Aer comprimat

Aerul comprimat , cunoscut și coloquial ca aer comprimat , se referă la aerul comprimat . Acesta servește mai multor scopuri:

Dacă se folosesc alte gaze sau amestecuri în locul aerului, se vorbește despre gaz comprimat .

generaţie

2 compresoare de aer comprimat ca compresoare cu șurub cu uscător frigorific integrat și acumulator de aer comprimat de 3000 litri

Din punct de vedere istoric, aerul comprimat a fost produs la presiune scăzută de burduf , de exemplu pentru un mâncător de fierar sau un organ de biserică. Aerul comprimat pentru umplerea ambarcațiunilor gonflabile este încă generat astăzi de pompe manuale manuale sau de burduf acționat cu piciorul.

În funcție de utilizarea intenționată, aerul este adus la o presiune mai mare cu compresoare și tratat diferit în funcție de aplicație. Cheltuielile de energie la comprimare sunt considerabile, deoarece se generează multă energie termică, care de obicei rămâne neutilizată. Aerul comprimat este, prin urmare, o sursă costisitoare de energie . Odată cu creșterea prețurilor la energie și în combinație cu recuperarea căldurii și repararea periodică a scurgerilor, costurile pot fi reduse semnificativ.

Două sisteme diferite sunt utilizate în principal pentru a genera aer comprimat: compresoare cu mișcare alternativă (majoritatea în două trepte) sau compresoare cu șurub . Compresoarele cu piston cu 3 trepte asigură presiuni de compresie de până la 3000  bari . Pe lângă aceste tipuri, sunt utilizate și compresoare rotative și, ocazional, compresoare cu membrană. Performanța unui compresor este dată în l / min sau m³ / h. Arată performanța de livrare a unui compresor.

Pe lângă utilizarea așa-numitelor compresoare de sarcină / fără sarcină, care au cel mai bun randament energetic cu funcționare continuă, există și modele cu control al frecvenței de câțiva ani . Avantajul acestei tehnologii este că puterea motorului și cantitatea necesară de aer comprimat sunt întotdeauna controlate de un sistem de control, care apoi crește sau scade viteza elementului compresor . Potrivit diferiților producători, aici ar trebui să fie posibile economii de 50% și mai mult.

Aer comprimat fără ulei

Aerul comprimat de la toate tipurile de compresoare lubrifiate cu ulei (inclusiv compresoarele fără ulei) conține ulei și, prin urmare, nu este potrivit pentru aplicații de înaltă puritate fără tratament / filtrare . Aerul comprimat de la compresoarele fără ulei nu este complet lipsit de ulei, deoarece aerul comprimat după comprimare poate conține componentele de ulei conținute în aerul de admisie și alte hidrocarburi din mediu. De exemplu, în industria alimentară , aplicații medicale, ca gaz de respirație pentru scufundări sau în atelierele de vopsire, poate fi utilizat doar aer comprimat fără ulei. Calitatea aerului comprimat este clasificată în conformitate cu standardul ISO 8573-1. Definiția petrolului include deja hidrocarburi (C5 +) și trebuie să fie determinată în contextul general al aburului, aerosolilor și picăturilor. Nu este important dacă compresia este lubrifiată cu ulei, lubrifiată cu apă sau fără ulei. Doar puritatea aerului comprimat este importantă și ar trebui să fie posibilă menținerea acestuia în toate condițiile de funcționare. Aerul de respirație este generat cu compresoare adecvate. Filtrele coroborate cu adsorbanți de vapori de ulei sau convertoare catalitice sunt utilizate pentru curățarea aerului comprimat; este monitorizat pentru absența uleiului folosind dispozitive de măsurare adecvate. Aceasta înseamnă că cerința de calitate „aer comprimat fără ulei” este atinsă și asigurată permanent.

Dezumidificare

Dacă aerul atmosferic este comprimat, temperatura punctului de rouă crește odată cu presiunea parțială a umidității conținută ca vapori . Din cauza creșterii simultane a temperaturii, umiditatea relativă scade. Dacă aerul comprimat se răcește sub noul său punct de rouă sub presiune , umezeala se poate condensa. Prin urmare, aerul comprimat este deseori dezumidificat cu uscătoare frigorifice imediat după comprimare . Punctul de rouă sub presiune este setat astfel încât să fie sub temperatura de depozitare și transport. În funcție de dimensiunea și tipul sistemului, materialele higroscopice sunt de asemenea utilizate pentru uscare.

Pentru a diferenția lingvistic punctul de rouă (presiune) al aerului comprimat de punctul de rouă al aerului necomprimat, acesta din urmă este numit și punctul de rouă atmosferic . Aceasta înseamnă că aerul comprimat poate fi utilizat și la temperaturi ambientale mai scăzute, fără condensarea apei în liniile de presiune sau containerele de transport.

Distribuția aerului comprimat

Pe lângă generarea de aer comprimat, stocarea aerului comprimat, prepararea aerului comprimat și utilizarea aerului comprimat, distribuția aerului comprimat este, de asemenea, o parte foarte importantă a unui sistem de aer comprimat. Din punct de vedere tehnic mai puțin solicitant și adesea neglijat în multe instalații, planificarea și execuția necorespunzătoare a distribuției aerului comprimat pot provoca costuri de operare enorme.

