¿Qué es un Compresor Alternativo?
Los compresores alternativos utilizan cilindros con pistones en su interior. Cada cilindro tiene un extremo cerrado junto a la culata y está terminado en el otro extremo con un pistón móvil. Las válvulas de los cilindros se encuentran en la parte inferior de los bolsillos de las válvulas del compresor. Durante la primera etapa de compresión, el aire se mueve hacia el cilindro a través de una válvula de succión, accionada por el movimiento del pistón. Esto crea un vacío.
El pistón luego invierte su movimiento, cumpliendo la parte «recíproca» del nombre, y comienza a comprimir el aire en el proceso. Una vez que la presión interior del cilindro excede la presión en las tuberías de descarga, las válvulas se abren y permiten que salga aire del cilindro.
¿Cómo Funciona un Compresor Alternativo?
Los compresores alternativos generalmente consumen energía de un motor diesel. Esto puede ser a través de un sistema de transmisión directa o de transmisión por correa, cualquiera de los cuales estará en funcionamiento continuo mientras el motor esté encendido. Todo el ciclo se ve facilitado por un mecanismo de descarga, y algunos sistemas tienen un regulador que normalmente se monta directamente en el compresor. Cuando un regulador está presente, funciona para hacer cumplir la presión de entrada y corte específica. Echemos un vistazo a algunos conceptos básicos del compresor alternativo.
El ciclo de admisión
Todo comienza con el pistón que se dibuja hacia abajo a través del cilindro. Este movimiento produce un vacío entre la parte superior del pistón y la cabeza del cilindro, trayendo aire de menor presión al cilindro a través de una serie de válvulas de entrada. Estas válvulas se encuentran por encima de la cabeza del pistón a medida que desciende. En esta parte del ciclo, las válvulas de entrada permanecen abiertas y las válvulas de descarga permanecen cerradas.
El pistón luego se mueve hacia arriba, lo que provoca que las válvulas de entrada se cierren para que el aire quede atrapado dentro del cilindro. A medida que el pistón continúa empujando hacia arriba, el área que ocupa el aire en el cilindro se reduce, lo que resulta en aire presurizado. La presión del aire dentro del cilindro superará rápidamente la resistencia del resorte de la válvula de descarga, abriendo la válvula y permitiendo que el aire recién presurizado salga del sistema antes de que se repita el ciclo. Una válvula de descarga cerrada sirve para bloquear el movimiento de aire hacia la parte de baja presión del cilindro después de que se ha presurizado.
El aire que sale del puerto de descarga luego circula a través de un tanque receptor de aire para suavizar la pulsación de baja frecuencia que adquirió durante la compresión.
El proceso de descarga
Una vez que el regulador o dispositivo de control de presión detecta que el aire en el tanque receptor ha alcanzado el umbral de corte de alta presión, indica al compresor que descargue. La descarga puede ser total o parcial, dependiendo del diseño del compresor alternativo.
A medida que la maquinaria corriente abajo utiliza el aire recién comprimido, el nivel de presión del tanque se reducirá gradualmente. Una vez que cae al punto de carga predeterminado, el dispositivo de control indica al compresor que reinicie el ciclo de compresión y aumente la presión del tanque una vez más.
El ciclo de trabajo
Uno de los conceptos básicos importantes del compresor alternativo a tener en cuenta es el ciclo de trabajo. El ciclo de trabajo se determina tomando el tiempo que el compresor pasa cargado y comparándolo con el tiempo que la máquina funciona mientras está completamente descargada o apagada. Los compresores alternativos solo están diseñados para un tiempo de carga completa del 20 al 30% y deben descargarse el resto del tiempo.
Garantizar que su compresor funcione dentro de los límites del ciclo de trabajo es esencial para maximizar su vida útil. Elegir un compresor de tamaño insuficiente para su aplicación o aumentar artificialmente la carga ignorando las fugas de aire empujará el sistema más allá de sus capacidades y resultará en un costoso desgaste prematuro de varios componentes del compresor.
Lubricación
No todos los diseños de compresores alternativos funcionan de esta manera, pero es posible que la bomba del motor de accionamiento comparta parte de su lubricación con el compresor. En este diseño, el suministro del sumidero es esencial para mantener todo el sistema lubricado y funcionando correctamente.
En esta configuración, tendría que modificar los intervalos de cambio de lubricante recomendados por el proveedor del motor, ya que no tendrían en cuenta las necesidades adicionales del compresor. El nuevo programa debe tener en cuenta la carga de calor que el compresor agrega al lubricante si desea obtener un indicador preciso de la esperanza de vida reducida del lubricante.
