A partir de la definició de la pneumàtica que hem fet abans, podem considerar un circuit pneumàtic com un conjunt d’elements disposats de tal manera, que per mitjà d’aire comprimit realitzen un treball o executen una sèrie d’accions destinades a l’accionament de màquines o mecanismes.
Els circuits pneumàtics consten, bàsicament, dels següents blocs funcionals:
El subministrament d’aire comprimit és el primer pas per tal d’aconseguir el funcionament dels circuits i de
les instal·lacions pneumàtiques. Comprèn la producció, el condicionament i la distribució de l’aire comprimit, en unes determinades condicions de pressió, temperatura i qualitat, així com la regulació i control i la transformació de l’energia pneumàtica en treball (actuacions pneumàtiques).
Producció de l’aire comprimit
La producció de l’aire comprimit la duen a terme els compressors. No obstant, és habitual que en una mateixa màquina s’integrin el compressor, el refrigerador i l’acumulador.Compressors
Els compressors són mecanismes rotatius moguts per motors elèctrics o tèrmics de combustió interna (de gasolina o diesel), la funció dels quals és aspirar aire a pressió atmosfèrica i comprimir-lo a una pressió més elevada. Representen l’element central d’una instal·lació productora d’aire comprimit.De compressors n’hi ha de molts tipus, però els més utilitzats en el circuits industrials són els compressors de pistó o èmbol.
Les característiques tècniques fonamentals d’un compressor són el cabalsubministrat i la pressió. El cabal volumètric sol expressar-se en m3/s, en condicions normals de pressió i temperatura (p = 1 atm i t = 25ºC). En el cas dels compressors, quan es parla de cabal volumètric es refereix sempre a les condicions de pressió i temperatura a l’entrada, que són diferents de les que hi ha a la sortida.
La pressió representa els efectes que provoca una força que actua sobre una superfície. És una magnitud molt important en pneumàtica i hidràulica i ve determinada, en general, per l’expressió:
F = p · A
Refrigeradors
L’aire, en ser comprimit, s’escalfa i cal refredar-lo fins a una temperatura pròxima a la temperatura ambient (25ºC). Aquesta operació la fan els refrigeradors, senzills aparells que intercanvien la calor de l’aire amb altre fluid.Un refrigerador és un tipus de bescanviador de calor format fonamentalment per una sèrie de tubs pels qual circula el fluid refrigerant, per exemple, aigua.
L’aire comprimit circula en sentit contrari al del fluid refrigerant per l’exterior dels tubs, produint-se d’aquesta forma l’intercanvi de calor. Si els cabals d’aire són grans, llavors l’aire circula per l’interior dels tubs i el fluid refrigerant pel seu exterior. Els més usuals són els refrigeradors aire-aire i el refrigeradors aire-aigua, els quals solen condensar prop del 75% de l’aigua que conté l’aire comprimit. Els primers són més econòmics però, en canvi, tenen menys rendiment de refredament.
Acumuladors
En una instal·lació pneumàtica és necessari emmagatzemar aire comprimit per fer front a les puntes de demanda de consum i poder mantenir estable la pressió del circuit, així com eliminar les possibles pulsacions originades pel compressor.Aquesta funció la realitzen els dipòsits acumuladors o dipòsits, els quals s’instal·len a la sortida dels refrigeradors. També possibiliten que els motors dels compressors no hagin de treballar de manera continuada. Han d’estar proveïts d’accessoris de protecció i control. Les connexions entre el dipòsit i el compressor han de ser elàstiques per impedir la transmissió de vibracions.
Condicionament de l’aire comprimit
L’aire comprimit procedent del compressor no és convenient utilitzar-lo directament ja que, a més de contenir impureses nocives (pols, brutícia, aigua i oli arrossegat des del compressor) que poden causar efectes negatius a la instal·lació pneumàtica, prèviament cal fer una lubricació i un reglatge de la pressió. És per això que abans d’utilitzar-lo cal procedir a l’assecament, la filtració, la regulació de pressió i la lubrificació.Assecament
L’aire humit pot originar oxidació, causant avaries en els elements de la instal·lació, i provocar un excessiu desgast en l’equip, atès que la humitat arrossega l’oli lubricant present en l’aire, que com veuràs més endavant serveix per fer el greixat de les parts mòbils dels components pneumàtics. Si el contingut de vapor d’aigua que hi ha en l’aire és alt, llavors caldrà reduir-lo fent-lo passar per un assecador pneumàtic. Regulador de pressióEn un assecador d’absorció, com el de la figura, l’aire, que entra per la part inferior, passa a través d’un material porós (per exemple, diòxid de silici) que absorbeix la humitat. El material porós amb el temps perd les seves propietats d’absorció, per la qual cosa caldrà canviar-lo periòdicament.Filtratge
En l’aire són presents impureses sòlides (pols, òxid de les conduccions, llimadures de goma i residus diversos), líquides (aigua, olis cremats...) i gasoses (vapor d’aigua i gasos diversos) que convé eliminar per al bon funcionament de la instal·lació. La missió del filtre pneumàtic és, precisament, retenir aquestes impureses.Regulació de la pressió
L’aire comprimit d’una instal·lació pneumàtica ha de mantenir-se a una pressió constant, independentment de les fluctuacions de la xarxa i de les variacions de consum.La pressió de sortida sempre ha de ser inferior a la d’entrada per poder actuar correctament i fer la regulació.
El regulador de pressió és l’element que regula automàticament la pressió de sortida, ajustant-la al valor seleccionat.
Lubrificació
En la majoria dels elements que integren una instal·lació pneumàtica hi ha parts lliscants que, en efectuar moviments, es desgasten degut al fregament, malgrat els perfectes acabats superficials. Per això cal fer un últim tractament de lubrificació a l’aire amb l’objecte de realitzar el greixat de les peces mòbils dels components pneumàtics, la qual cosa qual fa disminuir la fricció i evita l’oxidació. El lubrificador és el dispositiu que realitza aquesta funció.Sovint, el conjunt d’elements que fan el condicionament de l’aire comprimit es troben formant un sol bloc modular homogeni (grup de condicionament d’aire) on es munten el filtre, el regulador i el lubrificant.
Distribució de l’aire comprimit
L’aire comprimit generat per la unitat de producció es canalitza fins els punts d’utilització per mitjà de la xarxa de distribució, que és el conjunt de canonades emprades per connectar els diversos elements pneumàtics.La xarxa de distribució s’haurà de dissenyar perquè la pèrdua de pressió sigui petita, no hi hagi pèrdua d’aire per fuites i la quantitat d’aigua present a la xarxa i als punts d’utilització sigui mínima. Les canonades solen ser d’acer o coure, encara que darrerament són molt utilitzades les de polietilè i poliamida. Hauran d’instal·lar-se de tal manera que el pendent en el sentit de circulació de l’aire sigui d’1 a 3%.
