Prévia do material em texto

Sistemas Pneumáticos
Produção e Preparação 
do Ar comprimido
Compressores
Compressores são máquinas que se utiliza na manipulação de
fluidos no estado gasoso, elevando a pressão atmosférica, a uma
pressão de trabalho desejada.
Símbolo
PRODUÇÃO DE AR COMPRIMIDO
Dependendo das necessidades desejadas em relação a pressão
de trabalho e ao volume consumido.
Existem dois princípios para geração do ar comprimido:
Baseia-se no princípio da redução de volume, ou seja,
consegue-se a compressão emitindo o ar para dentro de um recipiente
fechado e diminuindo posteriormente este recipiente pressurizando o ar.
Também denominado compressor de deslocamento positivo e é
compreendido como compressor de êmbolo ou de pistão.
Baseia-se no princípio de fluxo, succionando o ar de um lado e
comprimindo de outro, por aceleração de massa, ou seja, a elevação de
pressão é obtida por meio de conversão de energia cinética em pressão
durante a passagem do ar através do compressor (turbina). Também
denominado compressor de deslocamento dinâmico.
Tipos de compressores
No compressor monoestágio de pistões, durante o curso de
admissão o ar é aspirado através da válvula de aspiração, é comprimido
no curso de compressão e após atingir a pressão, ele é recalcado pela
válvula de pressão.
Compressor monoestágio de pistões ( simples efeito)
Os compressores de pistões são os mais
difundidos.
Eles garantem uma operação segura e
confiável e são fornecidos uma gama elevada
de faixas de pressão e de vazão.
Visto que em compressores de um estágio
à pressões elevadas ocorrem perdas térmicas
muito altas, eles somente são econômicos na
faixa de pressão de 8 a 10 bar para pequenas
vazões, caso contrário só até 4 bar
Compressor alternativo
Tipos de compressores
Ciclo de trabalho de um compressor de pistões
Admissão Início da 
compressão
Final da compressão
Compressor monoestágio de pistões ( simples efeito)
Tipos de compressores
https://www.youtube.com/watch?v=MdlEwK1PqLk
https://www.youtube.com/watch?v=MdlEwK1PqLk
COMPRESSOR MULTIESTÁGIO DE PISTÕES
Em compressores multiestágio
escolhe-se por estágio uma razão
de compressão menor e o ar é
resfriado antes dos estágios
seguintes. Deste modo se obtém
um melhor rendimento.
O êmbolo fica separado da câmara de
sucção e compressão por uma
membrana, quer dizer, o ar não terá
contacto com as partes deslizantes. O
ar, portanto, ficará sempre Livre de
resíduos de óleo. Estes compressores
são empregados na Industria
alimentícia, farmacêutica e química.
Compressores de membrana (diafragma)
Tipos de compressores
https://www.youtube.com/watch?v=bJluUxA7aaY
https://www.youtube.com/watch?v=bJluUxA7aaY
COMPRESSOR DE PARAFUSOS
Os compressores de parafusos são compressores rotativos com dois 
eixos de rotação. Eles operam conforme o princípio do deslocamento 
e deslocam continuamente, com isto não ocorrem golpes e 
oscilações de pressão. 
Uma vez que estes não possuem válvulas de aspiração e de pressão, 
eles tem baixa manutenção, são pequenos no tamanho e permitem alta 
rotação, possui alto rendimento comparado com os outros.
Admissão Início da compressão Final da compressão
COMPRESSOR DE PARAFUSOS
https://www.youtube.com/watch
?v=WZQEL6M098E
https://www.youtube.com/watch
?v=wqNTYLIDaxs
https://www.youtube.com/watch?v=WZQEL6M098E
https://www.youtube.com/watch?v=wqNTYLIDaxs
COMPRESSOR DE PALHETAS
Trata-se de um compressor rotativo de um eixo que opera conforme
o princípio de deslocamento. A aspiração e o recalque são por
fendas, o espaço forma-se pelo rotor disposto excentricamente na
carcaça. Esta execução é simples, com muitos cursos de operação
e por isso contam com um fluxo pouco pulsante.
A lubrificação é feita por injeção de óleo.
Volume de ar fornecido - é a quantidade de ar que está sendo deslocado 
pelo compressor (Ndm3/h; m3/h; ft3/min.... ).
Volume teórico.
Volume efetivo (valor real).
Pressão: Pressão de regime é a pressão resultante do compressor, bem
como a pressão do reservatório e a pressão na rede distribuidora até o
consumidor.
Pressão de trabalho é a pressão necessária nos pontos de trabalho.
A pressão de trabalho é geralmente de 6 bar e os elementos de
trabalho estão construídos para esta faixa, que é tida como "pressão
normalizada" ou "pressão econômica".
