Un compresor de aire es un dispositivo neumático que convierte la energía (usando un motor eléctrico , un motor diesel o de gasolina , etc.) en energía potencial almacenada en aire presurizado (es decir, aire comprimido ). Mediante uno de varios métodos, un compresor de aire fuerza cada vez más aire al interior de un tanque de almacenamiento, aumentando la presión. Cuando la presión del tanque alcanza su límite superior diseñado, el compresor de aire se apaga. El aire comprimido, entonces, se mantiene en el tanque hasta que se usa. [1]La energía contenida en el aire comprimido se puede utilizar para una variedad de aplicaciones, utilizando la energía cinética del aire a medida que se libera y el tanque se despresuriza. Cuando la presión del tanque alcanza su límite inferior, el compresor de aire se enciende nuevamente y vuelve a presurizar el tanque. Un compresor de aire debe diferenciarse de una bomba porque funciona con cualquier gas / aire, mientras que las bombas funcionan con un líquido. [2]
Clasificación
Los compresores se pueden clasificar según la presión suministrada:
- Compresores de aire de baja presión (LPAC), que tienen una presión de descarga de 150 libras por pulgada cuadrada (10 bar) o menos [3]
- Compresores de media presión que tienen una presión de descarga de 151 a 1000 libras por pulgada cuadrada (10,4 a 68,9 bar) [3]
- Compresores de aire de alta presión (HPAC), que tienen una presión de descarga superior a 1,000 libras por pulgada cuadrada (69 bar) [3]
También se pueden clasificar según el diseño y el principio de funcionamiento:
- Compresor alternativo de una etapa
- Compresor alternativo de dos etapas
- Compresor compuesto [ aclaración necesaria ]
- Compresor de tornillo rotativo
- Bomba de paletas rotativas
- Compresor scroll
- Compresor turbo
- Compresor centrífugo
Tipo de desplazamiento
Existen numerosos métodos de compresión de aire, divididos en tipos de desplazamiento positivo o rotodinámicos. [4]
Desplazamiento positivo
Los compresores de desplazamiento positivo funcionan forzando aire en una cámara cuyo volumen se reduce para comprimir el aire. Una vez que se alcanza la presión máxima, se abre un puerto o válvula y se descarga aire en el sistema de salida desde la cámara de compresión. [5] Los tipos comunes de compresores de desplazamiento positivo son
- Tipo de pistón: los compresores de aire utilizan este principio bombeando aire a una cámara de aire mediante el uso del movimiento constante de los pistones. Usan válvulas unidireccionales para guiar el aire hacia adentro y hacia afuera de una cámara cuya base consiste en un pistón en movimiento. Cuando el pistón está en su carrera descendente, aspira aire a la cámara. Cuando esta encendido su carrera ascendente, la carga de aire se expulsa y entra en un tanque de almacenamiento. Los compresores de pistón generalmente se dividen en dos categorías básicas, de una etapa y de dos etapas. Los compresores de una sola etapa generalmente caen en el rango de fraccional a 5 caballos de fuerza . Los compresores de dos etapas normalmente caen en el rango de 5 a 30 caballos de fuerza. Los compresores de dos etapas proporcionan una mayor eficiencia que sus contrapartes de una sola etapa. Por esta razón, estos compresores son las unidades más comunes dentro de la comunidad de pequeñas empresas. Las capacidades de los compresores de una etapa y de dos etapas generalmente se proporcionan en caballos de fuerza (HP), pies cúbicos estándar por minuto (SCFM) * y libras por pulgada cuadrada (PSI). * En menor medida, algunos compresores están clasificados en pies cúbicos reales por minuto (ACFM). Otros están clasificados en pies cúbicos por minuto (CFM). El uso de CFM para clasificar un compresor es incorrecto porque representa un caudal que es independiente de una referencia de presión. es decir, 20 CFM a 60 PSI.
- Compresores de tornillo rotativo : utilizan compresión de desplazamiento positivo haciendo coincidir dos tornillos helicoidales que, cuando se giran, guían el aire hacia una cámara, cuyo volumen disminuye a medida que giran los tornillos.
- Compresores de paletas: utilice un rotor ranurado con distintas ubicaciones de las palas para guiar el aire hacia una cámara y comprimir el volumen. Este tipo de compresor entrega un volumen fijo de aire a altas presiones.
Desplazamiento dinámico
Los compresores de aire de desplazamiento dinámico incluyen compresores centrífugos y compresores axiales. En estos tipos, un componente giratorio imparte su energía cinética al aire, que finalmente se convierte en energía de presión. Estos utilizan la fuerza centrífuga generada por un impulsor giratorio para acelerar y luego desacelerar el aire capturado, que lo presuriza.
