Compressore d'aria alimentato dall'uomo e sistema di accumulo dell'energia

Di Andy Lagzdins, originariamente pubblicato da Low-Tech Magazine

15 agosto 2023

Andy Lagzdins ha costruito e documentato un compressore d'aria a pedale per far funzionare gli utensili elettrici nella sua officina motociclistica.

Quando mi guardo intorno nel mio negozio di motociclette, gli strumenti pneumatici sono ovunque. Dagli strumenti portatili come pistole a percussione, levigatrici, cesoie, seghe e smerigliatrici a attrezzature di grandi dimensioni tra cui un armadietto per sabbiatura e una macchina per pneumatici; l'aria è una parte vitale per affrontare un'ampia varietà di compiti.

Il compressore d'aria che utilizzo dagli anni '90 utilizza un motore elettrico da 220 V, 7 CV per far girare una pompa dell'aria a due stadi a 800 giri al minuto, che riempie il serbatoio da 80 galloni a 150 psi in circa cinque minuti. È stata una macchina molto affidabile, al punto che non ci penso quasi mai. Solo quando c'è un'interruzione di corrente mi rendo conto di quanto faccio affidamento su una pronta fornitura di aria compressa.

In un mondo in rapido cambiamento in cui l’energia economica e affidabile non è più una certezza, ho deciso di costruire un sistema per riempire i miei serbatoi d’aria senza l’uso di elettricità o carburante. Il mio progetto sarebbe privo di componenti elettronici di qualsiasi tipo e, con una manutenzione minima, i componenti dovrebbero durare tutta la vita. Volevo utilizzare quante più parti di seconda mano possibile, nel tentativo di ridurre i costi e ispirare il riciclaggio e il riutilizzo.

La prima cosa da fare era trovare un serbatoio d'aria. Ho trovato un compressore d'aria Ingersoll Rand da 80 galloni prodotto nel 1952. Ho rimosso la pompa dell'aria e il motore elettrico. La pompa dell'aria originale è stata sostituita con una nuova unità Speedaire che ha una potenza nominale di 115 psi e normalmente richiede un motore da ½ hp per funzionare. La pompa è montata sulla parte superiore del serbatoio dell'aria con una piastra in acciaio fissata alla piastra del motore originale.

Nella posizione del motore elettrico, ho installato un solido albero in acciaio su cuscinetti autocentranti. Questo albero contiene tre pulegge del compressore da 20 kg utilizzate come volani per facilitare il funzionamento. Queste pulegge hanno un foro di 1 ⅜" e un diametro di 16". Una singola cinghia trapezoidale della serie 4L collega l'albero del volano alla pompa dell'aria.

Immagine: compressore e pulegge del compressore utilizzate come volani. Foto di Andy Lagzdins.

Immagine: solido albero in acciaio con tre pulegge del compressore utilizzate come volani. Foto di Andy Lagzdins.

Il prossimo punto all'ordine del giorno era trovare una fonte di energia umana per far girare i volani. Ho trovato una cyclette Schwinn degli anni '70 che era molto ben costruita con quasi tutti i componenti in acciaio. L'ho ridotto all'essenziale e ho installato un mozzo per bicicletta con cambio interno Sturmey Archer a otto velocità al posto della ruota a raggi originale. Questo mozzo ha una gamma di rapporti da 1:1 a 3,25:1 e i cambi di marcia vengono effettuati utilizzando un selettore sul manubrio.

Per gestire la forza della pedalata intensa, il gruppo pedivella è stato sostituito con pedivelle tubolari in lega Cr-Mo, cuscinetti sigillati e pedali con piattaforma di una bicicletta da corsa BMX. Il manubrio e l'attacco manubrio sono stati sostituiti con componenti Cr-Mo per ridurre al minimo la flessibilità durante l'uso intenso, e per garantire affidabilità vengono utilizzate catene per bicicletta da 1/8" di altissima resistenza.

A questo punto la bicicletta e il serbatoio dell'aria sono stati allineati tra loro e montati su telai in legno trattato da 6”x6” nella posizione corretta. Il pignone di uscita della bicicletta è collegato tramite un'altra catena a un pignone simile all'estremità dell'albero del volano e il sistema di trasmissione è ora completo.

Immagine: una cyclette Schwinn degli anni '70. Il gruppo pedivella è stato sostituito con pedivelle tubolari in lega Cr-Mo, cuscinetti sigillati e pedali con piattaforma di una bicicletta da corsa BMX. Foto di Andy Lagzdins.

Immagine: mozzo per bicicletta Sturmey Archer a otto velocità con cambio interno. Foto di Andy Lagzdins.

Per gestire il flusso d'aria, ho incorporato un sistema a due stadi. Un serbatoio da 10 galloni e il serbatoio da 80 galloni hanno valvole separate in modo da poterli riempire ciascuno in modo indipendente, entrambi insieme, o trasferire l'aria da un serbatoio all'altro. Manometri su ciascun serbatoio utilizzati per monitorare le pressioni. Quando il serbatoio grande viene inizialmente riempito, lo porto fino a 50 psi alimentandolo direttamente dalla pompa dell'aria. A quel punto inizio a riempire da solo il serbatoio piccolo fino a 100 psi e poi a scaricarlo nel serbatoio grande.