Pnömatik sistemler, sıkıştırılmış hava ile çalışan sistemler olarak tanımlanmaktadır. Pnömatik sistemler genellikle hava veya gaz basıncı kullanılarak hareket ettirilen silindirler, valfler ve diğer mekanik parçaları içermektedir.
Diğer enerji çeşitlerine göre dar ve kısa alanda daha hızlı, kolay elde edilen ve ucuz hava enerjisi, atmosferden uygun yöntemlerle alınıp, depolanır, basınç kazandırılır ve tekrar atmosfere bırakılabilir. Havanın atmosferde bol miktarda bulunması ve elde edilişi maliyetinin düşük olmasını sağlamaktadır. Endüstrinin hemen her alanında iş parçalarının sıkılması, gevşetilmesi, ilerletilmesi, doğrusal ve dairesel hareketlerin elde edilmesi gibi çeşitli işlemler için pnömatik sistemlerden yararlanılır.
Pnömatik sistemlerin temel çalışma prensibi, hava veya gazın basıncını kullanarak bir silindir içerisinde piston hareket ettirmektir. Bu hareket, silindir içerisinde pistonu ileri veya geri hareket ettirerek kuvvet oluşmasına neden olur. Kuvvet, silindirin çıkışında bir bağlantı noktasına uygulanır ve bu noktadan mekanik hareketler gerçekleştirilir.
Pnömatik sistemler genellikle bir kompresör, hava deposu, kontrol vanası ve silindir veya aktüatör içermektedir. Kompresör, atmosferik hava veya gazı kompres ederek hava deposuna hava basıncı oluşmasını sağlar. Hava deposu, kompresör tarafından kompres edilmiş hava veya gazı saklar ve kullanılmak üzere hazır hale getirir. Kontrol vanası, hava deposundan silindire hava basıncının akışını kontrol eder. Silindir veya aktüatör ise hava veya gaz basıncını kullanarak mekanik hareketler gerçekleştirilir.
Pnömatik sistemlerde kullanılan basınçlı hava kompresörler tarafından karşılanır. Basınçlı hava üretimi genellikle merkezi bir basınç kaynağından sağlanır ve sisteme boru ya da hortumlarla iletilir. Böylece her kullanıcı için ayrı bir basınç kaynağı kullanmaya gerek duyulmaz. Yer değiştiren makine ya da el aletleri için seyyar kompresörlerden yararlanılır.
Kompresör seçiminde tesisin hava ihtiyacının belirlenmesi (kapasite) seçimi etkileyen önemli bir etkendir. İhtiyaçtan daha düşük kapasiteli bir kompresör seçimi, üretim verimini düşürdüğü gibi kompresörün sürekli devreye girip çıkması nedeniyle ömrünü de etkilemektedir. İhtiyacın çok üzerindeki bir kompresör seçimi ise yatırım ve işletme maliyetini artırmaktadır.

Basınçlı Hava Dağıtımı Şeması (Kredi: Elektrik-Elektronik Teknolojisi, MEB, 2011.)
Sistem verimliliği bakımından pnömatik sistemlerde üretilen basınçlı havanın, kayıpları en aza indirecek şekilde dağıtılması önemlidir. Mevcut sistemin ihtiyaçları belirlenirken ilerideki büyüme miktarı da göz önünde tutulmalıdır. Sistem daha başta ileriye dönük olarak kurulmalıdır. Basınçlı hava dağıtım şebekesinde oluşabilecek kaçaklar baştan göz önünde tutulmalıdır. Aksi halde ileride yapılacak bakım masrafları ve ilave edilecek sistemler daha büyük maliyetleri ortaya çıkarabilir.

Basınçlı hava dağıtım şebekesi (Kredi: Elektrik-Elektronik Teknolojisi, MEB, 2011.)
Basınçlı hava depoları kompresörlerin çıkışına yerleştirilirler. Basınç dalgalanmalarının önüne geçilmesi, basınçlı havanın soğutulması için ek bir yüzey sağlaması ve bu yolla da içindeki nemin yoğunlaşarak ayrılmasına yardımcı olur.
Basınçlı hava depoları yatay veya düşey olabilir. Hava çıkışı daima deponun üst seviyesinde olmalıdır. Böylece depo içerisinde yoğunlaşan suyun devreye karışması önlenmiş olur.

