L'aria compressa è un componente essenziale in vari settori e nelle applicazioni quotidiane. Spesso viene definita la "quarta utenza" a causa del suo uso diffuso e della sua importanza, dopo l'elettricità, il gas naturale e l'acqua. Ma cos'è esattamente l'aria compressa e come viene utilizzata?
Cos'è l'Aria Compressa?
L'aria compressa è aria che viene mantenuta sotto pressione superiore alla pressione atmosferica. Si tratta di una miscela di gas costituita principalmente da azoto (78%) e ossigeno (21%), mentre il restante 1% è costituito da altri gas. Il pianeta è soggetto a una pressione atmosferica che chiamiamo pressione dell'aria. Questo perché l'aria - contrariamente a quanto si potrebbe credere - ha un certo peso. In particolare, l'aria pesa circa 1.2 kg/m². Più alto è il livello di esercizio, minore è la pressione. Ogni 5 km si sale, la pressione viene dimezzata.
L'aumento della temperatura durante la compressione è noto come "calore di compressione." L'aria compressa è un mezzo versatile e flessibile per accumulare e trasmettere energia. L'aria compressa viene prodotta mediante compressori, dispositivi meccanici che aumentano la pressione dell'aria. Il compressore più semplice è una pompa per bicicletta: l'aria viene aspirata e compressa a una frazione del suo volume originale.
Tipi di Compressori
- Compressori alternativi: Questi compressori utilizzano un pistone per comprimere l'aria all'interno di un cilindro.
- Compressori rotativi a vite: Questi compressori utilizzano due viti elicoidali interbloccanti per comprimere l'aria.
Applicazioni dell'Aria Compressa
L'aria compressa viene utilizzata in una vasta gamma di applicazioni in vari settori e nelle impostazioni quotidiane. L'aria compressa è ampiamente utilizzata negli ambienti industriali per l'alimentazione e il controllo di macchinari, utensili e apparecchiature.
- Apparecchi respiratori: Utilizzati in apparecchi respiratori per vigili del fuoco, soccorritori di miniere e operai industriali in atmosfere pericolose.
- Industria alimentare: Trasporto di alimenti secchi o liquidi attraverso tubi flessibili.
- Settore automobilistico: Utilizzo nei sistemi di raffreddamento dell'aria nei motori sovralimentati.
Vantaggi dell'Aria Compressa
- Innocuo: È relativamente sicuro rispetto ad altri metodi di immagazzinamento dell'energia, come batterie o vapore.
- Energia pulita: L'aria che si comprime è pulita.
Alimentazione Automatica e Tubi Flessibili
Per alimentazione automatica si intende il trasporto e la separazione di viti (e di altri elementi di giunzione) dalla tramoggia all’avvitatore attraverso un tubo flessibile. Sono disponibili 2 modelli di alimentatori automatici, ognuno con delle caratteristiche proprie. Il sistema di alimentazione automatico di WEBER consente di ottenere la massima qualità dei processi.
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Come Funziona l'Alimentazione Automatica?
- In primo luogo, i componenti da trasportare vengono raccolti in una tramoggia.
- Gli elementi vengono poi orientati nella posizione corretta e singolarizzati.
- Successivamente vengono soffiati ad una velocità appropriata grazie ad un flusso d’aria adeguatamente pre-regolato attraverso un tubo flessibile.
Viti, dadi, rondelle, perni e tappi vengono “sparati” attraverso il tubo flessibile, parte integrante della tecnologia di alimentazione automatica. Si raggiungono velocità fino a 10 m/s. Il tempo ciclo per viti, perni e dadi varia fino a 0,8s per elemento.
Tutti gli elementi da alimentare vengono innanzitutto inseriti nella tramoggia a nastro. Una volta che il contenitore dell’alimentatore si svuota, viene nuovamente riempito con la quantità presente nella tramoggia a nastro. Grazie a quest’ultima, l’intervallo di rabbocco dell’alimentatore viene prolungato.
Distributori e Sensori
Quando l’alimentatore deve asservire più di un avvitatore, è necessario utilizzare un distributore. Un sensore incorporato al tubo flessibile rileva in anticipo quando l’elemento di giunzione è arrivato al distributore, che lo indirizza all’avvitatore o mandrino corrispondente. Considerate il distributore come uno scambio, con il quale è possibile impostare la direzione di marcia del treno.
I sensori ad anello, installati direttamente sul tubo, rilevano il passaggio della vite nel tubo. Inoltre, consentono di monitorare il momento in cui la vite successiva può essere alimentata.
Freni e Pulizia Tecnica
Nella parte di tubo flessibile in prossimità dell’avvitatore, può essere installato un freno che provvede a bloccare la vite. Gli elementi di calibro maggiore, sparati ad alta velocità, devono essere fermati appena prima del mandrino per cadere “delicatamente” nella testa di avvitatura. In tal modo, si garantisce la massima sicurezza del processo.
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La corretta pulizia tecnica è garantita da un processo di aspirazione utilizzato per la tecnologia di alimentazione automatica. Grazie al freno, le polveri metalliche trasportate con l’elemento vengono estratte e raccolte all’interno di un filtro.
