Appunti di Impianti Industriali

Utensili ad aria compressa

13.1.0 Vediamo qui alcuni utensili pneumatici a percussione come martelli pneumatici, martelli rotativi come trapani avvitatori levigatori, a compressione come rivettatrici, a movimenti combinati (percussione e rotazione) come il trapano battente.

13.1.1 Vantaggi nella trasmissione di potenza:

• Versatilità: la versatilità è la facilità con cui si modifica la coppia e la velocità. Su utensili che lavorano con corrente discontinua è abbastanza facile lavorare sulla velocità mentre su un motore elettrico continuo è più difficile. Su un motore termico come la macchina non è facile lavorare sulla velocità poiché ad ogni marcia c'è un range di numero di giri e quindi di velocità da rispettare e quindi la modifica della velocità è complicata e bisogna agire attraverso sistemi di riduzione cioè le marce. Nei sistemi dove c'è corrente

alternata cioè nell'aria compressa la capacità di modificare la velocità è molto elevata e quindi sono adattabili a diversi usi.

• Sicurezza: non avendo elettricità sono molto più tranquillo e quindi posso lavorare dove ci sono rischi di esplosione o di fuoco come in impianti petrolchimici.
• Alta manovrabilità: la trasmissione di potenza con aria compressa diminuisce il peso dell'utensile soprattutto paragonato ad un utensile elettrico composto da una bobina e da un sistema rotore.
• Elasticità e sicurezza contro i sovraccarichi: l'elasticità e la sicurezza si ripercuotono anche nel caso in cui io stia sforzando troppo l'utensile.

13.2 GENERAZIONE DI ARIA COMPRESSA: Vediamo adesso come si genera aria compressa. In figura vediamo cosa c'è dentro una sala compressori quindi dall'esterno vediamo la bocca dell'aria quindi un condotto di radiazione attraverso il quale si prende aria dall'esterno.

La lettera F indica il fatto che ci sia un filtro che eviti che all'interno dell'aria passino anche oggetti. Spesso questi rabbocchi sono messi a nord per avere una zona d'ombra cioè per avere l'aria più fredda possibile e quindi più facile da comprimere. Dopo il filtro abbiamo la tubazione che porta a quella specie di rettangolino tagliato che porta il nome di SM che sta per smorzatore di pulsazioni e di rumori che è giustificato da quello che c'è dopo cioè il compressore. Il compressore genera molto rumore e soprattutto genera un flusso di aria pulsante a valle, cosa che noi non vogliamo, anzi, vogliamo un flusso il più possibile continuo (tale flusso pulsante sarà infine assorbito dal serbatoio a valle). La stessa pulsazione si propaga a monte ed insieme ad essa anche il rumore che appunto viene smorzato dallo smorzatore poiché abbiamo la necessità di eliminare questo danno acustico. A valle del

Il compressore abbiamo l'aria utilizzabile da immettere nel circuito ma che prima deve passare attraverso alcuni specifici step. Il primo step è un refrigeratore R e quindi uno scambiatore di calore in cui l'aria attraversa un tubo freddo e appunto si raffredda; ci serve raffreddare l'aria in quanto in uscita dal compressore la sua temperatura è aumentata e a noi in molti casi ci serve aria fredda. Ad esempio, se poi verrà utilizzata come aria di processo (se per esempio quell'aria va direttamente sul cibo, dunque non solo dovrà essere pura ma anche molto fredda, oltre ad una serie di caratteristiche qualitative).

Tuttavia, il problema della temperatura non è tanto questo, quanto il fatto che l'aria, aumentando di temperatura, sale anche il punto di rugiada e l'aria si carica di umidità che potrebbe non condensare. Invece, se noi facciamo raffreddare l'aria, otteniamo la condensazione dell'umidità che poi possiamo scaricare.

Infatti il secondo Step è proprio il separatore FS in cui in basso troviamo il primo scaricatore di condensa SC (netroveremo altri a valle del serbatoio e all'interno della rete distributiva). Infatti l'umidità dà fastidio sempre in quanto sedovessimo avere umidità in sospensione nell'aria e lavoriamo qualcosa che deve essere lontano dall'umidità come polveridi cacao, creiamo un problema e quindi ci serve che l'aria sia sempre molto secca. Dopo il refrigeratore arriviamo dunquea questo filtro FS che fa condensare l'acqua dopo essere stata raffreddata e la fa scaricare generando anche le condizioniidonee dell'aria per esempio alla temperatura richiesta dall'utilizzatore. Questo filtro dunque oltre a scaricare l'acqua dicondensa regola anche l'umidità che vogliamo avere e tutto ciò lo fa attraverso una serie di filtri che sono fatti di materialiidroscopi cioè che assorbonol'acqua facendo passare aria secca. Tra i materiali idroscopi ci troviamo per esempio il silicagel come la classica bustina bianca che troviamo all'interno dei vestiti, il riso, il sale, ecc... Il problema però non è solo togliere l'umidità dall'aria in quanto se abbiamo dei particolari compressori, è probabile che all'interno dell'area non ci sia solo aria in sospensione ma anche olio. Infatti per esempio il compressore alternativo come quello della macchina va lubrificato altrimenti si riscalderebbe troppo per attrito per poi fondersi il cilindro col pistone e il motore si blocca. Dunque per evitare che il motore grippi, introduciamo olio nella automobile che va a lubrificare il pistone sul cilindro, e per evitare che l'olio finisca nella camera di combustione abbiamo le fasce dei cilindri che sono degli anelli che raschiano il bordo del cilindro e fanno da sigillazione tra l'olio che sta sotto e il flusso d'aria che

