Subido por JEAN CARLOS CAMPAÑA RAMIREZ

Tipos de compresores

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MANDOS ALEONEUMATICOS
Jean C. Campaña, Mayra F. Dacto
Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE, Latacunga, Ecuador.
,[email protected], [email protected]
I.
II.
Introducción
Marco Teórico
TIPOS DE COMPRESORES
Los compresores son máquinas diseñadas para comprimir gases a cualquier presión, por encima
de la presión atmosférica. En general, se habla de compresor cuando se trabaja con presiones
superiores a los 3 barg (presión manométrica). Los bares son la unidad de presión utilizada en
aire comprimido (Díez, 2000)
1 bar = 100.000 Pa = 1,01972 kgf/cm2
Se clasifican según su principio de funcionamiento básico, quedan divididos en dos grupos:
Compresores de desplazamiento positivo:
El principio de funcionamiento de estos compresores se basa en la disminución del volumen
del aire en la cámara de compresión donde se encuentra confinado, produciéndose el
incremento de la presión interna hasta llegar al valor de diseño previsto, momento en el cual el
aire es liberado al sistema.
Compresores dinámicos:
El principio de funcionamiento de estos compresores se basa en la aceleración molecular. El
aire es aspirado por el rodete a través de su campana de entrada y acelerado a gran velocidad.
Después es descargado directamente a unos difusores situados junto al rodete, donde toda la
energía cinética del aire se transforma en presión estática. A partir de este punto es liberado al
sistema.
Ambos sistemas pueden trabajar con una o varias etapas, en función de la presión final
requerida para el aire comprimido. En el caso de compresores multietápicos, el aire, al ser
liberado de la primera etapa, pasa directamente a la segunda, donde el proceso descrito
anteriormente se repite. Entre cada etapa, se instala un refrigerador intermedio que reduce la
temperatura de compresión hasta el valor requerido por la etapa siguiente.
Cada grupo de compresores usa diferentes diseños para el proceso de compresión. A
continuación, explicaremos los principales de cada uno de ellos.
Compresores de desplazamiento
positivo:
Compresor de pistón
Compresor de tornillo
Compresor de paletas
Compresor de lóbulos o émbolos
rotativos
Compresores Scroll
Bombas de vacío
Compresores dinámicos:
Compresores centrífugos radiales
Compresores centrífugos axiales
A
A
A
a
A
FUNCIONAMIENTO
COMPRESORES DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO:
Compresor de pistón
En este tipo de compresores, el aire es aspirado al interior de un cilindro, por la acción de un
pistón accionado por una biela y un cigüeñal. Ese mismo pistón, al realizar el movimiento
contrario, comprime el aire en el interior del mencionado cilindro, liberándolo a la red o a la
siguiente etapa, una vez alcanzada la presión requerida. (Santar, s.f.)
Fig. 1 Compresor de pistón
Los compresores de pistón pueden ser lubricados o exentos de aceite. En el caso de los
compresores exentos, la cámara de aspiración y compresión queda aislada de cualquier
contacto con el lubricante del compresor, trabajando en seco y evitando que el aire
comprimido se contamine con los lubricantes del equipo.
Compresor de tornillo
los compresores de tornillo se basan en el desplazamiento del aire, a través de las cámaras que
se crean con el giro simultáneo y en sentido contrario, de dos tornillos, uno macho y otro
hembra. Como se puede ver en el esquema, el aire llena los espacios creados entre ambos
tornillos, aumentando la presión según se va reduciendo el volumen en las citadas cámaras.
Fig. 2 Compresor de tornillo
El sentido del desplazamiento del aire es lineal, desde el lado de aspiración hasta el lado de
presión, donde se encuentra la tobera de salida.
Compresor de paletas
Otro diseño dentro de los compresores de desplazamiento positivo, es el de los equipos que
usan un rotor de paletas. El sistema consiste en la instalación de un rotor de paletas flotantes en
el interior de una carcasa, situándolo de forma excéntrica a la misma.
Fig. 3 Compresor de paletas
Como se puede ver en este esquema de MATTEI, durante el giro del rotor, las paletas flotantes
salen y entran desde su interior, formando unas cámaras entre rotor y carcasa, que se llenan con
el aire.
Compresor de lóbulos o émbolos rotativos
Otro compresor de desplazamiento positivo es el que usa unos rotores de lóbulos o émbolos
rotativos. Para ilustrar con más precisión su funcionamiento, usaremos un esquema de los
equipos de MPR.