Basınçlı hava depoları montaj şekilleri (Kredi: Elektrik-Elektronik Teknolojisi, MEB, 2011.)
Havanın kurutulması için üç yöntem kullanılmaktadır.
Bu kurutma yönteminde hava su ile bileşik yapabilen bir kimyasal madde üzerinden geçirilir. Bu kimyasal madde “tuz” olarak anılan NaCI’dir. Hava içerisindeki su buharı bu madde içerisinden geçerken kimyasal reaksiyona girerek havadan ayrılır. Ve bir çözelti şeklinde kurutucunun tabanında toplanır. Çözelti belirli zamanlarda dışarı alınır. Tuz zamanla azalacağından belirli aralıklarla tamamlanmalıdır. Bu yöntemde girişteki basınçlı havanın sıcaklığı 30C’yi aşmamalıdır. Kurutucudan sonra hava içine karışması muhtemel tuz parçacıkları için mutlaka bir filtre öngörülür. Bu yöntemde yağ da ayrışır. Fazla miktarda yağın kurutucuya zararlı etkisi olacağından girişte hassas bir filtre kullanılmalıdır.
Bu yöntemde hava silisyumdioksitten (Silikajel) oluşan bir madde içerisinden geçirilerek su buharı tutulur. Bu kurutma maddesi kurutucu içerisinde tanecikler halinde bulunur. Bu yöntemde ayrıca kimyasal bir bileşim söz konusu değildir. Silikajel, su buharı ile temas ettiğinde renk değiştirir. Belirli bir doygunluğa erişince içindeki sudan arındırılmalıdır. Bu amaçla genellikle bu kurutma yönteminde paralel iki kurutucu kullanılır. Doygunluğa erişen kurutucu devreden çıkarılır ve üzerinden sıcak hava ya da soğuk hava geçirilerek sudan arındırılır. Sudan arındırılmış silikajel eski rengini alır. Bu esnada diğer kurutucu devreye girer ve işleme devam eder. Hava akışı nedeniyle zamanla silikajel aşınarak havaya karışabilir. Bu yüzden çıkışa filtre konmasında yarar vardır. Yağ ve diğer pislikler nedeniyle kirlenen, aşınan silikajel maddesi 1-2 yılda bir değiştirilmelidir.

Kimyasal Kurutma Yöntemi ve Fiziksel Kurutma Yöntemi (Kredi: Elektrik-Elektronik Teknolojisi, MEB, 2011.)
Hava içerisindeki su buharının yoğuşma sıcaklığına kadar soğutulması esasına dayanır. Girişteki hava önce bir ısı değiştiriciden geçerek bir miktar soğutulur. Daha sonra bir soğutucudan geçirilerek yaklaşık 1,7-5 °C sıcaklığına kadar soğutulur. Soğutmayla birlikte içerisindeki su buharı yoğuşarak ayrılır. Soğutulan bu hava girişteki havanın soğutması için de kullanılır. Soğutulmuş havayı içerisindeki pislik ve yağ taneciklerinden ayırmak için filtre kullanılır. Bu yöntemde basınçlı hava içerisindeki kompresörden kaynaklanan yağ miktarının % 80-90’ı tutulur. Ekonomikliği yönünden en çok kullanılan kurutma yöntemidir.

Soğutma Yöntemi (Kredi: Elektrik-Elektronik Teknolojisi, MEB, 2011.)
Kullanma yerine gelen hava filtre, basınç regülatörü ve yağlayıcıdan oluşan bir şartlandırıcı (hava hazırlayıcı) takımından geçerek nihai özelliklerini kazanır. Bir hava hazırlayıcı eleman kısaca FRY (Filtre, Regülatör, Yağlayıcı) olarak da isimlendirilebilir.
Hava hazırlayıcının ilk elemanıdır. Basınçlı hava içindeki yabancı maddeler ile suyun ayrılması amacıyla kullanılırlar. Filtreye giren hava girişteki oluktan geçerken bir dönme hareketi kazanır. Katı parçacıklar ve su, merkezkaç kuvvet yardımıyla kavanozun iç yüzeyinde birikir. Bu hava daha sonra genellikle sinter bronzundan yapılan filtre elemanından geçerek filtreden dışarı çıkar. Kavanoz dibinde biriken suyu boşaltmanın iki ayrı yöntemi vardır. El ile boşaltmalı filtrelerde su seviyesinde, müsaade edilebilir seviyeye erişmeden boşaltma yapılmalıdır. Bu da kavanozun altında bulunan boşaltma tapasının açılmasıyla gerçekleştirilir. Otomatik tahliyeli filtrelerde ise bu işlem insan dikkatine gerek kalmadan otomatik olarak gerçekleşir.
Her pnömatik devre için belirli bir optimal çalışma basıncı vardır. Gereğinden yüksek bir basınç enerji kaybına ve çabuk aşınmalara, gereğinden düşük bir basınç ise fonksiyonun yerine getirilmemesine veya en azından verimin düşmesine neden olur. Kompresör deposundaki hava basıncı sürekli değiştiğinden bu dalgalanmayı sisteme aktarmamak için bir basınç düşürücüye (regülatör) ihtiyaç duyulur, regülatöre giren havanın basıncı değişse bile çıkan havanın basıncı regülatör üzerindeki manometreden okunabilen ayarlanan sabit değerde kalacaktır. Regülatörler tahliyeli ve tahliyesiz olmak üzere ikiye ayrılır.
Pnömatik sistemlerde kullanılacak havanın bir miktar yağlanması aşınmaların en aza inmesi, sürtünme nedeniyle oluşan kayıpların en aza indirilmesi ve korozyona karşı koruma gibi avantajları sağlamaktadır. Yağlayıcılar genellikle Venturi ilkesine göre çalışırlar. Dar bir kesitten geçen havanın hızı artarken basıncında bir düşme meydana gelir. Bu kesitte bulunan ince yağ borusundan emiş yaparak yağın hava içine damlamasını sağlar. Ancak damlamanın başlayabilmesi için hava debisinin bir minimum değerin üzerinde olması gerekir. Aksi halde basınç düşümü çok az olacağından yağ emilemez. Genellikle uygun bir yağlama için yağlayıcı üzerindeki ayar vidasından 1–12 damla/1000 litre olacak şekilde ayarlanır. Yağlayıcılarda kullanılan yağın 20°C'deki yapışkanlığı 10–50 cSt. civarında olmalıdır. Şartlandırıcı ile en uzak kullanıcı arasındaki mesafe 5 m'yi aşmamalıdır. Daha fazla uzaklıklarda hava içerisine püskürtülen yağın etkisi kaybolur.

