viernes, 15 de mayo de 2015

Compresores Neumáticos

El objetivo de este informe es conocer los distintos tipos de compresores neumáticos que existen, así como su uso, ventajas y desventajas para poder entender el funcionamiento de los mismos y en caso de presentarse la ocasión, saber que compresor usar en una determinada situación para que el circuito funcione de la manera más óptima.

Los compresores son dispositivos que toman aire de la atmósfera para después comprimirlo y ser utilizado en circuitos neumáticos.

Los compresores se dividen en:


  • De desplazamiento positivo, que su vez tiene rotativos y alternativos.
  • Dinámicos

Los compresores de desplazamiento positivo son unidades donde el incremento de presión se logra introduciendo un volumen de aire en espacio determinado, que posteriormente es reducido por medios mecánicos.

Compresores Alternativos. La compresión se realiza al aspirar aire de un recinto hermético y reducir su volumen hasta alcanzar la presión deseada.Compresores Rotativos. Basan su principio de funcionamiento en las leyes de la dinámica de fluidos. Transforman la energía cinética de un fluido en energía de presión.

Índice.

1. Compresores alternativos.
   1.1           Compresor de émbolo o reciprocante.
   1.1.2        Compresor de membrana.    

1.2 Compresores rotativos.
   1.2.1       Compresor de paletas. 
   1.2.2       Compresor de lóbulos.
   1.2.3       Compresor de tornillo. 

1.3 Compresores dinámicos.
    1.3.1      Compresor centrífugo.   
    1.3.2      Compresor axial.

3. Mapa mental
4. Conclusión
  
1.- Compresores alternativos.

1.1 Compresor de émbolo o reciprocante.

El compresor alternativo más habitual en las industrias ya que es barato y robusto. Por otro lado, necesita lubricación para su funcionamiento y produce elevado calentamiento del aire. 
Se puede utilizar tanto para equipos estacionarios como móviles, en una gran variedad de tamaños. Los más grandes pueden llegar a entregar caudales superiores a los 500 m3/min. Las presiones suelen alcanzar los 6-7 bares.


Su principio de funcionamiento es sencillo. El eje desplaza a un émbolo con movimientos alternativos. En la fase de aspiración, el aire llena la cavidad del pistón. En la fase de compresión, al desplazarse el émbolo hacia arriba, reduce el volumen del gas y lo impulsa hacia la línea de distribución.

Para alcanzar mayores presiones y aumentar el rendimiento, algunos compresores disponen de varios pistones (compresores multietapas) dispuestos en serie. El aire que sale de una etapa se vuelve a comprimir en la siguiente, hasta alcanzar presiones cercanas a los 200 bares. 


Los compresores de pistón pueden ser se simple o doble efecto, según si una o ambas caras del pistón realicen compresión sobre el fluido. Los de simple efecto comprimen el aire en la parte superior del cilindro y normalmente son del tipo entroncado.
 Los de doble efecto requieren una acople mediante crucetas, para procurar que el movimiento de vástago sea lineal, con lo cual puede lograrse una reducción en el largo del pistón, creándose dos cámaras de compresión: una por arriba y otra por abajo del mismo.
Compresor Neumático de Émbolo


1.1.2 Compresor de membrana.

Su funcionamiento es similar a los de émbolo. Una membrana se interpone entre el aire y el pistón, de forma que se aumenta su superficie útil y evita que el aceite de lubricación entre en contacto con el aire estos compresores proporcionan aire limpio, por lo que son adecuados para trabajar en industrias químicas o alimentarias.

Normalmente no superan los 30m3/h de caudal. Se utilizan para presiones inferiores a los 7 bares.

                                      Compresor Neumático de Membrana

1.2 Compresores Rotativos.

1.2.1 Compresor de paletas. 
Estos compresores están constituidos por un rotor excéntrico que gira dentro de un cárter cilíndrico. Este rotor está provisto de aletas que se adaptan a las paredes del cárter, comprimiendo el aire que se introduce en la celda de máximo.
Necesitan lubricación para las piezas móviles, reducir el rozamiento de las paletas y mejorar la estanqueidad.

El aire entra al compresor cuando el volumen entre dos aletas es máximo; luego a medida que el rotor gira, el volumen decrece por efecto de la excentricidad. El aire se comprime a medida que es desplazado hasta la descarga

Suelen utilizarse en campos o instalaciones que exijan caudales inferiores a 150m3/h y presiones máximas de 7 bares.
                
Compresor Neumático de Paletas


1.2.2 Compresor de lóbulos.

Compresor Neumático tipo Roots LobulosEstos compresores no modifican el volumen de aire aspirado. Lo impulsan. La compresión se efectúa gracias a la introducción de más volumen de aire del que puede salir. Los caudales máximos está entorno a los 1500m3/h. Las presiones no suelen superar los 1-2 bares.

Su principio de funcionamiento se basa en aspirar aire e introducirlo en una cámara que disminuye su volumen. Está compuesto por dos rotores, cada uno de los álabes, con una forma de sección parecida a la de un ocho. Los rotores están conectados por dos ruedas dentadas y giran a la misma velocidad en sentido contrario, produciendo un efecto de bombeo y compresión del aire de forma conjunta.
                                              
1.2.3 Compresor de tornillo. 

Son los otros compresores ampliamente utilizados en la industria, junto con los compresores de émbolo.