Pierderile directe pot fi toate scurgerile în care aerul comprimat scapă neutilizat din conducta de aer comprimat sau sistemele și dispozitivele instalate pe drumul de la generație la utilizare. Chiar și astăzi, în funcție de proiectare, se iau în considerare pierderile în jur de 10% la calcularea necesității de aer comprimat. Cu toate acestea, dacă scurgerile sunt eliminate, timpul de funcționare al compresoarelor poate fi redus, iar un compresor auxiliar deja instalat poate fi utilizat doar rar sau deloc.

Pierderile indirecte rezultă din conductele de aer comprimat planificate și dimensionate incorect. Sunt instalate linii lungi, deși o linie inelară ar fi mai bună. Sunt selectate diametre mai mici, deși investiția mai mare pentru un diametru mai mare se plătește foarte repede în funcțiune. Pierderile indirecte sunt pierderile de presiune cauzate de curgerea aerului comprimat în conductă. Ori de câte ori există o presiune insuficientă la punctul de cerere, este adesea gândit un compresor insuficient de mare. Adesea, totuși, o optimizare a conductei de aer comprimat poate rezolva problema și, în cel mai bun caz, presiunea asupra compresorului poate fi, de asemenea, redusă.

Accesorii de siguranță

Relaxarea bruscă la deconectarea conexiunii de aer comprimat poate provoca așa-numitul efect de whiplash. Pentru a evita acest lucru, asociația de asigurări de răspundere civilă a angajatorilor solicită utilizarea cuplajelor de siguranță cu eliberare rapidă în conformitate cu standardul ISO 4414 și standardul de siguranță EN 983 "... cuplajele cu eliberare rapidă trebuie selectate astfel încât atunci când acestea sunt cuplate sau decuplat, presiunea nu aruncă periculos partea de cuplare ... ".

  • Cuplare rapidă de siguranță a aerului comprimat de la rețea pentru consumatorii mici și mijlocii, DN 7-11, Q până la aprox.80 l / s
  • Cuplare rapidă de siguranță a aerului comprimat la rețea pentru consumatori mari, DN 12 până la 38, Q până la aproximativ 2 100 l / s

utilizare

Sursa de energie

Locomotiva cu aer comprimat

Aerul comprimat este utilizat pentru a conduce vehicule de butelii , turbinelor sau chiar tub pneumatic utilizat cu aer în timp ce relaxarea energia în mișcare liniară este mișcarea convertită sau de rotație. Aici aerul comprimat poate fi amestecat cu ulei . Uleiul acționează ca un lubrifiant .

În general, această aplicație este cunoscută și ca pneumatic cunoscut: aer comprimat poate fi folosit ca o energie Exemple medii includ airpod , motor cu aer comprimat , de stocare a energiei cu aer comprimat , arme cu aer comprimat , utilizate în vopsea sau în construcții, exemple includ pneumatice ciocane , dalta pneumatica.

În operațiuni feroviare, aerul comprimat este utilizat pentru controlul vehiculelor feroviare și ca sursă de energie pentru frâna cu aer comprimat . Frânele cu aer sunt folosite și în traficul rutier, în special în camioane .

La sfârșitul secolului al XIX-lea, au apărut rețele de aer comprimat pentru distribuția energiei, deoarece în acel moment, transmisia energiei electrice cu curent alternativ era încă la început. Din 1888 a fost construită o rețea mai mare de aer comprimat la Paris pentru a conduce ascensoare , pompe de canalizare , generatoare de curent continuu și alte mașini. Țevile au fost așezate în canalizare , unde, spre deosebire de cablurile electrice, nu au fost afectate de umiditate. Rețeaua a atins o lungime de 900 km în anii 1960. Cele 400 de milioane de metri cubi de aer utilizate anual au fost generate de trei sisteme de compresoare. Funcționarea rețelei a fost oprită abia în 1994.

direcție

Vagonul de bagaje Z209 al Train du Mont-Blanc cu control al mai multor unități de aer comprimat

În zonele periculoase, aerul comprimat a fost mult timp prima alegere pentru semnalizare (semnal standard 0,2-1 bar) și pentru acționarea elementelor de comandă (aprox. 6 bar). Astăzi, soluțiile electronice sunt mai ieftine și mai flexibile (circuite intrinsec sigure).

Aerul comprimat a fost utilizat în primele vehicule ale trenului Mont-Blanc din 1901 pentru a controla tracțiunea multiplă . Vehiculele erau conectate prin două linii aeriene care traversau întregul tren - una pentru direcția de mers înainte, cealaltă pentru mers înapoi. Cele cinci niveluri de viteză ale vagoanelor de cale ferată au fost indicate prin presiuni diferite în linii.

