Pnömatik Sistemler Nasıl Çalışır?
Pnömatik sistemler gazın sıkıştırılarak kullanılması esasına dayanır. Gazı sıkıştırmak için kompresör kullanılır. Kullanılacak mekanizmaya göre değişmekle birlikte sıkıştırılan gaz direk olarak veya daha sonra kullanılmak üzere bir depoya aktarılabilir. Gaz sıkıştırıldığı anda artık potansiyel enerjiye sahiptir ve kullanılmak için hazırdır. Gazın kullanımı esnasında potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür ve hareket sağlar.
Sıkıştırılan havanın kullanılabilmesi için hidrolik sistemlere benzer mekanik sistemler kullanılır. Tek etkili veya çift etkili piston bu sistemlere örnektir. Sisteme gönderilen hava yön kontrol valfleri kullanılarak piston silindir mekanizmasına iletilir ve hareket sağlanır. Dönme hareketi de havanın basıncını kullanılarak sağlanabilmektedir. Hareket ve gücün nasıl iletileceği, sistemden beklenen ihtiyaca göre tasarlanır.
Pnömatik sistemleri basit bir örnekle anlatmak istersek balon örneğini verebiliriz. Bir balonu şişirdiğimizi düşünelim. Bu esnada balonun içerisinde havanın sıkıştırılmasını sağlayan sistem nefes alıp-verme mekanizmasıdır. Akciğerlerin bir nevi kompresör görevi gördüğünü söyleyebiliriz. Balonda sıkışan hava potansiyel enerjiye sahiptir. Eğer balonu bırakırsak odanın içerisinde gelişigüzel hareket meydana getirecektir. Bu da potansiyel enerjinin kinetik enerjiye dönüştüğü kısımdır.
Pnömatik Sistemler Nerede Kullanılır?
Pnömatik sistemler çeşitli şekillerde dizayn edilerek çeşitli çözümler için kullanılmaktadır. Pnömatik sistemlerin dişçilerin kullandığı küçük cihazlardan endüstride kullanılan büyük çaplı otomasyonlara kadar geniş bir kullanım ağı vardır. Temiz olması ve yeterli verimliliği sağlamasından dolayı üretim tesislerinin otomatik sistemlerinde de çokça kullanılır. Pnömatik sistemlerin kullanım alanlarından bazıları şunlardır.
Pnömatik sistemlerin kullanım alanları;
-Araçların fren sistemlerinde
-Pnömatik sistemle çalışan motorlarda
-Isı kontrol sistemlerinde
-Kompresörlerde
-Tekerlek pompalarında
-Her türlü otomasyon sistemlerinde
-Oyuncakların çeşitli mekanizmalarında
-Üretim yapılan iş yerleri ve atölyelerde
-Basınç ölçüm cihazlarında
-Dişçilerin kullandığı çeşitli cihaz ve aletlerde
-Yıkım ve parçalama işleri için kullanılan hiltilerde
-Kalıp atölyelerinde kullanılan parlatma ekipmanlarında
Pnömatik Sistem Elemanları Nelerdir?
Kompresör: Sistemin için gerekli olan basınçlı havanın temin edilmesini sağlar. Vidalı, pistonlu, paletli kompresör gibi çeşitleri vardır. Sistem için yeterli gücü sağlayacak bir kompresörün seçilmesi gerekir.
Kurutucu: Basınçlı hava eldesi için atmosferden çekilen havadaki nemi almak için kullanılır. Çünkü basınçlı hava içerisindeki buhar ve su sistemde paslanmaya ve aksaklıklara neden olabilmektedir.
Depolama tankı: Kompresör tarafından üretilen basınçlı havanın depolanmasını sağlar. Depolama tankı da sistemin ihtiyacına göre seçilir.
Şartlandırıcı: Basınçlı havanın kullanılmadan önce filtre, regülatör ve yağlayıcıdan geçirildiği yerdir. Filtre, hava içerisindeki kirliliği engellerken, regülatör oluşacak basınç dalgalanmalarını engelleyip belirli bir değerde basınçlı hava sağlar.
Valfler: Basınçlı havanın iletilmesinde için kullanılan tesisatta havaya yön veren ve düzenleyen elemanlardır. Çeşitli görevler için çok sayıda valf kullanılabilmektedir.
Silindirler: Pnömatik sistem ile elde edilen havanın mekanik enerjiye dönüştürülmesini sağlayan elemanlardır. Tek etkili, çift etkili, tandem silindir gibi çeşitleri vardır.
Pnömatik Sistemlerin Avantajları
1. Pnömatik sistemlerde bedava ve bulunması en kolay madde olan hava kullanılır.
2. Pnömatik sistemler temizdir ve çoğu endüstriyel uygulamada kullanılabilir.
3. Dizayn edilmesi kolaydır ve otomasyona uygundur.
4. Yatırım maliyeti düşüktür. Ekipmanlar plastik, metal vb. çeşitli kullanılabilir.
5. Güvenlidir. Hava kullanıldığı için herhangi bir yanıcı madde içermez.
6. Bakım maliyetleri düşüktür.
Pnömatik Sistemlerin Dezavantajları
1. Büyük basınçlar ile çalışıldığı için hız ayarlaması yapmak biraz zordur. Kontrol mekanizmaları için ek ekipmanlar kullanılabilmektedir.