Funcionan mediante dos rotores helicoidales paralelos, que giran en un cárter en sentidos contrarios e impulsan el aire de forma continua. El rotor macho, conectado al motor, arrastra al rotor hembra como consecuencia del contacto de sus superficies, sin ningún engranaje auxiliar. El volumen libre entre ellos disminuye comprimiendo el aire

Es necesario lubricar las piezas móviles con aceite, para evitar severos desgastes y refrigerar los elementos. Este aceite se deberá separar del aire comprimido mediante un separador aire-aceite.


Para mantener el rendimiento del compresor en pequeñas capacidades se necesitan velocidades de eje muy elevadas. Sin embargo, inyectando aceite en la cámara de compresión se pueden utilizar velocidades mas reducidas. El aceite inyectado cumple de 3 funciones: 
 Cerrar las holguras internas. 
 Enfriar el aire durante la compresión.
  Lubricar los rotores. La lubricación interna hace posible prescindir de los engranajes de sincronización. El aceite inyectado se recupera y recircula después de la compresión.
                                           Compresor Neumático de Tornillo

1.3 Compresores Dinámicos. 

Son máquinas de flujo continuo en donde se transforma la energía cinética (velocidad) en presión.

1.3.1 Compresor centrífugo. 

Estos componentes están constituidos por uno o más rodetes y un numero de pasajes divergentes fijos a la carcaza, denominados difusores, en donde el fluido es desacelerado. 

El principio de funcionamiento de estos compresores es el siguiente: El gas a ser comprimido entra por el centro de una rueda giratoria provista con álabes radiales (rodete o impulsor) los cuales lanzan el gas hacia la periferia mediante la fuerza centrifuga. Antes de ser guiado el gas hacia el centro del siguiente impulsor, se le hace pasar por un difusor que transforma la energía cinética en presión. 
La relación de compresión por etapas se determina en función de los cambios de velocidad y densidad experimentados por el fluido. Los compresores radiales se adaptan bien a la refrigeración intermedia en cada etapa o a cada grupo de ellas, con lo cual el proceso se hace más isotérmico con la consiguiente mejora de rendimiento. Los refrigeradores son mas voluminosos debido a que estos compresores son muy sensibles a la caída de presión. Los compresores radiales por debajo de 4 bar de presión efectiva, normalmente no se refrigeran.
                                          

1.3.2 Compresor Axial.

Estos compresores se caracterizan porque el flujo sigue la dirección de su eje. El compresor esta formado por filas alternadas de álabes móviles y álabes fijos. Los álabes móviles se encuentran dispuestos radialmente en su rotor, mientras que los fijos son solidarios al estator. Tanto los álabes fijos como los álabes móviles tienen forma aerodinámica el conjunto de una fila de álabes móviles y otra de álabes fijos es denominado “etapa”. 

El principio de funcionamiento de estos equipos es el siguiente: los álabes móviles imparten velocidad y presión al fluido al girar el rotor, luego en los álabes fijos la velocidad es convertida en presión por expansión, de manera similar a como ocurre en los compresores radiales. El incremento de presión por etapa es por lo general relativamente pequeño; por ello para obtener relaciones de compresión altas, se requiere de un considerable número de etapas. Los compresores axiales, debido a su pequeño diámetro funcionan a mayor velocidad que los radiales para un mismo trabajo. Generalmente el incremento es de un 25%. Con la excepción de los compresores utilizados en los motores de aviación, la relación de compresión máxima para cada unidad queda limitada a 6.
Suministran caudales fijos para presiones variables. 



2. Mantenimiento de compresor.

Preventivo

Las siguientes instrucciones son basadas en una operación normal. Utilice el manual de fábrica para instrucciones más detalladas, si la unidad está en un lugar excesivamente sucio y polvoso. Haga la revisión con más frecuencia:
Diario
  • Revisar el nivel de aceite en caso de ser compresor lubricado.
  • Drene cualquier condensación de agua en el tanque.
  • Revise cualquier ruido o vibración rara o inusual.
Semanales
  • Limpiar el filtro de aire (elemento).
  • Limpiar todas las partes externas del compresor.
  • La válvula de seguridad debe ser revisada para asegurarse que no esté atorada.
Mensual
  • Revisar el sistema general  de conducción de aire (tubería).
  • Revisar el aceite que esté libre de contaminación y cambiar si es necesario.
  • Revisar las bandas tensión y desgaste.
Cada 3 meses
  • Cambiar el lubricante con aceite apropiado.
  • Revise las válvulas generalmente de todo el compresor.
   3. MAPA MENTAL 


4. CONCLUSION

Los compresores son elementos que nos brindan el aire necesario para hacer funcionar un circuito neumático. Éstos funcionan tomando el aire de la atmósfera para despues, con una seríe de procedimientos dependiendo el compresor, pueda comprimir el aire para las funciones deseadas. Es importante también conocer su proceso de mantenimiento para que éste pueda funcionar en óptimas condiciones y no dañarse o dañar el circuito al que suministra.

5. Preguntas








Bitácora de mayo