Produção de Ar Comprimido e Tipos de Compressores

Produção de Ar Comprimido Para a produção de ar comprimido são necessários compressores que comprimem o ar até a pressão de trabalho desejada Uma estação compressora fornece o ar comprimido já calculado para os equipamentos através de uma tubulação Ao se projetar a produção ou o consumo de ar devem ser consideradas ampliações e futuras aquisições de equipamentos hidráulicos e pneumáticos Em indústrias onde existe constante mudança de equipamentos de lugar são utilizadas estações móveis de produção de ar comprimido mineração construção civil etc Produção de Ar Comprimido Além desses fatores devem ser observados 1 Emprego correto do tipo de compressor 1 Pureza do ar utilizado Os vários tipos de compressores estão diretamente relacionados com a pressão de trabalho e a capacidade de volume de cada compressor Produção de Ar Comprimido Tipos de Compressores Produção de Ar Comprimido Compressor de êmbolo A construção do compressor de embolo está baseada no princípio de redução de volume Isto significa que o ar da atmosfera é acelerado para um ambiente fechado câmara de compressãoonde um pistão êmbolo comprime o ar aspirado É o tipo de compressor mais usado sendo apropriado para todos os tipos de pressão podendo variar de um a milhares de bar O compressor de êmbolo linear se divide em três grupos a saber 1 Efeito Simples 2 Efeito duplo 3 Vários estágios Produção de Ar Comprimido Compressor de êmbolo efeito simples O compressor de êmbolo de efeito simples possui apenas uma câmara de compressão por cilindro sendo que apenas a parte superior do êmbolo aspira e comprime o ar Produção de Ar Comprimido Compressor de êmbolo de duplo efeito O compressor de êmbolo de duplo efeito é assim chamado porque tem duas câmaras de compressão uma em cada lado do êmbolo e realiza trabalho no avanço e no retorno Produção de Ar Comprimido Compressor de êmbolo de vários estágios Para altas pressões são necessários compressores com vários estágios O ar aspirado é comprimido pelo primeiro êmbolo e novamente comprimido pelo segundo êmbolo Produção de Ar Comprimido Compressor de êmbolo de vários estágios Na compressão a altas pressões é necessária uma refrigeração intermediária a água ou ar em razão da alta concentração de calor Produção de Ar Comprimido Compressor de êmbolo de vários estágios Condições vantajosas para compressores de embolo com movimento linear Até 4 bar um estágio Até 15 bar dois ou mais estágios Acima de 15 bar dois ou mais estágios Produção de Ar Comprimido Compressor de Membrana Neste tipo de compressor o êmbolo fica separado por uma membrana da câmara de sucção e compressão ou seja o ar não entra em contato com as partes móveis ficando livre de resíduos de óleo Por esta razão os compressores de membrana são especialmente indicados para industrias alimentícias químicas e farmacêuticas Produção de Ar Comprimido Compressor de êmbolo rotativo Neste tipo de compressores os compartimentos se estreitam diminuem comprimindo o ar nos mesmos No compressor rotativo multicelular existe um compartimento cilíndrico com aberturas de entrada e saída onde gira um rotor alojado fora de centro O rotor tem rasgos e nestes rasgos estão alojadas pequenas palhetas que em conjunto com as paredes formam pequenos compartimentos células Quando em rotação as paredes são projetadas contra as paredes pela força centrífuga Devido à excentricidade de localização do rotor há uma diminuição ou aumento das células Produção de Ar Comprimido Compressor de êmbolo rotativo Produção de Ar Comprimido Compressor de êmbolo rotativo Vantagens dos compressores de êmbolo rotativo 1 Construção econômica em espaço 2 Fornecimento de ar uniforme e livre de pulsação Compressor de Fuso Rosquado compressor de parafuso Dois parafusos helicoidais de perfis côncavo e convexo comprimem o ar que é conduzido axialmente Produção de Ar Comprimido Compressor de Fuso Rosquado compressor de parafuso Produção de Ar Comprimido Compressor de Lóbulos compressor roots Neste tipo de compressor o ar é transportado de um lado para outro sem alteração de volume A compressão ocorre cada vez que o extremo dos êmbolos de um dos êmbolos coincide com a concavidade do outro êmbolo Produção de Ar Comprimido Turbocompressores Esses compressores trabalham segundo um princípio de aceleração de massa e são adequados para o fornecimento de grandes vazões Os turbo compressores são construídos em duas versões axial e radial Produção de Ar Comprimido Turbocompressor Axial Produção de Ar Comprimido Turbocompressor Radial Produção de Ar Comprimido Critérios para a escolha dos compressores A fim de selecionar o compressor correto para cada situação de trabalho deve se considerar os seguintes critérios 1 Volume de ar fornecido 2 Pressão 3 Acionamento 4 Regulagem 5 Refrigeração 6 Local de montagem Produção de Ar Comprimido Critérios para a escolha dos compressores É a quantidade de ar fornecida pelo êmbolo do compressor em movimento Existem duas indicações de volume