Stlačeni zrak

Stlačeni zrak ili komprimirani zrak je atmosferski zrak stlačen na viši tlak od atmosferskog tlaka koji se upotrebljava kao sredstvo (medij) za prijenos energije. Uobičajena svojstva stlačenog zraka u pneumatskim sustavima su sljedeća:

• Tlak stlačenog zraka za napajanje od 1 do 15 bara (uobičajeno 7 bar);
• Pogonske temperature zraka od -10 do 60 ºC (maksimalno do 200 ºC);
• Optimalna brzina strujanja zraka 40 m/s;
• Gibanje elemenata: pravocrtno (aktuator) i rotacijsko (pneumatski motor);
• Brzina cilindara od 1 do 2 m/s (maksimalno oko 10 m/s);
• Maksimalna ostvariva sila oko 40 kN;
• Maksimalna snaga oko 30 kW;
• U pneumatskim sustavima se kod temperatura stlačenog zraka manjim od -10 ºC pojavljuju problemi sa zaleđivanjem, dok se kod temperatura većih od 60 ºC pojavljuje problem brtvljenja.^[1]

Bušenje velikih rupa s pneumatskim (mehaničkim) čekićem.

Pneumatski moment ključ za stezanje vijaka.

Skica dobivanja i razvoda stlačenog zraka.

Priprema zraka

Dijelovi za pripremu zraka obavljaju pripremu (kondicioniranje) zraka, što uključuje čišćenje, podmazivanje i regulaciju tlaka (filtar, mazalica, regulator tlaka). Prije ulaska u pneumatske uređaje, stlačeni zrak je potrebno pripremiti, tj. izvršiti: pročišćavanje zraka, zauljivanje zraka i regulaciju tlaka zraka. Jedinica za pripremu zraka sastoji se od filtra, regulatora tlaka i mazalice (zauljivač, uljilo). Filtar i regulator tlaka često se isporučuju kao jedinstveni pneumatski dio.

Filtar zraka

Prije ulaska u pneumatske uređaje potrebno je eliminirati nečistoće (vodu kao kapljevinu i paru, kompresorsko ulje, prašinu, produkte korozije). Kompresorsko ulje izloženo je relativno visokim temperaturama u kompresoru (oksidacija) i nije pogodno za podmazivanje pneumatskih uređaja.

Regulator tlaka

Regulator tlaka osigurava stabilan željeni (podešeni) radni tlak. S jedne strane, on neutralizira oscilacije tlaka zbog promjenljive potrošnje zraka (poremećaj na izlaznoj strani regulatora). S druge strane, u njemu se tlak iz glavnog voda (obično 8 -10 bar) smanji na potrebnu vrijednost radnog tlaka (obično 5 - 6 bar).

Mazalica

Mazalica (zauljivač) treba ulje raspršiti u finu maglu u struji zraka. Za ubrizgavanje ulja koristi se princip ejektora. Za postizanje fine magle (sitne kapi) potrebna je posebna konstrukcija.

Fizikalne osnove pneumatskog sustava

Objašnjenje predtlaka, podtlaka i vakuuma.

Apsolutni i manometarski tlak

Apsolutni tlak p je normalno naprezanje kojem su podvrgnuta plinovita i kapljevita tijela (fluidi) zbog mehaničkog djelovanja čestica tih tijela (sudaranje molekula). Ovom naprezanju podvrgnute su i sve čvrste površine uronjene u fluid.^[2]

Atmosferski tlak ili barometarski tlak pa je apsolutni tlak okolnog atmosferskog zraka koji zavisi od geodetske visine i meteoroloških uvjeta.

Manometarski tlak p_M dobije se tako da se od vrijednosti apsolutnog tlaka p u nekom fluidu računski oduzme vrijednost atmosferskog tlaka p_a, pa vrijedi:

${\displaystyle p_{M}=p-p_{a}}$

ili očitavanjem odgovarajućeg manometra. Manometar je instrument za mjerenje tlaka koji u suštini mjeri razliku tlaka između dva fluida: u ovom slučaju između mjerenog fluida i okolnog atmosferskog zraka).

U slučaju p > p_a dobiva se pozitivna vrijednost manometarskog tlaka (p_M > 0) koji se tada naziva pretlak. Ako je p < p_a, manometarski tlak poprima negativnu vrijednost (p_M < 0) i tada se naziva podtlak. Apsolutna vrijednost podtlaka naziva se vakuum p_V (p_V = - p_M > 0) i često se izražava u postocima atmosferskog tlaka (p_V% = -p_M / p_a •100%).

Treba naročito naglasiti da je u pneumatici i hidraulici uobičajeno koristiti naziv tlak i oznaku p za pretlak. Zato je pri računanju s tlakom uvijek potreban izvjestan oprez. U termodinamičkim relacijama pojavljuje se gotovo isključivo apsolutni tlak. Kod određivanja sile tlaka na površinu mjerodavna je razlika tlaka na obje strane te površine. Zato se može koristiti pretlak, a to je i pogodnije ako na jednoj strani površine djeluje atmosferski tlak. U Bernoullijevoj jednadžbi tlak se pojavljuje na obje strane jednadžbe, pa jednadžba u istom obliku vrijedi kako za apsolutni tlak, tako i za pretlak.

Izvori

1. Radoslav Korbar: "Pneumatika i hidraulika",  Arhivirana inačica izvorne stranice od 18. srpnja 2013. (Wayback Machine), Veleučilište u Karlovcu, www.vuka.hr, 2007.
2. ^{[neaktivna poveznica]} "Statika fluida", Kemijsko – tehnološki fakultet Sveučilišta u Splitu, prof. Ivica Sorić, marjan.fesb.hr, 2011.