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CONSTRUINDO um COMPRESSOR de AR DIMENSIONADO

 

                        Pode parecer uma tarefa difícil, mas na verdade tendo-se um pouco de habilidade e algum conhecimento em pneumática pode-se perfeitamente construir um excelente compressor para seu aerógrafo, uma vez que devido a baixa pressão de trabalho exigida, este projeto atende perfeitamente às necessidades.

                        Admito ter sido extremamente exigente e rigoroso nesta construção, e ter aprofundado em conhecimento teórico e até mesmo na aplicação das Leis da física e grandezas, e o que descobri, apliquei  e agora compartilho com os interessados neste projeto foi o seguinte:

                        Cada equipamento que consome ar comprimido possui suas exigências específicas quanto à qualidade do ar. Essas exigências devem ser atendidas para que o equipamento possa ter um desempenho adequado. Por exemplo: ar para pintura deve ser seco, isento e óleo e limpo.

                        Para assegurar a operação confiável do compressor, o ar aspirado deve ser limpo e não conter poeira, fuligem ou partículas sólidas, pois caso contrário, esses poluentes ficarão em suspensão no óleo lubrificante do compressor ocasionando desgaste excessivo das partes móveis, e conseqüente aumentando os custos de manutenção.

                        O ar aspirado pelo compressor contém um determinado teor de umidade. Com a compressão, o ar tende a aquecer-se e posteriormente, a medida em que o ar comprimido se resfriar no reservatório, a umidade de condensará podendo provocar corrosão, além de ser extremamente indesejável em certas aplicações como a pintura.

                        Os vazamentos merecem uma atenção especial, pois desperdiçam grande quantidade de energia. Na prática é impossível eliminar totalmente os vazamentos de um sistema, no entanto ele não deve exceder a 5% da capacidade instalada.
                       
                        A temperatura de sucção do ar que será aspirado pelo compressor é um aspecto muito importante, pois quanto mais quente o ar, menor o rendimento da instalação.
Para cada 4ºC de acréscimo na temperatura do ar aspirado, o compressor consumirá 1% a mais de potencia para entregar o ar nas mesmas condições. Este aumento de temperatura diminui a massa específica do ar (massa de ar contida numa unidade de volume) em cerca de 1%, resultando também 1% a mais no volume. Para satisfazer essa condição é necessário captar o ar em local arejado, isto é, o compressor deverá ficar em local livre, arejado e nunca coberto ou muito encostado em caixas ou objetos que possam dificultar a ventilação. A temperatura ambiente máxima recomendada é de 42ºC.

                        A tubulação de aspiração do ar deve ser projetada de maneira a ter o mínimo comprimento e o menor número de voltas possível a fim de minimizar a perda de carga. Para cada 25 mbar de perda de carga na aspiração, o rendimento do compressor irá cair 2%.

                        O comprimento da mangueira de saída de ar para o aerógrafo, deverá ser levado em conta, a diminuição de rendimento de vazão pela distancia, em detrimento da capacidade volumétrica do reservatório.

 

                        No nosso projeto, o coração do compressor será um motor (compressor) utilizado em geladeira, que fará a função de coletar o ar externo, comprimi-lo e enviar ao cilindro do reservatório, pois este fornecerá ar contínuo para os trabalhos, uma vez que o aerógrafo não trabalha com ar direto como algumas pistolas de pintura, pois neste caso não precisaria de reservatório anexo.

                        Basicamente estes motores de geladeira trabalham selados, ou herméticos, e também existe óleo específico para a lubrificação das partes móveis internas e devido a compressão do ar poder chegar a 100 ou até 140 PSI (10 bar), e sob pressão, este mesmo óleo tende a liberar partículas que flutuarão e seguirão juntamente com o ar para o cilindro reservatório, o que é extremamente prejudicial à arte final do trabalho, uma vez que contaminará o ar armazenado, e existe uma técnica para ´´dificultar´´ esta passagem de óleo ao cilindro reserva, que é ´´nunca´´ fazer a conexão entre o motor de geladeira e o cilindro de forma direta, isto é, ter-se-á que faze-la com tubulação de cobre para proceder 2 ou 3 voltas nesta mesma tubulação afim de prejudicar a subida do óleo ao cilindro, e quando falo em subida é porque também o compressor terá que ficar horizontalmente abaixo da linha de alimentação do reservatório.

                        Uma vez dificultado a subida das partículas suspensas de óleo do ar, tem-se também a umidade característica, fenômeno este presente em todos os sistemas de ar comprimido, pois a água contida naturalmente no ar também passará ao reservatório, e por isso é que neste terá que haver um dreno colocado na parte inferior, para se proceder periodicamente sua drenagem, e também na saída do ar para o aerógrafo, deverá existir um filtro regulador de preferência com carvão ativado, onde a água e algumas partículas suspensas do óleo ficarão retidas neste, e no modelo apresentado aqui utilizei o filtro duplo da arprex, pois contem dreno automático, o que facilita sua manutenção.

