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Eine Einführung in den Bereich Druckluft

Druckluft ist in unserem Leben allgegenwärtig. Druckluft ist ein wichtiger Energieträger für den Betrieb oder die Herstellung vieler von uns verwendeter Produkte eingesetzt werden. Das Öffnen eines Sprudelgetränks, Fahren auf einer Achterbahn oder mit dem Bus, ein Zahnarztbesuch oder der jeden Tag von uns verbrauchte Strom – in allen diesen Bereichen spielt Druckluft eine Rolle.

compressed air for industry

Was ist Druckluft?

Druckluft ist Luft, die auf einen höheren Druck als den normalen Luftdruck komprimiert wurde. Die Luft unterscheidet sich nicht von unserer normalen Atemluft, sie wurde lediglich unter Druck auf ein kleineres Volumen verdichtet. Luft besteht zu 78 % aus Stickstoff, 20–21 % aus Sauerstoff und zu 1–2 % aus anderen Gasen und Wasserdampf. Bei der Komprimierung bleibt das Mischungsverhältnis der Gasbestandteile gleich, sie befinden sich jedoch auf geringerem Raum, wodurch die Moleküle enger zusammenrücken müssen.

Druckluft kann mit hohem Druck aufbewahrt werden und eignet sich hervorragend als Medium zur Energieübertragung. Druckluft ist als Energieträger deshalb so beliebt, weil sie sicherer ist und sich einfacher handhaben lässt als Alternativen wie Dampf oder Batterien. Dampf kann aufgrund der sehr hohen Temperaturen gefährlich sein und Batterien können leer werden, wodurch beide Optionen Nachteile haben.

Druckluft lässt sich sicher verwenden, einfach lagern und hat viele verschiedene Einsatzmöglichkeiten.


rotary screw compression method
Im hervorgehobenen Bereich wird Druckluft komprimiert

Wie wird Luft komprimiert?

Die Luft wird durch Druckluftkompressoren komprimiert. Druckluftkompressoren saugen Luft an einem Einlassventil ein. Anschließend komprimieren Sie die Luft auf das erforderliche Volumen und leiten die Druckluft über ein Auslassventil in einen Speicherbehälter. Der Kompressionsvorgang erfolgt normalerweise durch einen Elektromotor.

Es gibt zwei Arten der Luftverdrängung, nach denen ein Druckluftsystem funktionieren kann:

Verdrängung – die häufigste Methode der Kompression. Hierbei wird Luft in einen engen Raum gedrängt, in der Regel durch die Bewegung einer mechanischen Vorrichtung.

Dynamische Verdrängung – im Vergleich zur positiven Verdrängung, bei der die Kompressoren das Volumen der angesaugten Luft physisch verringern, wird bei der dynamischen Verdrängung die Luft auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt. Durch die dabei entstehende Wärme steigt der Luftdruck.



Auf Verdrängung basierende Technologien

Kompressoren, die auf dem Verdrängerprinzip basieren, nutzen für die Kompression von Luft verschiedene Technologien. Diese lassen sich in zwei Hauptkategorien unterteilen: Rotations- und Kolbenkompressoren. Rotationskompressoren komprimieren Gase mit einer sich drehenden Komponente. Bei Kolbenkompressoren versetzt ein Kolbenzylinder die Luft unter Druck, indem er sich mit einer linearen Bewegung auf- und abbewegt.

Haupttypen von Rotationskompressoren

Schraubenkompressoren
Schraubenkompressoren nutzen zwei im Eingriff stehende Rotoren, die sich gemeinsam drehen und die Luft entlang der Rotoren verdrängen und mit einem höheren Volumen komprimieren. In dieser Simulation der L-Serie von CompAir werden die Hauptkomponenten des Schraubenkompressors in Aktion gezeigt.





Scroll-Kompressoren
Scroll-Kompressoren nutzen zwei miteinander verkämmte Spiralen, um Luft zu pumpen und unter Druck zu setzen. Häufig ist eine der Spiralen fest montiert, während die andere diese umkreist, die Luft einschließt und verdichtet.

Drehschieber-Kompressoren
Drehschieber-Kompressoren nutzen einen Rotor mir mehreren Flügeln, die um den Rotor angeordnet sind. Beim Drehen komprimiert die Zentrifugalbewegung die Luft.

Haupttypen von Kolbenkompressoren

compair v compact piston compressor

Kolbenkompressoren
Nach demselben Prinzip wie bei Verbrennungsmotoren nutzen Kolbenkompressoren eine Kurbelwelle mit einer Zugstange und einem Kolben. Der Kolben wird von einer Kurbelwelle angetrieben und bewegt sich in einem Zylinder, um Gase auf einen hohen Druck zu komprimieren.

Dieses Beispiel auf der linken Seite ist typisch dafür, wie Luft in mehreren Stufen verdichtet wird. Die 1. Stufe auf der rechten Seite komprimiert Luft auf einen bestimmten Druck, diese bereits komprimierte Luft wird dann in der 2. Stufe auf der linken Seite mit einem kleineren Kolbendurchmesser weiter auf einen noch höheren Druck verdichtet. Ein Einsatzbereich davon ist das Befüllen der Sauerstoffflaschen von Tauchern, Feuerwehrleuten oder anderen Rettungsdiensten mit Atemluft.