Tipi di Alimentatori Automatici
Sono disponibili due modelli principali di alimentatori automatici:
Alimentatore a Lama Basculante
Con l’alimentatore a lama basculante, le viti vengono convogliate direttamente sul binario lineare verso il selettore. I vantaggi di questo modello sono la movimentazione delicata degli elementi (in assenza di abrasione reciproca per vibrazione), la rumorosità ridotta e la pulizia tecnica. Gli alimentatori a lama basculante ZEL offrono in particolare il vantaggio di un trasporto silenzioso e delicato degli elementi di fissaggio.
Alimentatore a Tramoggia Vibrante
Con questo modello, tutti gli elementi vengono collocati in una tramoggia vibrante. Tramite vibrazione, gli elementi vengono trasportati verso l’alto con un movimento a spirale e selezionati nella loro posizione corretta. Sebbene con tale soluzione, gli elementi vengano sollecitati in misura maggiore, questo modello tuttavia è generalmente più economico e ha una resa elevata.
Trasporto Pneumatico in Fase Diluita
Il trasporto pneumatico in fase diluita è una tecnica utilizzata per il trasferimento di polveri e granuli, particolarmente adatta per materiali non abrasivi e con bassa degradabilità. Questo sistema trova ampio impiego nei settori farmaceutico, cosmetico, alimentare e chimico. L’aria funge da veicolo, garantendo una movimentazione veloce e controllata dei materiali.
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Come Funziona il Trasporto Pneumatico?
Durante il funzionamento standard, l’aria presenta una velocità minima all’inizio del percorso, un’area critica dove il materiale deve essere immediatamente integrato nel flusso per prevenire eventuali intasamenti. Il trasporto pneumatico in fase diluita si avvale della forza motrice del gas, soprattutto aria, per spostare i materiali all’interno delle tubazioni. In questo sistema, l’aria può essere utilizzata sia in modalità di spinta che di aspirazione, mantenendo sempre una bassa pressione.
Vantaggi del Trasporto Pneumatico
- Velocità di movimentazione elevata: i materiali possono muoversi a velocità superiori a 15 m/s, mantenendo pressioni inferiori a 1 barg.
- Alimentazione e dosaggio continuo.
- Possibilità di operare in condizioni di depressione.
Tubi Flessibili per Impianti a Gas
I tubi flessibili per impianti a gas sono componenti che svolgono un ruolo fondamentale nell’assicurare un flusso di gas sicuro ed efficiente all’interno delle abitazioni e delle aziende. Solitamente realizzati in acciaio inossidabile, i tubi flessibili per gas devono rispettare rigorosi standard di sicurezza. Le connessioni dei tubi flessibili sono cruciali per evitare perdite di gas.
Manutenzione e Sicurezza
I tubi flessibili richiedono una manutenzione periodica per garantire la sicurezza continua dell’impianto a gas. È fondamentale seguire attentamente le istruzioni del produttore per l’installazione e assicurarsi che le connessioni siano strette e sicure.
Componenti di un Impianto ad Aria Compressa
Un impianto per aria compressa è costituito da vari componenti essenziali che garantiscono un funzionamento efficiente e affidabile. Questi componenti lavorano insieme per produrre, trattare ed erogare aria compressa al punto di utilizzo.
- Compressore d’aria: il nucleo dell'impianto, il compressore d'aria, prende l'aria ambiente e la comprime a una pressione più elevata.
- Essiccatore d'aria: l'umidità è un problema comune negli impianti per aria compressa. Un essiccatore d'aria viene utilizzato per rimuovere l'umidità in eccesso dall'aria compressa, proteggendo l'attrezzatura a valle e prevenendo la corrosione.
- Filtri: i filtri dell'aria compressa sono fondamentali per la rimozione di contaminanti quali olio, polvere e acqua dall'impianto.
- Chiller: in alcuni impianti per aria compressa, è necessario gestire il calore generato dalla compressione dell'aria. I chiller industriali vengono utilizzati per raffreddare l'aria compressa, migliorando l'efficienza e prevenendo il surriscaldamento delle apparecchiature.
- Tubazioni: l'impianto di tubazioni distribuisce l'aria compressa in vari punti dello stabilimento.
Manutenzione dell'Impianto ad Aria Compressa
La manutenzione dell'impianto per aria compressa è essenziale per prolungarne la durata e garantire prestazioni costanti.
- Verificare l'eventuale presenza di perdite: le perdite d'aria possono essere una delle principali fonti di perdita di energia nell'impianto per aria compressa.
- Sostituire regolarmente i filtri: i filtri impediscono ai contaminanti di danneggiare l'impianto, ma possono ostruirsi nel tempo.
- Monitorare l'essiccatore d'aria: l'umidità può causare gravi problemi all'impianto per aria compressa, quindi controllare e sottoporre a manutenzione regolarmente l'essiccatore d'aria.
- Ispezionare il compressore: il compressore dell'aria è il cuore dell'impianto, quindi è importante ispezionarlo e intervenire regolarmente.
- Controllare la pressione dell'impianto: il funzionamento dell'impianto a una pressione superiore a quella richiesta può causare uno spreco di energia e sforzi dell'apparecchiatura.
Tabella Riepilogativa dei Componenti e delle Loro Funzioni
| Componente | Funzione |
|---|---|
| Compressore d'aria | Comprime l'aria ambiente a una pressione più elevata |
| Essiccatore d'aria | Rimuove l'umidità in eccesso dall'aria compressa |
| Filtri | Rimuovono contaminanti come olio, polvere e acqua |
| Chiller | Raffreddano l'aria compressa per migliorare l'efficienza |
| Tubazioni | Distribuiscono l'aria compressa ai punti di utilizzo |
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