CENNI DI PNEUMATICA. È il rapporto tra una forza e la superficie su cui essa agisce.

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1 P N E U M A T I C CENNI DI PNEUMATICA Pressione: Pressione atmosferica: Pressione assoluta: Pressione relativa: È il rapporto tra una forza e la superficie su cui essa agisce. F (N) P= = Pa S (m ) Equivale alla pressione esercitata su una superficie di cm all altezza del mare ad una temperatura di 0 C ed un umidità del %: 0. m H O, 70 mm Hg.0 x 0 Pa. È la pressione riferita alle condizioni di pressione 0: vuoto. È la pressione riferita alle condizioni di pressione atmosferica: è quella solitamente indicata dai manometri utilizzati nei circuiti pneumatici. Pressione indicata dal manometro ( bar) Pressione atmosferica Vuoto Pressione relativa ( bar) Pressione relativa = (P. assoluta) - (P. atmosferica) Pressione assoluta (7 bar) Pressione di monte: Pressione di valle: P Caduta di pressione: PORTATA: Pressione dell aria compressa all ingresso del componente pneumatico. Pressione dell aria compressa all uscita del componente pneumatico. Differenza tra la pressione di monte e la pressione di valle. Rappresenta il volume d aria che passa in una sezione data nell unità di tempo. In Pneumatica l unità di misura della portata è il Nl (Normal-litro). In pratica rappresenta la portata volumetrica dell aria riferita alla pressione atmosferica. Esempio: in un condotto di sezione data si registra una portata in massa di litro di aria ( dm ) a 7 bar di pressione assoluta. Tale valore espresso in volume d aria equivale a 7 litri di aria (7 dm ) alla pressione atmosferica ( bar). dm 7 bar assoluti = dm bar dm bar dm bar dm bar Portata massica dm bar dm bar dm bar Portata volumetrica (riferita alla pressione assoluta) A parità di pressione, la portata è direttamente proporzionale alla sezione di passaggio. A parita di sezione, la pressione è direttamente proporzionale alla portata. Senza un P (differenza tra pressione di monte e pressione di valle) non vi può essere portata. Principio di Pascal: in un fluido, racchiuso in un ambiente, la pressione esercitata in un punto si trasmette integralmente in tutte le direzioni./0 Densita dell aria: misurata a 0 C alla pressione atmosferica vale.7 kg m

2 CALCOLO PORTATA DI UNA VALVOLA TRAMITE IL COEFFICIENTE DI PORTATA K V Il coefficiente k V fornisce dati approssimativi se viene utilizzato per l aria compressa. La portata Q N, in volume normale, che attraversa una valvola è: P in regime subsonico: P > P in regime sonico: P < Q N = 8, k v P P t dove Q N = portata in volume normale [Nl/min] Q N * = portata critica in volume normale [Nl/min] l kg k V = coefficiente idraulico in min( dm bar) / P = pressione assoluta di ingresso [bar] P = pressione assoluta di valle [bar] P = variazione di pressione P P [bar] t = temperatura aria di ingresso [ C] Q* N =, k v P t CALCOLO PORTATA DI UNA VALVOLA TRAMITE I COEFFICIENTI C E b La portata Q N, in volume normale, che attraversa una valvola è: in regime subsonico: P > b P in regime sonico: P < b P ( ) t Q N = C P r b b Q N * = C P t dove Q N = portata in volume normale [Nl/min] Q N * = portata critica in volume normale [Nl/min] C = conduttanza in [Nl/min bar] P = pressione assoluta di ingresso [bar] P = pressione assoluta di valle [bar] r = rapporto tra le pressioni di valle e ingresso P /P b = rapporto delle pressioni critico b = P * /P t = temperatura aria di ingresso [ C] CALCOLO PORTATA DI UNA VALVOLA TRAMITE IL COEFFICIENTE C V La portata Q N, in volume normale, che attraversa una valvola è: in regime subsonico: P > 0,8 P in regime sonico: P < 0,8 P Q N = 00 C V P P t Q N * = 00 C V P t dove Q N = portata in volume normale [Nl/min] Q N * = portata critica in volume normale [Nl/min] C V = coefficiente di flusso [US GPM / p.s.i.] P = pressione assoluta di ingresso [bar] P = pressione assoluta di valle [bar] t = temperatura aria di ingresso [ C]./0