Continuação
Itens para seleção de compressores
Refrigeração - Devido a compressão do ar e o atrito, gera-se calor no processo de
compressão, o qual deve ser dissipado. Conforme o amplitude da temperatura no
sistema de compressão é necessário escolher a refrigeração adequada.
Em compressores pequenos serão suficientes aletas (palhetas de aeração), para que o
calor seja dissipado. Compressores maiores estão equipados com um ventilador
(cooler) para auxiliar a dissipação do calor.
Lugar de montagem - A estação de compressores deve ser montada dentro de um
ambiente fechado, com proteção acústica para fora. O ambiente deve ter boa aeração.
O ar succionado deve ser fresco, seco e livre de poeira.
Continuação
Itens para seleção de compressores
Regulagem e Controle de pressão
Para combinar o volume de fornecimento com o consumo de
ar é necessária uma regulagem da pressão nos compressores. Dois
valores limites de pressão são pré-estabelecidos (máxima/mínima) em
função do volume fornecido ao sistema pneumático.
Existem diferentes tipos de regulagem:
a) Regulagem por descarga ou alívio.
b) Regulagem por fechamento
c) Regulagem na rotação (conversor de freqüência)
d) Regulagem por estrangulamento
e) Intermitente - liga/desliga
Itens para seleção de compressores
Capacidade para cada tipo de compressor
O reservatório serve para a estabilização da
distribuição do ar comprimido. Ele elimina as oscilações de
pressão na rede distribuidora e, quando há momentaneamente
alto consumo de ar, é uma garantia de reserva.
A grande superfície do reservatório refrigera o ar
suplementar. Por isso se separa diretamente no reservatório,
uma parte da umidade do ar como água.
Os reservatórios devem ser instalados de modo que
todos os drenos, conexões e a abertura de inspeção sejam de
fácil acesso. Os reservatórios não devem ser enterrados ou
instalados em local de difícil acesso; devem ser instalados de
preferência fora da casa dos compressores e na sombra, para
facilitar a condensação da umidade. No ponto mais baixo
instalar purgador para a eliminar o condensado.
RESERVATÓRIO DE AR COMPRIMIDO
Rede de distribuição do ar comprimido
Compreende todas as tubulações que saem do reservatório
passando pelo secador, e que unidas orientam o ar comprimido até os
pontos individuais de utilização (consumo).
A rede possui duas funções básicas:
Funcionar como reservatório.
Comunicar a fonte com os equipamentos consumidores.
Numa rede distribuidora, para que haja eficiência, segurança e
economia, são importantes três pontos:
Baixa queda de pressão entre a instalação do compressor e os
pontos de utilizações (máximo 0,3 bar);
 Não apresentar vazamentos;
 Boa capacidade de separar o condensado.
DISTRIBUIÇÃO DO AR COMPRIMIDO
A quantidades de ar comprimido perdido através de pequenos
furos, acoplamentos com folgas, vedações defeituosas, etc., quando
somadas alcançam elevados valores.
A importância econômica desta contínua perda de ar torna-se
mais evidente quando comparada com o consumo do equipamento e a
potência necessária para realizar a compressão.
Desta forma, um vazamento na rede representa um consumo
considerável de energia, como podemos ver na tabela:
Vazamentos
Vazamentos Esta curva é para pressão de 6 bar
Tubulações principais
Na escolha do material da
tubulação temos várias possibilidades:
cobre, latão, aço liga, material sintético,
tubo de aço preto, tubo galvanizado.
Tubulações secundárias
Tubulações à base de borracha
(mangueiras)
Tubulações de material sintético à
base de polietileno e poliamida.
Diferentes materiais podem ser usados para a tubulação de 
um sistema de arcomprimido. Os possíveis materiais são:
● Tubos de aço perfilados
● Tubos de aço sem costura
● Tubos de aço inoxidável
● Tubos plásticos de engenharia em PPR ou PPCR ( 
Polipropileno Copolímero Random )
Redes mal dimensionadas podem provocar consideráveis
perdas de carga. Uma queda maior da pressão prejudica a rentabilidade
do sistema e diminui consideravelmente sua capacidade.
A escolha do diâmetro da tubulação é realizada, considerando-
se estes critérios:
 Volume corrente (vazão)
 Comprimento da rede
 Queda de pressão admissível
 Pressão de trabalho
Número de pontos de estrangulamento na rede .
Dimensionamento da rede condutora
Layout das Redes de Distribuição
Rede abertaAnel fechado
Combinada
A manutenção da rede de ar comprimido requer os seguintes passos:
· verificar as conexões para localizar vazamentos;
· drenar água diariamente ou de hora em hora (purgadores 
automáticos);
Analisar se está tudo em ordem com a Unidade LUBREFIL, o mesmo 
é de instalação obrigatória na entrada de todas as máquinas 
pneumáticas.