Fig. 4 Compresor de lóbulo o émbolos relativos
El principio de funcionamiento está basado en el giro de dos rotores de lóbulos en el interior de
la carcasa. Como se puede ver en la ilustración superior, los rotores giran de forma sincronizada
y en sentido contrario, formando entre ellos unas cámaras en las que entra el aire. En este caso,
los lóbulos se limitan a desplazar el aire, consiguiendo aumentar la presión en función de la
contrapresión con la que se encuentran en la salida del equipo. Esta contrapresión viene dada
por las pérdidas por rozamiento y las necesidades de presión del sistema con el que trabaja.
Estos compresores son muy usados como soplantes, es decir, compresores de baja presión.
Compresores Scroll
Otra tecnología dentro del grupo de desplazamiento positivo, es la de los compresores tipo
scroll. No son equipos muy conocidos, pero tienen una aplicación típica en las aplicaciones
exentas de aceite.
Estos compresores tienen un desplazamiento que se denomina orbital. La compresión se realiza
por reducción de volumen. El conjunto compresor está formado por dos rotores con forma
espiral. Uno de ellos es fijo en la carcasa y el otro es móvil, accionado por el motor. Están
montados con un desfase de 180º, lo que permite que en su movimiento se creen cámaras de
aire cada vez más pequeñas. En la foto inferior vemos una sección de un compresor scroll de
ATLAS COPCO.
Fig. 5 Compresor de Scroll
Bombas de vacío
Las bombas de vacío son también equipos de desplazamiento positivo. Muchos de sus diseños
son usados indistintamente como compresores o como bombas de vacío. Existen bombas de
vacío de pistón, tornillo, paletas o lóbulos.
El funcionamiento de todas ellas es similar al de su compresor homólogo, pero con la
característica de que están pensadas para aspirar del interior de un recipiente o red y no para
comprimir el aire o gas que aspiran.
Fig. 6 Bomba de vacío
En estos equipos hay un rotor de paletas fijas, instalado de forma excéntrica en la carcasa de
la bomba. En el interior de la carcasa, hay un fluido que generalmente es agua. Cuando el
rotor gira a su velocidad nominal, la fuerza centrífuga que ejerce sobre el fluido, hace que éste
se pegue a las paredes internas de la carcasa, formando con las paletas del rotor unas cámaras
de aspiración y compresión, cuyo funcionamiento es similar al del compresor de paletas.
COMPRESORES DINÁMICOS
Compresores centrífugos radiales
En estos equipos, el aire entra directamente en la zona central del rotor, guiado por la
campana de aspiración. El rotor, girando a gran velocidad, lanza el aire sobre un difusor
situado a su espalda y es guiado al cuerpo de impulsión.
Fig. 7 Compresores centrífugos radiales
Se ve la sección de un compresor centrífugo de levitación neumática de BOGE. En dicha
sección, se aprecian con claridad las dos etapas de compresión donde se encuentran alojados
los rotores.
En estos compresores, el aire entra directamente por la campana de aspiración (1) hacia el
rotor (2) y difusor (3), saliendo a la siguiente etapa o a la red por la voluta (4).
Compresores centrífugos axiales
Estos equipos son menos comunes en la industria. Se diferencian de los anteriores en que el
aire circula en paralelo al eje. Los compresores axiales están formados por varios discos
llamados rotores. Entre cada rotor, se instala otro disco denominado estator, donde el aire
acelerado por el rotor, incrementa su presión antes de entrar en el disco siguiente. En la
aspiración de algunos compresores, se instalan unos álabes guía, que permiten orientar la
corriente de aire para que entre con el ángulo adecuado.
Fig. 8 Compresores centrífugos radiales
ECUACIONES DE CAUDAL
CILINDRAJE Y POTENCIA
III.
Conclusiones
IV.
Recomendaciones
●
●
Se recomienda inspeccionar distintas fuentes de información confiables,
preferentemente artículos científicos y, libros con el fin de obtener la información más
relevante en cada fuente de la consulta.
Se sugiere recurrir de manera imprescindible el uso de planos y representaciones
gráficas de los componentes o equipos que se desea consultar, ya que nos ayudarán a
●
V.
detallar e identificar donde se encuentra cada elemento en el equipo y su respectivo
funcionamiento.
Se propone tener de manera esquemática y ordenada los temas a investigar, para asumir
de modo esclarecido las clases y sub clases de compresores a la vez de sus respectivos
trabajos.
Bibliografía
Díez, P. F. (2000). Compresores. From Compresores:
https://pfernandezdiez.es/es/libro?id=9
Santar, X. (s.f.). Mundo Compresor. From Mundo Compresor:
https://www.mundocompresor.com/articulos-tecnicos/diferentes-tipos-compresores
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