Visualizações: 0 Autor: Editor do site Horário de publicação: 11/12/2024 Origem: Site
O ar que sai de um compressor é quente, sujo e úmido, o que pode danificar e reduzir a vida útil dos equipamentos posteriores, incluindo válvulas, cilindros e ferramentas pneumáticas. Portanto, antes que o ar comprimido saia do sistema, ele deve ser limpo e lubrificado. É aí que entra um FRL! Um FRL combina um filtro, regulador e lubrificador em um componente para manter os sistemas de compressor de ar em ótimas condições de funcionamento.
1. O que é um FRL em um sistema pneumático?
2. Como funciona uma unidade FRL?
3. Tipos de unidades FRL ?
4. Como escolher os componentes FRL certos?
Uma LRF tem três componentes principais:
Filtro de companhia aérea
Regulador de pressão
Lubrificador
Cada componente tem sua função, apoiando o sistema maior de compressor de ar. Explicaremos mais sobre essas funções nas seções a seguir.
Um filtro de linha aérea limpa o ar comprimido. Ele tensiona o ar, retém partículas sólidas (poeira, sujeira, ferrugem) e separa quaisquer líquidos (água, óleo) no ar comprimido. Os filtros são instalados na linha aérea antes dos reguladores, lubrificadores, válvulas de controle direcional e dispositivos acionados por ar, como cilindros e motores pneumáticos.
Os reguladores de pressão reduzem e controlam a pressão do ar em sistemas de ar comprimido, inclusive. Os reguladores também são frequentemente chamados de PRVs (válvulas redutoras de pressão).
Idealmente, um regulador de pressão mantém uma pressão de saída constante, independentemente das variações na pressão de entrada e nos requisitos de fluxo a jusante. Na prática, a pressão de saída é influenciada por variações na pressão primária e na vazão.
Os reguladores de pressão são usados para controlar a pressão para:
Ferramentas pneumáticas
Zarabatanas
Equipamento de medição de ar
Cilindros de ar
Rolamentos pneumáticos
Motores pneumáticos
Dispositivos de pulverização
Sistemas fluídicos
Válvulas lógicas de ar
Sistema de lubrificação por aerossol
A maioria das outras aplicações de energia fluida
Os reguladores de uso geral estão disponíveis em tipos com ou sem alívio. Os reguladores de alívio podem ser ajustados de alta pressão para baixa pressão. Mesmo numa situação sem saída, o alívio dos reguladores permitirá que o excesso de pressão a jusante seja esgotado. Este alívio de pressão provoca um som sibilante alto que é perfeitamente normal.
Reguladores sem alívio ajustados de forma semelhante não permitirão que a pressão a jusante escape. Em vez disso, o ar retido precisará ser liberado de alguma outra forma – por exemplo, operando uma válvula a jusante.
Os requisitos de vazão e pressão do equipamento a jusante devem ser determinados para dimensionar adequadamente o regulador correto para a aplicação.
Um lubrificador adiciona quantidades controladas de óleo de ferramenta a um sistema de ar comprimido para reduzir o atrito dos componentes móveis. A maioria das ferramentas pneumáticas, cilindros, válvulas, motores pneumáticos e outros equipamentos pneumáticos requerem lubrificação para prolongar sua vida útil.
O uso de um lubrificador de linha aérea resolve os problemas de muita ou pouca lubrificação que surgem com métodos convencionais de lubrificação, como pistola de graxa ou óleo. Os lubrificadores de linhas aéreas também fornecem o tipo certo de lubrificante para as ferramentas utilizadas.
Uma vez ajustado o lubrificador, o equipamento pneumático recebe uma quantidade de lubrificante dosada com precisão. A única manutenção necessária é o reabastecimento periódico do reservatório do lubrificador.
Adicionar lubrificação a um sistema também “elimina” os óleos do compressor que viajam pelo sistema na forma de vapor. Os óleos minerais adicionados ao sistema evitam o acúmulo de óleo sintético do compressor nos componentes do sistema. Quando lubrificadores não são usados em um sistema, um filtro coalescente deve ser instalado para remover aerossóis de óleo do compressor.