Manutenção da rede de ar comprimido
QUALIDADE DO AR COMPRIMIDO no ponto de consumo
A fim de que os equipamentos e componentes pneumáticos 
possam funcionar de modo confiável, com bom rendimento e 
segurança, é necessário assegurar determinadas exigências na 
qualidade do ar comprimido que são:
 pressão
 vazão
 teor de água
 teor de partículas sólidas
 teor de óleo
 esterilização
O ar comprimido possui água na forma de vapor. A capacidade de 
absorção de vapor d´água esta em função da temperatura. Portanto, um 
fator de importância fundamental quando se deseja dimensionar uma 
unidade de preparação (secador) de ar comprimido é conhecer a 
umidade relativa do ar. 
• Umidade relativa - representa a razão entre a quantidade de 
água (massa de vapor), contida em 1 m3 de ar numa determinada 
condição e o ponto de saturação (ponto de orvalho) para a mesma 
condição. A medição da umidade relativa, é possível através de um 
aparelho chamado Higroscópio.
PREPARAÇÃO DO AR COMPRIMIDO
Eliminação da água do ar comprimido
A água acumulada pode ser eliminada do ar através de filtros 
(separadores de água). Para isso deve-se prever uma bom dreno. 
No entanto um filtro não pode eliminar vapor da água . Para isto são 
necessários secadores.
Eliminação do vapor da água do ar comprimido
Dependendo do processo de secagem e do ponto de orvalho 
utilizado, os custos para o ar comprimido aumentam aprox. 15 a 
35%.
Uma boa secagem ajustada às condições de trabalho é condição 
essencial para o funcionamento adequado e sem falhas dos 
equipamentos pneumáticos.
PREPARAÇÃO DO AR COMPRIMIDO
SECAGEM DO AR COMPRIMIDO
RESFRIADOR POSTERIOR ( trocador de calor )
É o meio mais eficaz de resolver o problema de água nas instalações 
de ar comprimido. Fica localizado entre a saída do compressor e o 
reservatório.
Eficiência: consegue retirar de 75 a 90% da água
Secagem por 
resfriamento
Na secagem por
resfriamento, obtém- se
uma boa eliminação de
água, na prática o ponto de
orvalho alcançável se situa
entre +2°C +5°C.
SECAGEM DO AR COMPRIMIDO
Secagem por adsorção (Físico)
Este elemento secador está formado
de quase 100% de dióxido de silício
(Sílica Gel).
O elemento secador saturado,
poderá ser regenerado, basta soprar
ar quente da camada saturada.
A energia calorífica para a
regeneração pode ser gerada
também por eletricidade ou por ar
comprimido quente.
SECAGEM DO AR COMPRIMIDO
Secagem por absorção
A secagem por absorção é um processo
químico. Neste processo, o ar
comprimido passa sobre uma camada
solta de um elemento secador (massa
higroscópica). Absorve vapor e partículas
de óleo.
Caracteriza-se por:
Montagem simples da instalação;
Desgaste mecânico mínimo já que o
secador não possui peças móveis;
e Não necessita de energia externa.
SECAGEM do AR COMPRIMIDO
TRATAMENTO DO AR COMPRIMIDO
Após o processo de produção, tratamento e distribuição, ar comprimido 
sofre um último condicionamento.
Filtro + Regulador + Lubrificador
O filtro serve para eliminar partículas sólidas e líquidas(impurezas, água, óleo).
Secção de um filtro de ar comprimido
Componentes:
A - Defletor superior;
B - Anteparo;
C – copo;
D – Elemento filtrante;
E – Defletor inferior;
F – Dreno Manual;
G – Manopla.
Dreno manual Dreno automático
Filtro
Para eliminar partículas
submicrônicas.
• 80% de contaminantes em
suspensão são inferiores a 2
microns.
• Aplicação:
Equipamentos hospitalares,
odontológicos, industrias,
fotográfica, instrumentação, etc.
Filtro Coalescente
A redutora de pressão tem a função de manter constante a pressão 
no equipamento e funcionar como válvula de segurança no caso de 
sobre carga nos atuadores.
Redutora de pressão
35
O controle de pressão, é efetuado quando a pressão a ser regulada 
(pressão secundária) for inferior que a menor pressão no sistema de 
alimentação (pressão primária).
Observação:
Uma redutora de pressão
pode reduzir uma pressão,
jamais aumentá-la.
Redutora de pressão
https://www.youtube.com/watch?v=I3wtwnA3FOE
https://www.youtube.com/watch?v=I3wtwnA3FOE
Lubrificador
O lubrificador tem a função de
lubrificar os aparelhos pneumáticos
de trabalho e de comando. A
alimentação de óleo é feita por um
tubo ascendente do qual goteja óleo
no fluxo de ar e devido à alta
velocidade do ar, o óleo é
atomizado em forma de névoa.
PRINCÍPIO DE VENTURI

P
3210 4567
Rua São Paulo, 1147 - Victor Konder, Blumenau - SC