generell trykkluftteori / luftkvalitet

Generell trykkluftteori / luftkvalitet

2© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.

Hva er pneumatikk?

Ordet ”pneuma” kommer fra gresk og betyr luft eller ånd.

I dagliglivet ser vi pneumatikk brukt til å bore i fjell, til å åpne dører på buss og tog eller til å fylle bildekk

I industrien brukes trykk luft til å drive håndverktøy eller til rengjøring, men fremfor alt bruker industrien trykkluft til å automatisere arbeidsprosesser og for å avlaste operatørene med tunge arbeisoppgaver.

Pneumatikk er overføring av kraft og bevegelse ved hjelp av trykkluft


Trykk

Jordas overflate er fullstendig dekket av en kappe med luft. Luft er en blanding av gasser med denne sammensettingen;

Nitrogen, ca. 78 % Oksygen, ca. 21 % Andre gasser, ca. ca. 1 %

I lufta omkring oss er det et trykk på én atmosfære

En normalatmosfære (1 atm) er lik 1,013 bar

Forskjellen mellom 1 atmosfære og 1 bar er kun 1,3%. I praksis er 1 atmosfære lik 1 bar

Ved enkle praktiske beregninger kan vi derfor si at:

1 bar = 1 atm


Overtrykk og absolutt trykk

I pneumatikken måler vi i overtrykk, dvs trykk over atmosfæretrykket = manometertrykk

Når luftforbruket skal beregnes må vi regne med absolutt trykk

Vi bruker vanligvis betegnelsen bar for overtrykk og bara for absolutt trykk

1 atm

6 bar over-trykk

1 bar

7 bara absolutt trykk

0

TrykkManometertrykk

6 bar


Oversikt over trykkenheter

1 bar = 10 N/cm2 1 atm = 1,01325 bar

SI enhet for trykk er Pascal 1 Pa = 1N/m2 1 kPa = 1000N/m2 = 0,01 bar 1 Mpa = 1 000 000N/m2 = 10 bar

1 bar = 100 000 Pa

1 kp/cm2 = 0,981 bar (kilopound pr. kvadratsentimeter) 1 psig = 0,07 bar (pund pr. kvadrattomme)

1 bar = 14,28 psig


Kompresjon

P1 = 1 bara, V1 = 1 dm3 (1 liter) Vi trykker sammen lufta til en sjudel av det opprinnelige og trykket

øker til det sjudobbelte, dvs P2= 7 bara eller 6 bar

Forutsatt at temperaturen er konstant gjelder: Boyle-Mariottes lov; ”trykk x volum = konstant”

P1 * V1 = P2 * V2 eller P1 / P2 = V1 / V2

P1

V1

P2

V2

F


Kompresjon

Det må en kraft til for å trykke lufta sammen Hvis vi slipper stempelet løs, vil lufta i sylinderen ekspandere til

volumet igjen er 1 liter

P1

V1

P2

V2

F


Komprimert luft

Trykkluft er sammenpresset eller komprimert luft.

Til å fremstille trykkluft bruker vi en kompressor.

Kompressoren på bildet er en entrinns stempel-kompressor som gir ett trykk på 8 – 10 bar.

Foruten stempelkompressorer finnes det vinge- og skruekompressorer. Disse får stadig større utbredelse pga kompakt form og lydsvak drift.


Kompressoren

Atmosfæreluft (1) blir sugd inn gjennom innsugingsventilen (2) idet stempelet (3) beveger seg nedover i sylinderen,

Når stempelet går oppover, blir lufta i sylinderen trykt sammen og skjøvet gjennom trykkventilen (4) til utløpet (5).


Skruvkompressor

InsugUtblås

Drift


Trykkluftnett

Kompressor Komprimerer luft fra atmosfæren til ca. 7 bar

Lufttørke Fjerner vanndamp i trykkluften

Luftreservoar Stabiliserer trykket i rør-systemet.

Luftbehandlingsutstyr: Filter Fjerner forurensinger og kondensert vann

Regulator Holder arbeidstrykket konstant

Smøre-unit Leverer en viss mengde oljetåke, ved behov


Trykkluftnett og trykkfall

Ved opplegg av hovedledningsnett er det to viktige faktorer en må ta hensyn til; vannutskilling og trykkfall.

Vannutskilling

lufta blir nedkjølt når den strømmer gjennom rørene. Den skiller da ut vann som samler seg i bunnen av røret.

