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Dispositivos Neumáticos (Compresores)
Dispositivos Neumáticos (Compresores)
Dispositivos Neumáticos (Compresores)
Dispositivos neumáticos
Compresores
Un sistema de potencia fluida consiste en una máquina formada por diversos elementos para
la transmisión de energía y control de su operación, que es capaz de efectuar una tarea útil para
el hombre, su característica fundamental reside en que la transmisión de la energía se efectúa
por medio de un fluido. Las maquinas de potencia fluida desarrollan cierto trabajo por unidad
de tiempo, pero lo hacen a través de la energía suministrada a un fluido en movimiento, esto es
un caudal de un fluido presurizado que avanza a través de un conducto.
Como en cualquier máquina que haga una tarea útil, en los sistemas de potencia fluida se
pueden distinguir dos subsistemas que operan en forma coordinada: el subsistema de potencia y
el subsistema de control. A través del primero viaja la energía que se empleará para desarrollar
cierto trabajo; el segundo traslada información, que permite controlar y dosificar el suministro
de energía en el tiempo.
La máquina recibe determinada potencia que se empleará para efectuar una tarea útil: aplicar
una fuerza o par torsor, para desplazar una carga lineal o angularmente a lo largo de una
distancia, en un intervalo de tiempo θ
Un poco de Historia
Aproximadamente 4.000 años a.C. en el antiguo Egipto
y Sumeria, aparecieron los primeros vestigios de la
utilización del fuelle en el proceso de fundición del hierro
para la fabricación de puntas de lanzas y ornamentos.
Considerado como el precursor del compresor del siglo XVII
Hasta los años 285 - 222 a.C. cuando Ctesibio
(285 - 222 a.C.), ingeniero y matemático griego
considerado el padre de la neumática, escribió
el primer tratado científico sobre el aire
comprimido. Desafortunadamente todos sus
escritos fueron destruidos junto con la
Biblioteca de Alejandría, pero aparecen
referencias de sus trabajos en los de otros
autores contemporáneos. En ellos se explica el
desarrollo de una bomba neumática e incluso
de una catapulta neumática ideadas por él .
FACTORES INCLUIDOS EN EL RENDIMIENTO VOLUMÉTRICO REAL
.
Compresores rotatorios:
Tornillos helicoidales
Uno de los compresores más utilizados dentro
de esta clasificación es el de tornillos helicoidales.
En la cámara del compresor giran dos tornillos
engranados, uno con lóbulos cóncavos y el otro
con lóbulos convexos.
El giro acoplado produce una serie de espacios
cuyo volumen se reduce. El gas se aspira a través
del puerto de succión, queda atrapado en uno de
los espacios, se desplaza longitudinalmente y su
presión se incrementa conforme los tornillos rotan
puesto se va comprimiendo el fluido al reducir su
volumen
VENTAJAS.- Se pueden alcanzar en una
etapa relaciones de compresión muy altas.
Son, junto con los compresores centrífugos, las
máquinas mejores de regular.
No tienen válvulas de admisión y escape.
Mínimo desgaste de sus componentes giratorios.
Son bastante silenciosos
Compresores rotativos de paletas
En este tipo de compresores de paletas
la compresión del fluido de trabajo
se produce por la disminución del
volumen resultante entre la carcasa
y el elemento rotativo cuyo eje no
coincide con el eje de la carcasa,
esto quiere decir que ambos ejes son
excéntricos. En estos compresores,
el rotor es un cilindro hueco con
estrías radiales en las que las palas
comprimen y ajustan sus extremos
libres al interior del cuerpo del
compresor, comprimiendo así el
volumen atrapado y aumentando la
presión total.
COMPRESORES ROTATIVOS DE PALAS
DESLIZANTES
Los compresores de paletas deslizables tienen una construcción
semejante a un tipo de bombas donde un cilindro metálico con
ranuras rectangulares gira dentro de la cámara del compresor
impulsado por el eje del motor primario.
Las paletas de metal endurecido se deslizan libremente en las
ranuras y son expulsadas por la fuerza centrífuga del
movimiento giratorio y hacen contacto contra la superficie,
arrastradas por el giro del rotor. Cada pareja de paletas vecinas
forma una celda cerrada contra la superficie de la carcasa del
cilindro y una porción de gas queda atrapada en cada celda,
cuyo volumen decrece por la excentricidad del rotor.
