Tesina sul Compressore autocostruito

Il filtro anticondensa serve ad evitare che la

condensa arrivi all’uscita del rubinetto.

i. VALVOLA DI SICUREZZA

La valvola di sicurezza è ad azione diretta.

Il disco di tenuta è spinto verso l’alto dalla

pressione del sistema contro la molla che

tiene la valvola chiusa.

Se la forza di apertura supera quella

esercitata dalla molla il disco della valvola

viene allontanato dalla sede e la valvola

scarica il fluido.

La completa capacità di scarica della valvola

sarà messa in atto quando la pressione del

sistema sale al non più del 10% oltre la

pressione impostata sulla valvola.

La chiusura totale viene eseguita se la

pressione del sistema scende al di sotto del

90% del valore nominale impostata sulla

valvola.

È molto importante utilizzarla per prevenire

incidenti quando per esempio l’aria supera la

pressione di 8 bar, come nel nostro caso.

Va considerato che la pressione all’interno

del recipiente sale con l’aumentare della

temperatura. 11

l. L’ARIA COMPRESSA

Nell’aria atmosferica sono presenti vapore

d’acqua in percentuali variabili legati alle

condizioni ambientali, impurità allo stato

solido e gas di varie nature provenienti da

processi industriali locali. Queste sostanze

possono provocare danni ai componenti

pneumatici, come ad esempio corrosione,

compromettendone la funzione.

Quindi l’aria per essere utilizzata a livello

industriale deve essere opportunamente

trattata.

m. GRUPPO FRL

I sistemi FRL (filtro-regolatore-lubrificatore)

vengono applicati all’inizio di un circuito

pneumatico di una macchina.

I tre elementi possono anche essere utilizzati

separatamente, ma di solito vengono

utilizzati insieme.

Il filtro serve per separare l’impurità e

condensa presenti nell’aria compressa di

arrivo.

Il regolatore viene utilizzato per regolare la

pressione dell’impianto, mentre il

lubrificatore , presente solo se necessario

immette ad intervalli regolabili tramite

l’apposita vite di regolazione, un velo d’olio

all’impianto presente nell’apposito

contenitore. 12

n. LA PRESSIONE

Le forze di repulsione tra le molecole si

propagano in seno alla massa gassosa fino

a raggiungere le pareti del contenitore,

esercitando in questo modo su di essi una

spinta meccanica che, riferita all’unita di

superficie del recipiente, costituisce la

pressione.

Si definisce la pressione “p” il rapporto tra la

forza F esercitata perpendicolarmente su

una superficie e l’estensione S della

superficie stessa: p = F/S.

Nel S.I. la pressione si misura in Pascal (Pa)

ovvero in N/m²; ma per comodità si

preferisce utilizzare un suo multiplo, il bar

per il quale vale la seguente equivalenza:

1 bar = 10⁵ Pascal = 100.000 Pascal 13

S C H E M A D I P R O

D U Z

I O

N E

I.

MOTORE DI AZIONAMENTO DEL MOTORE

1. GRUPPO DI COMPRESSIONE

2. REFRIGERATORE

3. FILTRO DI ASPIRAZIONE DELL’ARIA ATMOSFERICA

4. PRESSOSTATO

5. VALVOLA DI NON RITORNO

6. SERBATOIO

7. SCARICA DI CONDENSA

8. VALVOLA DI MASSIMA PRESSIONE

9. MANOMETRI

10. VALVOLE DI INTERCETTAZIONE

11. 14

o. GRUPPO COMPRESSORE

Il gruppo compressore è composto da motore

monofase: è un tipo di motore elettrico in

corrente alternata in cui la velocità di rotazione

dell’albero è minore della velocità di rotazione

del campo magnetico generato dagli

avvolgimenti di statore, ovvero non c’è

sincronismo tra le due velocità diversamente

dai motori sincroni.

Inoltre il motore asincrono è detto anche motore

a induzione in virtù del suo principio di

funzionamento.

Il gruppo di compressione è composto da biella,

pistone, cilindro, testata e le valvole lamellari

che permettono la produzione dell’aria

compressa. 15

F A

S I D I L A

V O R A

Z I O N E

FASE 1

Il lavoro è iniziato utilizzando come serbatoio un estintore da 5 kg, togliendo il gruppo

erogatore, che è stato poi sverniciato.

FASE 2

Abbiamo preso le misure della bombola per costruire le due strutture portanti del compressore.

Una barra di L 1,80 m è stata tagliata in 8 pezzi di L 16,2 cm e smussati gli angoli, due pezzi da 25

cm.

