Objetivo
El objetivo de este informe es explicar acerca de la función de los compresores en los sistemas neumáticos, ya que son de suma importancia para la alimentación de aire comprimido a los sistema neumáticos de un industria.
Serán expuestos los diferentes tipos que existen y sus distintos campos de aplicación, haciendo referencia a las velocidades de trabajo, caudal, y fuerzas de presión máximas.
Se explicara acerca del mantenimiento predictivo y correctivo de los compresores neumáticos. Cabe resaltar que su correcto funcionamiento alargara la buena producción de aire y evitarán futuros problemas. Se anexan imágenes y diagramas para mayor comprensión del tema.
Índice
- Introducción
- Producción de Aire Comprimido
- Tipos de Compresores Neumáticos
- Compresores Alternativos
- Compresores Rotativos
- Turbocompresores
- Compresores Alternativos
- Compresor de Pistón
- Compresor de Diafragma
- Compresores Rotativos
- Compresor de Tornillos
- Compresor de Paletas
- Compresor de Lóbulos
- Turbocompresores
- Compresor Radial
- Compresor Axial
- Mantenimiento Correctivo
- Agua y Aceite
- Limpieza
- Eléctrico
- Filtro
- Mantenimiento Preventivo
- Diario
- Semanal
- Mensual
- Cada 3 Meses
- Resumen
- Cuestionario
- Conclusión
- Bibliografía
Introducción
Producción del Aire Comprimido
La tendencia en la industria es construir plantas
cada vez más grandes con equipos de un solo componente, más grande y confiable.
Para producir el Aire Comprimido se utilizan compresores,
cuya función es elevar la presión del aire al valor de trabajo deseado. Son
máquinas neumáticas que aspiran el aire ambiental a la presión y temperatura
atmosférica y lo comprimen hasta conferirle una presión superior.
Los mecanismos y
aparatos neumáticos se alimentan desde una estación central. El aire comprimido
viene desde los compresores y llega a las instalaciones a través de tuberías.
Es de vital importancia que el aire suministrado sea
completamente puro, de esta forma el compresor tendrá una larga duración de
trabajo.
Tipos de Compresores Neumáticos
Según las exigencias a la presión de trabajo y al caudal de
suministro se pueden emplear diferentes tipos de compresores. Éstos se agrupan
bajo dos principios de funcionamiento.
Compresores Alternativos: Trabaja
según el principio de desplazamiento del aire en tres tiempos: admisión, compresión y descarga. La compresión se realiza al aspirar aire
de un recinto hermético donde se reduce su volumen hasta alcanzar la presión
deseada.
Compresores Rotativos: Basan
su principio de funcionamiento en las leyes de la dinámica de los fluidos. El
aire es aspirado por un lado y comprimido a causa de la aceleración de la masa. Son equipos que manejan volúmenes de aire y presiones de trabajo de hasta 350 PSI. Sus componentes están montados con tolerancias muy pequeñas que garantizan la compresión del aire con flujos axiales.
Turbocompresores: Este sistema convierte
energía cinética (movimiento) en presión. Utiliza energía para desplazar, a
alta velocidad, un determinado volumen de aire, que luego es bruscamente
desacelerado, lo que aumenta su presión.
Compresores Alternativos
Compresor de Émbolo o Pistón
Los compresores de émbolos son los de uso más difundido en la industria, en donde la compresión se efectúa por el movimiento
alternativo de un pistón accionado por un mecanismo biela-manivela.
Es el compresor más
habitual en las industrias ya que es barato y robusto. Sin embargo, necesita
lubricación para su funcionamiento y produce un elevado calentamiento del aire.
Una
Etapa
Los compresores más
grandes pueden llegar a entregar caudales superiores a los 500 m3/min. Las
presiones suelen alcanzar de los 3-4 bares en la primera etapa.
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.
Dos
o más Etapas
Una simple etapa de
compresión no permitirá obtener presiones elevadas, para ello será necesario recurrir
a dos o más etapas de compresión.
Es
por ello que algunos compresores disponen de varios pistones (compresores multi-etapas)
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.
Puesto a que la compresión
produce una cierta cantidad de calor, será necesario refrigerar el aire entre
las etapas para obtener una temperatura final de compresión más baja.
El campo de utilización
de estos compresores va desde 50 a 25,000 m/h de capacidad, y presiones desde 2
a 2,000 Bar.
3-4 Bar: 1 Etapa
8-10 Bar: 2 Etapas
Más de 10 Bar: 3 Etapas
o más.
Compresor de Diafragma (Membrana)
Son de construcción sencilla, consisten en una
membrana accionada por una biela montada sobre un eje-motor excéntrico, de este
modo se obtendrá un movimiento de vaivén de la membrana, provocando una
variación de volumen de la cámara de compresión.