2. Pnömatik sistemlerde buhar taneciklerinin birikmesinden dolayı sistem zarar görebilmektedir.
3. Üretimde kullanılan basınçlı hava sistemlerinde kontrolsüz kullanımlarda istenmeyen durumlar meydana gelebilmektedir.
4. Sıcaklık değişimi ve tireşime karşı hassastır. Çabuk etkilenebilir.
5. Bazı kullanılan sistemler çok gürültülü olarak çalışabilmektedir.
6. Farklı kimyasalların kullanımı hava kullanımından dolayı elde edilen avantajları yok edebilmektedir.
Pnömatik Sistemlerin Hidrolik Sistemler ile Karşılaştırılması
Pnömatik sistemlerde basınçlı havanın kullanılmasıyla iş yapılır. Hidrolik sistemlerde ise hidrolik akışkanın basıncı iletmesiyle hareket ve kuvvet elde edilir. Hidrolik ve pnömatik sistemlerde yer yer benzer ekipmanlar kullanılabilir. Ayrıca her ikisinde de yapılan iş farklı bir mekanizmanın çalışmasıyla elde edilmektedir. Karşılaştırmamızı yük kapasitesi, hız, güvenlik gibi faktörlere göre yapacağız.
Pnömatik sistemler basınçlı hava ile çalıştığı için çok yüksek hızlara çıkabilmektedir. Fakat bu durum hareketin kontrolü açısından dezavantaja neden olmaktadır. Hidrolik sistemlerde ise yüksek hızlara çıkılmaz. Fakat işin yapılabilmesi için yeterli hızdadır.
Yük taşıma kapasitesi olarak ise hidrolik sistemler daha iyidir. Kaliteli hidrolik yağların kullanılması ve kaliteli malzemelerin seçilmesi çok büyük güçler elde edilmesini sağlar. Pnömatik sistemlerde ise yük kapasitesi oldukça düşüktür. Fakat değinildiği gibi yüksek hızlar sağlanabilmektedir.
Temizlik olarak pnömatik sistemler daha iyidir. Çünkü temiz ve sistemden geçirilmiş hava kullanılır. Hidrolik sıvılar ise daha kirletici olabilmektedir. Çünkü hidrolik sistemlerde hidrolik yağlar kullanılmaktadır.
Güvenlik olarak ise pnömatik sistemler daha tehlikelidir. Çünkü aynı gücü sağlayan hidrolik ve pnömatik sistemlerde basınçlı hava kontrol edilemediğinde ve sıkışma yaptığında istenmeyen olaylara neden olabilmektedir. Hidrolik işlemler ise daha kontrollü gerçekleşir.
Ekonomik olarak bakıldığında farklı kullanımlar için farklı sonuçlar çıkabilmektedir. İlk kurulum maliyeti olarak hidrolik sistemler daha maliyetlidir. Pnömatik sistemlerde ise gereksiz kullanımlarda basınçlı havanın maliyetli olmasından dolayı israfa neden olabilmektedir.
Pnömatik sistemler basınçlı hava ile çalıştığı için çok yüksek hızlara çıkabilmektedir. Fakat bu durum hareketin kontrolü açısından dezavantaja neden olmaktadır. Hidrolik sistemlerde ise yüksek hızlara çıkılmaz. Fakat işin yapılabilmesi için yeterli hızdadır.
Yük taşıma kapasitesi olarak ise hidrolik sistemler daha iyidir. Kaliteli hidrolik yağların kullanılması ve kaliteli malzemelerin seçilmesi çok büyük güçler elde edilmesini sağlar. Pnömatik sistemlerde ise yük kapasitesi oldukça düşüktür. Fakat değinildiği gibi yüksek hızlar sağlanabilmektedir.
Temizlik olarak pnömatik sistemler daha iyidir. Çünkü temiz ve sistemden geçirilmiş hava kullanılır. Hidrolik sıvılar ise daha kirletici olabilmektedir. Çünkü hidrolik sistemlerde hidrolik yağlar kullanılmaktadır.
Güvenlik olarak ise pnömatik sistemler daha tehlikelidir. Çünkü aynı gücü sağlayan hidrolik ve pnömatik sistemlerde basınçlı hava kontrol edilemediğinde ve sıkışma yaptığında istenmeyen olaylara neden olabilmektedir. Hidrolik işlemler ise daha kontrollü gerçekleşir.
Ekonomik olarak bakıldığında farklı kullanımlar için farklı sonuçlar çıkabilmektedir. İlk kurulum maliyeti olarak hidrolik sistemler daha maliyetlidir. Pnömatik sistemlerde ise gereksiz kullanımlarda basınçlı havanın maliyetli olmasından dolayı israfa neden olabilmektedir.