COMPRESORES RECIPROCANTES DE PISTÓN

COMPRESORES RECIPROCOS DE PISTÓN O EMBOLO

Es el compresor más habitual en las industrias industrias ya que es barato y robusto. robusto. 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. Por otro lado, necesita lubricación para su funcionamiento y produce elevado calentamiento del aire

Compresor de Émbolo Son máquinas en las cuales la compresión y el desplazamiento se efectúan por la acción positiva de un pistón que está reciprocando dentro de un cilindro. El compresor reciprocante usa válvulas automáticas que se abren únicamente cuando la presión diferencial adecuada existe a través de la válvula. Las válvulas de admisión se abren cuando la presión en el cilindro es ligeramente menor a la presión de admisión. Las válvulas de descarga se abren abren cuando la presión en el cilindro está está un poco por encima de la presión de descarga. El diseño y calidad de la válvula son decisivos para muchos de los datos de funcionamiento del compresor tales como el consumo específico, el rendimiento volumétrico, los costos de mantenimiento y la vida de servicio. Una alta relación de compresión (la presión de descarga absoluta divida por la presión absoluta de admisión) puede causar una temperatura de descarga excesiva u otros problemas. Por lo tanto se hace necesario combinar elementos o grupos de elementos en series para conformar una unidad multi-etapa, en el cual habrá habrá dos o más pasos pasos de compresión. El gas frecuentemente es enfriado entre etapas para reducir la temperatura y el volumen que entra a la siguiente etapa.

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Los cilindros están proporcionados de acuerdo a la relación de compresión total, las etapas se van reduciendo en volumen proporcionalmente, puesto que el gas ha sido comprimido parcialmente y enfriado en la etapa anterior, y por lo tanto ocupa menos volumen. De acuerdo con las experiencias que se han tenido en la industria, una buena rentabilidad del equipo se obtiene trabajando en los siguientes rangos de presión, de acuerdo con el número de etapas: 0- 80 PSIG

Una etapa

80- 200 PSIG

Dos etapas

200 ó más PSIG Tres etapas etapas ó más

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.





CICLO DE COMPRESIÓN EN UN COMPRESOR RECIPROCANTE.

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.

Este tipo forma parte del grupo de compresores de émbolo. Una membrana separa el émbolo de la





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 su funcionamiento es muy similar al alternativo por lo q solo se difieren el uso de una membrana.

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 no como al alternativo q es utilizados para procesos en lo q la limpieza del aire no son importantes Ventajas del compresor de pistón vs compresor de tornillo.

Ventajas del compresor de pistón   

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Precio hasta un 50% más barato que su equivalente en compresor de tornillo. Mejor COP a cargas parciales. Mantenimiento frecuente pero sencillo y conocido por prácticamente prác ticamente todo el personal mecánico: El mantenimiento de un compresor alternativo se realiza cada 10.000 horas aproximadamente y varía según potencia y fabricante. Como norma, podemos decir que a menor potencia menor mantenimiento. Sigue siendo el compresor que más se emplea en el frío comercial.

Inconvenientes del compresor alternativo  

Regulación de capacidad por etapas. Frecuentes mantenimientos: Relación 2.5 = 1. Temperaturas de descarga más elevadas lo que implica más consumo de aceite: Esta afirmación se basa en los sistemas de separación separació n de aceite empleados con más frecuencia Para obtener los mismos niveles de separación que en un compresor c ompresor de tornillo es necesario que el sistema sea más sofisticado.

Ventajas del compresor de tornillo    

Es el compresor más empleado en refrigeración industrial. Cuenta con menos mantenimiento: Relación 2.5 = 1 Cuenta con menos partes móviles y por tanto susceptibles de problemas. Mejor COP al 100% de capacidad.

Inconvenientes del compresor de tornillo  

Precio Mano de obra especializada para su mantenimiento m antenimiento

CLASIFICACIÓN de compresores Los compresores se pueden clasificar atendiendo al número de etapas y por el modo de trabajar el pistón. De esta forma encontramos:





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Compresores de dos etapas: su característica principal es que el aire es comprimido c omprimido en dos etapas. En la 1ª etapa (de baja presión) se comprime hasta una Pi= 2 a 3 bares; y en la segunda (de alta presión), se comprime hasta una presión de 8 bares. Pueden ser refrigerados por aire y por agua, el refrigerador intermedio (entre etapas) puede actuar a base de un ventilador o en virtud virt ud de una corriente de agua a través del mismo.

POR EL MODO DE TRABAJAR EL PISTÓN 

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Simple efecto: se dice que un pistón es de simple efecto cuando trabaja sobre una sola cara del mismo y precisamente aquella dirigida hacia la cabeza del cilindro. La cantidad de aire desplazado es igual a la carrera por sección del pistón.

Doble efecto: el pistón es de doble do ble efecto cuando trabaja sobre sus dos caras c aras y delimita dos cámaras de compresión en el cilindro. Así, el volumen engendrado es igual a dos veces el producto de la sección del pistón por la carrera. Haya que tener en cuenta el vástago, que ocupa el espacio obviamente no disponible para el aire, y, como consecuencia, los volúmenes creados por las dos caras del pistón no son iguales.





Etapas múltiples o tándem: Un mismo eje acciona dos o más pistones en cuerpos o cilindros diferentes. La compresión del gas se realiza r ealiza en etapas sucesivas de tal forma que en la primera etapa se comprime de P1 a P2. En la siguiente etapa la presión se aumenta de P2 a P3 y así sucesivamente. Para altas presiones hay compresores hasta de 6 etapas.

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Diferencial: al pistón diferencial si trabaja a doble efecto, pero con diámetros diferentes para conseguir la compresión en dos etapas. Tiene limitada la utilidad, y está cayendo c ayendo en desuso.

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POR EL NÚMERO Y DIPOSICION DE LOS CILINDROS En los compresores de cilindros, o a pistón, los fabricantes utilizan diversas formas de montaje para estos, siendo las más frecuentes: 

Disposición vertical, utilizados para pequeñas potencias.

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Horizontal

En L o en Angulo de 90º Para compresores grandes de doble efecto, se recurre al formato en L o en ángulo, con el cilindro de baja presión vertical y el de alta presión horizontal.

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De dos cilindros opuestos o colocación co locación en V. para compresores pequeños se disponen en forma de V es la más empleada.







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Semiradial: Cuando el mismo eje mueve varios pistones pi stones en distintas direcciones

Todos ellos son para trabajar a un a presión comprendida entre 6 y 7 bar. La presión máxima de 8 -10 bares, establecida como base general, indica la presión límite a la que puede trabajar, no siendo, por supuesto, recomendable hacer que un compresor trabaje constantemente a su presión máxima.

COMPRESORES RECIPROCANTES DE PISTÓN

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