Permiten la producción de aire comprimido limpio y
libre de aceite. Son adecuados para trabajar en industrias químicas,
alimentarias y de la medicina. Normalmente no superan los 30 m3/h de caudal.
Trabajan con presiones inferiores a los 7 bar.
Compresores Rotativos
Compresores de Tornillo
También llamados
compresores helicoidales. Funcionan mediante dos rotores helicoidales paralelos,
que giran 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.
En su rotación los lóbulos del macho se introducen en los
huecos de la hembra desplazando el aire axialmente, disminuyendo su volumen y
por consiguiente comprimiéndolo aumentando su presión.
El campo de aplicación
de estos va desde 600 a 40.000 m /h. Pueden presiones cercanas a los 10 bares.
También se pueden colocar en serie varias etapas, llegando a presiones de 30
bares.
Es necesario lubricar
las piezas móviles con aceite, para evitar severos desgastes y refrigerar los
elementos.
Este aceite se deberá separar del aire comprimido mediante un
separador aire-aceite.
Las velocidades de
rotación suelen no ser menores de 2000 R.P.M. ni mayores de 12000 R.P.M.
Compresores de Paletas
También son llamados compresores
de de émbolos rotativos. Constan de una
carcasa cilíndrica en cuyo interior va un rotor montado un excéntricamente, formando
del lado opuesto una cámara de trabajo en forma de media luna. Esta cámara
queda dividida en secciones por un conjunto de paletas deslizantes alojadas en
ranuras radiales del rotor.
Al girar este el volumen de las
secciones varía desde un máximo a un mínimo de espacio, produciéndose la
aspiración, compresión y expulsión del aire.
Este tipo de compresor es muy
adecuado para casos en que no es problema la presencia de aceite en el aire
comprimido.
Trabaja con velocidades de hasta
6.000 m /h, presiones de 8 bar en una sola etapa y de 30 bar en dos etapas
Alcanzan una vida útil de 35.000
a 40.000 horas de funcionamiento dado el escaso desgaste de las paletas por la abundante presencia de aceite.
Este tipo de compresores
suministran un flujo en forma continua utilizando un
deposito de dimensiones reducida que actua de separador de aceite.
Compresores de Lóbulos (Roots)
Estos compresores no modifican el
volumen de aire aspirado solo lo impulsan. Transportan el volumen de aire
aspirado al lado de salida sin comprimirlo en este recorrido. No hay reducción
de volumen y por lo tanto tampoco aumento de presión. La compresión se efectúa
gracias a la introducción de más volumen de aire del que puede salir.
Un juego de engranajes accionan
los rotores en forma sincrónica y evita que se rocen entre sí. Resultan
apropiados cuando se requiera aire comprimido a bajas presiones completamente
libre de rastros de lubricante.
Solo se alcanzan presiones no muy
superiores a 1,5 bar y por tal razón su uso es restringido en aplicaciones
neumáticas.
Como ventaja, estos compresores
pueden proporcionar grandes caudales, lo que los hace adecuados transportar
grandes cantidades de aire.
Los caudales máximos está entorno a los 1500m3/h.
Turbocompresores
Compresores Radiales
Se basan en el principio de la
compresión de aire por fuerza centrifuga y constan de uno o más rotores centrífugos que gira dentro de una cámara
espiral, tomando aire en sentido axial y arrojándolo a gran velocidad en
sentido radial.
La fuerza centrifuga que actúa sobre el aire lo comprime contra
la cámara de compresión.
Pueden ser de una o varias etapas de compresión consecutivas, alcanzándose presiones de 8-12 bares y caudales entre 10.000 y 20.000m3/h.
Pueden ser de una o varias etapas de compresión consecutivas, alcanzándose presiones de 8-12 bares y caudales entre 10.000 y 20.000m3/h.
Son maquinas de alta velocidad,
siendo esta un factor fundamental en el funcionamiento ya que esta basado en
principios dinámicos, siendo la velocidad de rotación del orden de las 15.000 a
20.000 RPM.
Compresores Axiales
Se basan en el principio de la compresión axial.
Impulsan aire, a alta velocidad, en sentido a su eje.
Consisten en una serie de
rotores consecutivos con aletas que comprimen el aire. Se construyen hasta 20 etapas
de compresión.
El rotor gira accionado por la turbina, de
manera que el aire es aspirado continuamente hacia el compresor, dónde es
acelerado por las aletas rotativas y barrido hacia la hilera adyacente de aletas
del estator.
Este movimiento, crea una baja presión en el
lado de succión y una zona de alta presión en el lado de descarga. El aire, al
pasar por las aletas, sufre un aumento de velocidad sobre la entrada de succión,
y se reduce continúa el movimiento hacia el borde de salida.
El campo de aplicación de este tipo de
compresor alcanza caudales desde los 200.000 a 500.000 m /h y presiones de 5
bar, raramente usados en neumática industrial.