Os requisitos de fluxo a jusante determinam o tamanho dos lubrificadores. Portanto, é importante analisar o uso do fluxo de ar e então escolher um lubrificador após decidir quanto fluxo de ar é necessário.
Etapa 1: Filtragem
Em primeiro lugar, o ar que entra flui através de um filtro que remove substâncias como partículas de poeira, sujeira e umidade. O elemento filtrante retém partículas sólidas, enquanto um separador remove as gotas de água. Esses componentes só podem ser preservados se for permitida a passagem de ar limpo e seco.
Etapa 2: Regulação da pressão
A partir daí, o ar filtrado vai para o regulador, que o mantém em um nível de pressão constante. Isto é feito para que sejam feitos os ajustes necessários devido às oscilações, mantendo assim a pressão de saída em seu valor ideal de acordo com a necessidade de ferramentas/máquinas pneumáticas em particular. Um operador precisa manter uma pressão consistente se desejar uma operação precisa da ferramenta ou da máquina.
Etapa 3: Ar Lubrificante
Na última etapa, o ar entra em um lubrificador, onde se mistura ao óleo, formando uma pomada nebulosa (Westbrook). Quando lubrificadas com óleo, as superfícies deslizantes têm menos chances de encontrar forças de atrito e atividades de desgaste que podem levar a efeitos de superaquecimento. Isso torna a pneumática frl mais duradoura.
Isto melhora a eficiência na minimização dos requisitos de manutenção e na melhoria do desempenho do sistema, limpando o ar comprimido em sistemas pneumáticos, regulando-o e adicionando lubrificantes ao sistema.
As unidades FRL estão presentes em duas combinações possíveis: unidades FL e unidades RL. Vamos discuti-los um por um;
Uso geral
Coalescência (remoção de óleo)
Remoção de vapor
Os filtros de uso geral removem água e partículas, os filtros coalescentes removem o óleo e os filtros de remoção de vapor removem o vapor e o odor do óleo.
Os lubrificadores de companhias aéreas vêm em um de dois tipos:
Névoa de óleo
Micro-nevoeiro
Os lubrificadores de linha aérea Oil-Fog são usados em aplicações simples e pesadas, como ferramentas individuais, cilindros e válvulas. Os lubrificadores Micro-Fog são usados para aplicações com mais de um ponto de lubrificação ou vários cilindros ou válvulas.
Nos lubrificadores de névoa de óleo, todas as gotas de óleo visíveis na cúpula de visualização são adicionadas diretamente ao fluxo de ar, o que resulta em gotas de óleo relativamente grandes passando a jusante.
Nos lubrificadores de micronévoa, as gotículas de óleo visíveis no visor são atomizadas e coletadas na área acima do óleo no recipiente. As partículas menores e mais leves são atraídas para o fluxo de ar e passam a jusante. Como resultado, apenas 10% das gotas de óleo visíveis na cúpula de visualização são normalmente passadas a jusante.
O ar comprimido é limpo, prontamente disponível e simples de usar, mas pode ser a forma de energia mais cara em sua aplicação se for desperdiçado. Configurações de pressão desreguladas ou inadequadas podem resultar no aumento da demanda de ar comprimido, o que resulta em aumento do consumo de energia.
A pressão excessiva também pode aumentar o desgaste do equipamento, resultando em maiores custos de manutenção e menor vida útil da ferramenta. Uma regra prática afirma que cada aumento de 2 psig na pressão operacional adiciona 1% ao custo de energia de compressão.
FRLs (filtro, regulador e lubrificadores) no ponto de uso são necessários para garantir que cada ferramenta ou processo receba um suprimento limpo e lubrificado de ar comprimido na pressão adequada para fornecer desempenho máximo.
