Compresor. Un compresor es una máquina que eleva la presión de un gas, un vapor o una mezcla de gases y vapores. La presión del fluido se eleva reduciendo el volumen específico del mismo durante su paso a través del compresor. 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. Clasificación de los compresores. Al clasificarse según el indicio constructivo los compresores volumétricos se subdividen en los de émbolo y de motor y los de paletas en centrífugos y axiales. Es posible la división de los compresores en grupos de acuerdo con el género de gas que se desplaza, del tipo de transmisión y de la destinación del compresor. Estos se pueden clasificar en dos grupos: ---->
Compresor desplazamiento Positivo. Incrementan la presión directamente, reduciendo el volumen del gas. Por cada movimiento del eje de un extremo al otro tenemos la misma reducción en volumen y el correspondiente aumento de presión (y temperatura). Sus características principales son las altas presiones y el bajo volumen que mueven (caudal intermitente). Se utilizan principalmente donde se requieren altas presiones y/o volúmenes de aire reducido. Los tipos de desplazamiento positivo son de dos categorías básicas: Reciprocantes (Alternativos) y Rotatorias. Compresor de desplazamiento Negativo. Aumentan directamente la velocidad del gas. Se utilizan en las aplicaciones que requieran mucho volumen de aire a baja presión. Se subdividen en Radiales (centrífugos) o de Flujo Axial. Una de las ventajas que tienen es que su flujo es continuo. Estos compresores tienen pocas piezas en movimiento, reduciendo la pérdida de energía con fricción y calentamiento. Compresor Alternativo, Reciprocante o de Pistones. Los compresores de pistón también llamados "reciprocantes" o "alternativos", son máquinas de desplazamiento positivo en las cuales sucesivas cantidades de gas quedan atrapadas dentro de un espacio cerrado y, mediante un pistón, se eleva su presión hasta que se llega a un valor de la misma
que consigue abrir las válvulas de descarga. Los componentes que conforman estos equipos se asemejan al sistema bloque - cilindro - pistón presentes en los motores de combustión interna. Su principio de funcionamiento se basa en el abrir y cerrar de válvulas que con el movimiento del pistón aspira y comprime el aire o gas. Las partes por las que está compuesto son: Cilindro. Válvulas. Motor. Tapa De Pistón. Biela. Pistón. Cigüeñal. Culata. Junta. Polea Cubre Correa. Presostato. Manómetro. Refrigerante (Tubos Aleteados). Cárter. Tanque. Filtro.
Biela. Consiste en una barra rígida diseñada para establecer uniones articuladas en sus extremos. Permite la unión de dos operadores transformando el movimiento rotativo de uno (manivela, excéntrica, cigüeñal ...) en el lineal alternativo del otro (émbolo ...), o viceversa. Es el elemento encargado de transmitir la presión de los gases que actúa sobre el pistón al cigüeñal, o lo que es lo mismo, es un eslabón de la cadena de transformación del movimiento alternativo (pistón) en rotativo (cigüeñal). Por lo general se fabrican de acero templado, aluminio de titanio. La biela está dividida en tres partes: a). El pié. Es el extremo que realiza el movimiento alternativo. Es el extremo que va unido al bulón, que, a su vez, va enganchado en el cigüeñal. Éste es el extremo más pequeño de la biela. b). El cuerpo. Es la zona central de la biela, que debe soportar la mayor parte de los esfuerzos, pero al estar en continuo movimiento también debe de ser ligero, por ello se suele construir con forma de doble T, H, o I. c). La cabeza. Es el extremo que realiza el movimiento rotativo giratorio. Es la parte que va unida al cigüeñal, a diferencia del pie, la cabeza va dividida en dos mitades, una de ellas unida al cuerpo, y la otra (sombrerete) separada de éste, necesitando dos tornillos para unirse a él.
Presostato. También es conocido como interruptor de presión. Es un aparato que cierra o abre un circuito eléctrico dependiendo de la lectura de presión de un fluido o gas. Operación: El fluido ejerce una presión sobre un pistón interno haciendo que se mueva hasta que se unen dos contactos. Cuando la presión baja un resorte empuja el pistón en sentido contrario y los contactos se separan. Un tornillo permite ajustar la sensibilidad de disparo del presostato al aplicar más o menos fuerza sobre el pistón a través del resorte. Usualmente tienen dos ajustes independientes: la presión de encendido y la presión de apagado. No deben ser confundidos con los transductores de presión (medidores de presión), mientras estos últimos entregan una señal variable en base al rango de presión, los presostatos entregan una señal apagado/encendido únicamente. Valvulas de Admisión. Las válvulas de admisión abren cuando la presión dentro del cilindro es ligeramente inferior a la presión de entrada del gas. Las válvulas de escape. Abren cuando la presión en el cilindro es ligeramente superior a la presión en la línea de descarga. Polea. Una polea, es una máquina simple que sirve para transmitir una fuerza. Se trata de una rueda, generalmente maciza y acanalada en su borde, que, con el curso de una cuerda o cable que se hace pasar por el canal ("garganta"), se usa como elemento de transmisión para cambiar la dirección del movimiento en máquinas y mecanismos. Banda. Es un elemento mecánico muy flexible utilizado para transmitir potencia cuando existen poleas unidas a flechas o ejes. Su apariencia es la de una línea unida extremo con extremo, con un sección trasversal que varía según sea su tipo. Cigüeñal. Un cigüeñal es un eje con codos y contrapesos presente en ciertas máquinas que, aplicando el principio del mecanismo de biela-manivela, transforma el movimiento rectilíneo alternativo en rotatorio y viceversa. Los cigüeñales se utilizan extensamente en los motores alternativos, donde el movimiento lineal de los pistones dentro de los cilindros se trasmite a las bielas y se transforma en un movimiento rotatorio del cigüeñal. Compresor Centrífugo. El compresor centrífugo es una máquina en la que el gas es comprimido por la acción dinámica de las paletas giratorias de uno o más rodetes. El rodete logra esta transmisión de energía variando el momento y la presión del gas. El momento (relativo a la energía cinética) se convierte en energía de presión útil al perder velocidad el gas en el difusor del compresor u otro rodete.