Un compresor de paletas no se deteriora con el tiempo sino que
mejora su funcionamiento ya que las paletas se ajustan
paulatinamente sobre la superficie curva, lo que reduce las fugas
internas y el consumo de potencia
Ventajas.- Son máquinas poco ruidosas, no necesitan válvula de
admisión por lo que el vapor aspirado entra de manera continua,
y como no existen espacios muertos perjudiciales los
rendimientos volumétricos son muy altos. Gran caudal de fluido
Inconvenientes.- Su fabricación exige una gran precisión y
mantenimiento
COMPRESOR ROTATIVO TIPO
SCROLL
Su diseño se basa principalmente en la
consecución de tolerancias muy estrechas en
piezas de forma geométrica complicada, como
es el caso de los perfiles en espiral. El
compresor Scroll se puede considerar como la
última generación de los compresores rotativos
de paletas, en los cuáles éstas últimas han sido
sustituidas por un rotor en forma de espiral,
excéntrico respecto al árbol motor, que rueda
sobre la superficie del estator, que en lugar de
ser circular tiene forma de espiral, concéntrica
con el árbol motor., sino que sólo se traslada
con él paralelamente a sí misma
Campo de utilización.- Se emplean en el
campo de los pequeños desplazamientos (aire
acondicionado y bomba de calor en viviendas)
para potencias comprendidas entre 5 y 100
kW, ocupando un espacio intermedio entre los
compresores rotativos y los alternativos
Comparación entre algunos de los
compresores de uso más frecuente.
Diagramas de un compresor alternativo ideal, teórico y real
DOMESTICO
Este tipo de compresores están hechos para facilitar
trabajos en el hogar, tales como inflar una llanta, balones
y pelotas, salvavidas, albercas y juguetes inflables,
realizar trabajos de aerografía, pintar superficies
pequeñas, etc. Sus aplicaciones por lo general requieren
baja presión, bajo volumen de aire y se usan de forma
intermitentemente.
MODELOS RECOMENDADOS
½ HP, 1 HP, 1.5 HP.
Compresores de diafragma
Moto compresores.
PROFESIONAL
Destacan por su versatilidad, ya que pueden ser
portátiles o fijos. Útiles en la carpintería, pintura,
herrería, llanteras, pequeños talleres, auto baños,
elaboración de artesanías, pequeñas y medianas
fábricas, etc. Se incluyen los compresores libres de
aceite, propios para actividades del sector salud, tales
como consultorios dentales, laboratorios, clínicas, etc.
MODELOS RECOMENDADOS
Lubricados: 2HP, 3 HP, 5 HP, 7.5 HP y 10 HP. Libres
de Aceite:1.5 HP y 4.5HP
INDUSTRIAL
Están diseñados para prácticamente todas las ramas de la industria y
servicios: agroindustria, alimentación, comercio, construcción, educación,
manufactura en general, hotelería, industria química y farmacéutica, artes
gráficas, minería, industrias pesadas, petroquímica, metalúrgica, industria
mueblería y textil, electrónica, naval, automotriz, agencias automotrices,
gasolineras, hospitales, universidades.
MODELOS RECOMENDADOS
Pistón: 5 a 30 HP.
Tornillo: 10 a 300HP.
Compresores con accesorios a prueba de explosión: Industria petrolera
principalmente.
Compresores de súper alta presión: Aplicaciones específicas como barcos,
para buzos marinos, inyección de plásticos, PVC, PET, proyectos de
infraestructura hidráulica, etc.
TIPOS DE COMPRESORES MAS
UTILIZADOS:
Compresor de pistón: Son los más utilizados (en potencias bajas) debido a su gran eficiencia y
rendimiento. Abren y cierran válvulas que con el movimiento del pistón aspiran/comprimen el aire.
Pueden ser del tipo herméticos, semi-herméticos o abiertos. Los de uso doméstico son herméticos, y no
pueden ser intervenidos para repararlos.
Poseen sistemas electrónicos avanzados e inteligentes que anulan los picos de consumo eléctrico cada vez
que se enciende el compresor de aire; además evitan que el motor esté funcionando todo el tiempo, así
pueden regular de forma eficiente cuándo actuar y cuándo utilizar la presión acumulada, disminuyendo
notablemente el consumo de electricidad.
Compresores libres de aceite: Los compresores libres de aceite generan aire totalmente limpio. Estos
equipos no requieren de ningún lubricante para funcionar.
Contienen motores exentos de cualquier partícula de aceite, lo que lo convierte en el compresor ideal para
la industria médica, alimenticia, entre otras áreas.
Usos y aplicaciones
Los compresores son muy utilizados en la actualidad en
diversos campos de la ingeniería y hacen posible nuestro
modo de vida.
Los compresores forman parte de:
Los sistemas de refrigeración y están en cada refrigerador
doméstico.
Algunos sistemas de generación de energía eléctrica
Muchos motores de avión, como lo son los turborreactores
La red de alimentación de sistemas
neumáticos y herramientas neumáticas.
Referencias