3 P N E U M A T I C FORMULE PER IL CALCOLO DELLA PORTATA NOMINALE Per ottenere la portata nominale Q Nm di una valvola, che è il flusso in volumi normali che attraversa la valvola con p = [bar] (P =7 [bar] assoluti) e P= [bar] le formule precedentemente indicate si riducono a : Q Nn = k v Q Nn = 9,8 C V Q Nn = 7 C 0,87 b ( b ) di conseguenza uguagliando le prime due formule si ha: kv =, C V REAZIONI TRA QNn - C V - k v - K V - S - de C v S e d e Q Nn k v K v Q Nn = portata nominale in [Nl/min] con p = [bar] (P =7 [bar] assoluti) e P= [bar] k v K V coefficiente idraulico in coefficiente idraulico in l min m h kg ( dm bar) / ( ) / kg dm bar C V coefficiente di flusso [US GPM / p.s.i.] S e sezione equivalente [mm ] d e = S diametro di passaggio in [mm ] ricavato dalla sezione equivalente π./0

4 TAVOLE DI CONVERSIONE TAV. - CONVERSIONE TRA SISTEMI DI MISURA Sistema tecnico e sistema CGS moltiplicare per Sistema S.I. moltiplicare per Sistema inglese Lunghezza m m 0,0 in (pollice) m 0,08 ft (piede) Tempo s s s Area m m 0,000 in m 0,099 ft Volume m m,9 0 in m 0,08 ft Velocità m s m s 0,08 ft s Accelerazione m s m s 0,08 ft s Massa kg s m 9,8 kg 0, lb (libbra) kg,9 slug = lb ƒ s ft Forza kg o kp 9,8 N,8 lb ƒ (libbra) kg 0,98 da N = 0 N Coppia kg m 9,8 N m, lb ƒ ft Densità kg s m 9,8 kg m,0 lb ft Peso specifico kg m 9,8 N m 7, lb ƒ ft Lavor, energia kg m 9,8 J, lb ƒ ft KWh=, 0 J Calore J 0, BTU Potenza W,8 lb ƒ ft s W 7,7 HP Pressione Pa,898 0 p.s.i.=lb ƒ in Pa bar = 0 Pa kg s s Portata in massa Portata in volume Viscosità dinamica Viscosità cinematica Cal kg m s CV kg m kg cm kg cm kg s m m s Nl/min kg s m Po (poise-sistema CGS) m s St (stokes-sistema CGS) 8 9,8 7 9,8 9,8 0 0,98 9,8 0, ,8 0, 0 m Nm S Pa s Pa s m s m s 0, 0,08 0,0007,89 0,099 lb s ft s SCFM lb ƒ s in ft s Sistema tecnico e sistema CGS dividere per Sistema S.I. dividere per Sistema inglese TAV. - CONVERSIONI FRA TEMPERATURE F = [,8 C] + C = [ F - ] 0, K = C + 7 C = grado Celsius K = grado Kelvin F = grado Fahrenheit TAV. - MULTIPLI E SOTTOMULTIPLI Nome tera giga mega kilo etto deca deci centi milli micro nano pico Simbolo T G M k h da d c m n p Valore TAV. - FATTORI DI CONVERSIONE PER UNITÀ DI PRESSIONE Per ottenere la pressione nelle unità seguenti moltiplicare il numero dato nelle unità di partenza per il coefficiente indicato Unità di partenza Pa kpa MPa bar mbar kp/cm cm H O mm H O mm Hg p.s.i. Pa , 98,0 9,80,.89,7 kpa , 98,0 98,0 0 9,80 0, 0,897 MPa ,0 0 98,0 0 9,80 0, 0,897 0 bar ,989 0, ,0 0, 0 8,97 0 mbar , 0,98 98,0 0, 8,97 kp/cm 0,97 0 0,97 0 0,97,097, ,9 0 70,07 0 cm H O 0,97 0 0,97 0,97 0,097 0, ,,9 70,07 mm H O 0,97 0 0,97 0,97 0 0,97 0 0, ,9 70,07 mm Hg 7,00 0 7,00 7, ,0 0,700 7,9 0,79 7,9 0,79 p.s.i. 0,08 0 0,08 0,08 0,08,08 0,, 0, 0 9,8 0./0