fornecido 1 Volume Teórico 2 Volume Efetivo O Volume teórico é o produto do volume do cilindro do compressor x rotação do acionador motor elétrico ou de combustão VT cilindrada cm³ x Rpm Produção de Ar Comprimido Critérios para a escolha dos compressores Já o volume efetivo o produto do volume do cilindro do compressor x rotação do acionador menos a perda de ar que ocorre na compressão Esta perda varia em função do tipo construtivo do compressor As perdas são controladas por normas que especificam tolerâncias para os resultados Os fabricantes especificam a capacidade dos produtos nos valores teóricos mas o valor a ser considerado é o efetivo Pressão Existem dois tipos de pressão 1 Pressão de regime 2 Pressão de trabalho Produção de Ar Comprimido Critérios para a escolha dos compressores Pressão de regime é a pressão fornecida pelo compressor e que vai da rede distribuidora até o consumidor É a pressão a qual está o ar no interior do reservatório do compressor bem como na tubulação de alimentação Pressão de trabalho é a pressão necessária aos postos de trabalho Essa pressão é de geralmente 6 bar e os elementos são construídos para operar nesta faixa considerada pressão normal ou econômica Pressão constante é uma exigência para um funcionamento seguro e preciso Dependem da pressão constante 1 A força dos elementos de trabalho 2 A velocidade do processo 3 Movimentos temporizados Produção de Ar Comprimido Critérios para a escolha dos compressores Produção de Ar Comprimido Critérios para a escolha dos compressores O acionamento dos compressores pode ser por motor elétrico ou de explosão Em instalações industriais como na maioria dos casos o acionamento dáse por motor elétrico Tratandose de uma estação móvel o acionamento é feito geralmente por um motor a explosão ou por um grupo gerador Regulagem dos compressores Para combinar o volume de fornecimento com o consumo de ar se faz necessária uma regulagem do compressor a partir de dois valores limites pré estabelecidos A pressão máxima e a pressão mínima Produção de Ar Comprimido Regulagem de marcha em vazio Quando é alcançada a pressão préregulada o ar escapa livre na saída do compressor através de uma válvula Uma válvula de retenção evita que o reservatório se esvazie ou que o ar retorne ao compressor Produção de Ar Comprimido Regulagem por fechamento Nessa regulagem fechase o lado de sucção O compressor não pode mais aspirar e funciona em vazio estado sem pressão Essa regulagem é utilizada especialmente em êmbolos de compressores lineares ou rotativos Produção de Ar Comprimido Regulagem por Garras Esta regulagem é empregada em compressores de embolo linear Mediante garras mantemse a válvula de sucção aberta evitando que o compressor continue comprimindo É uma regulagem muito simples Produção de Ar Comprimido Regulagem por Rotação O regulador de rotação do motor a explosão ou um inversor de frequência no caso de um motor elétrico são ajustados conforme a pressão de trabalho e esse ajuste poderá ser manual o automático Regulagem por Intermitente O compressor funciona em dois campos carga máxima e parada total Ao alcançar a pressão máxima o compressor é desligado Ao ser atingida a pressão mínima o compressor é religado e volta a trabalhar Para que os períodos de comando sejam limitados a um valor aceitável é necessário dispor de um grande reservatório de ar Produção de Ar Comprimido Refrigeração dos compressores O compressor se aquece devido à compressão do ar e do atrito e esse calor deverá ser dissipado A refrigeração deverá ser escolhida conforme a temperatura no compressor Compressores pequenos necessitam apenas de aletas e ventiladores para sua refrigeração Porém compressores acima de 30 Kw 40 Hp de potência a refrigeração a ar não será suficiente sendo necessária a refrigeração por água circulante A refrigeração prolonga a vida do compressor e pode até mesmo dispensar a refrigeração do ar comprimido em um estágio posterior Produção de Ar Comprimido Refrigeração dos compressores Produção de Ar Comprimido Local de montagem A estação de compressores deverá ser montada dentro de um ambiente fechado protegido acusticamente e com boa ventilação O ar aspirado pelo compressor deve ser fresco seco e livre de poeira Reservatório de ar comprimido O reservatório tem a função de estabilizar a distribuição de ar comprimido eliminar as oscilações na rede distribuidora e garantir a reserva de ar quando de um momentâneo aumento no consumo de ar A superfície do reservatório refrigera o ar suplementar Desta forma parte da umidade é condensada e separase do ar no reservatório sendo eliminada pelo dreno Produção de Ar Comprimido Reservatório de ar comprimido O tamanho do reservatório de ar comprimido depende de 1 Do volume fornecido pelo compressor 2 Do consumo de ar 3 Da rede distribuidora volume suplementar 4 Do tipo de regulagem 5 Da diferença de pressão desejada na rede Quando a regulagem é intermitente é possível se determinar o volume do reservatório de ar pelo diagrama a seguir