Apostila de comandos hidráulicos

26.276 visualizações

Publicada em

1 comentário
10 gostaram
Estatísticas
Notas
  • trabalho com uma paleteira prisma 2000 ela tem forca para levantar mas o pistao baixa sozinho quando viro para esquerda esta tem uma valvula completa montada pode ser esfera na passagem de oleo
       Responder 
    Tem certeza que deseja  Sim  Não
    Insira sua mensagem aqui
Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
26.276
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
20
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
683
Comentários
1
Gostaram
10
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

Apostila de comandos hidráulicos

  1. 1. Curso Técnico em Mecânica Módulo II – Mecânico de Manutenção COMANDOS HIDRÁULICOS Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  2. 2. Educação Profissional 1 SUMÁRIO 1 - DEFINIÇÕES E CONCEITOS BÁSICOS DA HIDRÁULICA 2 1.1 - PRINCÍPIOS DA HIDRÁULICA 2 2 - PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DOS COMPONENTES HIDRÁULICOS 5 2.1 - ATUADORES HIDRÁULICOS 5 2.2 - BOMBAS HIDRÁULICAS 9 2.3 – RESERVATÓRIOS 14 2.4 - VÁLVULAS CONTROLADORAS DE PRESSÃO 16 2.5 - CONTROLES DE VOLUME 18 2.6 - VÁLVULAS DIRECIONAIS 20 2.7 - ACUMULADORES HIDRÁULICOS 24 3 - CONTAMINAÇÃO E FILTRAGEM 25 3.1 - FUNÇÕES DO FLUIDO HIDRÁULICO 25 4 – ACESSÓRIOS 33 4.1 – PRESSOSTATO 33 4.2 - VÁLVULA ISOLADORA DE MANÔMETRO 34 4.3 – MANÔMETRO 34 4.4 - TROCADORES DE CALOR 35 5 – SIMBOLOGIA 38 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  3. 3. Educação Profissional 2 1 - DEFINIÇÕES E CONCEITOS BÁSICOS DA HIDRÁULICA 1.1 - PRINCÍPIOS DA HIDRÁULICA A hidráulica utilizada como meio transmissor e multiplicador de forças, apóia-se num invento realizado por um cientista francês de nome Blaise Pascal, que viveu no século XVII. Pascal descreveu o efeito da força sobre um líquido contido num recipiente fechado. Estabeleceu que sempre que se aplica uma força sobre um líquido confinado em qualquer ponto, a variação da força se transmite igualmente por todo o líquido e o seu compartimento. Isto explica o fato de uma garrafa de paredes finas, cheia de líquido, romper-se ao pressionarmos a rolha para baixo. (Fig.1.1) O resumo das conclusões do cientista ficou conhecido como “Lei de Pascal”, que diz: A força exercida em um líquido confinado e estático é a mesma em todas as direções e exerce forças iguais em áreas iguais. A força exercida por unidade de área é denominada PRESSÃO. Assim: Sendo as unidades mais usadas: Kgf/cm2 = BAR Lbf/cm2 = PSI ATM = Atmosfera Primeira utilização prática da hidráulica Talvez pela simplicidade da descoberta de Pascal somente após dois séculos é que um mecânico inglês de nome Joseph Bramah construiu o primeiro “macaco hidráulico” utilizando a água como meio transmissor e multiplicador de forças. (Fig.1.2) P = F/A Fig. 1.1 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  4. 4. Educação Profissional 3 Na figura acima aplicando-se uma força de 10 kgf no pistão 1 cuja área é de 1 cm2, conseguiremos levantar um peso de 1000 kgf numa área de 100 cm2 do pistão 2. Comprova-se então a multiplicação de forças, entretanto se deslocarmos o pistão 1, 10 cm o pistão 2 deslocará 1 cm. 1.1.1 - Pressão Definida a pressão por Pascal, conclui-se ainda que esta só é originada pela resistência ao fluxo de um fluido (caso da hidráulica), podendo ser esta resistência:  O peso do próprio fluido;  Uma resistência ou restrição na tubulação (Fig.1.3)  A carga de um atuador (Fig.1.4) O fluido passará pelo caminho que oferecer menor resistência. No circuito ao lado o óleo fluirá pela retenção que oferecer a menor resistência, no caso, 5 bar. Portanto a leitura no manômetro A será de 5 bar. Nos manômetros B, C, D e E, a leitura será zero. Se fecharmos a válvula após o manômetro B, a menor resistência oferecida no circuito passará ser de 8 bar. A leitura no manômetro A e B será 8 bar e nos demais, zero. Fig.1.2 Fig. 1.3 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  5. 5. Educação Profissional 4 No caso das resistências em série, a pressão registrada no manômetro A será a soma de todas as resistências que estiverem na mesma linha, nesse caso, 33 bar (20 + 8 + 5). A pressão no manômetro B será 13 bar (8 + 5) e no manômetro C será 5 bar, pois a leitura no D é zero, uma vez que não há nenhuma resistência antes de chegar ao tanque. Se fecharmos a válvula após o manômetro D, a menor resistência passará ser a válvula de alívio, oferecendo uma resistência de 50 bar que será a leitura em todos os manômetros. Na figura a seguir, a carga de um atuador gera a pressão. Pressão absoluta –É a soma da pressão atmosférica com a pressão manométrica. Pressão atmosférica – É o peso do ar de nossa atmosfera. Pressão manométrica – É a pressão diferencial acima ou abaixo da pressão atmosférica. Pressão diferencial – É a diferença de pressão em quaisquer dois pontos do sistema ou de um componente. Pressão atmosférica A pressão atmosférica é o peso do ar. Ao nível do mar uma coluna de ar do tamanho da atmosfera, com 1cm2 de base, pesa aproximadamente 1kgf. Dessa forma, a pressão gerada na base desta coluna será de 1kgf/cm2, correspondente a 14,7 lbf/pol2. (Fig. 1.5) 1.1.2 - Fluxo Fig. 1.5 Fig. 1.4 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  6. 6. Educação Profissional 5 Fluxo em um sistema hidráulico é a ação que movimenta um atuador. A bomba cria o fluxo num sistema hidráulico. Para que haja fluxo através de uma tubulação é necessário que se tenha diferença de pressão entre a entrada e a saída do fluido. Tipos de fluxo O fluxo pode ser comportar resumidamente de duas formas dentro de uma tubulação hidráulica: Fluxo Laminar: As moléculas do fluido movimentam-se pararelas as paredes do tubo. Para esta condição ideal de escoamento diversas condições devem ser atendidas, tais como: construir curvas suaves, restrições bem dimensionadas, percorrer distâncias curtas em linha reta, entre outras. (fig. 1.6). O fluxo laminar gera baixo atrito interno e temperatura. Fluxo turbulento: Ao contrário do fluxo laminar, as moléculas de fluido percorrem as tubulações de forma desordenada, gerando intenso atrito interno e temperatura. Restrições bruscas e mudanças de direção acentuadas provocam o fluxo turbulento. (Fig. 1.7). 2 - PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DOS COMPONENTES HIDRÁULICOS 2.1 - ATUADORES HIDRÁULICOS São conceituados como atuadores, aqueles componentes capazes de operar uma carga, realizar um trabalho ou efetuar uma fixação. Eles constituem dois tipos distintos: os atuadores retilíneos (que são comumente denominados cilindros hidráulicos) e os atuadores rotativos (denominados motores hidráulicos). A finalidade destes elementos é a conversão de energia de pressão em energia mecânica. 2.1.1 - Cilindros Hidráulicos Como já dissemos os cilindros pertencem ao tipo atuadores lineares e são divididos em cilindros de simples e dupla ação. TIPO RETORNO Por mola MecânicoSimples ação Compressão Tração Sem êmbolo guia Com êmbolo guia Fig. 1.6 Fig. 1.7 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  7. 7. Educação Profissional 6 Mola interna Mola externa Mola interna Mola externa Haste dupla Haste simples (Diferencial) Diâmetros iguais Diâmetros diferentes (Diferencial) Dupla ação Simples ação Dupla ação Cilindro telescópico Os cilindros de simples ação são aqueles possuidores de uma só entrada de pressão. Eles somente exercem força em um sentido de modo que o seu retorno é feito pelo peso da carga ou através de um sistema mecânico tal como uma mola, quando o óleo e liberado para o reservatório. Os cilindros de dupla ação são dotados de duas câmaras, podendo injetar-se óleo em qualquer uma das duas. Assim, eles podem exercer força num ou noutro sentido. Os cilindros de dupla ação dividem-se ainda em dois tipos principais: os diferenciais e os não diferenciais. O elemento que se movimenta é composto basicamente de duas peças: uma é o êmbolo (ou pistão), sobre o qual e aplicada a pressão e a outra e a haste (parte rigidamente ligada ao pistão, em cuja extremidade esta aplicada a resistência). Os cilindros diferenciais são assim denominados, porque são diferentes as áreas de aplicação da pressão. Quando se admite óleo na câmara da esquerda, a pressão age sobre toda a superfície do pistão (Fig. 2.1). Como consequência, este se desloca com determinados valores de velocidade e força. Se invertermos a admissão, o pistão retornara com a força reduzida e a velocidade aumentada. Com a força reduzida, porque a área sobre a qual age a pressão, estará diminuída da área ocupada pela haste. Com a velocidade aumentada, porque o volume da câmara estará diminuído, logo com um mesmo fluxo se obtém maior velocidade. Já nos cilindros de haste passante, têm velocidade e força idênticas tanto no retorno como no avanço. (Fig. 2.2) Construtivamente os cilindros hidráulicos compõem-se de um tubo de aço sem costura ou então de aço fundido, dentro do qual desliza um pistão ligado (ou não) a uma haste. (Fig. 2.3) A ausência da haste, verifica-se quando o próprio pistão aciona diretamente a carga. A haste (de aço) é altamente polida, tendo na maioria dos casos uma camada de cromo duro a fim de resistir aos arranhões e corrosão. Está sustentada na sua extremidade (no caso de haste simples) por Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  8. 