Para manter a qualidade do ar comprimido, o tratamento de ar dispõe de vários filtros e secadores. Os filtros existem para remover as partículas e a humidade do ar comprimido, o secador proporciona uma secagem mais profunda do ar comprimido.
Unidade de filtro e regulador
A primeira fase da filtração é conseguida na unidade de filtro e regulador. Para além de regular a pressão do ar comprimido, esta unidade está equipada com um copo de condensados e um filtro integrados no interior corpo do equipamento.
Como parte do controlo da pressão, o ar comprimido passa por um defletor que cria um vórtice. Como a densidade da humidade é superior à do ar comprimido, a humidade projeta-se contra a parede do copo devido à força centrífuga do vórtice. Esta humidade flui então para a base do copo e pode ser drenada manual ou automaticamente.
Quando o ar comprimido abandona o regulador, passa por um filtro. Dependendo do grau de finura do filtro, as partículas sólidas acima de um determinado tamanho ficam retidas. A Festo dispõe de dois níveis de filtração standard: 40 e 5 µm. Com um filtro de 40 µm, é possível obter um ar comprimido que cumpre a classe de qualidade mínima de 7:4:4, recomendada pela Festo, de acordo com a norma ISO 8573-1:2010.
Filtro fino
Sempre que a qualidade do ar comprimido precisa de estar acima do estabelecido por esta norma, é necessário utilizar um filtro com uma finura superior. Neste caso, a filtração deve ser efetuada em várias etapas. Por exemplo, se uma aplicação exigir que apenas partículas inferiores a 1 µm permaneçam no ar comprimido, faz sentido capturar primeiro as partículas maiores nas etapas de 40 e 5 µm. Se tal não for feito, todas as partículas superiores a 1 µm ficarão retidas neste filtro muito fino, o que conduzirá rapidamente à saturação e à consequente queda da pressão. A saturação do filtro pode ser monitorizada aplicando um indicador de pressão diferencial ao filtro. Quando a pressão diferencial se torna demasiado elevada, o indicador muda de verde para vermelho.
Fluxo alto
Os filtros aumentam inevitavelmente e, consequentemente, reduzem o fluxo do ar comprimido. Para minimizar este impacto, é possível escolher filtros ‘High Flow’ (fluxo alto). Estes elementos possuem uma superfície filtrante maior, reduzindo a influência no fluxo. Naturalmente, esta opção requer mais espaço de instalação.
Filtros de carvão ativado
Para a filtração específica de óleo e aerossóis ao mais alto nível de qualidade, é possível utilizar um filtro de carvão ativado. O óleo fixa-se ao carvão ao nível molecular através de adsorção. Assim, é possível reduzir o teor de óleo até 0,003 mg/m3.
Secador de membrana
Por fim, no domínio da qualidade do ar comprimido, importa referir os secadores de membrana. Os secadores de membrana são utilizados quando os filtros acima mencionados não conseguem reduzir significativamente o teor de humidade e, consequentemente, o ponto de orvalho sob pressão. O filtro reduz o ponto de orvalho sob pressão para 3 °C. Isto significa que o ar comprimido acima desta temperatura não condensa e, portanto, não provoca o surgimento de humidade na tubagem.
Frequentemente, aplicações críticas exigem um ponto de orvalho inferior, que pode ser alcançado com um secador de membrana. Estes secadores criam uma pequena diferença de pressão entre duas câmaras separadas por uma membrana que absorve a humidade. Devido a essa diferença de pressão, o ar comprimido é forçado a atravessar esta membrana, deixando a humidade retida. Desta forma, o ponto de orvalho sob pressão do ar comprimido pode diminuir pelo menos 15 °C. Se ainda não for suficiente, há ainda a opção de utilizar um secador por adsorção duplo.
Para controlar centralmente a pneumática, a alimentação de ar dispõe de vários sensores que monitorizam diferentes parâmetros.
Sensores de pressão
Sensores de pressão monitorizam a pressão do ar comprimido sem precisar de fluxo de ar, tornando-os compatíveis com praticamente todas as instalações de alimentação de ar. Os tipos disponíveis variam desde sensores simples com função Teach-In e indicadores LED até variantes avançadas com ecrã LCD multicores e funcionalidades de programação.
Sensores de caudal
Sensores de caudal medem o caudal volumétrico do ar comprimido e devem ser instalados na direção do escoamento, em condições de fluxo laminar. Uma instalação correta inclui a colocação de um componente a montante que não provoque perturbações e a utilização de um bloco coletor (manifold) para assegurar a precisão da medição.
Por fim, um sistema de tratamento de ar contém várias válvulas para controlar centralmente a aplicação correspondente.
Válvulas reguladoras de pressão
Uma das válvulas mais importante é a válvula reguladora de pressão Com esta válvula, a função de trabalho é regulada simplesmente rodando um botão. Com a ajuda de um manómetro ou de um sensor de pressão, a pressão é monitorizada e ajustada, se necessário. A operação é apresentada na imagem: Ao ajustar o botão, a força aplicada sobre a membrana [2] é ajustada através da mola principal [1]. O pistão de regulação [4] desloca-se para baixo em conjunto com a membrana, libertando a sede de vedação inferior [6]. Se a pressão na porta de trabalho [5] ultrapassar a pressão de trabalho definida, o ar pode escapar por outra sede de vedação na membrana (ventilação secundária).
Válvula de segurança
Para garantir a segurança das pessoas, das máquinas e do ambiente, a alimentação de ar também inclui uma válvula de segurança. Esta válvula combina várias funções:
Válvula on/off
Para além de regular a pressão de trabalho, a opção de uma válvula on/off central é uma das funcionalidades mais valorizadas numa alimentação de ar. Com uma válvula on/off, é possível cortar a pressão principal, sendo simultaneamente efetuada a descarga do lado de trabalho [3] para deixar o sistema sem pressão. A comutação é efetuada manualmente com o botão giratório [1]. O botão [2] também dispõe de um sistema LOTO (Lock Out Tag Out) para garantir a manutenção segura da máquina. Além da versão manual, as válvulas de comutação também se encontram disponíveis na versão elétrica que pode ser comandada, por exemplo, a partir de um PLC.