Como funcionam os compressores de ar?

No mundo moderno da pneumática, os compressores de ar são cruciais para as operações de fábricas e oficinas em todo o mundo. No entanto, em geral, eles não têm sido assim. Os compressores de ar são realmente uma invenção bastante atual no contexto da era das máquinas.

Pouco antes dos compressores de ar, várias ferramentas recebiam sua energia elétrica de técnicas difíceis com correias, rodas e vários elementos maciços. Esse maquinário era enorme, pesado e caro e, normalmente, não era possível realizar muitas operações pequenas. Hoje em dia, os compressores de ar podem ser encontrados em várias formas e tamanhos, e você pode encontrá-los em grandes lojas, oficinas de automóveis e na garagem do seu vizinho. Neste guia, examinaremos os compressores de ar e como eles funcionam.

Para que são usados os compressores de ar?

Os compressores de ar geralmente são usados para uma ampla variedade de funções. Eles podem fornecer ar para encher objetos, como pneus ou brinquedos infláveis para piscina, ou fornecer energia para equipamentos de trabalho. Alguns dos equipamentos que funcionam bem com energia de ar comprimido envolvem:

• Exercícios
• Pistolas de pregos
• Moedores
• Pistolas de pulverização
• Sanders
• Grampeadores

De furadeiras a unidades de ar condicionado, muitos equipamentos e máquinas versáteis movidos a ar são responsáveis pelo conforto, abrigo, automação e eficiência da vida cotidiana. Os próprios compressores são muito mais compactos e leves do que outras fontes de energia elétrica centralizadas. Eles também são realmente duradouros, exigem menos manutenção e são mais simples de movimentar do que outras máquinas antigas.

Funcionalidade do compressor de ar de pistão

Então, como um compressor de ar obtém ar? Para qualquer um que use pistões, são necessários dois componentes: Aumentar a pressão e diminuir o volume do ar. A maioria dos compressores usa tecnologias de pistão alternativo.

Um compressor de ar normalmente utiliza:

• Um motor elétrico ou a gasolina
• Uma válvula de entrada e também uma válvula de descarga para aspirar e liberar o ar
• Uma bomba para comprimir o ar
• Um tanque de armazenamento

O compressor aspira o ar e cria um vácuo para reduzir seu volume. O vácuo empurra o ar da câmara para o tanque de armazenamento. Depois que o tanque de armazenamento atinge sua maior pressão de ar, o compressor é desligado. Essa abordagem é chamada de ciclo de trabalho. O compressor voltará a funcionar quando a pressão cair abaixo de uma determinada quantidade.

Os compressores de ar não precisam ter tanques de armazenamento, e algumas das seleções menores os dispensam em favor da portabilidade.

O que é deslocamento de ar?

O deslocamento de ar está no centro de todo compressor de ar. Para comprimir o ar, os mecanismos internos do compressor se movem para empurrar o ar através da câmara. Você descobrirá dois tipos principais de deslocamento de ar utilizados para essa finalidade:

• Deslocamento positivo: A maioria dos compressores de ar usa esse sistema, pelo qual o ar é puxado diretamente para uma câmara. Lá, a máquina reduz o volume na câmara para comprimir o ar. Em seguida, ele pode ser movido para um tanque de armazenamento e guardado para uso posterior.
• Deslocamento dinâmico: Também chamado de deslocamento não positivo, esse sistema utiliza um impulsor com lâminas rotativas para fornecer ar para a câmara. A vitalidade gerada pelo movimento das lâminas aumenta a pressão do ar em um curto espaço de tempo. O deslocamento dinâmico pode ser utilizado com turbocompressores, pois funciona rapidamente e gera volumes significativos de ar. Os turbocompressores em automóveis normalmente usam compressores de ar de deslocamento dinâmico.