8. Educação Profissional 7 uma bucha, ou então desliza num orifício usinado num dos tampões. A haste recebe pelo menos dois vedadores; um deles faz a limpeza da região exposta ao ambiente quando há o retorno, en- quanto o outro impede vazamentos de óleo. O pistão, sendo o elemento que separa a câmara submetida, à pressão, da câmara ligada ao tanque, requer uma serie de vedadores que, instalados em ranhuras do pistão, impedem o vazamento interno. Um elemento importante que aparece nos cilindros, é o amortecedor. Ele pode ter a forma de uma ponta cônica, como na figura abaixo, ou pode ser uma mola que entre em ação ao final do curso. A finalidade dos amortecedores, e causar uma desaceleraçao suave ao fim do curso. Funcionamento do amortecedor fim de curso Quando o cilindro está avançando ou recuando o fluido passa livremente pelo canal “A”. Quando o cone é introduzido no canal “A” a passagem do fluido por ele é bloqueada. A válvula de retenção “B” não permite a passagem do fluido por ela, então o fluido é obrigado a passar pela válvula reguladora de fluxo “C” e direcionado ao tanque. A medida que a válvula “C” é fechada mais lento se torna o amortecimento. Fixação de cilindros hidráulicos Cada aplicação, de acordo com os movimentos realizados pelo cilindro, requer uma disposição adequada para sustentar o cilindro, de forma que o atuador possa reagir contra a carga. Abaixo mostramos alguns tipos mais comuns. A B C CILINDRO DIFERENCIAL CILINDRO HASTES IGUAIS Fig. 2.1 Fig. 2.2 Fig. 2.3 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  9. 9. Educação Profissional 8 TIPO OBSERVAÇÃO DESENHO Articulação no fundo Pode ser com bucha (rígida) ou com rótula. Na haste também pode ser montada uma articulação com rótula Munhão Permite que o atuador bascule em torno do munhão. Pode ser posicionado no centro ou em qualquer posição ao longo do cilindro Flange Este tipo de fixação não permite movimento do cilindro, portanto este deve estar alinhado para não danificar a camisa, haste e vedações. O flange pode ser dianteiro ou traseiro 2.1.2 - Motores hidráulicos Estes são elementos pertencentes à classe dos atuadores rotativos. A sua característica de funcionamento é em muito semelhante à característica das bombas. Existem, inclusive, equipa- mentos chamados motor-bomba que funcionam ora como motor, ora como bomba. O princípio de funcionamento dos motores pode ser ilustrado pelo motor de engrenagens abaixo. A construção não é muito diferente de uma bomba de engrenagens.(Fig. 2.4) O fluido proveniente da bomba entra no motor provocando o giro das engrenagens. O fluido utilizado retorna ao reservatório pela saída do motor hidráulico. Motores hidráulicos bi- direcionais podem girar nos dois sentidos, bastando para isso inverter a entrada com a saída do fluido. Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  10. 10. Educação Profissional 9 Os motores esquematizados a seguir, são os de pistão. Deste tipo, existem dois modelos que são os dotados de pistões axiais e os de pistões radiais. Nos motores de pistões axiais, o óleo sob pressão penetra nas câmaras dos pistões que estão passando em frente à entrada. Estes são obrigados então, a deslizar sobre o plano inclinado da placa oscilante, dando-lhe o impulso rotativo. O exemplo (Fig. 2.5), de pistões axiais, pode trabalhar tanto como bomba quanto motor. 2.2 - BOMBAS HIDRÁULICAS As bombas hidráulicas são dispositivos utilizados para converter energia mecânica em energia hidráulica. Fig. 2.4 Fig. 2.5 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  11. 11. Educação Profissional 10 Isto se consegue realizar basicamente de duas maneiras: Em primeiro lugar, sua ação de succionamento faz com que na tubulação de sucção (entrada), a pressão caia abaixo da pressão atmosférica e essa então, empurra o fluido para dentro da bomba. Em segundo lugar, a ação mecânica força o liquido para a tubulação de recalque. Tomando como exemplo uma bomba de pistão alternativo, quando o pistão da bomba ao lado é movimentado para a esquerda, cria-se uma depressão no interior da câmara (pressão menor que à atmosférica). O fluido flui do ponto de maior pressão para o de menor pressão, portanto a pressão atmosférica “empurra” tanto as esferas de sucção a de recalque quanto o fluido para dentro da câmara. A esfera de recalque é forçada contra a sede e a esfera de sucção se abre permitindo a entrada do fluido para dentro da câmara. Ao movimentar o pistão para a direita, inverte o processo, agora cria-se uma pressão no interior da câmara maior que a pressão atmosférica. Essa pressão empurra a esfera de sucção contra a sede, não permitindo que o fluido volte para o reservatório e abre a esfera de recalque permitindo que fluido caminhe para linha de trabalho. 2.2.1 - Desempenho das Bombas Normalmente os índices que avaliam as bombas são o rendimento total, a vazão (descarga volumétrica) e a pressão de trabalho (ou a manométrica). A vazão, também chamada de descarga ou capacidade da bomba, corresponde ao volume de fluido que ela descarrega em sua saída por unidade de tempo. Por exemplo, em litros por minuto (LPM); metros ou centímetros cúbicos por minuto, a uma determinada rotação. Como a velocidade influi na descarga, muitas vezes avaliam-se as bombas pelo deslocamento. O deslocamento é o volume de fluido que a bomba entrega por ciclo. Nas rotativas é dado em centímetros cúbicos por rotação e nas alternativas, em centímetros cúbicos por cilindrada. Uma bomba é capaz de fornecer vazão, porém não pode por si mesma produzir pressão pois, não poderá proporcionar resistência a sua própria vazão. As bombas podem sim, serem dimensionadas para fornecerem vazão até um determinado valor máximo da pressão. A resistência à vazão, geralmente é causada por uma restrição ou obstrução no percurso do fluido, seja esta um cilindro de trabalho, um motor hidráulico, válvula, conexão, ou linha. Quanto menor for a resistência fornecida, menor será a pressão desenvolvida na saída da bomba. No entanto, a pressão na linha de recalque da bomba tem efeito negativo sobre a sua vazão. À medida que a pressão aumenta, observa-se uma redução na descarga. Esta redução é causada por um aumento da quantidade de vazamento interno ou seja, da linha de recalque para a sucção da bomba. 2.2.2 - Classificação das Bombas Normalmente, a classificação mais geral para bomba, é quanto ao deslocamento. Dessa forma então, temos 2 tipos básicos de bombas: bombas de deslocamento positivo e bombas de deslocamento não positivo. PRESSÃO ATMOSFÉRICA RECALQUE SUCÇÃO Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  12. 12. Educação Profissional 11 Bombas de deslocamento não positivo – Esse tipo de bomba, produz uma vazão contínua porém, sua vedação não é tão eficiente. Devido ao fato de não proporcionarem uma vedação interna contra o deslizamento, tem a sua vazão diminuída consideravelmente quando aumenta a pressão. Neste tipo, se for obturada a sua saída, a pressão aumentará e a vazão diminuirá ate que a força resistente igualar-se-á a força da bomba. Embora a ação mecânica da bomba continuasse, o fator de deslizamento permitiria que o fluido escoasse totalmente do recalque para a tubulação de sucção da própria bomba. Existem 3 espécies de bombas não positivas - As radiais (também chamadas centrífugas), as axiais (ou de hélice) e as diagonais (ou de vazão mista). A característica da bomba centrifuga é admitir o fluido pelo seu centro e aprisiona-lo entre as pás do rotor. A força centrífuga agindo então sobre o fluido, fornece-lhe uma energia de velocidade jogando-o para fora do rotor. O difusor direciona o fluxo através da saída. As bombas centrífugas são geralmente aplicáveis onde se requeiram vazões consideráveis a baixas pressões. No entanto, o uso destas bombas em série pode fornecer vazões e pressões elevadas. Bombas de deslocamento positivo - Uma bomba desse tipo produz uma vazão pulsativa em decorrência das suas características construtivas. Entretanto como proporciona uma vedação interna positiva contra o deslizamento, sua descarga não é grandemente afetada pela variação de pressão da linha de recalque. Estas são as normalmente utilizadas em óleo-dinâmica. São divididas em bombas rotativas (de engrenagens, de lóbulos, de palhetas e de rosca), de pistões (radiais e axiais), e em bombas alternativas (estas constando de um sistema biela-manivela acoplado a um êmbolo). Ao se colocar em operação uma bomba, pode-se obter dela um deslocamento de fluido por rotação que é função das suas câmaras de bombeamento. Então, não sendo variadas as suas câmaras, teremos uma vazão constante (recordando que vazão é a quantidade de fluido escoado por unidade de tempo). Então, nesse tipo de bomba, somente se varia a vazão, variando-se a rotação, o que normalmente não é desejável. Como geralmente as bombas trabalham a uma rotação constante, costuma-se na prática denominá-las de bombas de deslocamento fixo, pelas razões antes expostas. Introduzindo-se um sistema de controle integral que varie as câmaras de bombeamento, obtém- se uma bomba de deslocamento variável, também na prática chamada de bomba de vazão variável. Eficiência Volumétrica – A quantidade de fluido é igual ao deslocamento da bomba em cada ciclo. Na realidade, o deslocamento verdadeiro é inferior, devido a vazamentos internos. Quanto maior a pressão, maior o vazamento da saída para a entrada da bomba ou para o dreno, reduzindo assim, a eficiência volumétrica, que é igual ao deslocamento real dividido pelo deslocamento teórico (em porcentagem). Então: Deslocamento real Eficiência Volumétrica = Deslocamento teórico Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  13. 