La Paris, pe lângă rețeaua de aer comprimat pentru transmiterea energiei, a existat și un sistem de operare a unui sistem de ceas , ceasurile slave fiind sincronizate cu ceasul principal prin impulsuri de aer comprimat de 0,75 bari emise în fiecare minut. Rețeaua, ale cărei linii erau așezate în sistemul de canalizare, a început să funcționeze la 31 decembrie 1880. În 1887 cea mai mare expansiune a fost realizată cu 7050 de ceasuri pentru 3185 abonați. În 1927 compania a fost închisă.

Respirarea gazelor

Cilindru de aer comprimat într-un aparat de respirație

Aerul este fie distribuit ca gaz de respirație purificat și procesat într-o rețea staționară de aer comprimat, de exemplu într-un spital , fie depozitat în buteliile de aer comprimat prin intermediul compresoarelor de protecție respiratorie pentru a reduce spațiul și, dacă este necesar, este utilizat prin intermediul regulatoarelor pentru respirația cu respirație aparate și pentru scufundări . Aerul comprimat relaxat conține o umiditate relativă foarte scăzută deoarece este dezumidificat , astfel încât pentru utilizarea pe termen lung la pacienții (intubați) trebuie să fie alimentat cu umiditate artificială pentru a preveni uscarea plămânilor.

Când se utilizează gaze speciale de respirație, de exemplu atunci când se scufundă cu nitrox , se poate adăuga numai aer comprimat fără ulei.

curatenie

Când aerul este eliberat într-o duză , se creează un flux rapid de aer care poate fi folosit pentru a arunca particulele și lichidele .

În legătură cu particulele abrazive, care sunt accelerate de aerul comprimat, se poate realiza o curățare intensivă a suprafeței cu sablare , bilă sau gheață uscată .

răcire

Aerul comprimat este utilizat pentru răcire în multe procese tehnice . Acest lucru profită de faptul că aerul comprimat se răcește în timpul expansiunii datorită efectului Joule-Thomson .

Generarea de azot

Din ce în ce mai mulți utilizatori utilizează generatoare de azot pentru a satisface cerințele de azot ale unei companii (de exemplu, în industria alimentară). Cu ajutorul acestor generatoare, azotul este separat de restul aerului într-un proces special de absorbție. Azotul obținut are un nivel de puritate de până la 99,999% (5,0).

Alte utilizări

Aerul comprimat de la buteliile de aer comprimat este, de asemenea, utilizat pentru anumite alte activități, cum ar fi umplerea sacilor de ridicare .

Au fost efectuate teste de zbor în SUA în anii 1950, care se bazau pe reculul direcționat vertical al duzelor cu aer comprimat dintr-un pachet de cilindri de înaltă presiune.

Presiunea de utilizare

Ca sursă de energie sau pentru curățare, aerul comprimat are de obicei o presiune de 6 până la 8  bari . În cazuri individuale sunt necesare până la 16 bari. Pentru pornirea motoarelor mari de ex. B. în nave, aerul comprimat cu 20 până la 30 bari este folosit fie pentru a acționa un starter cu aer comprimat, fie pentru a direcționa aerul comprimat direct într-una sau mai multe camere de ardere și astfel să pună motorul în mișcare. Ca aer de respirație pentru scufundări, în aparatele de respirație, aerul comprimat din sticle sau cartușe este sub 200 până la 300 de bari. Sticlele speciale (fabricate din CFRP, de exemplu ) sunt, de asemenea, umplute, care sunt utilizate la presiuni de până la 300 de bari în unelte portabile de aer comprimat ( cuie pneumatice ) sau puști cu aer comprimat . La transportul materialelor în vrac pneumatic, în general sunt necesare presiuni sub 4,5 bari.

Utilizați ca depozit

În rulmenții cu aer , piesele mobile pot fi depozitate aproape fără frecare.

O aplicație plată este perna de aer .

literatură

  • Erwin Ruppelt (Ed.): Manual de aer comprimat. Vulkan-Verlag, Essen, ediția a IV-a 2002, ISBN 978-3-8027-2548-7

Link-uri web

Wikționar: Aer comprimat  - explicații privind semnificațiile, originea cuvintelor, sinonime, traduceri
Wikționar: Aer comprimat  - explicații privind semnificațiile, originea cuvintelor, sinonime, traduceri

Dovezi individuale

  1. ^ Alfred Böge (Ed.): Manual de inginerie mecanică . Bazele și aplicațiile ingineriei mecanice. Ediția a 20-a. Springer, 2011 ( previzualizare limitată în Căutare de cărți Google).
  2. ^ A b Tristan de la Broise, Florence Meffre: Histoire de la SUDAC (1877-1996). (PDF; 980 kB) 7 noiembrie 1996, accesat la 27 octombrie 2013 (franceză).
  3. ↑ Christophe Jacquet: Les Z 200. În: Train du Mont Blanc. 8 octombrie 2012, accesat la 27 octombrie 2013 (franceză).
  4. ↑ Curios și mortal: arme de alt tip - Soldați zburători spiegel.de, 21 august 2012, accesat la 14 iulie 2019. - Video cu aproximativ 47 de minute, 32:49 înainte de sfârșit.