Wo kommt Druckluft zum Einsatz?

Druckluft wird sowohl als Energiequelle als auch als Prozessluft verwendet.

Als Energiequelle treibt Druckluft häufig pneumatische Maschinen wie Bohrer, Hammer, Schrauber und Schleifer an.

Prozessluft kommt direkt in Kontakt mit dem Produkt. Aus diesem Grund muss sie sauber, trocken und frei von Verunreinigungen sein. Zur Erfüllung dieser Standards werden häufig ölfreie Druckluftkompressoren oder Druckluftwerkzeuge eingesetzt, die zu einer sauberen und trockenen Druckluft beitragen.

Zu den wichtigsten Branchen mit Druckluftnutzung zählen:

Chemie
Hersteller von Chemikalien sind auf die hohe Qualität ihrer Produkte bedacht. Aufgrund der Instabilität der Chemikalien muss die verwendete Druckluft sauber und ölfrei sein. Zu den Einsatzbereichen in dieser Branche zählen Materialhandhabung, Luftschleier und Produkttrocknung.

Automobilindustrie
Druckluft spielt eine wichtige Rolle bei der Produktion und Herstellung von Automobilen. Von der Montage mit druckluftbetriebenen Robotern bis zur Lackierung mit druckluftbetriebenen Lackierwerkzeugen – die Produktion hochwertiger Fahrzeuge ist mit dem Einsatz von Kompressoren verbunden.

Industrie
Druckluft ist in vielen Industrieanwendungen weit verbreitet, unter anderem im Baugewerbe, für mechanische Reparaturen, die Instandhaltung von Straßen, Herstellung in Fabriken, Fertigungslinien und viele Industrieprozesse.

Lebensmittel und Getränke
Da alle Lebensmittel- und Getränkeprodukte zum menschlichen Verzehr geeignet sein müssen, hat Druckluft, die damit in Kontakt kommt, strenge Gesundheits- und Sicherheitsstandards zu erfüllen. In dieser Industrie sind häufige Verwendungszwecke unter anderem Druckluftschneider, Produkt-Handling, Lebensmittel-Abfüllmaschinen, Verpackung und Flüssigkeitspumpen.

Pharmazeutik
Arzneimittelhersteller nutzen Druckluft als Prozessluft für die Reinigung, Belüftung und Förderung sowie die Verpackung von Medikamenten. Aufgrund der hohen Gesundheits- und Sicherheitsstandards, die für Arzneimittel einzuhalten sind, muss die Umgebung immer steril sein. Die in dieser Branche eingesetzte Druckluft muss deshalb vollständig sauber und frei von Verunreinigungen sein.

Aus diesem Grund werden im Gesundheitswesen, der Pharmazeutik und im Laborbetrieb sowie in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie in erster Linie ölfreie Kompressoren genutzt.


oilfree compressor for healthcare and pharmaceutical

Druckluftqualität

Die Endqualität der ausgegebenen Luft ist ein sehr wichtiger Faktor bei der Auswahl eines Druckluftkompressors. Die Internationale Organisation für Normung (ISO) hat verschiedene Klassen für die Luftreinheit festgelegt, welche die Faktoren für saubere Luft definieren.

ISO-Klasse 1
In dieser Norm sind die Kriterien und Beschränkungen dafür festgelegt, wie viel Verunreinigung und Öl in der ausgegebenen Luft enthalten sein darf. Wenn auch die Normen der Klasse 1 nur einen sehr geringen Prozentsatz an Öl zulassen und „technisch“ als ölfrei betrachtet werden können, handelt es sich dabei nicht um den saubersten Standard für Druckluft.

ISO-Klasse 0
Luftqualität der Klasse 0 garantiert zu 100 % saubere Luft. Diese neue Klasse wurde geschaffen, um dem wachsenden Bedarf der Branche an steriler Luft nachzukommen. Hierbei handelt es sich um die sauberste verfügbare Druckluft. Sie wird speziell für Anwendungen empfohlen, die höchste Luftreinheit erfordern.

Welche Vorteile bietet der Einsatz von Druckluft?
Millionen von Menschen nutzen jeden Tag Druckluft. Einige der Hauptvorteile des Einsatzes von Druckluft:

* Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit
* Verbesserte Produktivität
* Kostengünstiger und effizienter Energieträger
* Geringe Betriebskosten
* Vielseitigkeit

Der vierte Energieträger
Neben Strom, Gas und Wasser wird Druckluft häufig als der vierte Energieträger für die Industrie und Herstellung betrachtet. Viele Unternehmen, ob klein oder groß, nutzen Druckluft als Energieträger für wesentliche Prozesse in ihren Einsatzbereichen. Sie spielt in vielen Aspekten des modernen Lebens eine entscheidende Rolle als Energielieferant.

Ein Hauptgrund für die Beliebtheit von Druckluftkompressoren im Vergleich zu anderen Energiequellen ist die Tatsache, dass Druckluft selbst vor Ort erzeugt werden kann. Außerdem lassen sich Druckluftkompressoren mit verschiedenem Zubehör konfigurieren, damit die Anforderungen einer Branche vollständig erfüllt werden. So kann zum Beispiel je nach Bedarf eine bestimmte Druckluftqualität, ein bestimmter Druck oder Volumenstrom erreicht werden.



compressed air - the fourth utility

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