13. Educação Profissional 12 Se uma bomba, por exemplo, deslocar teoricamente 40 l/min de fluido à 70Kg/cm2 de pressão, esta bomba desloca 36 l/min e sua eficiência volumétrica naquela pressão é 90%. Eficiência = 36/40 ou 90%. Bombas de Engrenagens Esse tipo de bomba desenvolve fluxo, transportando o fluido entre os dentes de duas engrenagens bem ajustadas e uma carcaça comum, sendo uma motriz acionada pelo eixo e a outra montada numa carcaça com placas laterais denominadas de desgaste ou pressão.(Fig. 2.6). Essas engrenagens giram em direções opostas, criando um vácuo parcial na câmara de entrada da bomba. O fluido é introduzido nos vãos dos dentes e transportado, junto à carcaça, até a câmara de saída. Ao engrenarem-se novamente, os dentes forçam o fluido para a abertura de saída, que através de alta pressão impõe uma carga radial nas engrenagens e nos rolamentos. Bombas de Palhetas O principio de operação de uma bomba de palhetas consiste num rotor provido de ranhuras, que, preso ao eixo, gira dentro de um anel excêntrico, nessas ranhuras são colocadas palhetas, que entram em contato com a face interna do anel, quando o rotor gira. A força centrífuga e a pressão mantêm as palhetas contra o anel. Entre palhetas, rotor, anel e as duas placas laterais são formadas as câmaras de bombeamento. Na abertura de entrada é criado um vácuo parcial ao aumentar o espaço entre o rotor e o anel. O óleo entra e fica preso nas câmaras, sendo empurrado para a abertura de saída, quando este espaço diminui. O deslocamento de fluido da bomba depende da espessura do anel e do rotor, bem como do contorno do anel. Bomba de Pistões Todas as bombas de pistões operam com base no princípio de que, se um pistão faz um movimento de vai e vem dentro de um tubo, receberá fluido num sentido e o expelirá no sentido contrário. Os dois tipos básicos: radial e axial, apresentam modelos com deslocamento fixo ou variável. Uma bomba do tipo radial possui pistões dispostos radialmente num conjunto, e nas unidades de tipo Fig. 2.6 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  14. 14. Educação Profissional 13 axial, os pistões são paralelos ao eixo do conjunto rotativo. Entretanto, existem duas versões para este último tipo: em linha (com placa inclinada) e tipo angular. Bombas de Pistões Axiais com Placa Inclinada Nas bombas de pistões axiais, o conjunto de cilindros e eixo são paralelos e os pistões se movimentam axialmente. Os tipos mais simples dessa unidade, em que um eixo gira o conjunto de cilindros, com pistões ajustados nos furos e conectados através de sapatas a um anel inclinado. Quando se gira o conjunto, as sapatas seguem a inclinação do anel, causando um movimento alternado dos pistões nos seus furos. Os orifícios localizam-se de forma que a linha de sucção se situe onde os pistões são forçados para dentro dos furos no conjunto. Nessas bombas, o deslocamento de fluido é determinado pelo tamanho, quantidade e curso dos pistões controlado pela pista inclinada. Nos modelos de deslocamento variável, a placa é instalada num suporte móvel. Movimentando-se esse suporte, o ângulo da placa varia para aumentar ou diminuir o curso dos pistoes. Esse pode ser posicionado manualmente, por servo controle, com compensador de pressão, ou qualquer outro meio. Bombas de Pistões de Eixo Inclinado Nesse tipo de bomba, o conjunto de cilindros gira com o eixo, porém num deslocamento angular. As hastes dos cilindros segura o flange do eixo giratório por juntas esféricas, são forçadas para dentro e para fora de seus alojamentos, conforme a variação da distância entre a flange de eixo de acionamento e o bloco de cilindros. Uma junta universal liga o bloco de cilin- dros ao eixo motor, para manter o alinhamento e assegurar que as duas unidades girem simultaneamente. Porém, não transmite força, mas aumenta ou diminui a rotação do conjunto de cilindros superando a resistência, quando esse gira numa carcaça cheia de óleo. A Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  15. 15. Educação Profissional 14 vazão desse tipo de bomba varia conforme o ângulo de inclinação, entre um máximo de 30º e mínimo de 0º. Já os modelos de vazão fixa são disponíveis com ângulos de inclinação de 23º e 30º. A vazão desse tipo de bomba varia conforme o ângulo de inclinação, entre um máximo de 30º e mínimo de 0º. Já os modelos de vazão fixa são disponíveis com ângulos de inclinação de 23º e 30º. Nos modelos com deslocamento variável, é utilizado um controle externo para modifiçar o ângulo. Com esses controles o bloco ou conjunto de pistões podem ultrapassar o ângulo zero, inclinando-se para o lado oposto, e invertendo a direção de fluxo da bomba. (Bomba de eixo inclinado) 2.3 - RESERVATÓRIOS As funções mais importantes do reservatório hidráulico são: conter, resfriar, precipitar as impurezas e permitir a inspeção do fluido. Armazenamento de óleo – O fluido utilizado em um sistema hidráulico deve ser armazenado de tal forma que ele nunca seja insuficiente ou excessivo. O reservatório, portanto, deve suprir tanto as necessidades mínimas como máximas do sistema. ÂNGULO ZERO DO EIXO DESLOCAMENTO NULO ÂNGULO INTERMEDIÁRIO ÂNGULO MÁXIMO DO EIXO DESLOCAMENTO MÁXIMO CONJUNTO DE PISTÕES ULTRAPASSAM O ÂNGULO 0º INVERTENDO A DIREÇÃO DO FLUXO DA BOMBA Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  16. 16. Educação Profissional 15 Dimensionamento – Uma regra prática de dimensionamento de reservatório é fazer com que o seu volume seja igual ou maior a três vezes a vazão da(s) bomba(s) que alimenta(m) o sistema. Por exemplo, seja um sistema hidráulico qualquer que possua uma bomba que fornece uma vazão de 22,71 l/min (6 galões por minuto), o volume mínimo desse reservatório deverá ser de: 22,71 x 3 = 68,13 litros (18 galões.). Essa regra, entretanto, nem sempre pode ser aplicada, pois em sistemas mais complexos, com muitos cilindros e linhas de transmissões grandes, devemos estudá-los como se fosse um "caso particular", levando sempre em consideração que não podemos ter nem fluido a menos ou a mais. Resfriamento do fluido – A geração de calor em um sistema hidráulico pode ser devida a vários fatores.  Perdas mecânicas na bomba ou motor hidráulico;  Restrições na linha devido a curvas mal elaboradas ou introdução de válvulas, tais como reguladoras de pressão e vazão;  Válvulas mal dimensionadas e válvulas que permitam uma vazão máxima menor do que aquela exigida pelo sistema;  Manifolds com excesso de válvulas;  Fricção nas vedações internas dos cilindros, etc. Grande quantidade desse calor gerado pelo sistema é levado para o reservatório, através do próprio fluxo de fluido. De acordo com a complexidade do circuito hidráulico, esse calor pode ser dissipado apenas através das paredes dos cilindros e da tubulação e, principalmente, no reservatório. Em contato com as paredes do tanque, o calor do fluido é trocado através da condução e radi- ação, pois o calor e transmitido de um corpo mais quente, nesse caso, o fluido, ao mais frio, o ar. Um fator importante a ser levado em consideração é de nunca se colocar o duto de retorno próximo do duto de sucção, pois o fluido que retorna ao reservatório volta imediatamente para o circuito hidráulico, sem efetuar a troca de calor. Como conseqüência, teremos um sistema superaquecido e em pouco tempo o equipamento entrará em pane. Um artifício muito usado e normalizado pela NFPA, e a introdução de uma chicana vertical, que obriga a circulação do fluido. Quando do retorno fluido, o mesmo é obrigado a percorrer por duas vezes o comprimento do reservatório para chegar ao duto de sucção. Ao percorrer todo esse caminho, o calor contido no fluido vai se dissipando da forma como vimos anteriormente. Dependendo da necessidade, introduzimos um maior número de chicanas verticais para forçar mais a circulação do fluido aumentando a troca do calor pelo fenômeno da convecção. Quando não conseguimos uma boa troca de calor e redução de temperatura a um nível satisfatório, devemos usar um trocador de calor. Precipitação de impurezas – Quando o fluido retorna para o reservatório, sua velocidade pode decrescer de 304,80 cm/s (10 ft/s) até um valor bem baixo. Dessa manieira, se torna fácil a precipitação das impurezas no fundo do tanque. Essas impurezas precipitadas formam uma espécie de borra que seria um meio termo entre o pixe asfáltico e um óleo sujo de alta viscosidade. Para efetuarmos essa limpeza no momento da troca do fluido, devemos nos munir de um jato de óleo diesel a alta pressão e tecidos limpos que não soltem fiapos. Circulação interna de ar – Todo reservatório hidráulico deve possuir um respiro na base superior. Quando succionamos fluido para o sistema, o nível decresce e aquele espaço antes ocupado pelo fluido deve ser ocupado por alguma outra coisa, pois, do contrário, teríamos a formação de uma Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  17. 17. Educação Profissional 16 pressão negativa (Pressão interna < Pressão atmosférica) e não conseguiríamos succionar o fluido do reservatório. Quando ocorre o retorno do fluido ao reservatório, o nível elevar-se-á novamente e teremos de desocupar algum espaço para que isso ocorra, pois do contrário, teríamos uma contrapressão na linha de retorno. Em outras palavras, a pressão interna do reservatório deverá ser sempre igual a pressão atmosférica, excetuando-se, evidentemente, o caso de termos um reservatório pressurizado. Esse espaço deve ser ocupado ou desocupado pelo ar atmosférico, e assim fica evidente a utilização do respiro. Um outro fator importante a ser levado em conta e o fato de que, o fluido quando retorna ao reservatório pode absorver ar, devido a movimentação da superfície livre, que deve ser eliminado para que sejam evitados problemas na sucção. Essa desaeração só pode ser feita através do escape do ar contido nas bolhas de espuma, e esse escape é feito pelo respiro. 