• Parafuso rotativo: Um compressor de parafuso rotativo é padrão para uso industrial e tem tamanhos para atender a muitas aplicações. Esses compressores têm dois parafusos dentro do motor, girando continuamente em direções opostas. O movimento dos parafusos cria um vácuo que suga o ar. Esse ar fica preso entre as roscas dos parafusos e é comprimido, pois é forçado entre eles. Por último, mas não menos importante, ele é realmente enviado pela saída ou diretamente para um tanque de contenção.
• Palhetas rotativas: Um compressor de palheta rotativa ou bomba de vácuo tem um princípio equivalente ao de um parafuso rotativo. Usando uma palheta rotativa, um motor é colocado fora do centro em uma cavidade arredondada. O motor tem lâminas com braços de ajuste imediato. Como os braços metodizam a entrada de ar, eles são alongados, desenvolvendo uma cavidade de ar considerável. À medida que o motor gira, movendo o ar com ele, os braços estrategizam a saída e ficam menores, produzindo um espaço menor entre as palhetas e a carcaça redonda, que comprime o ar. Os rotores operados por palhetas são compactos e simples de trabalhar, o que os torna excelentes para proprietários de imóveis e empreiteiros.
• Reciprocador/pistão: Em um compressor de ar alternativo, um rotor gira, fazendo com que um pistão se mova para cima e para baixo. Quando o pistão desce, o ar livre é puxado para dentro de uma câmara. Em seguida, o ar é comprimido e forçado a voltar para fora, pois o pistão sobe novamente. Alguns compressores, chamados de compressores de estágio único, usam apenas um pistão. Outros, chamados de compressores de dois estágios, usam dois pistões e estão prontos para pressurizar mais ar. O tipo alternativo de compressor de ar é provavelmente o mais comum.

A mecânica de um compressor de ar

O funcionamento dos compressores de ar pode variar de acordo com o estilo e o design. Os compressores de ar com pistão podem ter um ou dois tipos de ciclos de compressão:

• Estágio único: O pistão comprime o ar em um curso. Um curso é uma rotação total específica do virabrequim que aciona o pistão. O design simples e de estágio único tende a tornar muitos desses compressores excelentes para projetos pessoais.
• Dois estágios: O primeiro pistão comprime o ar antes de movê-lo para um cilindro menor, exatamente onde outro pistão o comprime ainda mais. Esse projeto e estilo permitem que o compressor crie pressões maiores. Como a energia cinética que comprime o ar gera calor, muitos sistemas de dois estágios também resfriam o ar quando ele passa por cada cilindro. O resfriamento do ar permite que o compressor movimente mais ar sem superaquecimento.

Como funciona um regulador de compressor de ar?

Um regulador é conectado à saída do tanque de ar do compressor e possui um botão ajustável, além de um indicador de pressão. Quando você gira o botão no sentido anti-horário, ele empurra a mola que restringe a válvula, o que diminui a tensão ao reduzir o fornecimento de ar que entra no regulador. Se você girar o botão no sentido horário, a mola e a válvula se soltam, possibilitando a passagem de muito mais ar de alta pressão pela saída.

Para muitos compressores de ar de estágio único, a restrição de pressão predefinida é de 125 psi. Quando esse limite é atingido, um interruptor de tensão é acionado para parar o motor e a fabricação de ar comprimido. Em muitas operações, você realmente não precisa atingir essa restrição de pressão, pois inúmeros compressores estabelecem linhas de ar para um regulador. Com um regulador, você pode inserir o grau de tensão adequado para qualquer dispositivo.

Quando a quantidade de tensão necessária para alimentar eletricamente o dispositivo for menor do que a tensão no tanque de tensão do ar, um regulador ajustará a tensão para você. Embora o regulador não possa aumentar a pressão acima do que já existe no tanque, ele garante que a ferramenta receba um movimento constante de ar na pressão adequada.

Quando a pressão especificada é atingida, o regulador desliga a bomba em qualquer estágio do ciclo, o que sugere que o pistão pode estar na metade de um curso, com ar pressurizado na câmara, quando ele para. Esse ar pode causar estresse indevido sobre o circuito de partida, que precisa de mais energia para dar partida no motor. Uma válvula de descarga é, na verdade, uma adição básica que libera o ar preso para evitar esse problema.