Enfriamiento
Debido al calentamiento adiabático , los compresores de aire requieren algún método para eliminar el calor residual . Por lo general, se trata de alguna forma de refrigeración por aire o agua, aunque algunos compresores (en particular los de tipo rotativo) se pueden enfriar con aceite (que a su vez se enfría por aire o por agua). [6] Los cambios atmosféricos también se consideran durante el enfriamiento de los compresores. El tipo de enfriamiento se determina considerando factores como la temperatura de entrada, la temperatura ambiente, la potencia del compresor y el área de aplicación. No existe un solo tipo de compresor que pueda utilizarse para cualquier aplicación.
Aplicaciones
Los compresores de aire tienen muchos usos, que incluyen: suministro de aire limpio a alta presión para llenar cilindros de gas , suministro de aire limpio a presión moderada a un buzo sumergido con suministro de superficie , suministro de aire limpio a presión moderada para impulsar algunas válvulas del sistema de control HVAC neumático de edificios de oficinas y escuelas , suministrando una gran cantidad de aire a presión moderada para impulsar herramientas neumáticas , como martillos neumáticos , llenar tanques de aire de alta presión (HPA), para llenar neumáticos y producir grandes volúmenes de aire a presión moderada para procesos industriales a gran escala (como como oxidación para coquización de petróleo o sistemas de purga de bolsas de plantas de cemento). [7]
La mayoría de los compresores de aire son de pistón alternativo, de paletas rotativas o de tornillo rotativo . Los compresores centrífugos son comunes en aplicaciones muy grandes, mientras que los compresores de aire de tornillo rotativo, scroll [8] y alternativo se prefieren para aplicaciones portátiles más pequeñas.
Hay dos tipos principales de bombas de compresor de aire: inyectadas con aceite y sin aceite. El sistema sin aceite tiene más desarrollo técnico, pero es más caro, más ruidoso y dura menos que las bombas lubricadas con aceite. El sistema sin aceite también proporciona aire de mejor calidad.
Los compresores de aire están diseñados para utilizar una variedad de fuentes de energía. Si bien los compresores de aire eléctricos y de gas / diesel se encuentran entre los más populares, los compresores de aire que utilizan motores de vehículos, tomas de fuerza o puertos hidráulicos también se usan comúnmente en aplicaciones móviles. [9]
La potencia de un compresor se mide en HP ( caballos de fuerza ) y CFM ( pies cúbicos por minuto de aire de admisión). [10] El tamaño de un galón del tanque especifica el volumen de aire comprimido (en reserva) disponible. Los compresores de gas / diesel se utilizan ampliamente en áreas remotas con acceso problemático a la electricidad. Son ruidosos y requieren ventilación para los gases de escape. Los compresores eléctricos son ampliamente utilizados en producción, talleres y garajes con acceso permanente a la electricidad. Los compresores comunes de taller / garaje son de 110-120 voltios o 230-240 voltios. Las formas del tanque del compresor son: "panqueque", "tanque doble", "horizontal" y "vertical". Dependiendo del tamaño y el propósito, los compresores pueden ser estacionarios o portátiles.
Mantenimiento
Para garantizar que todos los tipos de compresores funcionen de manera eficiente sin fugas, es imperativo realizar un mantenimiento de rutina, como monitorear y reemplazar la administración de combustible de aire al propietario de los accesorios de dios. La mayoría de los compresores de aire se pueden operar siguiendo las instrucciones del manual incluido. Se sugiere que los propietarios de compresores de aire realicen inspecciones diarias de sus equipos, tales como:
- Comprobación de fugas de aceite y aire
- Comprobación de la presión diferencial en el filtro de aire comprimido
- Determinar si se debe cambiar o no el aceite del compresor
- Verificación de la temperatura de funcionamiento segura
- Drenaje de la condensación de los tanques receptores de aire
Ver también
- Motor de pistón libre
- Compresor de gas
- Neumática
- Cilindro de gas
Referencias
- ^ "¿Cómo funcionan los compresores de aire?" . Mecánica popular . 2015-03-18 . Consultado el 12 de enero de 2017 .
- ^ "Experto en compresores de aire" .
- ^ a b c "Clasificación de compresores de aire" . www.tpub.com . Consultado el 12 de enero de 2017 .
- ^ "Tipos y controles de compresores de aire" . Recursos naturales de Canadá .
- ^ "Conceptos básicos de selección de compresores: desplazamiento positivo frente a compresión dinámica" . Consultado el 12 de enero de 2017 a través de The 5th Utility.
- ^ "Tipos de compresores de aire" . La caja de herramientas de ingeniería .
- ^ "Aplicaciones para compresores" . www.industry.siemens.com . Consultado el 12 de enero de 2017 .
- ^ Hislop, Reid. "Plug Power coloca un gran pedido de producción para compresores de aire cuadrado que se utilizarán en unidades de celda de combustible GenDrive" (PDF) . Enchufe la energía . Enchufe la energía . Consultado el 10 de mayo de 2019 .
- ^ "Guía fácil de compresores de aire de tornillo rotativo para vehículos - por VMAC" . VMAC . 2018-10-16 . Consultado el 30 de octubre de 2018 .
- ^ "Evaluación de las clasificaciones de caballos de fuerza y CFM reales de los compresores de aire" .