 2.2.1
Compresores de émbolo o de pistón
Compresor de émbolo
oscilante . Este es el tipo de compresor más difundido actualmente.
Es apropiado para comprimir a baja, media o alta presión. Su campo
de trabajo se extiende desde unos 1 .100 kPa (1 bar) a varios miles
de kPa (bar).
Figura 6: Compresor
de émbolo oscilante
Este compresor funciona en base a
un mecanismo de excéntrica que controla el movimiento alternativo
de los pistones en el cilindro. Cuando el pistón hace la
carrera de retroceso aumenta el volumen de la cámara por
lo que aumenta el volumen de la cámara, por lo que disminuye
la presión interna, esto a su vez provoca la apertura de
la válvula de admisión permitiendo la entrada de aire
al cilindro. Una vez que el pistón ha llegado al punto muerto
inferior inicia su carrera ascendente, cerrándose la válvula
de aspiración y disminuyendo el volumen disponible para el
aire, esta situación origina un aumento de presión
que finalmente abre la válvula de descarga permitiendo la
salida del aire comprimido ya sea a una segunda etapa o bien al
acumulador.
Es el compresor mas difundido a
nivel industrial, dada su capacidad de trabajar en cualquier rango
de presión. Normalmente, se fabrican de una etapa hasta presiones
de 5 bar, de dos etapas para presiones de 5 a 10 bar y para presiones
mayores, 3 o mas etapas.
Algunos fabricantes ya están
usando tecnología denominada libre de aceite, vale decir,
sus compresores no utilizan aceite lo que los hace muy apetecibles
para la industria químico farmacéutica y hospitales.
Para obtener el aire
a presiones elevadas, es necesario disponer varias etapas compresoras.
El aire aspirado se somete a una compresión previa por el primer
émbolo, seguidamente se refrigera, para luego ser comprimido por
el siguiente émbolo. El volumen de la segunda cámara de compresión
es, en conformidad con la relación, más pequeño. Durante el trabajo
de compresión se forma una cantidad de calor, que tiene que ser
evacuada por el sistema refrigeración.
Los compresores de
émbolo oscilante pueden refrigerarse por aire o por agua, y según
las prescripciones de trabajo las etapas que se precisan son:
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Compresor
de émbolo rotativo
Consiste en
un émbolo que está animado de un movimiento rotatorio. El
aire es comprimido por la continua reducción del volumen en
un recinto hermético. |
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Compresor
de Diafragma (Membrana)
Este tipo forma
parte del grupo de compresores de émbolo. Una membrana separa
el émbolo de la cámara de trabajo; el aire no entra en contacto
con las piezas móviles. Por tanto, en todo caso, el aire comprimido
estará exento de aceite.
El
movimiento obtenido del motor, acciona una excéntrica
y por su intermedio el conjunto biela - pistón. Esta
acción somete a la membrana a un vaivén de desplazamientos
cortos e intermitentes que desarrolla el principio de aspiración
y compresión.
Debido a que
el aire no entra en contacto con elementos lubricados, el
aire comprimido resulta de una mayor pureza, por lo que lo
hace especialmente aplicable en industrias alimenticias, farmacéuticas
, químicas y hospitales. |
Compresor rotativo
multicelular
Un rotor excéntrico
gira en el interior de un cárter cilíndrico provisto de ranuras
de entrada y de salida. Las ventajas de este compresor residen en
sus dimensiones reducidas, su funcionamiento silencioso y su caudal
prácticamente uniforme y sin sacudidas.
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El
rotor está provisto de un cierto número de aletas que se deslizan
en el interior de las ranuras y forman las células con la
pared del cárter. Cuando el rotor gira, las aletas son oprimidas
por la fuerza centrífuga contra la pared del cárter, y debido
a la excentricidad el volumen de las células varía constantemente.
