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Sistemas de Vácuo (Parte I)
Vácuo
Definição :
Dá-se nome de vácuo à "pressão negativa" ou depressão ( toda pressão abaixo da pressão atmosférica ).
Utilização do vácuo:
Nas indústrias o vácuo geralmente é utilizado na manipulação, movimentação, operações com maior higiene, com peças muito pequenas ou frágeis, etc.
Equipamentos associados à utilização do vácuo :
1 - Ventosas : Manipulação das peças. 2 - Gerador de Vácuo : Responsável pela geração do vácuo a ser utilizado. 3 - Filtro para vácuo : Para evitar que as impurezas ou partículas suspensas no ar sejam sugadas para dentro dos equipamentos. 4 - Sensores de vácuo
1 ) Ventosas
Existem vários tipos de ventosas. Na escolha da ventosa adequada deve se levar em conta dois fatores principais : o peso e o tipo de peça que será manipulada. O peso será utilizado para o dimensionamento do diâmetro correto e o tipo da peça para escolher o modelo adequado da ventosa.
Escolha do tipo de Ventosa x Utilização
Ventosa Padrão Plana (Flat) : Utilizada para superfícies de trabalho planas ou levemente curvadas, que não corram risco de deformação.
Ventosa Plana com estrias (Flat with rib) : Utilizada para superfícies de trabalho que corram risco de deformação.
Ventosa Profundas (Deep) : Utilizada para superfícies de trabalho curvadas.
Ventosa de Fole ou Sanfonada (Bellows) : Utilizada para superfícies de trabalho inclinadas, peças que possam ser danificadas se comprimidas, etc.
Geração de Vácuo
Entre as formas de geração de vácuo, as mais comuns são a utilização do gerador e da bomba de vácuo. Se analisarmos o diagrama abaixo, veremos que o vácuo máximo a ser atingido é de - 1atm ( - 760mmHg ou –0,1MPa , sempre relacionado à pressão atmosférica). Portanto, este é o ponto máximo que pode ser atingido por qualquer um dos equipamentos de geração de vácuo.
Se compararmos os geradores de vácuo com as bombas de vácuo, perceberemos que os primeiros têm, entre outras vantagens: um investimento inicial baixo, baixo tempo de resposta, são leves e mais compactos (facilitando sua montagem), e permitem que sua montagem se dê muito próxima às ventosas (diminuindo o volume de sucção).Como desvantagens temos o nível de ruído(que pode ser atenuado pelos modelos com silenciador incorporado), e dependendo da utilização, seu custo de operação. Já as bombas têm um ruído de operação mais baixo, porém o seu custo de manutenção e o investimento inicial para aquisição são bem mais altos. Vamos abordar somente os geradores de vácuo.
Geradores de Vácuo
Os geradores de vácuo utilizam-se de uma pressão positiva para a geração de vácuo e funcionam segundo o Princípio de Venturi, onde temos uma redução da área de passagem do ar na entrada, o que provoca um aumento na velocidade do ar e consequentemente uma depressão no ponto de velocidade maior. É neste ponto que se instala a entrada de vácuo.
Redução de área de
passagem
Em alguns dos geradores de vácuo podem ser acoplados sensores de vácuo, silenciadores e filtros, de forma que é possível gerar o vácuo, confirmar a presença da peça e evitar que as impurezas contidas no ar passem para o sistema de vácuo prejudicando seu funcionamento. Este conjunto completo que configura todo um sistema de vácuo, é também chamado de módulo de geração (ou ejetor) de vácuo. Porém, seja elétrico, totalmente pneumático ou multi-estágios o princípio de funcionamento da geração de vácuo é o mesmo para todos os modelos. O que os difere é a vazão de sucção de cada modelo.
Tipos de Geradores de Vácuo
Gerador de vácuo totalmente pneumático
Módulo de geração de vácuo ou ejetor de vácuo eletropneumático
Gerador de vácuo multi-estágios (pneumático ou eletropneumático)
Exemplo para cálculo :
Sistema
Gerador : ZH10BS - Pressão de vácuo máxima do gerador: 660mmHg Média máxima de vazão de sucção do gerador: 24 l/min Comprimento do tubo: 1 m - diâmetro int. do tubo 4mm (TU0806) Diâmetro da ventosa: 10mm
Cálculos:
Vazão média:
Q1 = (1/2 ~ 1/3) Qmáx Q1 = (1/2x24) ~ (1/3x 24) = 12 ~ 8 Nl/min
Vazão máxima:
Q2 = S x 11,1 Q2 = 18 x 11,1 = 199,80 Nl/min
Tempo de resposta :
É necessário primeiro se calcular o volume de ar entre a ventosa e o gerador
V = [( π x D²) / 4] x L (cm³) , onde : D = diâmetro interno do tubo (cm) L = comprimento da tubulação (cm)
V = [( π x 0,6²) / 4] x 100 V = 28 cm³ = 0,028 l
T1 = (V x 60) / Q T1 = (0,028 x 60) / 8 = 0,21 (s)
T2 = 3 x T1 T2 = 3 x 0,21 = 0,63 (s)