Refrigeración
Para la mayoría de los compresores de aire que funcionan con motores, la fuente de refrigeración principal del sistema es el lubricante. El enfriador de aceite del motor enfría este lubricante, que luego se recicla a través del compresor. El flujo de aire del ventilador en el enfriador de aceite del motor también puede eliminar una pequeña parte del calor que libera el cuerpo del compresor, eliminándolo del sistema junto con el aire de escape descargado.
Los métodos de enfriamiento en un compresor alternativo son cruciales para la longevidad del equipo. Sin ellos en su lugar, el peligro de superar las limitaciones de temperatura es mucho mayor si su aplicación supera el ciclo de trabajo recomendado.
Cuando el lubricante se calienta demasiado y la temperatura excede la recomendación del fabricante, el lubricante podría descomponerse prematuramente. Esto significa, en el mejor de los casos, tener que cambiar la lubricación con más frecuencia y, en el peor de los casos, el fallo temprano de los componentes del compresor y el motor.
Compresores Reciprocantes Usa
Empresas de todos los tamaños utilizan los compresores reciprocantes. Algunas de las industrias que hacen un uso intensivo de este tipo de compresor incluyen el servicio de automóviles, el servicio dental y una variedad de servicios recreativos, por ejemplo. Aquí hay un vistazo rápido a algunos de los usos más comunes de compresores para empresas que van desde pequeñas hasta medianas:
- Arenadoras en talleres o fábricas de máquinas
- Li> Lijado de madera o de carrocerías de automóviles
- Pintura en aerosol para vehículos
- Fabricación de nieve para esquí u otros fines de entretenimiento
- Herramientas dentales y algunas herramientas médicas
- Pistolas de clavos neumáticas, martillos y taladros en la construcción
- Pistolas de aire para maquinaria de limpieza
Los compresores de aire también son comunes en la industria agrícola, para usos como:
- Transportadores que mueven alimentos o granos entre silos y otros destinos
- Sistemas de ventilación en invernaderos o sistemas hidropónicos
- Pulverización de cultivos para entregar pesticidas o fertilizantes
- Alimentación de diferentes tipos de maquinaria de manipulación de materiales
- Alimentación de varias máquinas lecheras, desde el ordeño hasta el transporte de materiales
El aire comprimido también es una fuente de energía esencial para las grandes empresas de la industria manufacturera. Las plantas de fabricación, ensamblaje, refinería y más utilizan aire comprimido para alimentar:
- Herramientas neumáticas y maquinaria automatizada
- Equipo de soldadura o corte
- Eyección de componentes de moldes
- Dispositivos de monitoreo de producción
- Ajustes de maquinaria de alimentación y rodillos
- Moldear tanques de gas y botellas de plástico
- Posicionadores, cuchillas de aire, abrazaderas y mandriles de aire
- Dispositivos neumáticos de acabado y embalaje
En términos de aplicaciones cotidianas, los compresores de aire son más esenciales que la mayoría de la gente se da cuenta. Los refrigeradores y congeladores utilizan compresores de aire para enfriar el aire dentro de la unidad, y los acondicionadores de aire los utilizan como la principal fuente de energía para la refrigeración. Incluso las actividades recreativas como el paintball y el buceo hacen uso de la compresión de aire.
Tipos de Compresores Reciprocantes
Con los compresores reciprocantes, usted tiene un par de opciones basadas en su aplicación.
De acción simple
En un compresor de acción simple, tiene la configuración básica con una válvula de entrada y una válvula de descarga, ambas de una vía y cargadas por resorte. La válvula de entrada aspira el aire mientras el pistón se mueve hacia abajo, y la válvula de descarga se abre solo después de aplicar la fuerza suficiente.
Los compresores alternativos de acción simple solo tienen un ciclo de compresión por cada vez que el cigüeñal gira, porque las válvulas solo están presentes en la parte superior del cilindro. Los compresores de efecto simple son los más utilizados por una variedad de razones. En comparación con otros tipos de tecnología de compresión, como los compresores de tornillo rotativo, los compresores de pistón de efecto simple son muy asequibles.
De doble efecto
Un compresor alternativo de doble efecto tiene válvulas de descarga y entrada en cada extremo del cilindro, lo que resulta en dos ciclos de compresión con cada giro que completa el cigüeñal.