Abbiamo saldato gli 8 pezzi per creare le due strutture portanti.

Abbiamo usato una saldatura elettrica con l’elettrodo di Ø 2 mm, impostando la corrente a 70

ampere.

Con un martello abbiamo rimosso le scorie e abbiamo applicato i controlli opportuni. 16

FASE 3

Abbiamo realizzato sulle due strutture complessivamente n. 8 fori di Ø 8,5 mm per il bloccaggio del

serbatoio alla struttura, n. 4 fori di Ø 10 mm per bloccare il motore alla struttura stessa.

Gli 8 fori sono stati successivamente filettati con utensili giramaschio e maschio M10

(sgrossatore, medio e finitore) FASE 4

Per unire le due strutture abbiamo preso n. 2 barre di lunghezza 22 cm.

Con il trapano a colonna abbiamo fatto 4 prefori di Ø 6 e successivamente 4 fori di Ø 11.

I fori sono stati eseguiti con punte elicoidali UNI 5619 per trapano in HSS

Abbiamo eseguito i vari controlli dimensionali 17

FASE 5

Abbiamo eseguito n 2 fori sulla bombola: 1 foro di Ø 20 mm per la valvola di scarico e un foro di Ø

21 mm per i componenti del compressore.

Successivamente sono stati inseriti nei due fori due tronchetti:

- 1 tronchetto di Ø 20 mm che presenta una filettatura femmina per il montaggio della valvola di

scarico.

1 tronchetto di Ø 21 mm che presenta una filettatura femmina per il montaggio dei componenti.

Successivamente i due tronchetti sono stati saldati sui due fori con saldatrice a filo

continuo con amperaggio di 120 ampere e filo elettrodo di Ø 0,8 mm.

FASE 6

Per facilitare il trasporto del compressore abbiamo collegato alla struttura n 2 ruote e n 1 piedino.

Abbiamo tagliato n 2 barre in ferro di lunghezza 25 mm e praticato su di esse n 4 fori di Ø 11 mm

in corrispondenza dei fori del telaio delle ruote. 18

Successivamente abbiamo utilizzato n 4 viti con bulloni M4 e rondelle relative per bloccare le ruote

alla struttura. FASE 7

Abbiamo verniciato la bombola applicando prima un prodotto antiruggine e poi vernice di

colore rosso. 19

FASE 8

Per il bloccaggio delle due strutture alla bombola abbiamo usato le due barre, n 7 viti con bulloni

M10 di cui 3 di lunghezza 14 mm e 4 di lunghezza 22 mm, n 10 rondelle di Ø 11.

FASE 9

Questa fase comprende il montaggio di alcuni componenti del nostro compressore.

Un tronchetto di L 100 mm e Ø 17 mm viene montato tra il foro superiore del serbatoio e il

pressostato usando un riduttore F-M da 3/8 a 1/8.

Al pressostato sono stati collegati: a sinistra un manometro per controllare la pressione del

serbatoio tarato fino a 10 bar con riduttore F-M da 3/8 a 1/8 zincato; a destra un riduttore di

pressione con filtro anticondensa con raccordo M-M da 1/8; nella parte frontale del pressostato

abbiamo collegato la valvola di sicurezza.

Al riduttore di pressione abbiamo aggiunto un manometro per controllare la pressione

dell’aria in uscita (max 6 bar), e una curva M-F 1/8 zincato al riduttore, a cui è stato collegato

un rubinetto M-F 1/4, a tale rubinetto abbiamo aggiunto un innesto rapido M filettato da 1/8.

Per tutte le filettature è stato usato il teflon, materiale che serve per ricoprire superficie

sottoposte ad alte pressioni. 20

FASE 10

Nella facciata frontale del serbatoio troviamo la valvola estintore; a tale valvola abbiamo collegato

la valvola di non ritorno a 3 vie con riduttore M-F da 3/8 a 1/8.

Le tre vie della valvola servono:

una via per l’inserimento di un innesto rapido per l’aria in entrata motore-serbatoio, l’altra

via per l’inserimento di un innesto rapido per l’aria in uscita dal serbatoio al pressostato.

21

FASE 11

Colleghiamo la valvola di scarico F filettato 3/8 nel foro inferiore del serbatoio usando il

nastro teflon avvolto nella filettatura FASE 12

Il motore è stato fissato sui 4 fori della struttura con perni e dadi M8 x 40 e anelli di tenuta.