2.4 - VÁLVULAS CONTROLADORAS DE PRESSÃO As válvulas controladoras de pressão têm funções tais como limitar a pressão máxima de um sistema, regular a pressão reduzida em certas partes do circuito, e outras atividades que envol- vam mudanças na pressão de operação. A base de operação dessas válvulas é um equilíbrio entre pressão e força de mola. A maioria é de posicionamento infinito; isto é, a válvula pode assumir várias posições entre a de totalmente fechada e a de totalmente aberta, dependendo da vazão e da diferença de pressão. As válvulas controladoras de pressão são usualmente chamadas por suas funções primárias, ou seja, válvula de segurança, de seqüência, de frenagem etc. Elas são classificadas pelo tipo de conexões, pelo tamanho e pela faixa de pressão de trabalho. 2.4.1 - Válvula de Segurança ou de Alívio A válvula de segurança está presente em praticamente todos os sistemas hidráulicos. É uma válvula normalmente fechada, situada entre a linha de pressão (saída da bomba) e o reservatório. Sua função é a de limitar a pressão no sistema a um ajuste máximo pré-determinado, pelo desvio de uma parte ou de toda a vazão da bomba ao tanque quando o ajuste da válvula é alcançado. Válvula de Segurança Simples ou de ação direta Uma válvula de segurança simples ou de ação direta pode ser nada mais que uma esfera ou pistão segura no assento do corpo, por uma mola forte. Enquanto a pressão na entrada não for suficiente para vencer a força da mola, a válvula permanece fechada. Quando se alcança a pressão ajustada, a esfera ou o pistão são deslocados de sua sede permitindo que o fluxo passe para o tanque enquanto a pressão for mantida. Na maioria dessas válvulas existe um parafuso de ajuste para variar a tensão da mola. Assim a válvula pode ser regulada para abrir a qualquer pressão dentro da faixa especificada. Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  18. 18. Educação Profissional 17 Válvula de Segurança de ação indireta Esta válvula opera em dois estágios. O estágio piloto no corpo superior contém a válvula limitadora de pressão e um pequeno pistão é mantido na sede por uma mola ajustável. Os pórticos se encontram no corpo inferior, e o desvio do fluxo total é conseguido devido ao deslocamento de um pistão equilibrado localizado nesse corpo. O pistão equilibrado é assim chamado porque em operação normal, está hidraulicamente equilibrado. A pressão na entrada, agindo por baixo do pistão, está presente também na parte superior, através de um furo no próprio pistão. Para qualquer pressão inferior à pré-determinada, o pistão se assenta com a ajuda de uma mola fraca. Quando a pressão alcança o ajuste da mola, o pistão é forçado para fora de sua sede, limitando a pressão na câmara superior. O fluxo restringido provoca um aumento de pressão na câmara inferior. Isto cria um desequilíbrio de forças hidráulicas e o óleo levanta o pistão de sua sede. Quando a diferença de pressão entre as câmaras superior e inferior for suficiente para vencer a tensão da mola (aproximadamente 1,5 kg/cm2 ) o pistão maior (do estagio inferior) é forçado para fora de sua sede permitindo que o fluxo passe ao tanque. Quanto maior o fluxo, mais é levantado o pistão de seu assento, porem como a compressão é feita apenas em uma mola fraca, a sobreposição é mínima. Ventagem As válvulas de segurança compostas pode ser controladas remotamente por meio de um pórtico ligado a câmara superior. Quando esta câmara está aberta para o tanque, a única força segurando o pistão contra a sede é uma mola fraca e a válvula abrirá a aproximadamente 1,5 kg/cm2 . Controle remoto Também é possível conectar uma válvula de segurança simples ao pórtico de ventagem para controlar a pressão remotamente. Para se obter controle será necessário regular a válvula de controle remoto a uma pressão menor que a da válvula piloto principal. Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  19. 19. Educação Profissional 18 2.4.2 - Válvula Redutora de Pressão As válvulas redutoras de pressão são controladoras de pressão normalmente abertas, utilizadas para manter pressões reduzidas em certos ramos de um sistema. As válvulas são atuadas pela pressão de saída, que tende a fechá-la quando é atingido o ajuste efetuado, evitando assim, um aumento indesejável de pressão. As válvulas redutoras podem ser ação direta ou operadas por piloto (ação indireta). Válvula Redutora de Pressão de Ação Direta Essa válvula usa um carretel acionado por uma mola, que controla a pressão de saída. Se a pressão na entrada for menor que o ajuste da mola o líquido fluirá livremente da entrada para a saída. Uma passagem interna ligada à saída da válvula transmite a pressão de saída ao carretel contra a mola. Quando a pressão na saída se eleva ao ajuste da mola, o carretel se move bloqueando parcialmente o pórtico de saída. Apenas um fluxo suficiente para manter o ajuste pré-fixado passa para a saída. Se a válvula fecha completamente, o vazamento através do carretel poderia aumentar a pressão no circuito principal. Entretanto, um dreno contínuo ao tanque faz com que a válvula se mantenha ligeiramente aberta evitando um aumento de pressão além do ajuste da válvula. A válvula tem uma passagem separada para conduzir este vazamento ao tanque. 2.5 - CONTROLES DE VOLUME As válvulas controladoras de volume ou de vazão são usadas para regular a velocidade. É sabido que a velocidade de um atuador depende da quantidade de óleo a ele bombeada por unidade de tempo. É possível regular o fluxo com uma bomba de deslocamento variável, porém em muitos circuitos é mais pratico usar uma bomba de deslocamento fixo e regular o fluxo com uma válvula de controle de vazão. Métodos de Controle de Fluxo Existem 3 maneiras de se aplicar válvulas controladoras de fluxo para controlar as velocidades de atuadores: "Meter-in", controle de fluxo na entrada do atuador. "Meter-out", controle de fluxo na saída do atuador e "Bleed-off", uma sangria da linha de pressão ao tanque (derivação). Controle na Entrada Nesta operação, a válvula controladora de vazão é colocada entre a bomba e o atuador. Desta maneira, esta válvula controla a quantidade de fluido que entra no atuador. A vazão da bomba que sobra, isto é, a quantidade de óleo além da controlada, é desviada para o tanque através da válvula de segurança. UM VAZAMENTO MANTÉM A VÁLVULA LIGEIRAMENTE ABERTA SAÍDA ENTRADA A MOLA MATÉM A VÁLVULA ABERTAPASSAGEM DRENO Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  20. 20. Educação Profissional 19 Esse método é bem preciso e usado em aplicações onde a carga sempre resiste ao movimento do atuador, tal como levantando uma carga por um cilindro vertical ou então empurrando uma carga numa velocidade controlada. Controle na Saída Esse controle é usado onde a carga tende a fugir do atuador ou deslocar-se na mesma direção deste (carga negativa). A válvula é instalada de forma a restringir o fluxo de saída do atuador. Controle em desvio Nesta aplicação, a válvula é colocada na linha de pressão por uma conexão "T" e a velocidade do atuador é controlada pelo desvio de parte da vazão da bomba para o tanque. A vantagem dessa aplicação é que a bomba opera a pressão necessária para o trabalho, pois o fluxo em excesso volta para o tanque através da válvula controaldora de vazão e não através da válvula de segurança. A desvantagem desse sistema está na menor precisão de controle, pois o fluxo regulado indo ao tanque e não ao atuador, torna este último sujeito às variações do deslocamento da bomba, conforme a flutuação das cargas. Este circuito não deve ser aplicado onde a carga tende a fugir no mesmo sentido que o movimento do pistão. 2.5.1 -Tipos de Válvulas São duas as categorias básicas para válvulas controladoras de fluxo: Com compensação à pressão e sem compensação à pressão. A última é usada onde as pressões permanecem fixa ou então uma válvula de agulha variável, porém existem unidades mais sofisticadas que incorporam uma válvula de retenção para o retorno livre do fluxo. O uso de válvulas controladoras de vazão sem compensacão à pressão é limitado, uma vez que o fluxo através de um orifício é proporcional à raiz quadrada da queda de pressão através do mesmo. Isto significa que qualquer mudança na carga afetará a velocidade. As controladoras de fluxo com compensação à pressão são classificadas como tipos de "restrição" e de "by-pass". Ambos os tipos utilizam um compensador ou hidrostato para manter uma queda de pressão constante, através de uma restrição regulável. ENTRADA DA VAZÃO A SER CONTROLADA PARAFUSO DE AJUSTE VÁLVULA DE RETENÇÃO FLUXO LIVRE NESTA DIREÇÃO Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  21. 