Pnömatik Sistem Çalışma Şeması (Kredi: Maktoloji)
Pnömatik silindirler basınçlı hava enerjisini doğrusal itme veya çekme hareketine çevirirler. Bir pnömatik silindir ön ve arka kapak, silindir borusu, piston kolu ve sızdırmazlık elemanlarından meydana gelir.

Pnömatik Silindir Çeşitleri (Kredi: Elektrik-Elektronik Teknolojisi, MEB, 2011.)
Hava motorları basınçlı hava enerjisini dairesel dönme hareketine çevirirler. En önemli özellikleri güçlerine göre boyutlarının küçüklüğü ve uygun moment karakteristiğinden dolayı geniş bir hız aralığında kolaylıkla kontrol edilebilmeleridir. Bu motorlar ısı, nem, kir ve titreşim gibi ağır çalışma koşullarında çalışabilirler ve zarar görmeksizin durma noktasına kadar yüklenebilirler. Zehirli gaz yaymazlar ve herhangi bir patlama riski taşımazlar. Farklı uygulamalara adapte edilebilmeleri nedeniyle hava motorları petrol sondaj platformlarındaki büyük vinçlerden küçük motorlu hava tornavidalarına kadar geniş bir alanda kullanılırlar.

Pnömatik Motor Çeşitleri (Kredi: Elektrik-Elektronik Teknolojisi, MEB, 2011.)
Pnömatik kumanda devreleri sinyal elemanı, kumanda elemanı ve çalışma elemanından meydana gelir. Sinyal ve kumanda elemanı çalışma elemanının hareketini denetler. Pnömatik uygulamalarda bunlara valf denir. Valf, bir hidrolik pompadan veya basınçlı tanktan gelen akışkanın basıncını, akış miktarını, yönünü ve start-stop şartlarını denetleyen elemandır. Çalışma prensiplerine göre valfler üç gruba ayrılmaktadır: Yön denetim valfleri, akış kontrol valfleri ve basınç kontrol valfleri.
Valflerin simge olarak gösterilmesinde kareler kullanılır. Kareler valfin konstrüksiyonu hakkında değil, işlevi hakkında bilgi verir.
Yön kontrol valfleri konstrüksiyon olarak iki türde imal edilir: Oturmalı tip valfler ve sürgülü tip valfler.

Yön Kontrol Denetim Valfleri (Kredi: Elektrik-Elektronik Teknolojisi, MEB, 2011.)
Basınç kontrol valfleri pnömatik sistemlerde nadiren kullanılır. Emniyet valfi basınç ayarlanan değere geldiğinde havanın atmosfere atılmasını sağlar. Hava kazanları üzerinde kullanılır.

Basınç Kontrol Valfleri (Kredi: Elektrik-Elektronik Teknolojisi, MEB, 2011.)

Akış Kontrol Valfleri (Kredi: Elektrik-Elektronik Teknolojisi, MEB, 2011.)
Endüstriyel alanlarda yoğun olarak kullanılan pnömatik sistemler, verimliliğin artırılabilmesi için sürekli yenilenen ve geliştirilen sistemlerdir. Bu sistemlerin kullanıldığı sektörlerin başında otomasyon sistemleri ve robotik uygulama türleri gelmektedir. Bu sektörleri gıda sektörü, tekstil sektörü, temizlik, boya işlemleri, dolum ve ambalaj makineleri, montaj hatları, iş makineleri gibi sektörler takip etmektedir.
Henüz Tartışma Girilmemiştir
"Pnömatik Sistemler" maddesi için tartışma başlatın
Pnömatik Sistemlerin Çalışma Prensibi
Pnömatik Devre Elemanları Yapısı ve Çalışma Özellikleri
Basınçlı Havanın Hazırlanması
Basınçlı Havanın Dağıtılması ve Şartlandırılması
Havanın Kurutulması
Kimyasal Yöntem
Fiziksel Yöntem
Soğutma Yöntemi
Hava Hazırlayıcı Elemanlar
Filtre
Regülatör
Yağlayıcı
Pnömatik Elemanların İç Yapıları
Pnömatik Silindirler
Pnömatik Motorlar
Yön Kontrol Valfleri
Yön Kontrol (Denetim) Valfleri
Basınç Kontrol Valfleri
Akış Kontrol Valfleri
Pnömatik Sistemlerin Avantajları
Pnömatik Sistemlerin Dezavantajları
Pnömatik Sistemlerin Kullanım Alanları