Compresor neumático.

Objetivo.

El conocimiento de los distintos tipos de compresores que actualmente utilizan las empresas,  necesario para el desempeño de un mecánico en mantenimiento.

Este trabajo tiene como finalidad entender de manera sencilla el funcionamiento de los compresores y de esta forma, comprender las nociones básicas.

       Indice. 

• Definición de compresor neumático.
• Tipos de compresores neumáticos.

Compresores alternativos.

·         Compresores a pistón.

·         Compresores a membrana.

Compresores rotativos

·         Compresores a paletas.

·         Compresores a tornillo.

·         Compresores Roots.

Turbocompresores.

·         Compresores radiales.

·         Compresores axiales.

• Mantenimiento.
• Conclusión.
• Mapa mental. 
• Cuestionario.
• Referencias.

Compresor neumático.

Son maquinas que aspiran aire ambiente a la presión y temperatura atmosférica y lo comprime hasta conferirle una presión superior. Son las maquinas generadoras de aire comprimido. Existen varios tipos de compresores, dependiendo la elección de las necesidades y características de utilización.
Son las maquinas generadoras de aire comprimido donde el incremento de presión se logra introduciendo un volumen de gas en espacio determinado, que posteriormente es reducido por medio de mecanismos. Existen varios tipos de compresores se pueden clasificar en función de la forma de trabajo, dependiendo la elección de las necesidades y características de utilización.
Los más usados son de embolo, que son muy baratos, pero hacen bastante ruido. Otro tipo son los giratorios o rotativos más actuales y menos ruidosos. Dentro de cada grupo hay multitud de clases distintas de compresores.
Para producir aire comprimido se utilizan compresores que elevan la presión del aire al valor de trabajo deseado y lo acumulan en depósitos. El aire comprimido viene de la estación compresora o del depósito y llega a las instalaciones a través de tuberías.

Tipos de compresores neumáticos.

Compresores alternativos.

·         Compresores a pistón.

·         Compresores a membrana.

Compresores rotativos

·         Compresores a paletas.

·         Compresores a tornillo.

·         Compresores Roots.

Turbocompresores.

·         Compresores radiales.

·         Compresores axiales.

Compresores alternativos.

·         Compresores a pistón.

La compresión se efectúa por el movimiento alternativo de un pistón accionado por un mecanismo biela-manivela. En la carrera descendente se abre la válvula de admisión automática y el cilindro se llena de aire para luego en la carrera ascendente comprimirlo, saliendo así por la válvula de descarga. Una simple etapa de compresión como la descrita no permitirá obtener presiones elevadas, para ello será necesario recurrir a dos más etapas de compresión, en donde el aire comprimido a baja presión de una primera etapa (3 a 4 bar) llamada de baja, es vuelto a comprimir en otro cilindro en una segunda etapa llamada de alta, hasta la presión final de utilización. Puesto que la compresión produce una cierta cantidad de calor, será necesario refrigerar el aire entre las etapas para obtener una temperatura final de compresión más baja.

El cilindro de alta es de diámetro más reducido que el de baja, puesto que este toma el aire ya comprimido por la primera etapa y por lo tanto ocupara menos volumen. Para presiones superiores será necesario recurrir a varias etapas de compresión. Una buena rentabilidad del equipo compresor se obtendrá trabajando en los siguientes rangos de presión, de acuerdo al número de etapas:

Hasta 3-4 bar: 1 etapa

Hasta 8-10 bar: 2 etapas

Más de 10 bar: 3 etapas o más

Donde se requiere aire sin vestigios de aceite puede recurrirse al compresor de pistón seco en donde los aros son de material antifricción tipo teflón o de grafito.

El campo de utilización de estos compresores va desde 50 a 25.000m/h de capacidad y presiones desde 2 a 1.000 o 2.000 bar.

·         Compresores a membrana

Son de construcción sencilla y consisten en una membrana accionada por una biela montada sobre un eje motor excéntrico; de este modo se obtendrá un movimiento de vaivén de la membrana con la consiguiente variación de volumen de la cámara de compresión en donde se encuentran alojadas las válvulas de admisión y descarga, accionadas automáticamente por la acción del aire.

Permiten la producción de aire comprimido absolutamente exento de aceite, puesto que el mismo no entra en contacto con el mecanismo de accionamiento, y en consecuencia el aire presenta gran pureza.

Utilizados e medicina y ciertos procesos químicos donde se requiera aire sin vestigios de aceite y de gran pureza. No utilizados en general para uso industrial.