5 P N E U M A T I C TAV. - COSTANTI DELL ARIA Grandezza Viscosità dinamica Viscosità cinematica Densità Calore specifico a pressione costante Velocità del suono Costante dei gas Simbolo Cp a R 7,89 0, 0,,00 0,9 87, Valore Pa s m s kg m KJ kg K m s J kg K TAV. - CONTENUTO DI VAPORE ACQUEO IN ARIA COMPRESSA SATURA Grammi di vapore acqueo per metro cubo (g/m ) di aria a paressione atmosferica,0 bar (0 bar relativi) in condizioni di saturazione e compressa alle pressioni e temperature indicate Pressione - bar Temper. C ,8,88 9,,7 7,, 0, 9 9,, 8 0,,,9,7 9,08,,9,8 7,9,, 8 0,,97,,80 7,8 0,7, 8,8 0, 9, 9,9,,,7,9 8,7,9, 9,,9,9 0,7,,87,8,,9,77 9,8,9, 9,,7,,,9,99,7,7,0,8 8,8,, 8,, 0,97,9,90,,,77, 7,87 0,8,, 0,7 0,9,0,7,,7,,0,87 8,79, 8 0, 0,77,0,,9,,,8,7 7, 9,0 0 0, 0, 0,87,7,0,7,8,9,,8 7,, 0, 0, 0,70 0,9,0,77,9,9,7,7,07 0,9 0, 0, 0,7,0,0,8,,9,77,8 0 0, 0, 0, 0, 0,8,,7,88,9,0,90 TAV. 7 - FATTORI DI CONVERSIONE PER UNITÀ DI PORTATE IN VOLUME Per ottenere la portata in volume nelle unità seguenti moltiplicare il numero dato nelle unità di partenza per il coefficiente indicato Unità di partenza m /s l/s cm /s m /h m /min l/h l/min ft /min gallon m. UK gallon m. USA m/s 0 0 0, ,7 0 0,7778 0,7 0 0,79 0 7,78 0,090 0 l/s 0 0 0,7778,7 0,7778 0,7 0 0,79 7,78,090 0 cm /s 0 0 0, ,7 0 0,7778,7 0,79 0 7,78,090 m /h 00, ,990 0,77 0,7 m /min ,7 0, ,7 0, 0,78 0 l/h, 0, 0, 0 0 0, ,7 7, l/min ,7 0,7 0 8,7,,78 ft /min (scfm),88 0,88,88 0 0,88, 0,88 0, 0 0,0 0,8 gallone/ min UK,98 0,98,98 0, 9,97, 0 9,97 0,88 0,8 gallone/ min USA,80 0,80,80 0,08,7,08 0,7 0 7,80,009./0

6 TAV. 8 - PORTATA CONSIGLIATA Portata massima consigliata in Nl/min. per tubazioni di circuiti pneumatici. I dati di portata sono calcolati nel seguente modo: tubi da a con caduta di pressione pari al 0,% della pressione di lavoro per ogni metro di lunghezza della tubazione tubi da a 0 con caduta di pressione pari al 0,% della pressione di lavoro per ogni metro di lunghezza della tubazione Diametro interno in mm - Diametro nominale in pollici gas Pressione bar 8 0 Ø,, 9,8, Ø /8 Ø / Ø /8 Ø Ø / Ø / Ø Ø / Ø / Ø TAV. 9 - CONSUMO D ARIA INDICATIVO PER DIVERSI TIPI DI APPARECCHI Tipo di apparecchio Trapano Ø mm Trapano Ø mm Trapano Ø 0 mm Trapano Ø mm Cacciavite o avvitadadi M Cacciavite o avvitadadi M 0 Avvitatrice ad impulso M Avvitatrice ad impulso M Smerigliatrice per mole Ø Smerigliatrice per mole a disco Ø Smerigliatrice per mole a disco Ø 9 Lucidatrice Paranco 000 kg Saldatrice a punti Consumo a pieno carico NL/min Tipo di apparecchio Pestello da banco Pestello 8 kg Ribaditore chiodi Ø 0 Ribaditore chiodi Ø 0 Scalpellatore kg Scalpellatore kg Pistola piccola verniciat. Pistola industriale verniciat. Soffietto di pulizia Ø mm Soffietto di pulizia Ø mm Sabbiatrice ugello Ø Sabbiatrice ugello Ø 8 Intonacatrice Vibratore pesante per calcestruzzo Martello demolitore kg Perforatrice 8 kg Perforatrice 0 kg Consumo a pieno carico NL/min GRADO DI PROTEZIONE Norma EN 09 e CEI 9 IP GRADO DI PROTEZIONE CONTRO LA PENETRAZIONE DEI LIQUIDI GRADO DI PROTEZIONE CONTRO LA PENETRAZIONE DEI CORPI ESTRENAI CHE POSSONO VENIRE IN CONTATTO CON LE PARTI IN TENSIONE º N. DESCRIZIONE º N. DESCRIZIONE 0 Non protetto 0 Non protetto Protetto contro corpi solidi superiori a 0 mm Protetto contro corpi solidi superiori a mm Protetto contro corpi solidi superiori a. mm Protetto contro corpi solidi superiori a mm Protetto contro le polveri Totalmente protetto contro le polveri 7 Protetto contro la caduta verticale di acqua (condensa) Protetto contro la caduta di gocce d acqua fino a in verticale Protetto contro l acqua piovana fino a 0 in verticale Protetto contro gli spruzzi d acqua da qualsiasi direzione Protetto contro i getti d acqua alla lancia da qualsiasi direzione Protetto contro le onde del mare o simili Protetto contro gli effetti dell immersione./07

