Un cilindro pneumatico è un tipo di dispositivo utilizzato per generare forza dall’energia del gas pressurizzato. Il cilindro pneumatico di base è costituito da una camera cilindrica con pistone mobile e canali di aspirazione e scarico. Quando aria compressa o altro gas viene pompato 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 in alcuni casi vantaggi rispetto all’idraulica e vengono utilizzati in un’ampia varietà di applicazioni.
Per azionare la bombola, un gas, come 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 certo volume d’aria in uno spazio più piccolo, facendo sì che la sua pressione aumenti al di sopra del livello atmosferico. L’aria pressurizzata immagazzina l’energia utilizzata per comprimerla. Quando viene lasciata espandersi, quest’aria tenderà a depressurizzare tornando alla sua pressione atmosferica originale.
Un cilindro pneumatico funziona in base a questo principio. L’aria viene compressa e quindi convogliata nella camera cilindrica sotto un pistone mobile. L’aria pressurizzata esercita una forza contro la base del pistone, facendo muovere il pistone verso l’alto attraverso il cilindro cavo. Un’asta si estende dalla base del pistone fino alla sommità del cilindro. Quando l’aria compressa si espande nello spazio dato e sposta il pistone verso l’alto, anche questa asta si muove, fornendo un modo per spostare altri elementi meccanici.
La posizione del pistone in un cilindro pneumatico è controllata da una valvola che indirizza l’aria compressa nella parte superiore o inferiore del cilindro. Quando l’estremità dello stelo, o la parte superiore, del cilindro viene riempita di aria pressurizzata, il pistone si sposta verso il basso e l’aria al di sotto del pistone viene espulsa attraverso un tubo di scarico. L’aria pressurizzata che entra nella base sposta il pistone verso l’alto e l’aria sopra il pistone viene espulsa. Questo sistema consente di azionare ripetutamente il cilindro per generare forza.
I sistemi pneumatici presentano numerosi vantaggi rispetto all’idraulica, che utilizza l’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 sono un problema per i sistemi pneumatici. Gli svantaggi della pneumatica includono la necessità di far funzionare tali sistemi ad alta pressione, che può essere pericoloso, nonché la necessità di mantenere l’aria pulita e filtrata.
Diversi dispositivi meccanici familiari utilizzano la pneumatica. Le pistole sparachiodi, utilizzate in edilizia per piantare chiodi nel legno o nel cemento, attingono 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 ambienti industriali, come impianti di confezionamento e officine meccaniche.