Tiene la ventaja
de generar grandes cantidades de aire pero con vestigios de
aceite, por lo que en aquellas empresas en que no es indispensable
la esterilidad presta un gran servicio, al mismo tiempo el
aceite pulverizado en el aire lubrica las válvulas
y elementos de control y potencia. |
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Compresor
de tornillo helicoidal, de dos ejes
Dos tornillos
helicoidales que engranan con sus perfiles cóncavo y convexo
impulsan hacia el otro lado el aire aspirado axialmente. Los
tornillos del tipo helicoidal engranan con sus perfiles y
de ese modo se logra reducir el espacio de que dispone el
aire. Esta situación genera un aumento de la presión
interna del aire y además por la rotación y
el sentido de las hélices es impulsado hacia el extremo
opuesto.
Los ciclos
se traslapan, con lo cual se logra un flujo continuo. A fin
de evitar el desgaste de los tornillos, estos no se tocan
entre si, ni tampoco con la carcasa, lo cual obliga a utilizar
un mecanismo de transmisión externo que permita sincronizar
el movimiento de ambos elementos.
Entrega caudales
y presiones medios altos (600 a 40000m³/h y 25 bar) pero
menos presencia de aceite que el de paletas. Ampliamente utilizado
en la industria de la madera, por su limpieza y capacidad. |
Fig. 11 - Compresor
Roots |
Compresor
Roots
En estos compresores,
el aire es llevado de un lado a otro sin que el volumen sea
modificado. En el lado de impulsión, la estanqueidad se asegura
mediante los bordes de los émbolos rotativos.
Como ventaja presenta el hecho que puede
proporcionar un gran caudal, lo que lo hace especial para
empresas que requieren soplar, mover gran cantidad de aire,
su uso es muy limitado.
El accionamiento también se
asegura exteriormente, ya que por la forma de los elementos
y la acción del roce no es conveniente que los émbolos
entren en contacto. |
2.2.2
Turbocompresores
Trabajan según el
principio de la dinámica de los fluidos, y son muy apropiados para
grandes caudales. Se fabrican de tipo axial y radial. El aire se
pone en circulación por medio de una o varias ruedas de turbina.
Esta energía cinética se convierte en una energía elástica de compresión.
La rotación
de los alabes acelera el aire en sentido axial de flujo. |
Compresor
Axial
El proceso
de obtener un aumento de la energía de presión
a la salida del compresor se logra de la siguiente manera.
La rotación acelera el fluido en el sentido axial comunicándole
de esta forma una gran cantidad de energía cinética
a la salida del compresor, y por la forma constructiva, se
le ofrece al aire un mayor espacio de modo que obligan a una
reducción de la velocidad. Esta reducción se
traduce en una disminución de la energía cinética,
lo que se justifica por haberse transformado en energía
de presión.
Con este tipo
de compresor se pueden lograr grandes caudales (200.000 a
500.000 m³/h) con flujo uniforme pero a presiones relativamente
bajas (5 bar). |
Aceleración
progresiva de cámara a cámara en sentido radial hacia afuera;
el aire en circulación regresa de nuevo al eje. Desde aquí
se vuelve a acelerar hacia afuera. |
Compresor
Radial
En este caso, el aumento de presión
del aire se obtiene utilizando el mismo principio anterior,
con la diferencia de que en este caso el fluido es impulsado
una o más veces en el sentido radial. Por efecto de
la rotación, los álabes comunican energía
cinética y lo dirigen radialmente hacia fuera, hasta
encontrarse con la pared o carcasa que lo retorna al centro,
cambiando su dirección. En esta parte del proceso el
aire dispone de un mayor espacio disminuyendo por tanto la
velocidad y la energía cinética, lo que se traduce
en la transformación de presión. Este proceso
se realiza tres veces en el caso de la figura, por lo cual
el compresor es de tres etapas. Se logran grandes caudales
pero a presiones también bajas. El flujo obtenido es
uniforme. |
| Compresores
, mas información aquí .
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