Paineilma

Paineilmapiiri

Paineilma on ylipaineiseksi paineistettua eli kompressoitua ilmaa, jota käytetään muun muassa työkalujen ja koneiden käyttövoimana sekä hengityslaitteissa. Paineistetun kaasun käyttötekniikkaa kutsutaan pneumatiikaksi.

Paineilman tuotanto ja jakelu

Tehtaissa on usein kiinteä paineilmaverkko, johon tuotetaan keskitetysti ilmaa kompressoreilla. Myös sairaaloissa on paineilmaverkkoja, ja näissä kohteissa ilman puhtausvaatimukset (kosteus, öljyisyys tai hiukkaset) ovat huomattavasti korkeammat.

Paineilmaa voidaan tuottaa myös paikallisesti pienillä yksi- tai kolmivaihevirtakompressoreilla yhden tai muutaman koneen tarpeeseen.

Paineilman tuottamisessa on tyypillisesti kolme vaihetta ennen jakelua:

1. ilman paineistus kompressorilla,
2. ilman mahdollinen puhdistus, ja
3. ilman varastointi säiliöön painevaihteluiden tasaamiseksi

Kompressori-tyyppejä ovat esimerkiksi mäntä- tai ruuvikompressori. Kompressorimallin mukaan sen tuottama paineilma voi olla öljyistä tai ei. Jälkimmäisiä kompressoreita kutsutaan toisinaan kuiviksi. Suurissa teollisuuskompressoreissa on selvästi erillään oleva ilman kompressointi ja varastointi (kohdat 1 ja 3 edellä), kun taas siirreltävissä yksiköissä on säiliö ja kompressori yhtenä kokonaisuutena. Näissä tyypillisimmät säiliökoot ovat 25, 50 ja 100 litraa. Suuri osa Euroopassa myytävistä pienkompressoreista valmistetaan nykyisin Italiassa.

Usein juuri ennen käyttökohdetta voi olla toinen puhdistusvaihe sekä paineen lasku käyttökohteelle. Työkaluissa paineilman paine on yleensä alle 10 baaria.

Paineilman syöttö hyvin pieniin tarpeisiin voi tapahtua siirrettävän säiliön avulla, jossa ilma on varastoitu paineen alaisena.

Paineilmalaitteiden kytkemiseksi paineilmaverkkoon tai kompressoriin käytetään usein pikaliittimiä, jotka sallivat työkalujen kytkemisen ja irrottamisen ilman työkaluja ja järjestelmän ollessa paineen alaisena.

Paineilman jälkikäsittely

Paineilman jälkikäsittelyn tarkoitus on muuttaa sen laatu käyttökohteeseen sopivaksi.

Jälkikäsittelylaitteistoon kuuluu jälkijäähdytin, öljynerotin, pöly- ja muut suodattimet ja kuivain. Käyttöpaikan jälkikäsittelyyn voidaan lukea vedenerotus, suodatus, paineensäätö ja voitelu. Nämä hoidetaan yleensä erillisellä huoltoyksiköllä.

Jälkikäsittelylaitteet aiheuttavat painehäviöitä, joten ne on otettava huomioon kompressoria mitoitettaessa.

Paineilman kuivaus

Paineilman tuotannossa syntyy sivutuotteena lauhdevettä, joka aiheuttaa korroosiota ja sen myötä epäpuhtauksia järjestelmään ja toimilaitteisiin. Lauhdevettä voidaan poistaa muun muassa vedenerottimilla ja rakenteellisilla yksityiskohdilla, kuten joutsenkauloilla. Kuiva ilma määritellään niin, että sen kastepiste käyttöpaikassa on aina alhaisempi kuin ympäröivän ilman lämpötila.

Jäähdytyskuivaimella ilman lämpötila lasketaan noin +2 °C:een ja siitä poistetaan lauhdevesi. Tämän jälkeen ilma lämmitetään lämmönvaihtimessa uudelleen normaaliin käyttölämpötilaan. Näin ilman kastepiste saadaan nostettua lähelle +2 °C työpaineen ollessa 7 baaria.

Alhaisemmissa lämpötiloissa toimittaessa voidaan käyttää esimerkiksi adsorptiokuivausta. Siinä ilma kuljetetaan vettä sitovan adsorptioaineen läpi, joka poistaa suurimman osan sen sisältämästä vesihöyrystä. Yleensä adsorptiokuivaimessa on kaksi kuivauskolonnia, joiden toimintaa jaksotellaan automatiikalla. Tällä tekniikalla päästään jopa -80 °C kastepisteeseen.

Paineilman käyttö

Paineilmasylinteri.

Vaikka sähkökäyttöiset koneet ovat nykyään yleisiä, on paineilmalle edelleen tarvetta. Jopa sähkökoneiden yleisesti valtaamilla alueilla (mm. poraus, hionta, pistosahaus) paineilmakoneet ovat toisinaan parempi ratkaisu. Paineilmakäyttöinen koje kestää paremmin rasitusta äärirajoilleen, toisin kuin sähkömoottorit, joiden käämitys voi ylikuumentua ja palaa. Muttereiden vääntämisessä sähkökäyttöiset kojeet häviävät selvästi paineilmakäyttöisille.

Puutavaran naulaukseen käytetään monia erilaisia naulaimia kohteen mukaan; runkonaulaimet karkeaan työhön, viimeistely- ja hakasnaulaimet panelointiin ja muihin kevyempiin töihin.

Maalauksessa paineilma on edelleen huomattavasti parempi vaihtoehto kuin sähkökäyttöiset kojeet. Lisäksi paineilmaa voi käyttää suoraan esimerkiksi renkaiden täyttämiseen ja puhdistukseen.

Paineilmaa käytetään tehtaissa erilaisiin tarpeisiin suoraan tuotantoprosessissa. Lisäksi suurten kauko-ohjattujen venttiileiden voimanlähteenä on usein paineilma ja toimilaitteena paineilmasylinteri. Paineilmasylintereitä käytetään tuotantokoneissa tuottamaan mekaaninen liike.

Monilla teollisuuden aloilla paineilma on elinehto, ilman sitä prosessit eivät toimisi. Yleisesti ottaen paineilman käyttö helpottaa monia työsuorituksia, tekee ne kevyemmiksi, nopeammiksi ja turvallisemmiksi. Paineilma on helppokäyttöinen väliaine. Ilmaa on aina saatavilla ja se on melko vaaratonta, siistiä ja sitä voidaan varastoida. Haittapuolina voi olla liian pieni paine (6 - 10 bar), kokoonpuristuvuus ja huono hyötysuhde.

Katso myös

• Hydrauliikka
• Magneettiventtiili