Compresores neumáticos

Compresores neumáticos

Objetivo

Conocer el funcionamiento de los compresores neumáticos,los tipos que existen,su funcionamiento y clasificación de los mismos.mismos. También hablaremos sobre el mantenimiento y su importancia en la industria.

Indice
  1.Objetivo.
  2. Introducción.
  3. Utilización.
  4. Tipos de compresores.
  5. Compresores alternativos.
  5.1. Compresores de embolo.
  5.2. Compresor de embolo de dos etapas.
  5.3. Compresor de membrana.
  6. Compresores rotativos.
  6.1. Compresor de Paletas.
  6.2. Compresor tipo Roots (Lóbulos).
  6.3. Compresor de Tornillo.
  7. Turbocompresores
  7.1. Compresor Radial.
  7.2. Compresor Axial.
   8. Mantenimiento de un compresor.
   9. Mapa mental.
   10. Formulario.
   11. Resumen.
   12. Referencias.

Introducción

El aire comprimido se refiere a una tecnología o aplicación técnica que hace uso de aire que ha sido sometido a presión por medio de un compresor. En la mayoría de aplicaciones, el aire no sólo se comprime sino que también desaparece la humedad y se filtra. El uso del aire comprimido es muy común en la industria, tiene la ventaja sobre los sistemas hidráulicos de ser más rápido, aunque es menos preciso en el posicionamiento de los mecanismos y no permite fuerzas grandes.

Por lo tanto, se podría considerar el aire comprimido, como una masa de aire que se encuentra sometida a una presión superior a la atmosférica. Esta capacidad del aire para ser comprimido, se explica en las leyes de los gases.

Las aplicaciones del aire comprimido son muy diversas. Bien como fuente de energía o como aire acumulado para su uso posterior; el aire comprimido ha sido considerado por algunos autores como la cuarta energía, después de la electricidad, los combustibles fósiles o el viento.

El uso del aire comprimido implica también su tratamiento. En pocas aplicaciones se puede usar el aire comprimido directamente de la salida de los compresores. Habitualmente es necesario tratar al menos la eliminación de polvo y contaminantes, así como del agua condensada o en vapor.

Un compresor es una máquina capaz de elevar la presión del gas que maneja. En la industria la misión de los compresores es:

Alimentar la red de aire comprimido para instrumentos;

Proveer de aire para combustión;

Recircular gas a un proceso o sistema;

Producir condiciones idóneas para que se produzca una reacción química;

Producir y mantener niveles de presión adecuados por razones de proceso de torres;

Alimentar aire a presión para mantener algún elemento en circulación.

Son parte importantísima de muchos sistemas de refrigeración y se encuentran en cada refrigerador casero.

Se encuentran en sistemas de generación de energía eléctrica, tal como lo es el Ciclo Brayton

Se encuentran en el interior de muchos motores de avión, como lo son los turborreactores, y hacen posible su funcionamiento.

Se pueden comprimir gases para la red de alimentación de sistemas neumáticos, los cuales mueven fábricas completas.

Utilización

Los compresores son ampliamente utilizados en la actualidad en campos de la ingeniería y hacen posible nuestro modo de vida por razones como:

• Son parte importantísima de muchos sistemas de refrigeración y se encuentran en cada refrigerador casero.
• Se encuentran en sistemas de generación de energía eléctrica, tal como lo es el Ciclo Brayton.
• Se encuentran en el interior de muchos motores de avión, como lo son los turborreactores, y hacen posible su funcionamiento.
• Se pueden comprimir gases para la red de alimentación de sistemas neumáticos, los cuales mueven fábricas completas.

Por lo general, los compresores se sitúan en compartimientos especiales, bien sea en lugares apartados donde no puedan molestar por el ruido que producen al trabajar o bien en el exterior de las instalaciones donde se halla el circuito si lo que desea es conseguir un aire de mayor calidad, es decir con menos impurezas. Sin embargo, también hay algunos tipos de compresores bastante silenciosos y otros equipos que no necesitan estar en un lugar fijo, sino que pueden ser trasladados con facilidad de un lugar a otro.

Tipos de compresores

Los compresores se pueden clasificar en función de la forma de trabajo. Los mas 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.

En el mercado se encuentran diferentes modelos de compresores. Éstos se agrupan bajo dos principios de funcionamiento.

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.

5.

COMPRESORES ALTERNATIVOS:

5.1

Compresores de émbolo.

El compresor más habitual en las industrias ya que es barato y robusto.

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.

5.2

Compresor de embolo de dos etapas:

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. 

5.3

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.

6.

COMPRESORES ROTATIVOS:

6.1. 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.

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

6.2 Compresor tipo Roots (Lóbulos):

Estos 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.

6.3.

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.

Pueden dar caudales elevados, 24.000m3/h y presiones cercanas a los 10 bares. También se pueden colocar en serie varias etapas, llegando a presiones de 30 bares.

7.1

Compresor Radial:

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 8-12 bares y caudales entre 10.000 y 20.000m3/h. Son maquinas de alta velocidad, siendo esta un factor fundamental en el funcionamiento ya que esta basado en principios dinámicos, siendo la velocidad de rotación del orden de las 15.000 a 20.000 rpm.

7.2

Compresor Axial.

Es el proceso de obtener un aumento en la energía de presión a la salida del compresor.

Se realiza mediante rotación ya que acelera el fluido en el sentido axial comunicando de esta forma una gran cantidad de energía cinética a la salida del compresor, se le ofrece al aire un mayor espacio de modo que obligan a una reducción de la velocidad y se traduce a la disminución de la energía cinética.