Mantenimiento
La realización del mantenimiento de un compresor debe llevarse a cabo de acuerdo a la cantidad de horas de funcionamiento y no por una fecha del calendario. Las horas de funcionamiento siempre deben contarse de forma de poder saber cuándo dar servicio a la unidad de compresor.
Mantenimiento Correctivo
Filtro: La limpieza efectiva del aire ambiente aspirado es uno de los requisitos más importantes para una larga vida útil del compresor. La pieza insertada para el filtro de aspiración deberá soplarse después de unas 50 horas de servicio con una pistola de soplado o sustituirse en caso necesario.
La realización del mantenimiento de un compresor debe llevarse a cabo de acuerdo a la cantidad de horas de funcionamiento y no por una fecha del calendario. Las horas de funcionamiento siempre deben contarse de forma de poder saber cuándo dar servicio a la unidad de compresor.
Mantenimiento Correctivo
Agua y Aceite: Comprobar el nivel de
aceite en forma regular sin importar el uso diario o semanal. El aceite se
necesita para sellar internamente y lubricar los mecanismos de compresores.
Asegurarse de cambiar el aceite y los filtros correspondientes de acuerdo a las
especificaciones del fabricante.
Limpieza: Limpiar el compresor sobre una
base semanal es de una importancia vital. La suciedad y los desechos se
acumulan rápidamente en el compresor de aire. La acumulación de materiales
contaminantes pueden interferir con la eficiencia del compresor de aire. También
puede cubrir las fugas de aceite menores que con el tiempo se forman en todos
los compresores.
Eléctrico: Desconectar la energía
eléctrica que llega al compresor. Utilizar las herramientas adecuadas, tales
como destornilladores o enchufes de corriente y comprobar que cada conexión
eléctrica esté ajustada con firmeza. Una conexión eléctrica floja puede causar
estragos en un compresor de aire y causar daño permanente al motor eléctrico.
Filtro: La limpieza efectiva del aire ambiente aspirado es uno de los requisitos más importantes para una larga vida útil del compresor. La pieza insertada para el filtro de aspiración deberá soplarse después de unas 50 horas de servicio con una pistola de soplado o sustituirse en caso necesario.
Mantenimiento Preventivo
- Revisar el nivel de aceite en caso de ser compresor lubricado.
- Drene cualquier condensación de agua en el tanque.
- Revise cualquier ruido o vibración rara o inusual.
Semanal
- Limpiar el filtro de aire (elemento).
- Limpiar todas las partes externas del compresor.
- La válvula de seguridad debe ser revisada para asegurarse que no esté atorada.
Mensual
- Revisar el sistema general de conducción de aire (tubería).
- Revisar el aceite que esté libre de contaminación y cambiar si es necesario.
- Revisar las bandas tensión y desgaste.
Cada 3 meses
- Cambiar el lubricante con aceite apropiado.
- Revisar las válvulas generalmente de todo el compresor.
Resumen
Cuestionario
Cuestionario de Google
Conclusión
Las diferentes industrias han tomado como base para su desarrollo nuevas tecnologías que fomenten su desarrollo interno, para obtener excelentes resultados. Hoy en dia se emplean diferentes sistemas que ayudan a la creación de nuevos productos.
Tomando en cuenta lo anterior, como conclusión con respecto al tema de los compresores neumáticos es que, su desarrollo y mejora, han ayudado a la alimentación y producción de nuevos y mejorados sistemas neumáticos indispensables para la realización de diferentes procesos de fabricación.
Sin duda los tipos de compresores que se han desarrollado han ayudado a la mejora de distintas actividades en una gran cantidad de empresas, para distintos usos. Sus ventajas brindan a la industria oportunidades de mayor desarrollo, y por lo tanto mejor excelencia.
Espero que la información de expuesta sea de ayuda para futuras investigaciones o estudios.
Bibliografía
http://industrial-automatica.blogspot.com/2010/08/compresores-neumaticos.html
Cuestionario
Cuestionario de Google
Conclusión
Las diferentes industrias han tomado como base para su desarrollo nuevas tecnologías que fomenten su desarrollo interno, para obtener excelentes resultados. Hoy en dia se emplean diferentes sistemas que ayudan a la creación de nuevos productos.
Tomando en cuenta lo anterior, como conclusión con respecto al tema de los compresores neumáticos es que, su desarrollo y mejora, han ayudado a la alimentación y producción de nuevos y mejorados sistemas neumáticos indispensables para la realización de diferentes procesos de fabricación.
Sin duda los tipos de compresores que se han desarrollado han ayudado a la mejora de distintas actividades en una gran cantidad de empresas, para distintos usos. Sus ventajas brindan a la industria oportunidades de mayor desarrollo, y por lo tanto mejor excelencia.
Espero que la información de expuesta sea de ayuda para futuras investigaciones o estudios.
Bibliografía
http://industrial-automatica.blogspot.com/2010/08/compresores-neumaticos.html
