Princípy pneumatických systémov

Pneumatické systémy sú mechanické systémy, ktoré používajú stlačené plyny. Sú podobné ako hydraulické systémy, čo sú mechanické systémy, ktoré pri prenose síl používajú kvapaliny. Pneumatické systémy sú v modernom svete takmer všade. Zubní lekári používajú pneumatiku na ovládanie vŕtačiek, tesári pneumatiku na pohon vzduchových kladív, nákladiari používajú pneumatické brzdy a NASA pneumatiku na riadenie činnosti satelitných nosných rakiet.

Pneumatická definícia by uviedla, že pneumatický systém je v zásade metóda na premenu elektriny na mechanický pohyb pomocou stlačených plynov namiesto motorov alebo elektromagnetov. Pre mnoho aplikácií je to oveľa efektívnejšie a praktickejšie. Systémy typicky obsahujú vzduchový kompresor, ktorý skladuje stlačený vzduch vo valci a uvoľňuje stlačený vzduch pod elektrickou kontrolou. Stlačený plyn je takmer vždy obyčajný vzduch, pretože je voľný a netoxický. Vzduch sa často mierne upravuje odstránením časti vodnej pary a pridaním malého množstva rozprášeného oleja, aby sa plyn stal strojovo prijateľnejším.

Pneumatické systémy sú pre elektrické náradie často používané. Jedným z príkladov je elektrické náradie, ktoré automechanik používa na nasadenie poistných matíc, ktoré držia pneumatiku na náboji. Mechanik dokáže ľahko vzlietnuť aj tie najtvrdšie matice za pár sekúnd. V zubnom lekárstve, tesárstve, strojárňach a laboratóriách sú desiatky ďalších pneumatických nástrojov. Medzi ďalšie aplikácie patria zbíjačky, systémy dodávania valcov používané niektorými bankami a rôzne odpaľovacie zariadenia a pištole určené na pohon predmetov. Jednou zaujímavou aplikáciou je nový francúzsky automobil poháňaný stlačeným vzduchom. Na stlačenie vzduchu do palubného valca sa cez noc používa elektrina a auto jazdí celý deň bez paliva a bez emisií znečisťujúcich látok.

Hydraulické systémy zvyčajne používajú ako kontrolnú kvapalinu olej. Výhodou hydraulických systémov je, že zvládajú väčšie bremená. Nevýhodou je, že ak dôjde k úniku, spôsobí to veľký neporiadok a jeho oprava je nákladná. Únik v pneumatickom systéme znamená, že odvzdušňujete obyčajný vzduch, ktorý je možné po odstránení úniku bezplatne vymeniť. Pneumatické systémy sú uprednostňované, keď v systéme musí byť určité množstvo „dať“ alebo „hrať“ (plyny sú stlačiteľné). Ak sa musí udržiavať vysoký tlak bez kolísania, uprednostňujú sa hydraulické systémy.

Pneumatická sila nie je umierajúcou technológiou - ďaleko od nej. V našej technologickej budúcnosti majú miesto najmenej dve špičkové aplikácie pneumatík: McKibbens a pneumatické logické systémy. McKibbins sa niekedy nazývajú „umelé svaly“. Sú to nafukovacie gumené rúrky obklopené drôteným pletivom. Po nafúknutí sa stiahnu a potom sa pri nafúknutí predĺžia. V súčasnosti sa používajú na pohon robotických rúk a nôh. Pneumatická logika je použitie komplexných kanálov pre tekutiny, ktoré fungujú ako jednoduché počítačové obvody. Pneumatické logické systémy majú oproti elektronickým systémom veľa výhod, napríklad skutočnosť, že im žiarenie neprekáža. Tieto systémy v súčasnosti využíva NASA na riadenie oddelenia raketových stupňov.