21. Educação Profissional 20 2.6 - VÁLVULAS DIRECIONAIS Como o próprio nome sugere, essas válvulas são usadas para controlar a direção da vazão. Com o movimento de um único elemento da válvula, é possível dirigir o fluxo rapidamente para uma ou outra linha, sem submeter os atuadores e desacelerações bruscas, que nos equipamentos mecânicos é algo altamente indesejável. Quando se fala em válvulas, existe uma nomenclatura própria e característica da oleodinâmica, para a qual se deve atentar. Termos como operada por piloto, vias e outros serão definidos neste item, devendo ser aprendidos para que se entenda a linguagem empregada daqui por diante. Operar hidraulicamente um elemento significa deslocar um elemento com o uso do próprio fluxo. Operar por piloto, significa que para o deslocamento do elemento foi utilizada a pressão de uma fonte externa ou mesmo a pressão de uma parte do circuito. Em termos de válvula, a palavra via significa direção. Assim, quando dissermos que uma válvula é de 4 vias, significa que o fluxo de óleo é capaz de seguir, ao todo, 4 diferentes direções, quando se desloca o carretel para todas as posições possíveis. Por exemplo, uma válvula de 3 posições, 4 vias, tem duas posições extremas e uma central ou neutra. Em cada uma das suas posições extremas, existem 2 canais de vazão, perfazendo um total de 4 canais de vazão ou 4 vias. 2.6.1 - Válvulas Direcionais de Carretel Deslizante Estas válvulas recebem esta denominação porque o seu componente responsável pelo direcionamento do fluxo num ou noutro sentido, é um carretel que desliza axialmente dentro de um furo cilíndrico. Vejamos a figura abaixo esta mostra esquematicamente como a mudança da posição do carretel, determina as várias direções do fluxo. Neste exemplo temos uma válvula de 4 vias. As 4 aberturas são marcadas (P), (T), (A), e (B); onde (P) está ligada à bomba, (T) ao tanque e (A) e (B) são as aberturas respectivas de um cilindro de trabalho, de um motor hidráulico ou de alguma outra válvula do circuito. As posições - De acordo cora o tipo de construção, a válvula direcional pode assumir duas, três ou mais posições, isto é, a válvula terá quantas posições o carretel puder assumir modificando a direção e sentido do fluxo de fluido. Graficamente, essas posições podem ser simbolizadas como mostra a figura abaixo. As vias - O número de vias é contado a partir do número de tomadas para o fluxo que a válvula possui. Na simbolização gráfica, devemos sempre observar a seguinte regra: "O número de vias deve ser igual em cada posição e deve existir uma correspondência lógica entre elas". Observemos a figura que segue: Tomemos como exemplo a válvula de duas posições. Notamos que cada posição contem três vias e que existe uma correspondência lógica, isto é, temos uma via no canto superior esquerdo de uma posição assim como na outra; uma via no canto inferior esquerdo de uma posição assim como na outra; e finalmente uma terceira via no canto inferior direito de uma posição assim como na outra. Observe que o número de vias é contado em apenas uma posição. Os acionamentos - Existem diversas maneiras de se acionar o carretel de uma válvula direcional. Entre as mais utilizadas podemos citar o comando manual (botão, alavanca, pedal, etc.), mecânico (came), elétrico e pressão piloto. Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  22. 22. Educação Profissional 21 As válvulas operadas mecanicamente dispensam maiores comentários. Nos deteremos mais no acionamento por solenóide. O solenóide consiste basicamente de três elementos, o T ou martelo e a bobina. Quando passamos uma corrente elétrica na bobina, é gerado um campo magnético que empurra o martelo para baixo, que por sua vez deslocará o carretel da direcional dando nova direção ao fluxo de fluido. Abaixo segue alguns exemplos de tipos de acionamento de válvulas. As molas - Quando queremos que a válvula direcional volte automaticamente para uma determinada posição, as molas são utilizadas como recurso. Se a válvula é de duas posições, dizemos que ela possui "retorno" por mola. Se for de três posições dizemos que é "centrada por mola". Na simbolização gráfica, os dutos devem sempre ser desenhados na posição "não-acionada", como mostra a figura que segue. A linha "P" significa o duto de pressão, a "T" o duto que se dirige ao reservatório e as linhas "A" e "B" aquelas que se dirigem as tomadas de um atuador, por exemplo. Vale salientar que a válvula de duas posições pode ter o mesmo corpo e carretel de uma outra de três posições, diferindo apenas, no acionamento, pois a primeira possui mola em apenas um dos lados. Dessa forma a posição central "passa direto" quando a válvula é acionada ou desacionada, e se está utilizando as posições extremas da válvula. Se quisermos, entretanto, utilizar uma das posições extremas com a central, basta introduzirmos um calço para limitarmos o curso do "spool". Da mesma maneira se quisermos obter uma válvula de três vias, basta bloquear uma das vias da válvula de quatro vias. Os detentes - Se por outro lado, quisermos que após feito o acionamento o carretel da válvula direcional permaneça na posição acionada, mesmo que cesse o efeito ou causa da ação, os detentes são utilizados como recurso. Os centros - Considerando-se as válvulas de três posições verificamos que possuem uma posição central. Essa posição central pode ter diversos tipos de configurações que são determinadas a partir da construção do spool. Os chanfros e furos nos "spools" dos centros fechados e “P” bloqueado e “A” e “B” para tanque, são responsáveis por uma descompressão suave das linhas A e B, pois de outra maneira se é muito ACIONAMENTO MECÂNICO – ROLETE ACIONAMENTO MANUAL - ALAVANCA ACIONAMENTO MANUAL -ALAVANCA ACIONAMENTO ELÉTRICO Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  23. 23. Educação Profissional 22 grande a pressão contida nessas linhas, quando centrássemos a válvula, poderíamos ter um choque hidráulico por descompressão na linha de retorno. Abaixo, mostramos alguns exemplos de centros de válvulas. Válvulas Maiores Acionadas por Solenóides O solenóide, por se tratar de um comando elétrico, auxilia em muito a automação de um circuito hidráulico. Existem casos, entretanto, que o solenóide não pode ser aplicado diretamente a vál- vula. Citamos o exemplo de um sistema hidráulico que necessite de uma vazão não inferior a 227 l/min (60 GPM). Neste caso, as válvulas direcionais presentes no sistema não poderiam ser menores do que 1.1/4" para permitirem a passagem dessa vazão. Supondo haver a necessidade de automação do circuito através da utilização de solenóides iríamos nos defrontar com um grande problema. É fácil observarmos que, quanto maior for a válvula de controle direcional, maior terá de ser o solenóide, a fim de que o campo magnético seja suficientemente intenso para mudar a posição do spool, vencendo a força de oposição criada pela grande vazão de óleo que passa através da válvula. Verifica-se que para válvulas de tamanho superiores a 1/2" não se justifica, tanto construtiva como economicamente, a aplicação direta do solenóide no acionamento da válvula, pois, quanto maior for o solenóide, maior será o consumo de corrente elétrica e menor será a sua durabilidade. Como solução desse problema, costuma-se utilizar o que denominamos de "sanduíche de válvulas". Trata-se de uma válvula acionada por solenóide que é acoplada a uma outra maior. Quando acionada a válvula menor, uma pressão piloto é transmitida ao spool da válvula maior causando o acionamento desta última. O fluido se dirige à válvula pelo duto P, da válvula maior, fechada. Dessa forma, através do duto piloto (1) (interno), o fluido dirige-se a válvula menor encontrando a tomada P1 fechada. Se acionarmos o solenóide S1 o fluido do duto piloto (1) passará através da válvula menor no sentido P-B e através da passagem pelo duto piloto (3) aciona o "spool" da válvula maior para a esquerda por intermédio da pressão piloto. Nesse momento, a grande vazão de fluido passa pela válvula maior nos sentidos P para B e A para T. Quando acionado o "spool" da válvula maior, o fluido contido do outro lado da válvula, dirige-se à válvula menor pelo duto (2) seguindo o caminho A-T retornando para tanque através do dreno interno (4). Se acionarmos o solenóide S2 o fluido do duto (1) segue o caminho P-A (da válvula menor) e através da passagem pelo duto (2) aciona o "spool" da válvula maior para a direita. Assim, a grande vazão de fluido passa pela válvula maior nos sentidos P para A e B para T da mesma forma, CENTRO ABERTO CENTRO FECHADO P FECHADO – A E B PARA TANQUE TANDEM 1 2 3 4 S1 S2 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  24. 24. Educação Profissional 23 o fluido contido no outro lado da válvula maior dirige à menor pelo duto (3) seguindo o caminho A- T retornando para tanque através do dreno interno. Neste exemplo podemos verificar a aplicação do centro Linha A e B para T na válvula menor. Quando os solenóides não estão acionados, a válvula menor fica na posição central devido a ação das molas. Dessa forma, qualquer pressão que possa existir em um dos pilotos da válvula maior é aliviada para tanque e o "spool" dessa válvula retorna a posição central pela ação das molas. Para simplificar a representação, o esquema pode ser substituído pela representação gráfica simplificada. No exemplo acima os dutos piloto e dreno são internos às próprias válvulas e por esse motivo, dizemos que o conjunto possui piloto e dreno interno. 2.6.2 - Válvulas de retenção pilotada As válvulas de retenção pilotada permitem fluxo livre num sentido e bloqueia-o no sentido inverso, enquanto sobre o pistão não age a pressão piloto. A partir do instante que agir a pressão piloto, a válvula permite o fluxo livre nos dois sentidos. PRESSÃO PILOTO LINHA “A” LINHA “B” Válvula geminada Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  25. 25. Educação Profissional 24 2.7 - ACUMULADORES HIDRÁULICOS Varias são as funções de um acumulador hidráulico. Basicamente sua função principal seria a de acumular energia potencial (sob a forma de líquido sob pressão), para restitui-la no momento requerido e com a rapidez desejada. O acumulador é instalado nos sistemas hidráulicos:  Como fonte de energia adicional, em instalações que requeiram maior quantidade de liquido sob pressão;  Compensador de vazamentos internos e/ou externos;  Como fonte de energia de reserva para casos de emergência (falha da bomba);  Para amortecer picos de pressão ou golpes de aríete;  Para a estabilização de vazões pulsantes;  Absorvedor de expansão térmica;  Fonte de potência em circuitos de duas pressões;  Dispositivo de sustentação;  Dispositivo de transferência. 