sta sopra. Se queste fasce si rompono oppure non funzionano perfettamente può capitare che l'olio finisca nel gas di scarico che in un sistema industriale equivale all'aria da utilizzare e quindi nell'aria che andiamo a distribuire del nostro circuito abbiamo la necessità di eliminarlo. Dunque il filtro FS oltre ad una griglia idroscopica potrebbe avere anche un filtro paraolio, quindi abbiamo un separatore di condensa unito a filtri paraolio e con essiccazione. L'unica eventualità in cui non c'è bisogno di questo filtro paraolio è se il compressore (anche se è molto raro) abbia le fasce in Teflon un materiale che fa in modo che il cilindro non si attacchi sul pistone in quanto si tratta di un materiale autolubrificante e quindi non ha la necessità di essere lubrificato, parliamo dunque in questo caso di un compressore oil free cioè che va senza olio. Prima di distribuire l'aria c'è un valore

di testo che devono essere formattate con tag html sono: - "all'interno di un serbatoio S che serve a fare da buffer perché, come vedremo, ilcompressore ha una sua alimentazione" - "la parzializzazione del compressore non è l'ideale e quindi non possiamopretendere che esso sia al massimo della sua efficacia" - "per evitare di vedere parzializzare un compressoreuseremo un meccanismo di accensione e spegnimento comandato da quel pressostato Ps" - "cioè un misuratore dipressione che legge la pressione che c'è all'interno del serbatoio e se sta sotto una certa soia, comanda al compressoredi accendersi e di pompare l'aria così da riempire il serbatoio." - "Quando arriviamo al livello di pressione superiore, ilpressostato lo comunica al compressore che si spegne e quindi è un sistema di comando on-off che dipende dall'utilizzoche noi abbiamo del serbatoio." - "Il serbatoio non è un serbatoio di liquidi ma di aria compressa e quindi le parti" Ecco come potrebbe essere formattato il testo utilizzando i tag html:

all'interno di un serbatoio S che serve a fare da buffer perché, come vedremo, ilcompressore ha una sua alimentazione

la parzializzazione del compressore non è l'ideale e quindi non possiamopretendere che esso sia al massimo della sua efficacia

per evitare di vedere parzializzare un compressoreuseremo un meccanismo di accensione e spegnimento comandato da quel pressostato Ps

cioè un misuratore dipressione che legge la pressione che c'è all'interno del serbatoio e se sta sotto una certa soia, comanda al compressoredi accendersi e di pompare l'aria così da riempire il serbatoio.

Quando arriviamo al livello di pressione superiore, ilpressostato lo comunica al compressore che si spegne e quindi è un sistema di comando on-off che dipende dall'utilizzoche noi abbiamo del serbatoio.

Il serbatoio non è un serbatoio di liquidi ma di aria compressa e quindi le parti

inferiori e superiori che sono tipicamente le parti più delicate sono molto spesse e hanno una forma studiata apposta per evitare punti di criticità e debolezza a livello strutturale cioè una forma stondata come dei piccoli sottomarini messi in verticale e in fondo vi è un altro scaricatore di condensa in quanto l'aria che è arrivata al serbatoio potrebbe avere una temperatura superiore alla temperatura ambiente del serbatoio e quindi potrebbe esserci una condensa che viene appunto scaricata.

13.3 DISTRIBUZIONE DI ARIA COMPRESSA: In figura vediamo uno schema di un impianto di distribuzione di aria compressa in cui vediamo il sistema di generazione con il serbatoio e in seguito appunto la rete distributiva composta da un sistema di attacco del tubo discendente che poi conduce ai vari utensili come trapani, lucidatrici, pistole a spruzzo, eccetera. Se vediamo l'attaccatura del discendente al tubo, vediamo che fa questa specie di uncino che chiamiamo

Attacco a Pastorale come il bastone del papa. Questo accade poiché se io ho un tubo e faccio scendere il discendente dalla parte inferiore del tubo, se per caso nel tubo si accumulano liquidi o impurità non scaricate precedentemente, queste vanno a finire nel tubo poiché l'attacco è nella parte inferiore e dato che io non voglio tutto questo, l'aria la prendo da sopra il tubo e quindi faccio nel condotto di distribuzione orizzontale che passa lungo il soffitto, un buco superiormente. Questo tubo a uncino ha il vantaggio che se per caso all'interno si forma del liquido non me lo trovo nell'utensile, cioè dove la devo andare a prendere e quindi quando vediamo un impianto ad aria compressa ben fatto vediamo che i tubi hanno tutti questo attacco a pastorale. In figura la distribuzione di aria compressa è effettuata attraverso una conduttura scaffalata a circuito chiuso dunque magliata (a circuito aperto sarebbe una conduttura a pettine).

in cui ci sono dei terminali che ad un certo punto terminano) e questo agevola la distribuzione in quanto l'aria compressa ha la stessa pressione in tutti i punti dell'impianto. Per progettare una rete di distribuzione di aria compressa efficiente dobbiamo minimizzare la perdita di pressione tra il compressore e il punto di consumo. Infatti le perdite di pressione sono dovute, come sappiamo, al diametro dei tubi, agli snodi, ai cambi di sezione di profilo, alla scabrosità interna, eccetera, dunque per minimizzare la perdita di aria compressa devo anzitutto evitare eventuali buchi ma soprattutto separare efficientemente la condensa se non c'è un sistema di essiccazione dell'aria e quindi prevedere degli ulteriori sistemi di scaricatori di condensa nella rete di distribuzione come quel cilindrino che vediamo vicino ai due trapani che non ha un attacco a pastorale perché deve fare da imbuto e tutta l'acqua che eventualmente si sia formata.all'interno del tubo va a confluire lì e per questo motivo i tubi che confluiscono in questo separatore non sono orizzontali ma leggermente inclinati. I punti critici del progetto del sistema ad aria compressa sono: - Assicurare pressione e potenza al punto