Um regulador é acompanhado por dois medidores - um para monitorar a tensão no tanque e outro para monitorar a tensão na linha de ar. Além disso, o tanque tem uma válvula de emergência que é acionada em caso de mau funcionamento do pressostato.

O que é um pistão alternativo?

O pistão alternativo envolverá as próximas partes:

• Virabrequim
• Haste de conexão
• Cylinder
• Piston
• Valve head

It functions similarly to a combustion engine in a vehicle. The crankshaft rod raises the piston from the cylinder and pushes air in to the compression chamber, reducing air volume and escalating the stress. The piston closes, forcing the compressed air in to the storage tank. Then the piston opens again to draw in more air and begin the process in excess of.

Compressors that use pistons can be louder than another styles as a result of the way in which the machine’s elements move and produce friction. But new technologies and advancing models are bringing dual and multi-piston models which will make factors quieter by splitting up the workload.

The Rotary Screw Air Compressor

In lots of heavy-duty industrial applications, a piston compressor just does not lower it. For that greater pressures necessary for complicated pneumatic and high-powered resources, specialists are inclined to decide on rotary screw air compressors.

Though the piston air compressor utilizes pulsation along with the alternating nature in the piston mechanic, a rotary screw compressor is continuous. A pair of rotors mesh collectively to pull air in and compress it since it moves by a spiral. The rotary movement moves the air by way of a chamber and ejects it. Quickly rotational rates can lessen leakage.

Several compressor styles working experience some shaking, which could harm the equipment and calls for you to get measures to lessen vibrations. In contrast, most rotary screw compressors operate smoothly for even, vibration-free overall performance.

Rotary screw compressors can fluctuate extensively, with prices from 10 CFM to these while in the 4-5 figure selection. Manage schemes consist of:

• Stop/start: This technique either gives energy towards the motor, or it doesn’t, in accordance to the application.
• Load/unload: The compressor is powered continuously, using a slide valve that minimizes the tank’s capability when a certain compression demand is met. This scheme is prevalent in factory environments, and if it requires a cease timer, it truly is identified as a dual-control scheme.
• Modulation: Modulation also employs a sliding valve to modify strain by throttling/closing the inlet valve, matching the compressor’s capability towards the demand. These adjustments are significantly less helpful on rotary screw compressors than other forms. Even if set to a 0 capacity, the compressor would still consume about 70 percent of its full energy load. Nevertheless, modulation is applicable for operations through which often stopping the compressor will not be an option.
• Variable displacement: This management scheme adjusts the volume of air that may be pulled into the compressor. In rotary screw compressors, this strategy could be utilised alongside modulating inlet valves to improve efficiency and pressure handle accuracy.
• Variable velocity: Variable velocity is an productive method to management a rotary compressor’s capability, however it may react in a different way with various kinds of air compressors. It varies the velocity on the motor, which affects the output. This gear tends to be a lot more delicate than other styles, so it may not be suited for particularly scorching or dusty work environments.

How Lubrication Works in Air Compressors: Oil-Flooded vs. Oil-Free

One of the most important items to understand about air compressor servicing is how lubrication functions. When you’re taking a look at oil pumps, you are handling two classes:

• Oil-lubricated pumps: On this design and style, oil splashes onto walls and bearings within the cylinder. This strategy is also known as oil-flooded lubrication and tends to get additional long lasting. A piston ring is a piece of metal around the piston that aids to create the seal within the combustion chamber. This ring can assist preserve oil out of the compressed air, but sometimes it might nonetheless seep into the tank.
• Oil-free pumps: Oil-free pumps get exclusive lasting lubrication that eliminates the will need for oil. In lots of industries wherever contamination is not really an alternative, like breweries, meals manufacturing and pharmaceutical manufacturing, oil-free pumps are an excellent possibility. They make certain that no oil contaminates the air they use in their procedure or merchandise.