Avtappingspunkt er nødvendig.

Ledningsuttak til de enkelte forbrukerstedene blir plassert på toppen avhovedledningen for å hindre at vann og slam blir med trykkluften ut i systemet.

1 bar = 100 000 Pascal


Tørking av trykkluft

Luft inneholder alltid fuktighet i form av vanndamp.

Grenseverdien for mengde vanndamp lufta kan inneholde, varierer med trykk og temperatur i luften.

Diagrammet viser hvor mye vann lufta kan inneholde ved forskjellige temperaturer.

Luften som strømmer til anlegget er ofte mettet med vanndamp.

Når luften blir nedkjølt vil noe av vannet bli utskilt (kondensert), noe som igjen kan skape driftforstyrrelser.

For å unngå dette tørker vi luften, enten ved nedkjøling eller adsorpsjon.


Kjøletørke

Kjøletørke utnytter forholdet at lufta skiller ut vann ved synkende temperatur.

Varm og fuktig luft blir kjølt ned i en varmeveksler som blir kjølt ned av kald utstrømmende luft.

Den fuktige luften strømmer vider til neste varmeveksler, hvor den kjøles ytterligere ned til ca. +2 °C.

Lufta har da skilt ut vann som blir drenert ut via en automatisk dreneringsmekanisme.

Lufta strømmer videre ut og blir varmet opp av innstrømmende varm luft.


Adsorpsjonstørke

Adsorbere betyr å suge til seg. Aluminium- og silisiumoksid brukes

til lufttørking pga oksidene at har en stor evne til å trekke til seg vanndamp.

Når oksidene er mettet med vann, kan de reaktiveres. Kaldregenerering:

Tørket luft strømmer forbi oksidene.

Varmregenerering: Varmluft blir tilført.

Duggpunkt i luften ut, -30 / -40°C Tørken krever olje-fri luft,

oljeavskillende filter på innløpsiden er derfor nødvendig.

Tørkemiddelet avgir støv, støvfilter på utløpsiden er derfor nødvendig.


ISO Normene for trykkluft

• Kondensatmengder ved 8 timers kontinuerlig drift

Innsugings-temp.

Kompressor

Kompressorkapasitet ved 7 bar

1,67 m3/min 16,7 m3/min 167 m3/min

20C, 70% rel. fuktighet

8,3 l.væske 83 l.væske 830 l.væske

30C, 70% rel.fuktighet

14,7 l. væske 147 l. væske 1470 l. væske


Oppsummering

Vanninnholdet i trykkluft varierer med trykk og temperatur.

Høy temperatur = høyt vanninnhold

Høyt trykk = Lavt vanninnhold

Duggpunkt – uttrykk for vanninnholdet i trykkluft.

Eks. Duggpunkt = +2`C, dvs fuktighet i lufta kondenserer ved denne temperaturen.

Hovedregel: Duggpunktet for trykkluft bør alltid være minst 15`C under omgivelsestemperatur

Kjøletørke: Duggpunkt ca +2-5`C Adsorpsjonstørke: Duggpunkt: -40`C


Trykkluftkvalitet ISO 8573-1


Trykkluftkvalitet ISO 8573-1

Rexroth anbefaler som minimum ISO klasse 6-4-3

Partikkel (6) 5 my Duggpunkt (4) +3`C * Oljemengde (3) 1 mg/m3 **

* For utendørs bruk anbefales klasse 2 ( -40`C) ** Har anlegget blitt kjørt med høy oljekonsentrasjon eller for høyt

duggpunkt kan initial smøringen ha blitt vasket vekk, og det må tilføres smøring


Luftbehandlingsaggregater (FRL)

Et FRL aggregat kan bestå av en mengde forskjellige ventiler.

De vanligste er: Manuell avstengingsventil Elektrisk avstengingsventil (nødstopp) Mykstartventil Filter

• Mikrofilter, kullfilter, førfilter, grovfilter Trykkregulator

• Standard, presisjon Tåkesmører Membrantørker


Avstengningsventil


Trykkregulator


Filter


Tåkesmører


Membrantørker

generell trykkluftteori / luftkvalitet

Documents

mariottes lov trykk

pne drer p buss

absolutt trykk1 atm6

transmission and dissemination

ordet pneuma kommer

slipper stempelet ls

trykke lufta sammenhvis

dvs trykk