Che cos'è un cilindro pneumatico?
Un cilindro pneumatico è un tipo di dispositivo utilizzato per generare forza dall'energia del gas in pressione. Il cilindro pneumatico di base è costituito da una camera cilindrica con un pistone mobile e canali di aspirazione e scarico. Quando l'aria compressa o altri gas vengono pompati nella parte inferiore del cilindro, il gas si espande, spingendo il pistone mobile verso l'alto e generando forza. I cilindri pneumatici, noti anche come cilindri pneumatici, presentano alcuni vantaggi rispetto all'idraulica in alcuni casi e sono utilizzati in un'ampia varietà di applicazioni.
Per far funzionare la bombola, un gas, come ad esempio l'aria, deve prima essere pressurizzato. Questo può essere fatto usando una pompa. Poiché l'aria di solito esiste a pressione atmosferica, le pompe vengono utilizzate per forzare un determinato volume di aria in uno spazio più piccolo, facendo aumentare la sua pressione al di sopra del livello atmosferico. L'aria pressurizzata immagazzina l'energia utilizzata per comprimerla. Quando viene permesso di espandersi, quest'aria tenderà a depressurizzare alla sua pressione atmosferica originale.
Un cilindro pneumatico funziona in base a questo principio. L'aria viene compressa e quindi instradata nella camera cilindrica sotto un pistone mobile. L'aria pressurizzata esercita una forza contro la base del pistone, causando il movimento del pistone verso l'alto attraverso il cilindro cavo. Un'asta si estende dalla base del pistone verso l'alto attraverso la parte superiore del cilindro. Quando l'aria compressa si espande nello spazio dato e sposta il pistone verso l'alto, anche questa asta si sposta, fornendo un modo per spostare altri elementi meccanici.
La posizione del pistone in un cilindro pneumatico è controllata da una valvola che instrada l'aria compressa nella parte superiore o inferiore del cilindro. Quando l'estremità dello stelo, o la parte superiore, del cilindro è riempita di aria in pressione, il pistone si sposta verso il basso e l'aria sotto il pistone viene espulsa attraverso un tubo di scarico. L'aria in pressione che entra nella base sposta il pistone verso l'alto e l'aria sopra il pistone viene espulsa. Questo sistema consente al cilindro di funzionare ripetutamente per generare forza.
I sistemi pneumatici presentano numerosi vantaggi rispetto all'idraulica, che utilizza acqua o un altro fluido per generare movimento meccanico. L'aria di scarico di un cilindro pneumatico può essere rilasciata nell'aria circostante senza problemi ambientali. L'aria è facile da ottenere e pressurizzare. Inoltre, le perdite non riguardano i sistemi pneumatici. Gli svantaggi della pneumatica comprendono la necessità di far funzionare tali sistemi ad alta pressione, il che può essere pericoloso, nonché la necessità di mantenere l'aria pulita e filtrata.
Numerosi dispositivi meccanici familiari utilizzano la pneumatica. Le pistole sparachiodi, utilizzate nella costruzione per guidare chiodi in legno o cemento, traggono la loro forza da uno o più cilindri pneumatici. Altri esempi includono pompe per biciclette e freni ad aria utilizzati su autobus e camion. Oltre alle applicazioni di consumo, i cilindri pneumatici sono ampiamente utilizzati anche in contesti industriali, come impianti di confezionamento e officine meccaniche.