A confiabilidade é uma das razões mais importantes para usar ar comprimido, e a filtragem adequada é a chave para maximizar a confiabilidade e a longevidade. Infelizmente, o ar comprimido pode transportar água condensada, resíduos de óleo dos compressores, impurezas sólidas (incrustações de tubos e ferrugem) geradas nas linhas aéreas e outras partículas de desgaste do ar ambiente. Esses contaminantes podem causar problemas em todos os pontos de uso e devem ser removidos com a instalação de filtros adequados.
O tamanho das partículas contaminantes é medido em micrômetros (µm), representando um milionésimo de metro ou 0,000039 de polegada. Os filtros são classificados de acordo com o tamanho mínimo de partícula que seus elementos irão reter. Por exemplo, embora os filtros classificados em 40 a 60 µm sejam adequados para proteger a maioria das aplicações industriais, muitos filtros de ponto de uso são classificados em 5 µm. Observe que classificações mais finas aumentam a queda de pressão através do filtro, o que equivale a custos mais elevados de energia para comprimir o ar.
Por exemplo, filtros mais finos obstruem mais rapidamente, aumentando também a queda de pressão. (Em outras palavras, embora os filtros mais finos do que o necessário não danifiquem os componentes a jusante, eles terão um impacto negativo no custo operacional do sistema de ar.)
Muitos fabricantes de filtros definirão a perda de pressão esperada e a capacidade de retenção de sujeira usando curvas relacionadas à pressão e ao fluxo. Portanto, os filtros de remoção de partículas devem ser selecionados com base na queda de pressão aceitável e no tamanho da conexão do tubo.
Uma queda de pressão típica através de tais filtros seria entre 1 e 5 psig. Portanto, um filtro de tamanho maior produzirá menos perda de pressão inicial e proporcionará uma vida operacional mais longa do que um filtro menor com as mesmas taxas de remoção.
A maioria dos filtros de ponto de uso afirma remover a água condensada, normalmente por meio de um separador de ciclone na extremidade de entrada. Contudo, a eficiência de remoção de água de tais filtros depende muito da velocidade do ar que entra. Portanto, esses filtros devem corresponder ao fluxo de ar pretendido, e não à queda de pressão aceitável.
Se o filtro for destinado a remover umidade, um dreno automático do tipo flutuador deve ser fornecido para remover periodicamente os líquidos acumulados no copo do filtro. Geralmente, esses filtros possuem recipientes de policarbonato transparentes, que permitem fácil inspeção visual do nível do reservatório.
Vários produtos químicos podem atacar este material plástico, e ele só funciona bem em pressões abaixo de 150 psig e temperaturas entre 40° e 120° F. Se o filtro puder ser submetido a condições além desses limites, será necessário um recipiente de metal. Uma tigela de metal também é necessária se o filtro for usado com lubrificantes sintéticos para compressores, que geralmente contêm produtos químicos prejudiciais ao policarbonato.
A maior parte do óleo e alguma água condensada em uma corrente de ar comprimido estarão na forma de névoas ou aerossóis que podem passar pelas aberturas dos filtros de linha de ar padrão. O ar para instrumentos, pintura em spray e transporte de materiais a granel freqüentemente requer a remoção de tais gotículas, e filtros do tipo coalescente realizarão esse trabalho.
O transporte de aerossol através de tais filtros é comumente declarado como partes por milhão (ppm) de óleo versus ar em peso e varia de 1 a 0,01 ppm. Os filtros coalescentes são frequentemente classificados para remover aerossóis que são substancialmente menores que o tamanho nominal da menor partícula sólida que seria capturada. Alguns modelos oferecem filtragem de dois estágios; o primeiro remove partículas sólidas para proteger o elemento coalescente no segundo estágio.
Como todos os filtros coalescentes criam uma restrição mais significativa ao fluxo de ar, as perdas de pressão serão maiores do que as dos filtros de ar comprimido convencionais. Os filtros coalescentes têm uma queda de pressão inicial (ou seca) e uma queda de pressão de trabalho (ou saturada) com base na pressão e na vazão. Portanto, a eficiência efetiva de remoção de tais filtros depende significativamente da velocidade do ar que passa através do conjunto de filtro.
