Pneumaattisten järjestelmien periaatteet

Pneumaattiset järjestelmät ovat mekaanisia järjestelmiä, jotka käyttävät puristettuja kaasuja. Ne ovat samanlaisia ​​kuin hydrauliset järjestelmät, jotka ovat mekaanisia järjestelmiä, jotka käyttävät nesteitä voimien siirtämisessä. Pneumaattiset järjestelmät ovat melkein kaikkialla nykymaailmassa. Hammaslääkärit käyttävät pneumatiikkaa porojen käyttämiseen, kirvesmiehet käyttävät pneumaattisia voimia ilmavasaroiden ohjaamiseen, kuorma-autot kuljettavat pneumaattisia jarruja ja NASA ohjaa pneumaattisia laitteita satelliittikuljetusajoneuvojen toiminnan hallintaan.

Pneumaattisen määritelmän mukaan pneumaattinen järjestelmä on periaatteessa menetelmä sähkön muuttamiseksi mekaaniseksi liikkeeksi käyttämällä puristettuja kaasuja moottoreiden tai sähkömagneettien sijaan. Monissa sovelluksissa tämä on paljon tehokkaampaa ja käytännöllisempää. Järjestelmiin kuuluu tyypillisesti ilmakompressori, joka varastoi paineilman sylinteriin ja vapauttaa paineilman sähköohjauksessa. Paineistettu kaasu on melkein aina tavallista ilmaa, koska se on vapaata ja myrkytöntä. Usein ilmaa muunnetaan hieman ottamalla osa vesihöyrystä ja lisäämällä pieni määrä sumutettua öljyä, jotta kaasu olisi koneystävällisempi.

Pneumatiikkajärjestelmiä käytetään laajalti sähkötyökaluissa. Eräs esimerkki on sähkötyökalu, jolla automekaanikko ottaa renkaan pitävät mutterit napaan. Mekaanikko voi helposti irrottaa vaikeimmatkin mutterit muutamassa sekunnissa. Hammaslääketieteessä, puusepäntyössä, konepajoissa ja laboratorioissa on kymmeniä muita pneumaattisia sähkötyökaluja. Muita sovelluksia ovat iskuvasarat, joidenkin pankkien käyttämät sylinterin syöttöjärjestelmät ja erilaiset kantoraketit ja aseet, jotka on suunniteltu esineiden kuljettamiseen. Yksi mielenkiintoinen sovellus on uusi ranskalainen auto, joka toimii paineilmalla. Sähköä käytetään yön yli ilman puristamiseksi aluksen sylinteriin, ja auto kulkee koko päivän ilman polttoainetta ja ilman päästöjä.

Hydrauliikkajärjestelmät käyttävät yleensä öljyä ohjausnesteenä. Hydraulijärjestelmillä on se etu, että ne pystyvät käsittelemään suurempia kuormia, ja haittana on, että vuoto aiheuttaa suurta sotkua ja sen korjaaminen on kallista. Pneumaattisen järjestelmän vuoto tarkoittaa, että ilmaat tavallisen ilman, joka voidaan vaihtaa ilmaiseksi, kun vuoto korjataan. Pneumaattiset järjestelmät ovat edullisia, kun järjestelmässä on oltava tietty määrä "anna" tai "toista" (kaasut ovat puristettavissa). Hydraulijärjestelmät ovat edullisia, kun korkeat paineet on pidettävä yllä ilman vaihtelua.

Pneumaattinen voima ei ole kuoleva tekniikka - kaukana siitä. Pneumatiikassa on ainakin kaksi korkean teknologian sovellusta, joilla on paikka teknologisessa tulevaisuudessamme: McKibbens ja pneumaattiset logiikkajärjestelmät. McKibbinsia kutsutaan joskus "keinotekoisiksi lihaksiksi". Ne ovat puhallettavia kumiputkia, joita ympäröi metalliverkko. Kun ne ovat paisuneet, ne supistuvat ja venyvät sitten tyhjentyessään. Niitä käytetään tällä hetkellä robottien käsivarsien ja jalkojen käyttämiseen. Pneumaattinen logiikka on monimutkaisten kanavien käyttö nesteille, jotka toimivat kuin yksinkertaiset tietokonepiirit. Pneumaattisilla logiikkajärjestelmillä on monia etuja sähköisiin järjestelmiin verrattuna, kuten se, että säteily ei häiritse niitä. NASA käyttää tällä hetkellä näitä järjestelmiä rakettivaiheiden erottamisen hallitsemiseksi.