza są zbudowane z odpowiednio dobranych wysokiej jakości rur oraz kształtek połączonych w procesie zgrzewania. Za ich pośrednictwem sprężony gaz jest transportowany między obwodem wytwarzania a obwodem odbioru i dystrybuowany do maszyn i urządzeń. Żeby instalacja pneumatyczna mogła prawidłowo funkcjonować, rury muszą mieć odpowiednio dobraną średnicę, materiał (np. aluminium) i długość. Właściwości te zależą m.in. od środowiska, w jakim znajduje się układ, potrzebnego ciśnienia roboczego czy wydajności urządzeń zasilanych sprężonym powietrzem.

4. Elementy przygotowujące sprężone powietrze

Oprócz podwyższenia ciśnienia powietrza obecnego w instalacji potrzebne jest jego uzdatnienie, czyli osiągnięcie odpowiedniej jakości medium. Służą do tego takie urządzenia jak:

  • osuszacze – oddzielają cząsteczki wody od powietrza,
  • filtry – niwelują zanieczyszczenia mechaniczne, skroploną wodę i drobiny oleju,
  • regulatory ciśnienia – można dzięki nim kontrolować i zmieniać ciśnienie w układzie.

5. Napędy pneumatyczne

Napęd pneumatyczny jest odbiornikiem sprężonego powietrza, który odpowiada za wprawianie w ruch mechanizmów maszyn i urządzeń za pomocą energii uzyskanej ze sprężonego powietrza (tzw. czynnika roboczego). Do grupy napędów pneumatycznych należą silniki i siłowniki, które odpowiadają za rodzaj wykonywanego ruchu – może to być np. obracanie, dociskanie, otwieranie, przesuwanie, mocowanie, podawanie i wiele innych. Ze względu na różnorodność funkcji siłowniki pneumatyczne mają dużo rodzajów, które wyróżnia się m.in. na podstawie typu ich konstrukcji, działających na nie sił, liczby określonych położeń czy rodzaju wykonywanego ruchu.

6. Zawory

Zawory to elementy rurociągu, które sterują kierunkiem strumienia, ciśnieniem i natężeniem przepływu sprężonego powietrza. Przykładowo zawory zwrotne zapobiegają cofaniu się sprężonego powietrza z butli, a zawory dławiące regulują wielkość przepływu, zmieniając przekrój kanału, który transportuje strumień powietrza.

sprężarka tłokowa

Instalacje pneumatyczne – zastosowania

Sprężone powietrze jest medium bardzo uniwersalnym i powszechnie stosowanym, dlatego nie sposób wymienić jego wszystkich zastosowań. Układy sprężonego powietrza, czyli zaawansowane zespoły urządzeń wytwarzających, transportujących i odpowiednio przygotowujących gaz pod względem jakości, można znaleźć w wielu różnych gałęziach przemysłu, m.in. w przemyśle energetycznym, chemicznym, spożywczym, farmaceutycznym, tekstylnym, hutniczym, rolniczym, papierniczym, szklarskim, a także w górnictwie, budownictwie i w wielu innych branżach.

Ogólne zastosowanie układu pneumatycznego można określić jako zasilanie pełniących różne funkcje maszyn i urządzeń z napędem pneumatycznym. Wiąże się z tym sterowanie pneumatyczne – jedno z najważniejszych pojęć w pneumatyce. Razem z napędem sterowanie pneumatyczne odpowiada za przekazywanie i sterowanie energią za pośrednictwem sprężonego powietrza jako jej nośnika. Obecnie ciężko znaleźć zakład przemysłowy, który nie wykorzystywałby napędu bądź sterowania pneumatycznego.

Sprężone powietrze – zalety medium

Wyżej wspomniane szerokie zastosowanie systemów sprężonego powietrza wynika z atutów tego medium, do których zalicza się:

  • ekologię – medium jest czyste i nieszkodliwe dla środowiska, a ponadto niewyczerpywalne,
  • powszechną dostępność medium,
  • obszerny zakres możliwych do uzyskanie ciśnień – nawet do kilkuset bar,
  • prostą instalację – zużyty czynnik roboczy jest odprowadzany z powrotem do otoczenia,
  • bezpieczeństwo – medium można stosować również w przypadkach zagrożenia wybuchem, a także w wilgotnym otoczeniu,
  • niską wagę narzędzi zasilanych sprężonym powietrzem,
  • łatwe magazynowanie gazu w zbiornikach ciśnieniowych,
  • możliwość transportu medium na duże odległości,
  • brak wrażliwości na zmieniającą się temperaturę.

FAQ:

1. Jakie są główne zastosowania instalacji pneumatycznych?

Prawie w każdym zakładzie przemysłowym używa się instalacji pneumatycznej. Systemy pneumatyczne zasilają maszyny i narzędzia napędzane sprężonym powietrzem.

2. Jak zbudowane są systemy pneumatyczne?

Najważniejsze elementy instalacji sprężonego powietrza to: silnik, kompresor (sprężarka), przewody (rurociąg), filtry, osuszacze i inne elementy przygotowujące powietrze, zawory i napędy (siłowniki i silniki) pneumatyczne. Na końcu obwodu znajdują się natomiast zasilane sprężonym gazem maszyny i urządzenia.

3. Jakie zalety mają instalacje pneumatyczne?

Atutem instalacji sprężonego powietrza jest przede wszystkim ekologiczne, niewyczerpywalne, lekkie, bezpieczne i łatwe do transportowania medium.

Oceń ten post!

4 / 5. Liczba głosów: 2