7 P N E U M A T I C SIMBOLI PNEUMATICI DISTRIBUZIONE E REGOLAZIONE Valvola vie/ posizioni (/) normalmente chiusa Valvola vie/ posizioni (/) normalmente aperta Valvola vie/ posizioni (/) normalmente chiusa Valvola vie/ posizioni (/) normalmente aperta Valvola vie/ posizioni (/) NC-NO Valvola vie/ posizioni (/) Valvola vie/ posizioni (/) centri in pressione Valvola vie/ posizioni (/) centri aperti Valvola vie posizioni (/) centri chiusi Valvola unidirezionale Valvola di sequenza Riduttore di pressione senza valvola di scarico Riduttore di pressione con valvola di scarico (Relieving) Riduttore di pressione pilotato con valvola di scarico (Relieving) Valvola di intercettazione Valvola a due pressioni (elemento AND) Avviatore progressivo ad azionamento pneumatico (APR) Avviatore progressivo ad azionamento elettro-pneumatico (APR) Avviatore progressivo (APR) ad azionamento pneumatico (solo SK 00) Avviatore progressivo (APR) ad azionamento elettropneumatico (solo SK 00) Valvola di non ritorno con molla Valvola sezionatrice di circuito a vie (VV) con comando lucchettabile Valvola selettrice di circuito (elemento OR) Valvola sezionatrice di circuito a vie (VV) con comando pneumatico Valvola di scarico rapido Valvola sezionatrice di circuito a vie (VV) con comando elpn Regolatorez di portata con strozzatura variabile Valvola / ad azionamento progressivo pneumatico (VAP) (solo SK 00) Regolatore di portata unidirezionale con strozzatura variabile Valvola / ad azionamento progrssivo ELPN (VAP) (solo SK 00)./08

8 AZIONAMENTI Azionamento manuale generico a leva rullo sensibile Azionamento manuale a pulsante a leva-rullo unidirezionale Azionamento manuale a leva a tiretto Azionamento manuale a leva posizioni Azionamento elettrico Azionamento manuale a leva posizioni Azionamento elettro-pneumatico Azionamento manuale a pedale Azionamento ELPN asservito a puntale Azionamento piezoelettrico a puntale sensibile Azionamento pneumatico a molla Fermo meccanico a leva-rullo Dispositivo a scatto./09

9 P N E U M A T I C TRASMISSIONE E PREPARAZIONE Fonte di pressione pneumatica Linea di lavoro Innesto rapido (scollegamento con parte terminale chiusa) Collegamento rotante a via Linea di pilotaggio Collegamento rotante a vie Linea di scarico Silenziatore Collegamento flessibile di linee Serbatoio Cavo elettrico Filtro Collegamento di linee (saldatura, avvitamento) Separatore di condensa a scarico manuale Collegamento di linee (saldatura, avvitamento) Incrocio di linee non connesse Punto di scarico Foro di scarico senza possibilità di allacciamento Separatore di condensa a scarico automatico Filtro con separatore di condensa a scarico manuale Filtro con separatore di condensa a scarico automatico Lubrificatore Foro di scarico con possibilità di allacciamento Manometro Punto di prelievo energia con tappo di chiusura Pressostato Punto di prelievo energia con attacco Indicatore ottico Innesto rapido senza valvola unidirezionale Innesto rapido con valvola unidirezionale Innesto rapido (scollegamento con parte terminale aperta) Unità di manutenzione FRL+manometro Unità di manutenzione FRL+manometro semplificato Unità di manutenzione FR+manometro./0

10 TRASFORMAZIONE Cilindro DE magnetico con ammortizzo bilaterale regolabile Cilindro SE magnetico Cilindro aste gemellate DE magnetico con ammortizzo bilaterale regolabile Freno idraulico con regolazione in una sola direzione Cilindro aste gemellate DE magnetico con ammortizzo bilaterale regolabile Freno idraulico con regolazione da entrambe le parti Cilindro aste gemallate DE magnetico con ammortizzo bilaterale regolabile stelo passante singolo Ammortizzatore Cilindro DE magnetico con ammortizzo bilaterale regolabile + blst meccanico DZB Y X Moltiplicatore di pressione per fluidi con caratteristiche identiche Cilindro De magnetico con ammortizzo bilaterale regolabile + blst meccanico DZBA Y X Moltiplicatore di pressione per fluidi con caratteristiche diverse Cilindro DE con ammortizzo bilaterale regolabile stelo passante Trasduttore pneumo-idraulico Cilindro DE stelo passante Compressore a volume costante Cilindro DE magnetico con ammortizzo bilaterale regolabile stelo passante Motore pneumatico a volume costante direzione di flusso Cilindro DE magnetico stelo passante Motore pneumatico a volume costante direzioni di flusso Cilindro DE Motore pneumatico a volume variabile direzione di flusso Cilindro DE ammortizzo Motore pneumatico a volume variabile direzioni di flusso Cilindro DE magnetico Motore pneumatico rotante Cilindro SE Cilindro con ammortizzo semplice regolabile./