Escolha um filtro coalescente com base no transporte de óleo aceitável, na taxa de fluxo de ar esperada e no tamanho da conexão do tubo. Por exemplo, um filtro coalescente avaliado em 0,1 ppm normalmente terá uma queda de pressão limpa e úmida entre 2 e 5 psig. Um filtro de alta eficiência avaliado em 0,01 ppm pode causar uma redução de até 10 psig quando ficar úmido ou totalmente saturado durante o serviço.
Uma vez determinada a pressão operacional mínima adequada para qualquer aplicação de ar comprimido, é essencial fornecer o ar a uma pressão constante, independentemente do fluxo a montante e das flutuações de pressão. Portanto, é fundamental instalar o regulador ou válvula redutora de pressão adequada na linha de ar.
Os reguladores de ar são válvulas especiais que reduzem a pressão de alimentação ao nível necessário para a operação eficiente do equipamento pneumático a jusante. Um filtro instalado a montante protegerá as passagens internas do regulador contra danos.
Existem vários tipos de reguladores de ar, e o tipo mais simples usa uma válvula tipo gatilho desequilibrado. Este projeto incorpora uma mola de ajuste, não possui uma câmara de diafragma separada e não tem alívio. Girar o parafuso de ajuste comprime a mola, o que força o diafragma a se mover, empurrando assim um gatilho para descobrir um orifício.
À medida que a pressão aumenta a jusante, ela atua na parte inferior do diafragma, equilibrando-se contra a força da mola. O gatilho estrangula a abertura do orifício para restringir o fluxo – e produzir a pressão a jusante desejada. Uma mola sob o gatilho garante que a válvula feche completamente quando não houver fluxo. Este é o tipo de regulador de ar mais barato.
Reguladores maiores e mais caros incorporam uma câmara de diafragma separada com um tubo aspirador exposto à pressão de saída. Separar o diafragma do fluxo de ar primário minimiza seus efeitos abrasivos e prolonga a vida útil da válvula.
À medida que o fluxo através deste regulador aumenta, o tubo do aspirador cria uma pressão ligeiramente mais baixa na câmara do diafragma. Como resultado, o diafragma desvia para baixo e abre o orifício sem reduzir significativamente a pressão de saída.
O efeito é o mesmo que aumentar a configuração de ajuste. Assim, este tipo de regulador tem uma queda mínima (queda da pressão de saída) à medida que a pressão de alimentação varia. A tabela abaixo compara como essa variação ocorre com um diafragma pequeno e um diafragma grande.
Os diafragmas maiores nesses reguladores melhoram a resposta e a sensibilidade. Entretanto, à medida que o fluxo de descarga através do regulador aumenta em toda a sua faixa, a pressão de saída cai. Assim, o ajuste da pressão de saída desejada do regulador deve ser feito sob condições típicas de vazão.
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Pressão de alimentação em diafragmas pequenos e grandes
Fluxo em scfm de diafragmas pequenos vs. grandes
Outro tipo de regulador incorpora um gatilho balanceado, mas por outro lado tem a mesma construção geral da versão com diafragma separado. Possui um orifício significativamente maior para permitir maior fluxo de ar. O gatilho tem pressão balanceada para manter uma boa estabilidade. Assim, os efeitos das flutuações da pressão de saída são anulados, o que melhora a sensibilidade e a resposta e reduz a queda.
Finalmente, os reguladores de precisão geralmente empregam vários diafragmas isolados que atuam contra válvulas de retenção e bocais em um princípio de balanceamento e são normalmente fabricados em capacidades de fluxo limitadas com portas de conexão menores.
A seleção do melhor tipo de regulador para uma aplicação específica requer primeiro a escolha entre esses estilos. Os mini-reguladores são geralmente do tipo de ação direta e sem alívio, enquanto a maioria dos reguladores padrão se enquadra no estilo de auto-alimentação e câmara de diafragma separada.
