PNOMATİK SİSTEMLER
20. Yüzyılın başlarından itibaren, basınçlı havanın gücünden yararlanılmaya başlandı. Önceleri, tünel kazılarında ve yıkım işlerinde kullanılan pnömatik araçlar, otomasyonun gelişimiyle birlikte, fabrikalarda hızla yaygınlaştı.
Hava Üretim Sistemi Hava Tüketim Sistemi Kompresör 1-Hava Çıkış Noktası Elektrik Motoru 2-Otomatik Boşaltıcı Basınç Anahtarı 3-Şartlandırıcı Çek Valf 4-Yön Denetim Valfi Hava Tankı 5-Tahrik Elemanı Basınç Ölçer (manometre) 6-Hız Ayar Valfleri Otomatik Boşaltıcı Emniyet Valfi Soğutmalı Hava Kurutucusu Hat filtresi
HAVANIN SIKIŞTIRILMASI-KOMPRESÖRLER Kompresör bir elektrik motorunun veya içten yanmalı motorun mekanik enerjisini basınçlı havanın potansiyel enerjisine dönüştürür. Kompresörler başlıca iki kategoriye ayrılır: Gidip gelme hareketli kompresörler ve döner tip kompresörler.
BASINÇLI HAVANIN HAZIRLANMASI Endüstriyel alanda yapılan araştırma ve gözlemler,basınçlı havanın kompresörde üretildikten sonra pnömatik sisteme gönderilmesi halinde,bir çok problemlerin ortaya çıkacağını göstermiştir.Havanın içine karışmış olan toz ve pislikler,pas ve yağ artıkları,en önemlisi de havaya karışmış olan su buharı’nın mutlaka sisteme girmeden havadan ayrıştırılması gerekir.Pnömatik elemanların özelliğine uygun olarak seçilecek filtre ile havanın içindeki yabancı maddeler ayrıştırılmalıdır.Ayrıca,pnömatik elemanların içinden geçecek olan havanın hareketli elemanları yağlaması ve sürtünmeyi en aza indirmek için,havanın içine özel bir yağlayıcı tüpten belirli miktarda yağ katılır.Böylece,havanın içindeki su buharının yapacağı pas etkisi en aza indirilir. Havanın içindeki su buharının çeşitli kurutma yöntemleriyle ortadan kaldırılması gerekir.Sıkıştırılmış havada bulunan neme çok dikkat edilmesi gerekir.Kompresörün atmosferden emerek sıkıştırdığı ve şebekeye dağıtılan havada nem,su buharı şeklinde bulunur.Basınçlı hava şebekesindeki nem miktarı,emilen atmosfer havasının bağıl nem miktarına,yani havanın sıcaklığına ve iklim şartlarına bağlıdır.
BAŞLICA KOMPRESÖR TİPLERİ 1.VİDALI KOMPRESÖRLER • YAĞLI TİP • YAĞSIZ TİP 1.KANATLI KOMRESÖRLER 2.DİYAFRAMLI KOMRESÖRLER 3.PİSTONLU KOMPRESÖRLER • TEK KADEMELİ PİSTOLU KOMPRESÖRLER • ÇİFT KADEMELİ PİSTONLU KOMPRESÖRLER
Vidalı Kompresörler Bu kompresörlerde iki helisel dişli ters yönde dönmeketedir. Bu da rotorların arasında hapsedilen havayı sıkıştırmaktadır. Yağlama ve iki rotor arasındaki sızdırmazlık taşırma yağla sağlanmaktadır. Kompresörün çıkışında yağ ayırıcıları bu yağı çıkış havasından ayırır.