Compresores rotativos

·         Compresores a paletas

También llamados multialetas o de émbolos rotativos. Constan de una carcasa cilíndrica en cuyo interior va un rotor montado un excéntricamente de modo de rozar casi por un lado la pared de la carcasa formando así del lado opuesto una cámara de trabajo en forma de media luna. Esta cámara queda dividida en secciones por un conjunto de paletas deslizantes alojadas en ranuras radiales del rotor.

Al girar este último, el volumen de las secciones varía desde un máximo a un mínimo, produciéndose la aspiración, compresión y expulsión del aire sin necesidad de válvula alguna. Este tipo de compresor es muy adecuado para casos en que no es problema la presencia de aceite en el aire comprimido, fabricándose unidades de hasta 6.000 m /h de capacidad y hasta presión de 8 bar en una sola etapa y de 30 bar en dos etapas

De requerirse aire exento de aceite, las paletas deben ser hechas de materiales autolubricantes, tipo teflón o grafito. Alcanzan una vida útil de 35.000 a 40.000 horas de funcionamiento dado el escaso desgaste de los órganos móviles (paletas) por la abundante presencia de aceite. Este tipo de compresores suministran un flujo casi sin pulsaciones y en forma continúa utilizando un deposito de dimensiones reducida que actúa de separador de aceite.

·         Compresores a tornillo

También llamados compresores helicoidales. La compresión de estas maquinas es efectuada por dos rotores helicoidales, uno macho y otro hembra que son prácticamente dos tornillos engranados entre sí y contenidos en una carcasa dentro de la cual giran.

El macho es un tornillo de 4 entradas y la hembra de 6. El macho cumple prácticamente la misma función que el pistón en el compresor en el compresor alternativo y la hembra la del cilindro. En su rotación los lóbulos del macho se introducen en los huecos de la hembra desplazando el aire axialmente, disminuyendo su volumen y por consiguiente aumentando su presión. Los lóbulos se “llenan” de aire por un lado y descargan por el otro en sentido axial.

Los dos rotores no están en contacto entre sí, de modo tal que tanto el desgaste como la lubricación resultan mínimos. Esto se logra a través de un juego de engranajes que mantiene el sincronismo de giro de los rotores y evita que estos presionen unos contra otros, asegurándose la estanqueidad necesaria por la estrecha tolerancia de los juegos que existen entre ellos y la de estos con la carcasa.

Se construyen de 1, 2 o más escalones de compresión y entregan un flujo casi continuo por lo que las dimensiones del depósito son reducidas, cumpliendo más bien funciones de colector y separador de aceite que de acumulador.

El campo de aplicación de estos va desde 600 a 40.000 m /h y se logran presiones de hasta 25 bar.

·         Compresores Roots

Solo transportan el volumen de aire aspirado del lado de aspiración al de compresión, sin comprimirlo en este recorrido. No hay reducción de volumen y por lo tanto tampoco aumento de presión. El volumen que llega a la boca de descarga, todavía con la presión de aspiración, se mezcla con el aire ya comprimido de la tubería de descarga y se introduce en la cámara llegando este a la presión máxima siendo luego expulsado.

Un juego de engranajes accionan los rotores en forma sincrónica y evita que se rocen entre sí. Resultan apropiados cuando se requiera aire comprimido a bajas presiones completamente libre de rastros de lubricante.

Solo se alcanzan presiones no muy superiores a 1,5 bar y por tal razón su uso es restringido en aplicaciones neumáticas.

Turbocompresores.

Funcionan bajo el principio de la dinámica de fluidos, en donde el aumento de presión no se obtiene a través del desplazamiento y reducción de volumen sino por efectos dinámicos del aire.

·         Compresores radiales

Se basan en el principio de la compresión de aire por fuerza centrifuga y constan de un rotor centrifugo que gira dentro de una cámara espiral, tomando aire en sentido axial y arrojándolo a gran velocidad en sentido radial. La fuerza centrifuga que actúa sobre el aire lo comprime contra la cámara de compresión. Pueden ser de una o varias etapas de compresión consecutivas, alcanzándose presiones de 8 bar y caudales entre 10.000 y

20.000 m /h. Son maquinas de alta velocidad, siendo esta un factor fundamental en el funcionamiento ya que está basado en principios dinámicos, siendo la velocidad de rotación del orden de las 15.000 a 20.000 r.p.m., y aun más

·         Compresores axiales

Se basan en el principio de la compresión axial y consisten en una serie de rodetes consecutivos con alabes que comprimen el aire. Se construyen hasta 20 etapas de compresión (20 rodetes). El campo de aplicación de este tipo de compresor alcanza caudales desde los 200.000 a 500.000 m /h y presiones de 5 bar, raramente usados en neumática industrial.