A próxima consideração é a pressão primária (alimentação não regulada) versus a pressão secundária desejada (saída).
Finalmente, a taxa de fluxo de ar desejada deve ser selecionada. Os parafusos de ajuste estão disponíveis em dois estilos: um tipo T com travamento resistente à violação ou um tipo de botão de plástico com trava de pressão. O primeiro é melhor quando uma pressão operacional fixa é definida uma vez e deixada de lado.
Entretanto, o estilo de botão ajustável (bastante comum em FRLs modulares) é a escolha correta para uso geral, onde a pressão operacional pode ser ajustada sem ferramentas. Os reguladores também são definidos pelo tamanho do corpo (taxa de fluxo do orifício) e tamanho da conexão.
Embora vários modelos possam parecer aceitáveis para qualquer fluxo de ar e pressão, um regulador de tamanho de corpo maior produzirá melhor sensibilidade de ajuste e menos inclinação do que um modelo de corpo menor sob o mesmo conjunto de condições operacionais.
Um manômetro de saída é essencial, embora muitos fabricantes frequentemente o ofereçam apenas como opção. Os suportes de montagem são outra opção útil.
Muitos componentes de sistemas pneumáticos e ferramentas pneumáticas funcionam melhor quando lubrificados com óleo. A injeção de uma névoa de óleo na corrente de ar pode lubrificar continuamente válvulas, cilindros e motores pneumáticos para operação adequada e longa vida útil.
Localizar o lubrificador por último na tubulação é importante para garantir que a quantidade correta de lubrificação chegue a cada dispositivo. Muito pouco óleo pode permitir desgaste excessivo e causar falha prematura. Por outro lado, o excesso de óleo na tubulação é um desperdício e pode contaminar a área circundante quando a exaustão do ar transporta o óleo para fora das ferramentas e válvulas.
A lubrificação intermitente pode ser a pior condição de todas porque a película de óleo pode secar e formar lama ou verniz nas superfícies internas do equipamento.
Os lubrificadores de linha aérea medem o óleo de um reservatório para a corrente de ar em movimento; à medida que o ar em alta velocidade passa por um venturi, ele puxa o óleo para cima e através de um capilar e depois o pinga na corrente de ar.
O ar em movimento transforma o óleo em uma névoa (pequenas gotas) ou neblina (gotículas maiores) e o transporta a jusante para o dispositivo movido a ar. Em um lubrificador típico, todo o ar passa pelo Venturi durante condições de baixo fluxo.
Sob condições de fluxo mais elevado, uma válvula de derivação acionada por mola se abre para direcionar o excesso de fluxo ao redor do Venturi para um ponto a jusante onde ele se junta ao fluxo lubrificado. Uma válvula de ajuste manual define a taxa de gotejamento do óleo e um visor permite ao operador monitorar a saída. Um tampão de enchimento fornece acesso para reabastecer o reservatório, geralmente feito de policarbonato. As mesmas precauções sobre o policarbonato se aplicam aos lubrificadores e aos filtros de ar.
Os lubrificadores normalmente têm uma faixa de fluxo maior do que um regulador ou filtro de tamanho equivalente, mas sua queda de pressão aumenta rapidamente à medida que o fluxo aumenta.
A perda de pressão padrão aceitável para um lubrificador é de 3 a 7 psig. Os lubrificadores são geralmente selecionados com base no tamanho da conexão do tubo, na capacidade do reservatório de óleo e na perda de pressão permitida versus vazão. Muitos fabricantes publicam uma vazão mínima para o Venturi funcionar corretamente.
Lembre-se de levar em conta esta perda adicional de pressão a jusante ao ajustar o regulador de pressão. Ajuste-o para a pressão de uso desejada mais a perda (queda) do lubrificador.
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Tudo bem! Além das unidades FRL prontas, você pode personalizá-las de acordo com sua necessidade e orçamento.
Bem-vindo a qualquer dúvida ou consulta, por favor, sinta-se à vontade para entrar em contato conosco.