2.7.1 - Tipos de Acumuladores Basicamente há três tipos de acumuladores: Por GRAVIDADE ou PESO, por MOLA, e a GÁS, este último é dividido ainda em acumulador a gás com elemento separador flexível (bexiga ou mola) e tipo pistão, e, sem separador flexível ou tipo de nível livre. Tipo bexiga – O acumulador a gás tipo bexiga é constituído de uma armadura cilíndrica com extremidades esféricas que contém uma válvula para o gás, uma bexiga feita de material elástico sintético (geralmente Buna-N), uma válvula de retenção e uma tomada para o fluido com opção de um dreno. A válvula de retenção evita, naturalmente, que a bexiga seja extrudada para o sistema. Existem acumuladores com sistemas de segurança próprio que não permitem a desmontagem do acumulador sem que o mesmo esteja completamente descarregado. Os fabricantes desse tipo de acumulador recomendam que o mesmo seja montado verticalmente, com a válvula para o gás na parte superior. SIMBOLOGIA: ACUMULADOR DE GÁS COM BEXIGA Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  26. 26. Educação Profissional 25 Aplicações Em muitos sistemas hidráulicos uma grande quantidade de fluido é necessária para efetuar o trabalho, porém o mesmo é feito de forma intermitente num ciclo da máquina. Por exemplo, numa máquina de fundir sobre pressão, o cilindro de injeção precisa ser movido rapidamente (velocidade de tiro) quando a peça se forma, porém fica inativo na remoção da peça e durante o fechamento e abertura do molde. Ao invés de se usar uma bomba de vazão muito grande, usa-se o acumulador que é carregado no intervalo da operação por uma bomba pequena. Uma outra aplicação seria num sistema no qual é necessário manter a pressão por um período prolongado. Ao invés de deixar a bomba em funcionamento constantemente à pressão do sistema esta carrega o acumulador para manter a pressão, podendo então ser descarregada livremente para o tanque. São usados pressostatos ou válvulas de descarga para controlar o carregamento do acumulador e descarga da bomba. Os acumuladores podem ainda ser usados como amortecedores para absorver choques ou impulsos repentinos de pressão, devido a paradas bruscas ou inversões no fluxo de óleo, como fonte de potência auxiliar, como compensador de vazamentos internos e/ou externos, como fonte de potência de emergência. Segurança É conveniente que o acumulador seja descarregado (exceto a pressão de pré-carga do gás), quando a maquina não estiver sendo utilizada. Podendo ser feito através de uma válvula de registro. Também é interessante colocar uma proteção em torno do acumulador com os dizeres: “PERIGO, ACUMULADOR SOB PRESSÃO”. É útil, também, um manômetro instalado em caráter permanente. 3 - CONTAMINAÇÃO E FILTRAGEM A Contaminação causa a maioria das Falhas Hidráulicas. São resultantes diretas da contaminação. O custo devido a contaminação é de estarrecer A experiência de projetistas e usuários de sistemas de óleos hidráulicos e lubrificantes tem demonstrado o seguinte fato: mais de 75% das falhas de sistemas, resultante de:  Perda de produção (paradas)  Custos de reposição dos componentes  Reposição frequente do fluido  Baixa vida dos componentes  Aumento dos custos da manutenção geral  Aumento do índice de sucata 3.1 - FUNÇÕES DO FLUIDO HIDRÁULICO A contaminação interfere em quatro funções do fluido hidráulico: Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  27. 27. Educação Profissional 26 1. Atuar como um meio de transmissão de energia. 2. Lubrificar as partes internas dos componentes. 3. Atuar como um meio trocador de calor. 4. Preencher a folga entre os componentes móveis. Se uma destas quatro funções for impedida, o sistema hidráulico não se desempenhará conforme projetado. O resultado da parada pode facilmente custar muito mais do que imaginado por hora de manufatura. A manutenção do fluido hidráulico ajuda a prevenir ou reduzir a parada não planejada. Isto é conseguido através de um programa contínuo de melhoria que minimiza e remove os contaminantes. Danos do Contaminante  Bloqueio dos orifícios  Desgaste dos componentes  Formação de ferrugem ou outra oxidação  Formação de componentes químicos  Deficiência dos aditivos  Formação de contaminantes biológicos O que se espera do fluido hidráulico é que ele crie um filme lubrificante para manter as peças de precisão separadas. O ideal é um filme fino o suficiente para preencher completamente a folga entre as peças. Esta condição resulta em baixo índice de desgaste. Quando o índice de desgaste é mantido baixo o suficiente, o componente pode alcançar sua expectativa de vida, o que pode ser milhões de ciclos de pressurização. A espessura de um filme lubrificante depende da viscosidade do fluido, carga aplicada e velocidade relativa das duas superfícies. Em muitos componentes, cargas mecânicas são extremamente altas que comprimem o lubrificante em um filme fino, com espessura menor que 1 mícron. Se as cargas forem altas que excedam ao limite, o filme será perfurado pela aspereza da superfície de duas peças em movimento. O resultado contribuirá para uma fricção desgastante. 3.1.1 -Tipos e Fontes de Contaminação Contaminação por Partícula A contaminação por partículas geralmente é classificada como sedimento ou pequenas partículas. Sedimento pode ser definido como o acúmulo de partículas menores que 5µm. Este tipo de contaminação também causa falha no sistema/componente ao decorrer do tempo. Por outro lado, as pequenas partículas são contaminantes maiores que 5µm e podem causar falhas catastróficas imediatas. Sedimento e pequenas partículas podem ser classificados como: Partículas duras  Sílica  Carbono  Metal Partículas maleáveis  Borracha  Fibras  Microrganismos Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  28. 28. Educação Profissional 27 Danos: Se não forem adequadamente absorvidos, os contaminantes da manufatura ou montagem serão deixados no sistema. Estes contaminantes incluem sujeira, respingo de solda, partículas de borracha de mangueiras e vedações, areia de fundição e sedimentos de metal dos componentes usinados. Também quando o fluido é inicialmente adicionado ao sistema, a contaminação é introduzida. Durante o sistema de operação a contaminação entra através das tampas de respiro, vedações gastas e outros sistemas de abertura. A operação do sistema também gera contaminação interna. Isto ocorre quando o desgaste do sedimento do metal e os produtos químicos reagem com as superfícies dos componentes para gerar mais contaminação. Fontes  Formada durante os processos de manufatura e montagem.  Adicionado com novos fluidos.  Inserção externa durante a operação.  Gerado internamente durante a operação (veja quadro abaixo). Prevenção  Usar filtros unidade-selada para os respiros do ar do reservatório.  Limpar todo o sistema antes da partida inicial.  Especificar gaxetas e substituir vedações dos atuadores.  Aplicar tampões nas mangueiras e manifolds durante manuseio e manutenção.  Filtrar todo o fluido antes de colocá-lo no reservatório. Nota: A maioria das inserções de contaminantes entra nos sistemas através das tampas antigas de respiro do reservatório e das vedações da haste dos cilindros. Contaminação por Água Há algo mais para manutenção adequada do fluido do que somente remover o problema de partículas. A água é virtualmente um contaminante universal e, como os contaminantes de partículas sólidas, deve ser removida dos fluidos de operação. A água pode estar no estado dissolvido ou no estado “livre”. A água livre, ou emulsificada, é definida como a água acima do ponto de saturação de um fluido específico. Neste ponto, o fluido não pode dissolver ou reter mais água. A água livre geralmente é percebida como uma descoloração “leitosa” do fluido. Danos  Corrosão das superfícies do metal  Desgaste abrasivo acelerado PONTOS TÍPICOS DE SATURAÇÃO  Fadiga do rolamento TIPO DE FLUIDO PPM %  Falha do aditivo do fluido Fluido hidráulico 300 0,3%  Variação da viscosidade Fluido lubrificante 400 0,4%  Aumento da condução elétrica Aditivos anti-desgaste falham na presença de água e formam ácidos. A combinação de água, calor e metais diferentes encorajam a ação galvânica. Superfícies de metal ponteadas e corroídas como resultado final. Maiores complicações ocorrem quando a temperatura decresce e o fluido tem menos habilidade para reter a água. Quando o ponto de congelamento é alcançado, forma-se cristais de gelo de uma forma adversa afetando totalmente a função do sistema. As funções de operação podem tornar-se vagarosa ou errante. A condução elétrica torna-se um problema quando a contaminação da água enfraquece as propriedades de isolação de um fluido, decrescendo assim sua força dielétrica kV. Fontes  Vedação do atuador desgastado;  Vazamento na abertura do reservatório; Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  29. 