پنوماتیک به انگلیسی (Pneumatics) به معنی نَفَس یا هوا، نوعی فناوری است که به مطالعه و به‌کارگیری گازهای فشرده برای ایجاد نیروی مکانیکی می‌پردازد.
سیستم پنوماتیک به سیستمی می‌گویند که از هوای فشرده برای انجام کار استفاده می‌کند. این سیستم، هوا را جذب و به مدار منتقل می‌کند تا انرژی مورد نیاز تامین شود. به این ترتیب، سیستم‌های پنوماتیکی کاربرد گسترده‌ای در صنایع دارند.
از پنوماتیک در اکثر صنایع مثل صنایع غذایی، صنایع دارویی، صنایع چوب و حتی صنایع نفت و گاز و پتروشیمی برای اتوماتیک شدن سیستم ها و کنترل ابزار دقیق استفاده می شود.
مزایای سیستم پنوماتیک
- استفاده از هوا: هوا به مقدار زیاد در اطراف ما وجود دارد وبه میزانی که لازم داریم می توانیم از آن استفاده کنیم و ذخیره کردن آن هم آسان است.هم چنین هوا را می توان به فاصله های دور نیز منتقل کرد. بعد از استفاده از هوای فشرده، با خیال راحت می توان آن را در هوا تخلیه کرد.
- عمر طولانی: قطعات پنوماتیک عمر طولانی داشته و به راحتی خراب نمی شوند.
- طراحی ساده: طراحی سیستم های پنوماتیک بسیار ساده است ومی توان از آن ها به راحتی در سیستم های کنترل استفاده کرد.
- سازگار با محیط: هوای فشرده تمیز است، در مقابل گرد و غبار و ذرات دیگر مقاومت تر بوده و آسیبی به محیط زیست نمی زند. هم چنین باعث ایجاد آلودگی نمی شود.
- کارایی ایمن: در مقایسه با سایر سیستم ها، کار کردن با هوا ایمن تر است و انفجار و آتش سوزی رخ نمی دهد. قطعاتی پنوماتیکی نیز در فشار کاری بالا دچار آتش سوزی نمی شوند.
- اقتصادی بودن: هوای فشرده ارزان است؛ در نتیجه سیستم پنوماتیک نیز ارزان می باشد. از طرف دیگر قطعات پنوماتیک عمر طولانی دارند که باعث کم شدن هزینه نگه داری و تعمیرات می شود.
سیستم پنوماتیک چطور کار می‌کند؟
سیستم پنوماتیک با استفاده از اجزای اصلی آن یعنی کمپرسور، مخزن هوا، شیرها، مدار، مخزن هوا و محرک کار می‌کند.
همانطور که در طول این متن به آن اشاره شد، دستگاه‌های پنوماتیکی تمامی قدرت خود را از هوای فشرده تامین می‌کنند. بنابراین، به سادگی میتوان دریافت که این سیستم برای شروع به کار حداقل به دو جزء اصلی احتیاج دارد: یک جزء برای اینکه هوا را فشرده کند و جزء دیگر برای اینکه از هوای فشرده برای بلندکردن، حرکت دادن یا نگه‌داشتن یک جسم استفاده کند.
جزء اول، کمپرسور هوا و جزء دوم، محرک است. علاوه بر این، به یک سیستم لوله‌کشی نیاز داریم که هوا را از کمپرسور به محرک منتقل کند و مدار پنوماتیک این کار را انجام می‌دهد. همچنین، دستگاهی که بتواند ورود و خروج هوا را کنترل کند نیز از جمله موارد مورد نیاز برای کارکرد صحیح این سیستم است و به همین دلیل، از شیرها و سوپاپ‌ها در این رابطه استفاده میشود.
مورد دیگری که باید در رابطه با کارکرد سیستم پنوماتیک در نظر بگیریم مخزن هوا است. با توجه به اینکه هوا، تراکم پذیری بسیار بالایی دارد، بدون وجود مخزن هوا و تنها با استفاده از لوله‌ها و اتصال کمپرسور به محرک، کارکرد سیستم، بسیار آهسته خواهد بود. در نتیجه، به مخزنی نیاز داریم تا این هوای فشرده در آن ذخیره و در مواقع لزوم به سیستم وارد شود.
بخش های اصلی تشکیل دهنده سیستم های پنوماتیک
- عملگر پنوماتیک
عملگر پنوماتیک نوعی از عملگر است که با استفاده از تغییرات فشار هوا می تواند نیروی خواسته شده را در راستا و جهت خواسته شده برای ما تولید نماید. از این عملگر میتوان در تمام محیط هایی که نیاز به تولید نیرو با قابلیت اطمینان بالا و همینطور نیرویی با اندازه های بزرگ باشد، استفاده کرد.