Mantenimiento. 

Las operaciones de mantenimiento a efectuar sobre compresores incluirán:

Anualmente:

a.     Limpieza interior de aceites y carbonillas.

b.     Válvulas de seguridad: comprobación de su status como dispositivo de control apto para este tipo de funciones. En caso de que sea necesaria su sustitución será posible exigir al instalador que efectúe el cambio que facilite una copia del certificado acreditativo del fabricante del dispositivo donde se especifique la capacidad de descarga de la válvula. En caso de que sea necesaria su sustitución sólo se empleará válvulas nuevas que llevarán o bien grabado o bien en una placa los siguientes datos: fabricante, diámetro nominal, presión nominal, presión de tarado y caudal nominal. Las válvulas sustituidas serán precintadas a la presión de tarado.

c.      Manómetros: ser comprobará su buen estado y funcionamiento. Así  mismo se comprobará que los manómetros existentes sean de clase 2.5 según el Reglamento de Aparatos a Presión. Si un manómetro necesita ser sustituido, sólo lo será por otro nuevo, de clase 2.5, según el citado Reglamento. Una vez sustituido se comprobará su correcto funcionamiento.

d.     Dispositivos de inspección y limpieza: se comprobará la accesibilidad a los orificios y registros de limpieza. En el caso de los purgadores, se comprobará su operatividad. Así mismo se comprobará el funcionamiento de los dispositivos de refrigeración y captación de aceite del aire alimentado.

e.     Engrase: el aceite que se emplee estará libre de materias resinificables. Se utilizará aceite de propiedades antioxidantes con punto de inflamación superior a 125ºC. Cuando la presión de trabajo sobrepase los 20 Kg/cm², sólo deberán utilizarse aceites con punto de inflamación superior a 220ºC.

Cada 10 años:

a.     Inspección visual exterior.

b.     Inspección visual interior.

c.      Prueba de presión: se efectuará una prueba a 1.5 veces la presión de diseño. Para la realización de esta prueba se contará con la presencia de un Organismo de Control Autorizado (O.C.A.), que levantará acta sobre la realización de las pruebas, entregando una copia al órgano Competente de la Administración (Conselleria d’Indùstria), otra copia al usuario del aparato, y quedando también una copia en poder del O.C.A. emisor de la misma.

Conclusión.

En este informe se dio a conocer la importancia que cumple un compresor neumático dentro de la industrial al igual que ampliar el conocimiento o proporcionar la información necesaria o básica que necesita conocer acerca de un compresor neumático así poder adquirir nuevos conocimientos acerca de esta unidad. Se definió el funcionamiento de los diferentes tipos de compresores que hay para que tener una idea más clara de cómo trabaja cada uno de ellos. De igual manera se dio a conocer el tipo de mantenimiento que deben tener estas maquinas para alargar su vida útil. 

Mapa mental.

Cuestionario.

1.    ¿Cuál es la función principal de un compresor?

2.    ¿Cuáles son los tipos de compresores alternativos?

Compresor a pistón.

Compresor a membrana.

3.    ¿Cuáles son los tipos de compresores rotativos?

Compresor a paletas.

Compresor a tornillo.

Compresor Roots.

4.    ¿Cuáles son los tipos de turbocompresores?

Compresor radial.

Compresor axial.

5.    ¿Cómo es el funcionamiento de un compresor a piston?

Se efectúa por el movimiento alternativo de un pistón accionado por un mecanismo biela-manivela.

6.    ¿Cuáles son los compresores que permiten la producción de aire comprimido absolutamente exento de aceite?

Compresor a membrana.

7.    ¿Con que otro nombre se le conoce al compresor de paletas?

Multialetas o de émbolos rotativos. 

8.    ¿Con que otro nombre se le conoce al compresor de tornillos?

Compresores helicoidales.

9.    ¿Cómo está construido un compresor radial?

Constan de un rotor centrífugo que gira dentro de una cámara espiral.

10.  ¿Cada cuando se le da mantenimiento a un compresor?

     Según el tipo de mantenimiento puede ser cada 10 años y anualmente.

Referencias.

http://definicion.de/compresor/

http://html.rincondelvago.com/compresores-de-aire.html