1-ERKEK ROTOR 2-DİŞİ ROTOR 3-TAHRİK ŞAFTI 4-GÖVDE 5-ARKA KAPAK 6-EMİŞ TARAFI RULMANI (TAHRİK GÜCÜ İLE ORANTILI) 7-BASINÇ TARAFI RULMANI 8-YAĞ KAÇAĞINI ÖNLEYEN KEÇE
Nasıl çalışır? Vidaların birlikte dönüşleri sırasında oluşan vakum ile hava filtresinden emilen hava vidaların içindeki çıkıntı ve oyuklara girer ve çıkış kısmına doğru ilerler. Havanın girişteki hacmi çıkışa doğru azaldığından basıncı artacaktır. Havanın sıkışması esnasında ortaya çıkan ısıyı almak için vidalar arasına yağ gönderilir.Bu amaçla yağ; Havayı soğutur Vida yüzeylerinde film tabakası oluşturarak havanın geri kaçmasını önler. Vida ve yatakların yağlanmasını sağlar
Vidalı Kompresörlerin Basınçlı Hava Üretimi Atmosfer havası emilir ve kuru hava filtresinde temizlenerek vida bloğunda sıkıştırılır. Vida bloğu bir elektrik motoru ile tahrik edilir. Vida bloğuna, rulmanları yağlamak, rotorlar arasında ve gövdeyle conta vazifesi görmek ve soğutma amacıyla yağ püskürtülür. Normal çalışma şartlarında sıkıştırma sıcaklığı sadece 80 °C derece dolayındadır. Basınçlı hava-yağ karışımı üç kademeli yağ ayırma bölümünde ayrışır. Ayrılan yağ, yağ soğutucusundan ve mikro yağ filtresinden geçerek tekrar vida bloğuna püskürtülür. Termoventil, tüm çalışma süresi içerisinde yağ sıcaklığını ayarlar ve optimize eder. Basınçlı hava, yağ separatöründe yağdan arındırılarak (< 2mg/m3) minimum basınç/çek valfinden geçer ve nihai soğutucuya girer. Basınçlı hava, nihai soğutucuda çevre sıcaklığının yaklaşık 5 - 10 Kelvin üzerinde bir sıcaklığa indirilir. Bu sayede basınçlı havadaki nemin büyük bölümü de ayrışır. Basınçlı hava istenilen bölgeye basılmış olur
Vidalı sistemin çalışma şeması
Bazı vidalı kompresör çeşitleri Frekans Kontrollü Vidalı Kompresör Vidalı Kompresör Hava Kurutucusu Kombinasyonu
Vidalı-Yağlı Kompresörler
Yağsız Vidalı Kompresörler
Seyyar Vidalı Hava Kompresör
Kanatlı Döner Kompresör Bu kompresörde radyal yarıklar içinde kayan bir dizi kanada sahip ve eksantrik olarak yerleştirilmiş bir rotor bulunur. Rotor döndükçe, merkezkaç kuvvet kanatları statorun cidarları ile devamlı temas halinde tutar ve ardışık kanatlar arasındaki hacim girişten çıkışa doğru azalır; böylece hava sıkıştırılır.
Diyaframlı Kompresör Diyaframlı kompresörler 3-5 bar aralığında ve tamamen yağsız hava verirler. Böylece gıda, ilaç ve benzeri endüstrilerde geniş biçimde kullanılmaktadırlar. 1 kW’dan küçük elektrik motorlu tipleri taşınabilir kompresör olarak kullanılmaktadır. Bunlar sprey boyama için idealdir.
Tek Kademeli Pistonlu Kompresör Atmosfer basıncında emilen hava tek bir strokta istenen basınca sıkıştırılır. Bu tip kompresörler genellikle 3-7 bar’lık basınç talep eden sistemlerde kullanılmaktadır
İki Kademeli Pistonlu Kompresör Eğer istenen basınç 7 bar ise, genellikle ilk kademede hava 3 bar’a kadar sıkıştırılır. Bundan sonra hava bir miktar soğutulur. Sonra ikinci kademe silindirine gönderilir ve burada 7 bar’a kadar sıkıştırılır. Tek kademe kompresöre göre verim oldukça yüksektir. Çıkışta hava sıcaklığı 1200 C’ye kadar yükselir.