Con este tipo de compresor se pueden lograr grandes caudales(200000 a 500000 m3/h) con flujo uniforme pero a presiones de 5 bar.

8.

Mantenimiento de los compresores 

En general un compresor para su función necesita:

     1. Un respirador de aire: Necesita aire fresco y limpio.

     2. Un consumidor de energía: Necesita energía eléctrica adecuada.     3. Un generador de calor: Necesita un adecuado suministro de enfriador.     4. Un generador de agua condensada: Necesita drenajes.     5. Un usuario de aceite: Necesita un lubricante de calidad y en cantidad apropiada.     6. Un vibrador: Necesita fundaciones y tuberías apropiadas.

Esto es una serie de pasos para un optimo mantenimiento del compresor:

1) Localización del compresor.  El costo de espacio actualmente es alto en cualquier planta.  Sin embargo, una localización inadecuada por ahorrar área es una falsa economía.  Debe haber suficiente espacio alrededor y por encima de la unidad para hacer el trabajo de rutina diaria.  Se debe dejar espacio también para: adecuada recirculación del aire con el fin de evitar sobrecalentamientos del motor y de otros dispositivos eléctricos sensibles como también del aire de admisión. 

Si la unidad se instala en un sitio donde es difícil encontrarla, verla o moverla alrededor de ella, el personal de mantenimiento hallará una excusa para evitarla, es una reacción humana normal.

2) El filtro de aire de entrada.  Un compresor de aire es un respirador.  Si se le suministra aire sucio, húmedo y cargado de abrasivos entonces la vida útil de los elementos internos del compresor se acortarán considerablemente.  Ponga el filtro de admisión en un lugar limpio, pero localícelo donde sea accesible para servicio conveniente.

El compresor prestará un mejor servicio si:

     1. Lo mantiene limpio.

     2. Lo mantiene adecuadamente enfriado.

     3. Lo mantiene debidamente aceitado.

En cuanto a lubricación se puede hacer los siguientes comentarios:

     1. Seleccione un aceite que cumpla las especificaciones del fabricante del compresor.  Consulte el manual de instrucciones para las especificaciones exactas.

      2. Lleve registros sobre cuanto usa y cuando se hacen los cambios.

Los registros deben ser los más sencillos posible.  En las unidades pequeñas enfriados por aire reciprocante, una simple etiqueta fijada a la unidad es suficiente. Para las unidades más grandes y enfriadas por agua se deben llevar un registro mas elaborado.  Sin embargo no se deben llevar demasiado pesados con datos incompresibles.  El propósito de los registros es establecer el reconocimiento exacto de las funciones de mantenimiento periódico y llevar un historial con él, con el agua se puede proyectar el mantenimiento futuro.

En resumen, el mantenimiento de los compresores se realiza mejor si tiene en cuenta las siguientes sugerencias:

     1. Ubique la unidad en un área accesible.

     2. Manténgala limpia por dentro y por fuera.

     3. Manténgala enfriada.  Lleve control del agua de enfriamiento.  Si la unidad es enfriada por agua.

     4. Manténgala lubricada.  Controle la cantidad y la calidad del aceite.

     5. Lleve registro del tipo que le convenga a sus necesidades.  Le ayudará a determinar los intervalos de mantenimiento preventivo.

     6. Concéntrese en lo que usted realmente puede ser con los recursos disponibles.

     9. Mapa mental.
https://onedrive.live.com/redir?resid=21D279F70F016AD!488&authkey=!AAoBBdEG-QfqaY4&ithint=file%2cpptx



   10. Formulario.

Formulario compresores neumaticos

 11. Resumen.

Un compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como gases y los vapores. Esto se realiza a través de un intercambio de energía entre la máquina y el fluido.
Se encuentran en el interior de muchos motores de avión, como lo son los turborreactores, y hacen posible su funcionamiento.

Los compresores se pueden clasificar en función de la forma de trabajo. Los mas usados son de embolo, que son muy baratos, pero hacen bastante ruido. Otro tipo son los giratorios o rotativos más actuales y menos ruidosos, entre estos tambien se dividen los turbocompresores.
El compresor de embolo.
Es el mas utilizado en las industrias.
Compresor de embolo de dos etapas.
Para alcanzar mayores presiones y aumentar el rendimiento, algunos compresores disponen de varios pistones.
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.
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.
Compresor tipo Roots (Lóbulos).
Estos 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.
Compresor de Tornillo.
Son los otros compresores ampliamente utilizados en la industria, junto con los compresores de émbolo.
Compresor Radial.
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.
Compresor Axial.
Es el proceso de obtener un aumento en la energía de presión a la salida del compresor.
Se realiza mediante rotación ya que acelera el fluido en el sentido axial comunicando de esta forma una gran cantidad de energía cinética a la salida del compresor

12. Referencias.

http://industrial-automatica.blogspot.com/2010/08/compresores-neumaticos.htmlhttp://www.typrefrigeracion.com.mx/index.php?page=shop.product_details&product_id=596&flypage=flypage.tpl&pop=0&option=com_virtuemart&Itemid=41

·         http://www.sapiensman.com/neumatica/mapadelsitio.htm
·         http://www.monografias.com/trabajos63/compresores-embolo-piston/compresores-embolo-piston2.shtml
·         industrial-automatica.blogspot.com/2010/.../compresores-neumaticos.ht

• quantum.cucei.udg.mx/~gramirez/menus/introduccion/compresores.html