29. Educação Profissional 28  Condensação;  Vazamento no trocador de calor. Prevenção Normalmente excessiva quantidade de água pode ser removida do sistema. As mesmas medidas preventivas tomadas para minimizar a inserção de partículas sólidas no sistema podem ser aplicadas para a contaminação de água. Entretanto, uma vez que o excesso de água é detectado, ele pode ser eliminado por um dos métodos abaixo: Absorção Isto pode ser conseguido por elementos de filtros que são projetados especificamente para retirar água livre. Eles usualmente consistem de um material tipo laminado que transforma a água livre em um gel que é acondicionado dentro do elemento. Estes elementos fixam-se dentro de carcaças padrão de filtros e são geralmente usados quando pequenos volumes de água estão envolvidos. Centrifugação Separa a água do óleo através da centrifugação. Este método também é eficaz somente com água livre, mas para grandes volumes. Desidratação à Vácuo Separa a água do óleo através de um processo à vácuo e secante. Este método também é para grande volume de água mas é eficaz com os estados livres e dissolvido. Contaminação do Ar Em um sistema líquido, o ar pode existir tanto no estado dissolvido como livre ou indissolvido. O ar dissolvido pode não acarretar um problema, mantendo-o em solução. Quando um líquido contém o ar indissolvido, problemas podem ocorrer na passagem pelo sistema/componentes. Pode haver alterações de pressão que comprimem o ar e produzam uma grande quantidade de calor em pequenas bolhas de ar. Este calor pode destruir os aditivos e até mesmo o fluido base. Se a quantidade de ar dissolvido tornar-se alta o suficiente, ocorrerá um efeito negativo na quantidade de trabalho desempenhado pelo sistema. O trabalho desempenhado em um sistema hidráulico baseia-se no fluido ser relativamente incomprimível mas o ar reduz o módulo de elasticidade do fluido. Isto se deve ao fato de que o ar é até 20000 vezes mais compressível que o líquido onde está dissolvido. Quando o ar está presente, a bomba trabalha mais para comprimir o ar e trabalha menos para o sistema. Nesta situação, o sistema é chamado de “esponjoso”. Danos  Perda de força transmitida;  Redução na saída da bomba;  Perda de lubrificação;  Aumento da temperatura de operação;  Espuma do fluido no reservatório;  Reações químicas. O ar, em qualquer forma, é uma fonte potencial de oxidação nos líquidos. Ele acelera a corrosão das peças de metal, particularmente quando a água também está presente. A oxidação dos aditivos pode também ocorrer. Ambos os processos produzem óxidos que promovem a formação de partículas, ou formam um tipo de lodo no líquido. Desgaste e interferência aumentam se os sedimentos da oxidação não forem prevenidos ou removidos. Fontes  Vazamento no sistema; Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  30. 30. Educação Profissional 29  Aeração da bomba;  Turbulência do fluido no reservatório. Prevenção  Sistema de sangramento do ar;  Linha de sucção sempre com óleo;  Projeto apropriado para o reservatório;  Difusores na linha de retorno. Padrões de limpeza do fluido A fim de detectar ou corrigir os problemas, é usada a escala de referência de contaminação. A contagem de partículas é o método mais comum para obter-se níveis de padrão de limpeza. São usados instrumentos ópticos muito sensíveis para contar o número de partículas em várias faixas de tamanho. Estas contagens são reportadas como um número de partículas maiores que um certo tamanho encontrado em um específico volume de fluido. A ISO 4406 (International Standards Organization), nível padrão de limpeza, tem obtido uma vasta aceitação em muitas indústrias de hoje. Uma versão modificada vastamente utilizada deste padrão, refere-se ao número de partículas maior que 2, 5 e 15 mícrons1 em um certo volume, geralmente 1 mililitro ou 100 mililitros. O número de partículas 2+ e 5+ mícrons é usado como ponto de referência para partículas sedimentadas. O tamanho 15+ indica a quantidade de partículas maiores presentes que contribuem grandemente para uma possível falha catastrófica do componente. 3.1.2 - Processos de filtragem Uma filtragem adequada raramente é onerosa, proporcionando várias vezes o retorno do investimento, aumentando a vida útil dos componentes e reduzindo o tempo de parada. Os requisitos básicos da filtragem em sistemas hidráulicos e de lubrificação são:  Ser capaz de reduzir a contaminação inicial ao nível desejado, dentro de um período aceitável;  Ter suficiente capacidade de retenção de sujeira;  Ter incorporado dispositivos indicadores que mostrem seu desempenho. Os tipos mais comuns de processos de filtragem são:  Interceptação – Material fibroso ou poroso retém as partículas;  Inércia – Mudança brusca na direção, desprende as partículas pesadas do fluxo;  Gravidade – Partículas de maior densidade decantam;  Aderência – As partículas aderem às superfícies impregnadas;  Força magnética – As partículas metálicas ferrosas são retiradas em imãs. Meio filtrante É aquela parte do elemento que captura, retém e remove o contaminante. O meio filtrante pode ser caracterizado como absorvente, quando retém os contaminantes por meio mecânico (telas ou poros de tela , papel, fibra de vidreo, fibra de celulos, etc) e como adsorvente, em que a retenção do contaminante é feita através forças eletrostáticas ou adesão molecular (carvão, terra e outros porcessos Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  31. 31. Educação Profissional 30 químicos). Geralmente o meio filtrante vem em forma de folhas e então é plissado para expor mais área da superfície para o fluxo do fluido. Isto reduz a pressão diferencial enquanto aumenta a capacidade de retenção de contaminantes. Em alguns casos, o meio filtrante pode ter camadas múltiplas e telas para atingir certo critério de desempenho. Depois de plissado e cortado no comprimento apropriado, as duas pontas são ligadas usando-se uns clipes especiais, adesivos ou outro mecanismo selador. O meio filtrante mais comum inclui tela de aço, celulose, compostos da fibra de vidro ou outros materiais sintéticos. O meio filtrante é geralmente classificado de superfície ou facial e de profundidade. Meio Filtrante facial ou de superfície Para meio filtrante do tipo superfície, o fluido basicamente tem um caminho direto para a passagem do meio filtrante. O contaminante é capturado na superfície do elemento onde passa o fluxo do fluido. Os elementos filtrantes de superfície geralmente são feitos de telas. Visto que o processo usado no entrelaçamento do fio pode ser controlado com acuracidade, os elementos filtrantes de superfície têm um poro de tamanho consistente. Este poro de tamanho consistente é o diâmetro da partícula esférica mais larga que passará através do elemento sob teste em condições específicas. Entretanto, a formação do contaminante superfície do elemento, permitirá ao meio filtrante capturar partículas menores do que a faixa de tamanho do poro. Da mesma forma, as partículas que têm diâmetro menor mas que podem ser maiores em comprimento (tais como forma de fibra), pode passar para o lado filtrado do meio filtrante. Meio Filtrante de Profundidade Para tipos de meio filtrantes de profundidade, o fluido deve tomar caminhos indiretos através do material que forma o meio filtrante. As partículas são depositadas nas aberturas em forma de labirinto por todo o meio filtrante. Por causa de sua construção, um meio filtrante tipo profundo tem muitos poros de vários tamanhos. Dependendo da distribuição dos tamanhos dos poros, este meio filtrante pode ter uma alta faixa de captura de partículas com tamanhos pequenos. A natureza do meio filtrante e o processo de entrada do contaminante no elemento do filtro explica porque alguns elementos duram muito mais do que outros. Em geral, o meio filtrante contém milhões de pequeníssimos poros formados pelas fibras do meio filtrante. Os poros têm um faixa de diferentes tamanhos e são interconectados por todas as camadas do meio filtrante para formar um caminho tortuoso para o fluxo do fluido. Os dois tipos básicos de meio filtrante de profundidade, que são usados para elementos de filtros, são celulose e fibra de vidro. Os poros no meio filtrante de celulose tende a ter uma vasta faixa de tamanhos e são muito irregulares em formas, devido ao tamanho e forma irregulares das fibras. Em contraste, o meio filtrante de fibra de vidro consiste de vários tamanhos de fibras que são muito uniformes em tamanho e forma. As fibras são geralmente mais Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  32. 32. Educação Profissional 31 finas que as fibras de celulose e têm uma seção circular uniforme. As diferenças típicas das fibras contam para a vantagem de desempenho do meio filtrante de fibra de vidro. Fibras mais finas significam mais poros reais em um dado espaço. Além do mais, fibras mais finas podem ser arranjadas mais perto uma das outras para produzir poros menores para filtragem fina. Como resultado a capacidade de retenção de contaminante, assim como a eficiência da filtragem é aumentada. Construção típica de fibra de vidro grossa (100x) Construção típica de fibra de vidro fina (100x) COMPARAÇÃO GERAL DO MEIO FILTRANTE Material do meio filtrante Eficiência de captura Capacidade de retenção Pressão diferencial Vida no sistema Custo geral Fibra de vidro Alta Alta Moderada Alta Moderada para alta Celulose (papel) Moderada Moderada Alta Moderada Baixa Tela Baixa Baixa Baixa Moderada Moderada para alta RESISTÊNCIA AO DIFERENCIAL DE PRESSÃO Meio filtrante Máximo diferencial de pressão Papel 150 psi (10,5 bar) Manta de poliester 3.000psi (210 bar) Fibra de aço inoxidável 4.500 psi (315 bar) Tipos de Filtros e Localizações  Sucção;  Pressão;  Retorno;  Off-line. Filtros de Sucção Os filtros de sucção servem para proteger a bomba da contaminação do fluido. Eles são localizados antes da conexão de entrada da bomba. Alguns podem ser de tela submersos no fluido. Outros podem ser montados externamente. Em ambos os casos eles usam elementos muito abertos, devido aos limites da cavitação das bombas. Por este motivo ele não são usados como proteção primária contra a contaminação. Alguns fabricantes de bombas não recomendam o uso de filtro de sucção. Consulte sempre o fabricante de bombas para as restrições de entrada. Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  33. 33. Educação Profissional 32 Filtros de Pressão Os filtros de pressão são localizados após a bomba. São projetados para proteger o sistema de pressão e dimensionados para uma faixa específica de fluxo na linha de pressão. Os filtros de pressão são adequados especialmente para proteger os componentes sensíveis do lado filtrado do filtro, tais como servo válvulas. Localizados logo após a bomba, eles também protegem o sistema todo da contaminação gerada pela bomba. Filtros de Retorno Quando a bomba é um componente sensível no sistema, o filtro de retorno pode ser a melhor escolha. Na maioria dos sistemas o filtro de retorno é o último componente pelo qual passa o fluido antes de entrar no reservatório. Assim, captura sedimentos do desgaste dos componentes do sistema e partículas que entram através das vedações do cilindro antes que tais contaminantes possam entrar no reservatório e serem circulados. Uma vez que este filtro é localizado imediatamente acima do reservatório, sua faixa de pressão e custo podem ser relativamente baixos. Em alguns casos, cilindros com largos diâmetros da haste podem resultar em multiplicação do fluxo. O aumento da faixa do fluxo na linha de retorno pode levar a válvula by-pass a ser aberta, permitindo que o fluxo não filtrado passe para o lado filtrado. Isto pode ser indesejável e deve- se tomar cuidado no dimensionamento do filtro. Ambos os filtros de pressão e retorno podem ser encontrados em uma versão duplex. Sua mais notável característica é a filtragem contínua, a qual é feita com duas ou mais câmara de filtro e inclui o valvulamento necessário para permitir a filtragem contínua e ininterrupta. Quando um elemento precisa de manutenção, a válvula duplex é acionada, desviando o fluxo para a câmara do filtro oposta. Assim o elemento sujo pode ser substituído, enquanto o fluxo continua a passar pela montagem do filtro. Tipicamente, a válvula duplex previne qualquer bloqueio de fluxo. A linha de retorno é projetada para 250 lpm (66 gpm). A pressão é geralmente menor que 25 psi (1,7 bar). 125 lpm (33 gpm) Cilindro tem razão 2:1 (área da câmara/ área da sucção da haste) Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  34. 34. Educação Profissional 33 Filtragem Off-Line Também referida como recirculação, ou filtragem auxiliar, este sistema é totalmente independente de um sistema hidráulico principal de uma máquina. A filtragem off-line consiste de uma bomba, filtro, motor elétrico e os sistemas de conexões. Estes componentes são instalados fora da linha como um pequeno subsistema separado das linhas de trabalho ou incluído em um de resfriamento. O fluido é bombeado fora do reservatório através do filtro e retorna para o reservatório em um ciclo contínuo. Com este efeito “polidor”, a filtragem off-line é capaz de manter um fluido em um nível constante de contaminação. Como com o filtro da linha de retorno, este tipo de sistema adequa-se melhor para manter a pureza, mas não fornece proteção específica aos componentes. Uma circulação contínua da filtragem off-line tem a vantagem adicional de ser relativamente fácil de se adequar em um sistema existente que tenha filtragem inadequada. Mais ainda, a manutenção do filtro pode ser feita sem desligar o sistema principal. Muitos sistemas se beneficiariam grandemente de uma combinação de filtros de sucção, pressão, retorno e off-line. A tabela da direita pode ajudar na escolha da localização. 4 - ACESSÓRIOS 4.1 - PRESSOSTATO Transforma pressão do sistema em sinal elétrico. A pressão aciona um pistão ou bulbo e qual abre ou fecha um contato elétrico. PRESSOSTATO COM ÊMBOLO PRESSOSTATO COM TUBO DE BOURDON Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  35. 35. Educação Profissional 34 4.2 - VÁLVULA ISOLADORA DE MANÔMETRO São válvulas de 3/2 vias- NF, com a função de proteger o manômetro evitando que ele fique pressurizado durante o funcionamento do sistema, aumentando sua vida útil. Quando se quiser ler a pressão do sistema basta acionar a válvula, a qual se abrirá, e o fluído é direcionado para o manômetro. Ao liberar a válvula o fluído do manômetro é direcionado para tanque evitando manter o tubo de bourdon pressurizado.O tipo abaixo é um a válvula seletora de manômetro, a qual possibilita a leitura de várias pressões do sistema em um mesmo manômetro. 4.3 - MANÔMETRO São instrumentos utilizados para indicar o ajuste de intensidade de pressão. Existem dois tipos básicos de manômetros: Tubo de Bourdon; Schraeder. Citaremos apenas o mais utilizado, que ó e manômetro tipo tubo do Bourdon. É o tipo de elemento elástico mais utilizados em manômetros. Consta de um tubo metálico de seção transversal elíptica, tendo uma de suas extremidades fechada e ligada a uma alavanca que aciona o mecanismo de indicação. A alavanca fixa ao tubo de Bourdon aciona uma outra alavanca dentada e essa, por sua vez se move em torno de um ponto fixo, transmitindo seu movimento ao ponteiro. A pressão ao entrar no tubo recurvado, tende a esticá-lo e com isso o sistema de engrenagens movimenta o ponteiro, registrando a pressão sobre a escala. Como é fácil perceber, o movimento do tubo é bastante pequeno, razão pela qual as engrenagens devem estar bem ajustadas sem jogo, nem atrito. Os metais e as ligas dos tubos de Bourdon, bem como o tratamento térmico a eles dado e as soldas efetuadas são de grande importância. O tubo deve resistir à máxima pressão, mesmo por largo período e também à fadiga de sucessivas solicitações ou vibrações exteriores. Os materiais mais comuns em tubos são: Bronze fosforoso, aço liga, aço inoxidável, etc. Por outro lado, o tubo pode ser repuxado ou bloqueado e as soldas podem ser de vários tipos. De modo geral, os manômetros Bourdon apresentam-se com precisão de 1 % da graduação máxima para qualquer ponto acima dos 5% iniciais da escala. Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  36. 36. Educação Profissional 35 OBS.: Devido a elasticidade do material ser limitada, deve-se utilizar o manômetro dentro da faixa para o qual foi constituído, afim de não deformar definitivamente o tubo de Bourdon. Por outro lado, o uso de pressões muito abaixo de sua limitação provocará imprecisão na indicação. 4.4 - TROCADORES DE CALOR Definição: A operação de troca térmica é efetuada em equipamentos denominados genericamente de trocadores de calor. Esta operação é bastante geral e vamos nos restringir à troca térmica entre dois fluidos, excluindo, portanto, troca térmica com fogo direto. Assim sendo podemos resumir dizendo: Trocador de calor é o dipositivo que efetua a transferência de calor de um fluido para outro.A transferência de calor pode se efetuar de quatro maneiras principais:  pela mistura dos fluidos;  pelo contato entre os fluidos;  com armazenagem intermediária; e  através de um parede que separa os fluidos quente e frio. Troca térmica através de uma parede que separa os fluidos Neste tipo de trocador um fluido é separado do outro por uma parede, através da qual passa o calor. Este tipo compreende basicamente os recuperadores, além dos trocadores de calor com leito fluidizado. Neste último uma das superfícies da parede está em contato com um leito de partículas sólidas fluidizadas, como a areia, por exemplo. Coeficiente de película bastante elevados são obtidos do lado do leito fluidizado. MANÔMETRO TIPO TUBO DE BOURDON Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  37. 37. Educação Profissional 36 Chaves de nível tipo bóia magnética Funcionamento através de Boias que se movimentam de acordo com o nível da água, atuando Reed-Switches instalados no interior da haste. * Fácil Instalação e baixo custo * Pode ser instalada no topo ou na lateral * Pode ser usada em temperaturas de até 135ºC * Suporta pressão de 500 PSI (máx.) Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  38. 38. Educação Profissional 37 Visor de nível óptico Sensor de temperatura São transdutores que alteram uma ou mais de suas características físicas ao se equalizar com o meio a ser determinada a temperatura. A maioria dos sensores utiliza-se da transmissão de calor por contato, assimilar a energia do meio. Entre os instrumentos baseados nesse princípio, incluem-se os que utilizam: Alterações físicas como volume, pressão, dilatação, etc; Alterações elétricas como resistência ôhmica, geração de f.e.m; etc. Alguns instrumentos (pirômetros óticos e de radiação) utilizam a radiação emitida por um corpo. Neste caso, o elemento de medição assumirá uma temperatura diferente daquela do corpo cuja temperatura se deseja determinar, todavia uma proporcionalidade é mantida. Dos inúmeros tipos de sensores de temperatura existentes, como termômetros de vidro, termômetros bimetálicos, termômetrros a gás, termistores, termômetrtos de quartzo, termopares, termoresistência, termômetro de germânio e outro; os mais utilizados industrialmente e em laboratórios são os termopares e as termoresistências. Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  39. 39. Educação Profissional 38 5 - SIMBOLOGIA Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  40. 40. Educação Profissional 39 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  41. 41. Educação Profissional 40 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  42. 42. Educação Profissional 41 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  43. 43. Educação Profissional 42 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  44. 44. Educação Profissional 43 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
  45. 45. Educação Profissional 44 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)

×