Pneumatik - Pneumatics

Pneumatiske (trykluft) ildløse lokomotiver som denne blev ofte brugt til at trække tog i miner, hvor dampmaskiner udgjorde en eksplosionsfare. Denne er bevaret HK Porter, Inc. nr. 3290 fra 1923.

Pneumatik (fra græsk πνεῦμα pneuma 'vind, ånde') er en gren af teknik, der gør brug af gas eller trykluft .

Pneumatiske systemer, der bruges i industrien , drives sædvanligvis af trykluft eller komprimerede inerte gasser . En centralt placeret og elektrisk drevet kompressor driver cylindre , luftmotorer , pneumatiske aktuatorer og andre pneumatiske enheder. Et pneumatisk system, der styres via manuelle eller automatiske magnetventiler, vælges, når det giver en lavere pris, mere fleksibel eller sikrere alternativ til elektriske motorer og hydrauliske aktuatorer .

Pneumatik har også applikationer inden for tandbehandling , konstruktion , minedrift og andre områder.

Eksempler på pneumatiske systemer og komponenter

Gasser brugt i pneumatiske systemer

En pneumatisk sommerfuglventil

Pneumatiske systemer i faste installationer, såsom fabrikker, bruger trykluft, fordi en bæredygtig forsyning kan opnås ved at komprimere atmosfærisk luft. Luften fjerner normalt fugt, og en lille mængde olie tilsættes til kompressoren for at forhindre korrosion og smøre mekaniske komponenter.

Fabriksblomstrede pneumatiske strømbrugere behøver ikke bekymre sig om giftig lækage, da gassen normalt kun er luft. Mindre eller enkeltstående systemer kan bruge andre komprimerede gasser, der udgør en kvælningsfare , såsom nitrogen- ofte omtalt som OFN (iltfrit nitrogen), når de leveres i cylindre.

Enhver komprimeret gas end luft er en kvælningsfare - herunder nitrogen, som udgør 78% af luften. Komprimeret ilt (ca. 21% af luften) vil ikke kvæle, men bruges ikke i pneumatisk drevne enheder, fordi det er en brandfare, dyrere og ikke giver nogen fordele i forhold til luft.

Bærbare pneumatiske værktøjer og små køretøjer, såsom Robot Wars -maskiner og andre hobbyaktiviteter, drives ofte af komprimeret kuldioxid , fordi beholdere designet til at holde det, såsom sodavandsbeholdere og brandslukkere, er let tilgængelige, og faseskiftet mellem væske og gas gør det muligt at få et større volumen komprimeret gas fra en lettere beholder, end trykluft kræver. Kuldioxid er en kvælende og kan udgøre en frysefare, hvis den udluftes forkert.

Historie

Oprindelsen til pneumatik kan spores tilbage til det første århundrede, hvor den antikke græske matematiker Hero of Alexandria skrev om sine opfindelser drevet af damp eller vinden.

Den tyske fysiker Otto von Guericke (1602 til 1686) gik lidt længere. Han opfandt vakuumpumpen, en enhed, der kan trække luft eller gas ud af det vedlagte kar. Han demonstrerede vakuumpumpen til at adskille parene af kobberhalvkugler ved hjælp af lufttryk. Området pneumatik har ændret sig betydeligt gennem årene. Det er flyttet fra små håndholdte enheder til store maskiner med flere dele, der betjener forskellige funktioner.

Sammenligning med hydraulik

Både pneumatik og hydraulik er anvendelser af væskekraft . Pneumatik bruger en let komprimerbar gas såsom luft eller en passende ren gas - mens hydraulik anvender relativt ukomprimerbare flydende medier, såsom olie. De fleste industrielle pneumatiske applikationer bruger tryk på omkring 80 til 100 pund pr. Tomme (550 til 690  kPa ). Hydraulikapplikationer bruger normalt 6,9 til 34,5 MPa fra 1.000 til 5.000 psi, men specialiserede applikationer kan overstige 10.000 psi (69 MPa).

Fordele ved pneumatik

• Enkelhed i design og kontrol — Maskiner er let designet med standardcylindere og andre komponenter og fungerer via enkel on-off-kontrol.
• Pålidelighed - Pneumatiske systemer har generelt en lang levetid og kræver lidt vedligeholdelse. Fordi gas er komprimerbar, er udstyr mindre udsat for stødskader. Gas absorberer overdreven kraft, mens væske i hydraulik direkte overfører kraft. Komprimeret gas kan opbevares, så maskiner kører stadig et stykke tid, hvis der tabes elektrisk strøm.
• Sikkerhed - Der er en meget lav risiko for brand i forhold til hydraulikolie. Nye maskiner er normalt overbelastede sikkert til en vis grænse.

Fordele ved hydraulik

• Væske absorberer ikke noget af den leverede energi.
• I stand til at flytte meget højere belastninger og levere meget højere kræfter på grund af inkomprimerbarheden.
• Den hydrauliske arbejdsvæske er dybest set inkomprimerbar, hvilket fører til et minimum af fjederaktion . Når hydraulikvæskestrømmen stoppes, frigiver belastningens mindste bevægelse trykket på lasten; der er ingen grund til at "afbløde" trykluft for at frigøre trykket på lasten.
• Meget lydhør i forhold til pneumatik.
• Lever mere strøm end pneumatik.
• Kan også gøre mange formål på én gang: smøring, køling og kraftoverførsel.

Pneumatisk logik

Pneumatiske logiksystemer (undertiden kaldet air logic control ) bruges undertiden til styring af industrielle processer, der består af primære logiske enheder som:

• Og Enheder
• Eller enheder
• 'Relæ eller booster' enheder
• Låsende enheder
• 'Timer' enheder
• Fluidikforstærkere uden andre bevægelige dele end selve luften

Pneumatisk logik er en pålidelig og funktionel kontrolmetode til industrielle processer. I de senere år er disse systemer stort set blevet erstattet af elektroniske kontrolsystemer i nye installationer på grund af den mindre størrelse, lavere omkostninger, større præcision og mere kraftfulde funktioner i digitale kontroller. Pneumatiske enheder bruges stadig, hvor opgraderingsomkostninger eller sikkerhedsfaktorer dominerer.

Se også

• Komprimeret luft
• Ozonsprængning - kan påvirke pneumatiske tætninger
• Pneudraulik
• Historie om pneumatisk kraft

Noter

Referencer

• Brian S. Elliott, betjeningsvejledning til komprimeret luft , McGraw Hill Book Company, 2006, ISBN  0-07-147526-5 .
• Heeresh Mistry, Fundamentals of Pneumatic Engineering , Create Space e-Publication, 2013, ISBN  1-49-372758-3 .

eksterne links

• Fire måder at øge pneumatisk effektivitet