FASE 13

Abbiamo preso un cavo 3x1, di cui il filo giallo-verde è per il collegamento di terra, gli altri due,

marrone e celeste sono della linea a 220 volt.

Si collega il filo marrone con un morsetto al relè e quello azzurro al contatto sul termico del

salvamotore, sul filo della terra viene collegato un morsetto e collegato alla carcassa del motore.

22

Abbiamo collegato il relè e il termico salvamotore al motore nelle loro posizioni, infine abbiamo

fissato il cavo nell’apposita sede del coperchio in plastica del motore.

FASE 14

Nel pressostato si trovano 2 fori pressacavo per cavo rete 220 volt e alimentazione motore.

Aprendo il cappuccio di protezione in plastica troviamo due coppie di contatti (fase e neutro) su

molle collegati meccanicamente ed isolati elettricamente.

Infatti possiamo dedurre che il nostro elettropressostato è monofase.

A questo punto abbiamo collegato il cavo proveniente dal motore nella morsettiera, facendolo

passare nell’apposito pressacavo. 23

Un altro cavo di 1 m viene collegato sull’altra morsettiera, con relativo filo di terra e alla cui

estremità colleghiamo una spina da 10 ampere.

FASE 15

Verifichiamo con il tester che tutti i collegamenti e gli avvolgimenti del motore sono integri

24

Accendiamo il tester è lo impostiamo per la misura in ohm a 200 che serve per misurare la

resistenza.

Per prima cosa verifichiamo che gli avvolgimenti del motore siano isolati elettricamente dalla

carcassa metallica, per evitare di prendere una scossa elettrica all’accensione.

Collegando un puntale del tester su un morsetto del cavo di terra e l’altra su un morsetto

termico salvamotore, sul tester non vediamo comparire nessun valore, quindi sono isolati

Tenendo sempre il puntale sul morsetto di terra e con l’altro puntale sugli altri due morsetti, una

volta su una e una sull’altra, notiamo che non compare nessuna misurazione 25

Dopodiché verifichiamo l’integrità degli avvolgimenti interni come da foto e annotiamo le

misure

La misura finale è circa la somma dei due precedenti, questo significa che lo statore del

motore è integro.

Infine verifichiamo la protezione termica del motore, collegando i puntali come da foto, sul

tester compare una bassissima resistenza e quindi siamo nella norma. 26

FASE 16

Abbiamo collegato i due tubi rislan di Ø 6x1 agli innesti rapidi per i collegamenti dell’aria in

entrata e in uscita FASE 17

Infine abbiamo fatto tutti i controlli necessari per il funzionamento e dopodiché abbiamo messo in

funzione il nostro compressore.

Una volta messo in funzione, procediamo alla taratura del pressostato tramite un dado di

regolazione, portandolo da 10 bar a 6 bar.

Poi in base all’utilizzo in uscita dell’aria compressa andremo a regolare anche il regolatore di

pressione che si trova nella parte superiore. 27

M E C C A

N I C A

R E C I P I E N T

E I N P R E S S I O

N E

Un recipiente in pressione è un recipiente progettato per contenere un liquido o gas ad una

pressione differente da quella esterna, solitamente più alta internamente.

I recipienti in pressione devono essere progettati in modo da funzionare in sicurezza ad una

determinata pressione.

La differenza di pressione tra interno ed esterno crea uno stato di tensione nel materiale del

recipiente, quindi, il recipiente deve resistere a questo stato di tensione senza sollecitazioni che

possono causare perdite o rotture e pericoli per le cose o persone.

Il parametro più importante è la pressione ma ve ne sono altre da non trascurare come la

temperatura di esercizio che influenza le proprietà meccaniche del materiale provocando

deformazioni permanenti come i fenomeni di scorrimento a caldo.

I fluidi a contatto con il recipiente sono un altro parametro dimensionante, perché possono

determinare attacchi chimici ai materiali, causandone corrosione e fragilità.

Infine le condizioni di esercizio del recipiente, in quanto variazioni cicliche della pressione e

temperatura (sollecitazioni a fatica) influenzano la vita del recipiente.

I parametri di progetto sono:

Forma del materiale

• Spessori delle pareti

• Selezione del materiale

• Controlli non distruttivi in costruzioni

• Verifiche in esercizio

•

La forma sferica è più conveniente delle altri per minimizzare la tensione:

= p D/ 4s;

σ

s = spessore del recipiente

= tensione

σ 28

p = pressione D = diametro

Un recipiente di forma sferica non è facile da costruire, allora la forma più comune è quella