Este diseño hace que los reciprocadores de doble acción sean increíblemente eficientes, por lo que son tan prominentes en la industria manufacturera. Es raro encontrar un compresor de doble efecto de menos de 100 caballos de fuerza. Sin embargo, su potencia viene con una huella extremadamente grande que no siempre es práctica cuando las consideraciones de espacio son significativas. También tienden a producir mucha vibración, lo que requiere aislamiento de vibraciones y asegurarse de que el sistema esté establecido sobre una base lo suficientemente sólida.
Compresores de una etapa frente a compresores de dos etapas
Un compresor de dos etapas funciona de manera muy similar a un sistema de una etapa, pero el aire comprimido no llega a un tanque de almacenamiento después de su compresión inicial. En su lugar, pasa por un segundo pistón más pequeño para comprimirse de nuevo con otro golpe. Solo después de la segunda compresión se pone aire doblemente a presión a través del sistema de enfriamiento y se envía al tanque de almacenamiento.
Un compresor de dos etapas producirá significativamente más potencia de aire, por lo que se encuentran más comúnmente en grandes aplicaciones industriales donde es necesario un funcionamiento continuo. En consecuencia, más energía equivale a un mayor costo inicial y necesidades de mantenimiento continuo, por lo que no las encontrará en entornos donde las operaciones pueden funcionar con menos energía.
Los compresores de una etapa se encuentran con mayor frecuencia en herramientas neumáticas portátiles que no requieren más de 100 libras por pulgada cuadrada (psi) de presión.
Los compresores de diafragma
también se denominan compresores de membrana. Utilizan una membrana giratoria para introducir aire en el sistema de compresión. Un compresor alternativo de diafragma utiliza dos sistemas: un sistema hidráulico y un sistema de presión de aire con un diafragma de metal flexible que actúa como barrera protectora entre ellos. La membrana y la caja del compresor son los únicos componentes que entran en contacto con el gas bombeado, lo que hace que estos compresores se usen más comúnmente para comprimir gases tóxicos o explosivos en lugar de solo aire.
Compresores alternativos en comparación con otros compresores de aire
¿Cómo se miden los compresores de aire alternativos hasta los compresores centrífugos y de tornillo rotativo, y qué ventajas y desventajas debe considerar?
Componentes y mantenimiento
Los compresores de aire alternativos necesitan una atención cuidadosa a los pistones, pero también tienen una serie de otros componentes que deben monitorizarse para detectar el desgaste. Las válvulas, bielas, cigüeñales y más deben funcionar en armonía para garantizar un desgaste mínimo, pero la cantidad de componentes hace que sea más difícil monitorear de manera efectiva. Sin embargo, las piezas son menos costosas y complejas que las de los compresores centrífugos y de tornillo rotativo, lo que reduce los costos de mantenimiento en general.
Producción de calor
El calor producido durante el funcionamiento de un compresor tiene un efecto tangible en la durabilidad y longevidad del equipo. Un compresor de tornillo rotativo utiliza tornillos que giran uno alrededor del otro sin tocarse y, por lo tanto, produce menos fricción. Sin embargo, los compresores alternativos producen una fricción interna significativa entre el movimiento de los pistones y otros componentes internos. Operar en este entorno más cálido es otra razón por la que los compresores alternativos tienen mayores requisitos de mantenimiento.
Presión
En comparación con los compresores de tornillo rotativo, los compresores alternativos tienen la ventaja en términos de presión producida. En muchos casos, un compresor alternativo puede crear el doble de presión que un compresor de tornillo rotativo. Los compresores centrífugos pueden producir hasta 1.25 veces más presión de descarga que un compresor alternativo.
El ruido
El ruido no siempre es un factor, pero en entornos donde los trabajadores necesitan comunicarse claramente, el ruido de un compresor alternativo de doble acción puede distraer. Un compresor de tornillo rotativo produce menos ruido, mientras que un compresor centrífugo produce más. Un compresor alternativo de acción simple suele ser la mejor opción al sopesar las necesidades de energía frente al ruido y la eficiencia.
Costo
El costo inicial de un compresor es un factor importante para la mayoría de los compradores. Un compresor alternativo ofrece más potencia por un menor costo inicial en comparación con los compresores rotativos y centrífugos. Sin embargo, la esperanza de vida útil de un compresor alternativo es inferior a la de cualquiera de sus competidores. Los compresores rotativos y centrífugos tienen menos piezas móviles que sufren fricción, por lo que cuestan menos en términos de reemplazo de piezas, tiempo de inactividad y reparaciones. Sin embargo, con el mantenimiento preventivo regular, estos costos se pueden mitigar en cierta medida.
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