- شیر پنوماتیک
شیر پنوماتیک شیری است که با اعمال نیرو به آن می تواند مسیر هوا را تغییر دهد و یا آن را قطع و وصل نماید گاها اعمال نیرو به شیر پنوماتیک توسط دست انجام می شود ولی در نمونه های برقی با اعمال جریان الکتریکی، اقدام به کنترل و تحریک شیر می نمایند که در این حالت به آن شیر برقی پنوماتیکی می گویند . با اعمال جریان الکتریکی در این شیر برقی بوبین آن خاصیت آهن ربایی پیدا کرده و نیروی لازم برای تغییر وضعیت شیر پنوماتیک را ایجاد می نماید .
- واحد مراقبت
هوای فشرده قبل از آن که در واحدهای کنترل و یا در واحدهای مصرف استفاده شود به دلیل وجود ناخالصی هایی که در هوا موجود می باشد، نیاز به تصفیه شدن در واحد مراقبت دارد. اجزای واحد مراقبت پنوماتیک فیلتر، رگلاتور و روغن زن می باشد .
وجود رطوبت، آلودگی ها و روغن های اضافی موجود در سیستم می تواند باعث فرسایش و ایجاد رسوب اجزاء داخلی قطعات پنوماتیکی شود. همچنین در هنگام به وجود آمدن نشتی، این آلودگی ها می توانند از سیستم خارج شوند. این موضوع می تواند در صنایعی نظیر صنایع غذایی، دارویی یا شیمیایی باعث آلودگی محصولات شود. برای جلوگیری از بروز چنین مشکلاتی از فیلتر هوا استفاده می شود.
وظیفه رگولاتور تنظیم و تثبیت فشار هوای ورودی به سیستم است. فشار هوای فشرده ای که توسط کمپرسور تولید می شود دارای نوسان است که این نوسان می تواند روی عملکرد صحیح سیستم تأثیر منفی بگذارد. با استفاده از رگولاتور فشار می توانید فشار ورودی به سیستم را مشاهده کنید. همیشه باید فشار هوای ورودی به رگولاتور بیش از فشار هوای مورد نیاز سیستم باشد، در غیر اینصورت ممکن است اعمال فوق به صورت صحیح انجام نشوند.
فشار ورودی همواره باید بالاتر از فشار خروجی باشد. به کمک پیچ تنظیم فشار روی این شیر می توان فشار مورد نیاز مصرف کننده را تأمین نمود. همچنین در قسمت تحتانی این شیر یک دیافراگم و یک فنر وجود دارد. فشار خروجی بر یک سطح دیافراگم اعمال شده و نیروی فنر بر سطح دیگر دیافراگم اعمال می شود. در حقیقت نیروی این فنر توسط پیچ تنظیم فشار، تنظیم می شود. هر چقدر که پیچ را سفت کنید فشار مصرف کننده افزایش می یابد و هر چقدر که آن را شل کنید، فشار مصرف کننده کاهش می یابد.
P1 فشار ورودی و P2 فشار خروجی (مصرف کننده) هنگامی که فشار بخش مصرف کننده ناگهان افزایش یابد (مثلاً بر اساس تغییرات بار سیلندر)، دیافراگم در جهت مخالف نیروی فنر حرکت کرده و باعث کاهش سطح مقطع نشیمنگاه شیر شده و یا آنرا کاملاً می بندد (یعنی هوای ورودی کاهش یافته یا موقتا قطع می شود). سپس دریچه ای که در وسط دیافراگم وجود دارد باز شده و فشار اضافی می تواند از طریق روزنه های تخلیه به اتمسفر تخلیه شود. پس از آن چنانچه فشار بخش مصرف کننده کاهش یابد، نیروی فنر روزنه های تخلیه را می بندد و سطح مقطع نشیمنگاه را افزایش می دهد (یعنی مسیر هوای ورودی موقت باز می شود)
برای اینکه سائیدگی، زنگ زدگی و نیروی اصطحکاک در برخی از قطعات پنوماتیکی کمتر گردد، لازم است که این قطعات روغن کاری گردند. البته به عنوان یک قاعده، هوای فشرده تولید شده باید خشک باشد، زیرا هوای روغن زده شده برای برخی از قطعات پنوماتیکی زیان آور خواهد بود. اما در برخی موارد روغن کاری قطعات قسمت قدرت یک سیستم پنوماتیکی ضروری است، در نتیجه روغن کاری هوای فشرده باید محدود به قسمت هایی شود که نیاز به روغن کاری دارند.
- فیتینگ و اتصالات پنوماتیک
اتصالات پنوماتیک بر روی قطعات مختلفی نصب می شوند که وظیفه ی عبور هوای فشرده را بر عهده دارند. این اتصالات بر روی انواع شیر برقی پنوماتیک، جک های پنوماتیک، رگلاتور و یا دیگر قطعات قابلیت نصب دارند. از مزیت استفاده از اتصالات پنوماتیک می توان به آسان بودن و سرعت بالا داشتن برای انتقال هوای فشرده اشاره نمود.
به منظور دریافت مشاوره، آگاهی از لیست قیمت و سفارش محصولات با مشاورین و کارشناسان شرکت گذرگاه صنعت و تجارت ایرانیان تماس حاصل فرمائید.
شماره تماس: 021-88820089
فکس: 021-88823015
