Temario:
1.- Objetivo
2.- Introducción
3.- Compresor
4.- Aplicaciones
4.1.- Los compresores en la industria
5.- Tipos de compresor
5.1.- Compresor de émbolo
5.2.- Compresor de membrana
5.3.- Compresor de paletas
5.4.- Compresor tipo Roots (Lóbulos)
5.5.- Compresor de tornillo
5.6.- Compresor Radial
6.- Mantenimiento
7.- Conclusión
8.- Mapa mental
9.- Formulario
10.- Bibliografía
1.-Objetivo
Nuestro objetivo de la siguiente
investigación realizada es dar a conocer e informar sobre el funcionamiento de un
compresor, además de conocer los tipos que existen y las principales
características individuales de cada uno, al igual que mencionar algunas
ventajas y desventajas de usar la neumática, algunas de las aplicaciones,
además del correcto mantenimiento a realizar en los compresores.
2.-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.
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.
Ventajas
·
El aire es de fácil captación y abunda en la tierra
·
El aire no posee propiedades explosivas, por lo que
no existen riesgos de chispas.
·
Los actuadores pueden trabajar a velocidades razonablemente
altas y fácilmente regulables
·
El trabajo con aire no daña los componentes de un
circuito por efecto de golpes de ariete.
·
Las sobrecargas no constituyen situaciones
peligrosas o que dañen los equipos en forma permanente.
·
Los cambios de temperatura no afectan en forma
significativa.
·
Energía limpia
·
Cambios instantáneos de sentido
Desventajas
·
En circuitos muy extensos se producen pérdidas de
cargas considerables.
·
Requiere de instalaciones especiales para recuperar
el aire previamente empleado.
·
Las presiones a las que trabajan normalmente, no
permiten aplicar grandes fuerzas
·
Altos niveles de ruido generados por la descarga
del aire hacia la atmósfera.
3.-Compresor
Un compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y
desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal es éste el caso del
aire.
Esto se realiza a través de
un intercambio de energía entre
la máquina y el fluido en el cual el trabajo ejercido por el compresor es
transferido a la sustancia que pasa por él convirtiéndose en energía
de flujo, aumentando su presión y energía cinética impulsándola a fluir.
Principio básico de
compresión
Durante la compresión
mecánica de los gases:
§
La presión del aire aumenta
§
El volumen del aire reduce
§
La temperatura del aire se
eleva
P x V = T
P= Presión
V= Volumen
T= Temperatura
4.-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.
·
Se encuentran en sistemas de generación de energía eléctrica.
·
Se pueden comprimir gases para la red de
alimentación de sistemas neumáticos, los cuales mueven
fábricas completas.
4.1.-Los compresores en
la industria
El aire comprimido en una planta industrial se considera
el cuarto recurso del cual no se puede prescindir, el aire comprimido resulta
de vital importancia para la operación de maquinaria industrial y múltiples
aplicaciones que permiten que la materia prima entre por un lado de la línea de
producción y el producto terminado salga por el extremo opuesto. La falta (baja
presión), el exceso (alta presión) o la inadecuada relación de consumo
eléctrico/cfm generados causa que la producción se vea afectada por producto
mal terminado o a un costo demasiado alto que a su vez perjudica la
rentabilidad de la empresa.
Contar con un compresor de aire comprimido confiable y
que consuma la energía eléctrica adecuada a la generación de aire garantiza que
la producción no se detendrá, evitará desperdicio de material y más importante
aún no generara costos adicionales de producción.
5.-Tipos de compresores
Alternativos: La compresión
se realiza al aspirar aire de un recinto hermético y reducir su volumen hasta
alcanzar la presión que se desea. Por ejemplo: Compresor de émbolo o compresor
de membrana.
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. Por ejemplo: Compresor
de paletas, Roots, Tornillo y Radiales.
5.1-Compresor de Émbolo
Es el más habitual en las
industrias ya que es barato y robusto. Además que 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 aire y lo impulsa hacia la línea de distribución.
Para alcanzar mayores
presiones y aumentar el rendimiento, algunos disponen de varios pistones
(multietapas) dispuestos en serie. El aire que sale de una etapa se vuelve a
comprimir en la siguiente, hasta alcanzar presiones cercanas a 200 bares.
5.2.-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
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.
5.3.-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.
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.
5.5.-Compresor de tornillo
Son de los compresores
ampliamente utilizados en la industria, junto con los 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 deberá separar del aire comprimido mediante un separador
aire-aceite.
Pueden dar caudales
elevados, 24000m3/h y presiones cercanas a 10 bares. También se pueden colocar
en serie varias etapas, llegando a presiones de 30 bares.
5.6.-Compresor Radial
Se basan en el principio de
la compresión de aire por fuerza centrífuga y constan de un motor centrífugo
que gira dentro de una cámara espiral, tomando aire en sentido axial y
arrojándolo a gran velocidad en sentido radial. La fuerza centrífuga que actúa
sobre el aire lo comprime contra la cámara de compresión.
Pueden ser de una o varias
etapas de compresión consecutiva, alcanzándose presiones de 8-12 bares y
caudales entre 10000 y 20000m3/h. Son máquinas de alta velocidad, siendo este
un factor fundamentalmente en el funcionamiento ya que está basado en
principios dinámicos, siendo la velocidad de rotación del orden de las 15000 a
20000 r.p.m.
6.-Mantenimiento
Las operaciones de mantenimiento a efectuar sobre compresores incluirán:
Ø 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.
Ø 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.
Estas operaciones de mantenimiento deben ser
supervisadas por el N3 responsable del área en la que se vaya a instalar el
compresor. Así mismo, deberá archivar la documentación que este proceso genere
7.-Conclusión
El conocimiento de los distintos tipos de
compresores que actualmente utilizan las empresas, es absolutamente necesario
para el desempeño de un mecánico en mantención.
Es por ello que el presente trabajo tiene
como finalidad entender de manera sencilla el funcionamiento de los compresores
anteriormente descritos y de esta forma, comprender la importancia de
estos. Conocer los diferentes tipos que
existen, que tipo de compresor nos es más útil para cada trabajo o acción a
realizar.
De igual forma en búsqueda de vídeos y
películas con la finalidad de tener un mayor aprendizaje y entendimiento de los
compresores.
8.-Mapa mental
9.-Formulario
10.-Bibliografía
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