                        Em pneumática de armazenamento, nos compressores convencionais à pistão, quando o reservatório está cheio, a mesma pressão interna haverá na tubulação e inclusive no cabeçote do pistão, causando aí um efeito e esforço quando da partida devido a seu esvaziamento, devendo aí existir uma válvula chamada de ´´Válvula de Retenção´´ ou ´´descarga rápida´´, onde esta mesma também será conectada ao pressostato, componente este responsável pela regulagem de nível de pressão para ligar e desligar o motor, e quando a pressão calibrada atinge o ponto de desligar, a função complementar do pressostato é aliviar a pressão contida na tubulação e cabeçote do sistema, nome este que o próprio pressostato adota para a válvula lateral que possui, ou seja ´´Válvula de Alívio´´. Esta tem a função de auxiliar o motor do compressor na partida, através da despressurização automática do sistema, eliminando o chamado ´´calço´´, formado quando o compressor é desligado. A ocorrência de ´´calço´´ impede a partida do compressor, podendo o mesmo ser danificado. Seu correto funcionamento é indicado pelo som característico de descarga de ar, emitido quando o compressor desliga.

                        Mas no nosso caso com motor de geladeira, o mesmo já possui uma válvula interna de retenção, mas seria convencional também adota-la, pois assim contribuiria para o perfeito funcionamento do ciclo de carregamento, alívio e partida do motor.

                        Ao componente citado acima ´´pressostato´´, também deverá se optar pelo composto com a respectiva válvula de alívio, e adquirir os que trabalhem na faixa de 80 a 120 PSI, pois poder-se-á calibra-lo para as pressões desejadas.
                       
                        O reservatório para o ar comprimido, foi conseguido em ferro velho, mas deverá ter-se o cuidado de inspeciona-lo quanto as condições de ferrugem e capacidade de pressão suportadas, pois neste modelo utilizei o reservatório de ar para freio do caminhão Mercedes Benz, que é para 140 PSI e 5 Litros de volume, pois um reservatório em más condições não suportaria pressões acima de 80 PSI, podendo causar algum acidente.

                        A este componente, também é de suma importância o tamanho que influenciará na capacidade de armazenamento, pois pela norma NR13MTB, o volume interno do cilindro dever ser dimensionado para permitir ciclo intermitente de funcionamento do compressor no máximo de 6 minutos ligado x 6 minutos ou mais desligado. Por isso que neste projeto aqui apresentado foi utilizado um cilindro de 5 litros de capacidade de armazenamento, pois seria cômodo utilizar um de 30 litros, mas exigiria demais do compressor para carrega-lo, pois teria que ficar muito tempo ligado para atingir a carga máxima.

                        Outro detalhe muito importante é observar o comprimento da mangueira de saída de ar para o aerógrafo, pois o ideal que consegui equalizar neste projeto foi 3 metros. Se o filtro regulador estiver calibrado para 30 PSI, se colocarmos 4 metros de mangueira, esta mesma pressão cairá para 28 PSI na ponta do aerografo, o que representa uma significativa perda.

                        Resumindo, apliquei aqui rigorosamente toda a técnica de dimensionamento, armazenamento, equalização de carga, capacidade do compressor, capacidade máxima do cilindro; enfim tudo dentro do princípio lógico e teórico de um sistema de ar comprimido; evidentemente que na construção de um compressor deste tipo sem ser observadas tais metodologias e teorias, ter-se-ia um equipamento com funcionamento quase normal, mas para ficar isento de problemas e manutenções é que preferi seguir à risca o projeto. Pesquisando e visualizando as diversas marcas de compressores construídos com este tipo de motor (de geladeira), percebe-se que nenhum deles atenta para detalhes mais técnicos, isto não quer dizer que não funcione, mas em termos de durabilidade fica totalmente prejudicado. Pude perceber, sem citar marcas, que nomes famosos utilizam cilindros ou grandes demais ou pequenos demais; também no quesito injeção de ar ao cilindro, nenhum deles atentou para o detalhe do passamento de partículas de óleo para o reservatório, sem a observação de dificultar este processo. Esta última observação pode ser comprovada claramente tendo um compressor de geladeira em mãos e ao liga-lo, tampe com um dos dedos o orifício responsável pela injeção de ar no cilindro, e após alguns segundos solte o dedo e verá a expulsão evidente, perceptível e sensível de óleo contido no ar, pois este óleo se não for dificultado seu trajeto passará certamente para o interior do cilindro, e no nosso caso não queremos um compressor com vapor de óleo, mas sim de ar limpo.

                        Os componentes utilizados neste projeto foram:

1 – Compressor de geladeira com motor de ¼ de HP, que suporta partida em até 80 PSI;
2 – Pressostato com Válvula de Alívio para 80-120 PSI;
3 – Manômetro para no máximo 130 PSI;
4 – Conexões em Latão;
5 – Reservatório de Ar
6 – Mangueiras de borracha para alta pressão;
7 – Tubulação de Cobre em 3/8´´;
8 – Válvula de Segurança;
9 – Filtro de Ar duplo com filtro de carvão ativado e dreno automático;
10 – Ferragens;
11 – 5 Mts de Cabo PP 2 x 1,5;
12 – Mangueira em borracha (medida a gosto);
13 – Lixa, tinta para acabamento;
14 – 4 pézinhos de borracha (batedor do porta malas de opala);

                                                                                               

Paulo Roberto Grisolia

 

Veja as fotos do compressor
 
 


Etiquetas de Informação


Filtro de ar Duplo


Injeção de ar


Manômetro


 


Vista Lateral Esquerda


Vista Frontal Direita


 


Parte Trazeira


Painel Elétrico


 

Painel Elétrico e Filtro de Ar

Vista Lateral Direita


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