En ellos el flujo de gas es radial y la transferencia de energía se debe predominantemente a un cambio en las fuerzas centrifugas actuantes sobre el gas. Un compresor de este tipo está constituido esencialmente por dos partes: - El rodete, el cual impulsa el gas. - La carcasa, que primero conduce el gas hasta el rodete y después lo recibe de él a una presión mayor. Compresores Rotativos Tipo Paletas. En los compresores de paleta el rotor cilíndrico es tal colocado excéntricamente dentro del hueco tabular del estator. El rotor lleva un número de paletas radiales metidas en unas ranuras dispuestas a tal efecto, y cuando el rotor gira accionado por el motor, las paletas se desplazan hacia fuera ajustándose a la pared interior del estator hasta el punto de excentricidad máxima situado en la parte superior del estator. El volumen de aire atrapado en la cámara comprendida entre dos paletas consecutivas se comprime gradualmente mientras que la rotación del aire irá poco a poco disminuyendo y por tanto su presión aumentará por la progresiva reducción del volumen provocando la correspondiente compresión. En el momento en que llega a la lumbrera o abertura de descarga el aire será empujado a través de ella hacia la salida habiéndose consumado el ciclo aspiracióncompresión-descarga. Compresores Rotativos de Tornillos. Este tipo de compresor consiste básicamente en dos rotores helicoidales situados dentro de la carcasa de la bomba. Los compresores a tornillo tienen dos tornillos engranados o entrelazados que rotan paralelamente con un juego o luz mínima, sellado por la mezcla de aire y aceite. Al girar los tornillos, el aire entra por la válvula de admisión con el aceite. El espacio entre los labios es progresivamente reducido al correr por el compresor, comprimiendo el aire atrapado hasta salir por la válvula de salida. Está compuesto por dos rotores de perfiles conjugados: uno de ellos se denomina macho y posee lóbulos (perfil convexo), mientras que el otro se llama hembra y posee alvéolos (perfil cóncavo). En general, el rotor macho posee 4 lóbulos y el rotor hembra consta de 6 alveolos; sin embargo, existen relaciones de 3/5 y 5/7. El principio de funcionamiento, se explica mediante la distinción de las siguientes fases de trabajo: Aspiración.-El fluido penetra a través de la entrada de aspiración y llena el espacio creado entre los lóbulos, los alveolos y la carcasa. El espacio aumenta progresivamente en longitud durante la rotación a medida que el engrane de los rotores se aproxima hacia el lado de descarga. Esta fase acaba una vez el fluido ha ocupado toda la longitud del rotor. Compresión.- El fluido disminuye su volumen debido al engrane final de los rotores y en consecuencia aumenta su presión. Descarga.- El fluido es descargado continuamente hasta que el espacio entre los lóbulos de los rotores desaparece. Debido a la geometría de los rotores el flujo es axial y circunferencial. El punto en el que el fluido alcanza la lumbrera de salida determina la relación de presiones del equipo. Partes de un Compresor a Tornillo.
Partes de un compresor a tornillo Engranaje de sincronización: los dos tornillos no se encuentran en contacto, por ello es necesario este engranaje para que ambos giren en el sentido correspondiente. Rodamiento del rotor: permite el movimiento del eje del rotor. Separador: mantiene separadas la zona de compresión (lugar donde se encuentran los tornillos) y la zona de transmisión (lugar donde se encuentran los rodamientos, engranajes de sincronización, etc.) Rotor hembra: es el que se encuentra formado por alvéolos (cavidades). Empaquetaduras: no permite que el aceite salga de la zona de compresión. Piñón: transmite el movimiento al sistema. Chaqueta refrigeradora: mantiene la temperatura del sistema constante, ya que ésta aumenta cuando el equipo se encuentra trabajando. Rotor macho: es el que se encuentra formado por lóbulos. Agujero de ventilación: permite regular, conjuntamente con la chaqueta refrigeradora, la temperatura del equipo. Puerto de salida de aceite: permite la salida de aceite al exterior del equipo. Agujero de drenaje: permite la salida del aceite de la cámara de compresión. Pistón de equilibrio: mantiene a los dos ejes a la misma distancia.
Compresor monotornillo. Consta de un rotor helicoidal y dos satélites opuestos, con ejes de rotación paralelos y situados en un plano perpendicular al eje del tornillo. Un motor hace girar el tornillo y consecuentemente girar a los satélites, siendo el engrane de estos los que proporcionan la necesaria reducción de volumen y por consiguiente el aumento de presión. En las siguientes figuras se esquematiza al compresor monotornillo.