Oil-flooded pumps are somewhat of a mixed bag. For power equipment that need lubrication, the presence of oil inside the air stream is usually helpful. For equipment that need to have oil, inline sources can distribute oil in even amounts. Many tools, then again, can quit functioning correctly when even minute amounts of oil are existing within the air stream.

For painting or woodworking, oil can interrupt the whole method. It could maintain coatings from drying or finishing evenly. Airborne oil can even corrupt the surface of wood projects.

Thankfully, you’ll find tools to prevent oil from getting into the tank, like air-line filters and oil separators, but when oil-free air is crucial to operation, oil-free compressors and their everlasting lubrication will be the best option.

Air Compressor Power Ratings: What Is CFM?

When we discuss electrical power in an air compressor, we typically talk in terms of horsepower, but there are various other methods to find out simply how much stress a machine can present. We use cubic feet per minute (CFM) to examine the price and volume by which a machine compresses the air. However the rate at which outdoors air enters the cylinder is influenced by heat, humidity and wind inside the surrounding ambiance.

To consider these internal and external aspects, companies use common cubic feet per minute (SCFM), which combines CFM with these outside things of stress and humidity.

A further rating that you may see is displacement CFM, which seems on the efficiency of the compressor pump. It pulls details through the revolutions per minute (RPM) from the motor along with the volume of air the cylinder can displace. This quantity is much more of the theoretical measurement, whilst you can also measure CFM in terms of delivered air, or just how much is really discharged. This quantity is termed CFM FAD, which stands free of charge air delivery, and is valuable for measuring delivery to specified tools.

Pumps vs. Compressors: Two Instruments for Harnessing Air

Some degree of confusion exists involving the words “pump” and “compressor,” with several believing them to get exactly the same matter. In fact, the distinction involving the 2 is usually a vital aspect of discussing air compressors:

• A pump requires liquids or gasses and moves them between locations.
• A compressor requires a fuel, squeezes it right down to a smaller volume and larger stress and sends it elsewhere.

The most substantial distinction is the fact that a pump can do the job with liquids, even though a compressor cannot. Liquids are significantly harder to compress. You could possibly come across a pump inside a compressor, such as inside a reciprocating air compressor – the component that performs the compression is really a pump. The functions of pumps and compressors can overlap on machines the place the strain rises with each revolution.

Consider a tire pump, for example. Though it occurs to perform each duties – moving air and lowering its volume – it’s goal is to move outside air someplace else, to the air-tight room from the tire. Due to the fact its goal is not really to cut back the volume, it is not technically viewed as a compressor. An different instance could be using pneumatic equipment, which need compressed air. The gadget that decreases the volume of your air is usually a compressor.

Air pumps frequently fall into 1 of two classes:

• Reciprocating pumps, which move back and forth. A bicycle pump can be a reciprocating pump, in which the cylinder pulls outdoors air in with a back-and-forth motion and moves it into the tire.
• Rotary pumps, also called centrifugal pumps, which spin. A rotary pump uses an impeller, that’s essentially an enclosed propeller. It has blades that move incoming fluid and send it via an outlet at high velocity. This pump utilizes motorized power to pull fluids from one spot to a further, and is to not be puzzled using a turbine, which captures fluids that are already moving.

Compressed Air in Everyday Life

From pneumatic drills and braking systems to HVAC units, a vast selection of air-powered equipment and machines make each day existence comfortable, secure and efficient. In just about every constructing you walk by or pass by on the provided day, air equipment aided another person sand the wood, paint the walls and hammer beams and plasterboards into place. On store floors across the globe, people today use compressed air to add coats of paint and blast dust and debris away.

It is practically nothing quick of exceptional that mankind identified a way to consider ambient air, probably one of the most abundant resource around the planet, and transform it to electrical power motorized gear to get a wide wide range of purposes.

Quincy Compressor provides high-quality air compressors in lots of designs, which includes rotary screw, reciprocating/piston and oil-free.