Bazı pistonlu kompresörler Tek kademeli pistonlu
Çift kademeli pistonlu Kompresör
Çift kademeli pistonlu Kompresör Max Basın ç (bar)
Hava Emiş (Lt./da k)
Serbest Hava Verimi (Lt./dak )
Mot or (Hp )
Kadem e Sayısı
Silindi r Sayısı
Devir / Dakik a
Tan k (Lt. )
10
353
268
-
2
2
620
-
10
353
268
3
2
2
620
-
10
353
268
3
2
2
620
200
10
453
344
4
2
2
795
-
10
453
344
4
2
2
795
300
10
661
502
-
2
3
580
-
10
661
502
5.5
2
3
580
-
10
661
502
5.5
2
3
580
500
10
884
672
7.5
2
3
775
-
10
884
672
7.5
2
3
775
500
BASINÇLI HAVANIN HAZIRLAMAHAZIRLANMASI İÇİN GEREKLİ SİSTEMLER 1.FİLTRE 2.HAVA HAZIRLAYICI(ŞARTLANDIRICI) 3.YAĞLAYICI 4.LEGÜRATÖR 5.KURUTUCU 6.BASIÇ YÜKSELTİCİ 7.VALFLER
FİLTRE Pislikleri, kompresörden gelen yağ buharlarını ve havadan gelen suyu uzaklaştırmak için hava tankından sonra büyük kapasiteli bir filitre yerleştirilmelidir. Bu filitrenin minumum basınç düşümüne ve hava hattında yoğuşma suyu ile emülsiyon oluşmasını önlemek için kompresörden gelen yağ buharını uzaklaştırma özelliğine sahip olması gerekir. Ana hat filitresinin, standart filitrelerde görüleceği gibi, uygun çalışması için belirli bir minumum basınç düşümü gerektiren saptırıcı elemanı yoktur. Toplanan suyun tahliye edilmesini sağlamak için otomatik boşaltıcılar kullanılmalıdır. Bu filitre genellikle kartuşu çabuk değiştirilebilen bir tipte olmalıdır.
HAVA HAZIRLAYICI(ŞARTLANDIRICI) Basınçlı hava tüketim noktasına geldiğinde, şartlandırıcıdan geçirilerek, makinelere verilir . Şartlandırıcıda işlem sırası: Filitreleme, regülasyon, yağlamadır.
Hava haz覺rlama 羹nitesi resimleri
YAĞLAYICI Sönümleyici kanat esnek bir malzemeden yapılmıştır. Debi arttığında eğilir ve akış yolunu genişletir, basınç düşümünü oransal olarak ayarlar ve baştan başa homojen bir karışım muhafaza eder. Doğru yağlama miktarı çalışma şartlarına bağlıdır, fakat, genel bir kural makinenin bir çevriminde bir veya iki damla vermektir.
LEGÜRATÖR Basınç regülatörlerinde çıkış basıncını ayarlanabilen bir yay kuvvetine karşı dengeleyen bir piston veya diyafram bulunur. Çıkış basıncı ayar vidası ile ayarlanır. Yüklenen ayar yayı ana valfi açık tutar, böylece girişten (p1) çıkışa (p2) doğru hava akımına müsade eder. Basınç çıkışa bağlanan devrede artmaya başlar ve diyaframa etki ederek yay yüküne karşı bir kaldırma kuvveti oluşur.
Valfler için altlığa takılabilen Regülatör
Pilot Kumandalı Basınç Regülatör
Pilot Kumandalı Basınç Regülatörü
KURUTUCU Soğutucular havayı soğutma akışkanının 10-150 C üstündeki bir sıcaklığa kadar soğuturlar. Pnömatik sistemin kumanda ve çalışma elemanları normal olarak çevre sıcaklığındadır. Üstelik basınçlı hava buralarda genişleyerek daha da soğumakta ve çevresini soğutmaktadır. Neme en fazla duyarlı olan hassas parçaların arasında yoğunlaşma meydana gelir ki; pnömatik arızaların temel sebebi genellikle bu sudur. Havanın çiğlenme noktası, pnömatik elemanların düşeceği sıcaklığın altında olmalıdır. Bu değer de deneysel olarak + 30 C olarak bulunmuştur.
Soğutarak Kurutma Kompresörden çıkan havanın çiğlenme noktası, hemen çıkışta düşürülerek, sistemin tamamı nemden korunmuş olur. Büyük sistemler için en yaygın olarak kullanılan kurutma metodudur
BASINÇ YÜKSELTİCİ Çıkış basıncını giriş basıncının iki katına kadar artırabilir (Dört kat artıran modeler de mevcuttur) Enerji tasarrufu sağlar Hava tankı kullanıldığında basınç dalgalanmaları önlenir Silindirin boyutunun değişmesine gerek kalmadan varolan silindirin gücünü arttırır
VALFLER Pnömatık devreler üzerinde akışların yönlerini düzenlemek üzere geliştirlmiş temel yardımcı elemanlar, çek valfler (hava akışını tek yönlü geçirirler), akış kontrol valfleri, ve “VEYA” valfleridir.
Çek Valf
Akış Kontrol Valfi
VEYA Valfi
Çek valf
Elle kontrollü akış kontrol valfi
HAVA EMİŞ VALFİ
PNÖMATİK ÖRNEK Klape Açma Kapama Uygulaması Aşağıda büyük bir klapenin pnömatik güçle açılıp kapatılması uygulaması verilmiştir.