La eficiencia juega un papel importante en las aplicaciones de sopladores, con la atención puesta en bajos costos de operación, baja energía específica y requisitos básicos de mantenimiento. La serie compacta de Kaeser requiere de un mínimo espacio y contribuye al ahorro con la reducción de gastos de instalación. La reducción de emisión de ruido en la fuente significa menor gasto de amortiguación del ruido en la habitación y los equipos como tal son particularmente seguros y confiables.
Seminario de Aire Comprimido KAESER 14 Fig 2-18: Principio de
compresor de paleta
2.2.2 Compresores rotativos de eje único
2.2.2.1 Compresores de paleta
Aplicación
Los compresores de paleta son usados en aplicaciones de bajas presiones y vacío.
Diseño y funcionamiento
Paletas se insertan en las ranuras longitudinales en u n rotor, montado en una carcasa cilíndrica. La fuerza centrifuga mantiene las paletas presionado contra la carcasa, que separa las cámaras de todo el rotor. Estas cámaras se expanden y contraen en volumen, colocando la máquina en la categoría de los compresores de desplazamiento.
El puerto de entrada se encuentra en el punto en qu e las cámaras, formada por el rotor, paletas y gabinete, se están expandiendo en volumen. El aire es extraído y llevado por el rotor, siendo atrapado y comprimido por la
contracción de la cámara, hasta alcanzar el puerto de descarga donde el aire es empujado hacia la red de aire.
Los compresores de paleta pueden ser de un a o varias paletas, de simples o múltiples carcasas y refrigerados por aire o agua. Pueden ser lubricados o inundadas de aceite y las paletas puede ser metálicas o de plástico.
Características
Entrega: 0.2 a 180 m³/min
Características del caudal: Relativamente suave en comparación con el flujo de compresores de pistón.
Número de etapas: 1 ó 2, 2 son requeridas para presiones sobre 4 bar Rango de presión: 1 a 10 bar manométrico y en vacío hasta 1 x 10-3 bar
Enfriamiento: Aire, agua o inyección de aceite.
Conducción: Motor eléctrico o motor diesel en equipos portátiles. Velocidad: 400 a 3,600 rpm
Velocidad perimetral de paletas: 12 a 20 m/s
Desventajas
· Altos costos de mantenimiento debido al desgaste de las paletas.
· Pérdida de eficiencia relativamente alta debido a la sustitución irregular de Paletas · Alto consumo de aceite (con aceite de lubricación fresco)
· Limite de presión a 10 bar.
· Máquinas con aceite de lubricación fresca y separador aireador, producen aire comprimido con un alto contenido de aceite.
· Antieconómico a altas presiones.
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2.2.2.2 Compresores de espiral Aplicación
Los compresores de espiral (Scroll) están especialmente indicados para bajo volumen, compresión de aire libre de a ceite y particularmente en la refrigeración del enfriamiento de ai re comprimido y sistemas de aire acondicionado.
Diseño y funcionamiento
La compresión se produce entre dos discos enfrentados con forma de espiral; un espiral es fijo y el otro posee un movimiento orbital. El movimiento orbital del espiral interior abre una cavidad en el punto exterior del espiral fijo, Donde el medio a ser comprimido es retirado. Más movimiento orbital mueve el volumen atrapado alrededor del espiral hacia su centro, comprimiendo en el camino y descargando desde el puerto en el centro del espiral.
Características:
Caudal: Hasta 1.5 m³/min
Características de caudal: Ininterrumpido y sin pulsaciones Rango de presión: Hasta 10 bar
Lubricación de la cámara de compresión: Ninguno
Velocidad: Hasta 3,100 rpm
Desventajas
· Alta temperatura media de descarga
· Considerable deslizamiento a alta presión, lo que conlleva a un alto requerimiento de potencia específica.
2. Produciendo aire comprimido
Fig. 2-20: Principio compresor Scroll
1 2
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Seminario de Aire Comprimido KAESER 16 Fig.2-22:Succión Fig.2-23:Compresión
Pérdidas
· Volumen de entrada se pierde por válvulas o filtros tapados.
· Pérdidas en la salida se producen por gas escapando por adelante del pistón.
2.2.3 Compresor de Pistón
Definición
Compresores de Pistón son maquinas de desplazamiento positivo. Un pistón succiona aire y subsiguientemente lo comprime a través de un cilindro que esta encerrado en un lado por válvulas autoactivadas.
Diseño y Función
El movimiento hacia abajo del pistón crea un vació en el cilindro, resultando, que se succiona el gas (aire) hacia adentro a través de la válvula de admisión (1). En el movimiento hacia arriba, la válvula de admisión se cierra y el gas contenido en el cilindro se comprime hasta que la presión dentro del cilindro excede la presión de afuera de la válvula de descarga (2) y la abre por el diferencial de presión.
El movimiento reciprocante es cíclico, entregando aire comprimido en p ulsos. La torsión sobre el cigüeñal también es cíclica, subiendo y bajando de acuerdo a la posición del pistón.
El volumen aspirado del pistón es el producto de su área frontal y su carrera. El volumen aspirado es menor que el volumen del cilindro; la diferencia se conoce como espacio muerto.
2. Produciendo Aire Comprimido
2 1
Seminario de Aire Comprimido KAESER 17 Fig.2-25: Descompresión del gas
en el espacio muerto
Diagram 2-26: Composición del desplazamiento teórico
Espacio Muerto
El “espacio muerto” representa una potencial pérdida de aire entregado y por tal motivo debe ser lo mas chico posible. El tamaño del “espacio muerto” o “perdida” depende de varios factores:
- Tolerancias de la fabricación
- Espacio necesario para el funcionamiento de las válvulas. - Espacio necesario para acomodar la expansión
longitudinal termal del pistón y de la manivela
Perdidas de entrega causadas por el “espacio muerto”
El aire comprimido en el “espacio muerto” no s ale de la cámara y se descomprime cuando el pistón esta en movimiento hacia abajo, hasta que su presión es menor que la presión fuera de la válvula de entrada. Eso es cuando se cree un vació y la válvula de entrada se abre entrando el gas en el cilindro durante el resto del movimiento del pistón hacia abajo.
2. Produciendo Aire Comprimido
Espacio muerto Top dead centre
Bottom dead centre 1 bar (abs) 8 bar
Fig. 2-24: Esapcio M t
1 bar 8 bar (abs)
Decompresión TDC
Stroke
BDC
Entrega efectiva
Pedidas de salida
Calentamiento del aire entrante
Espacio Muerto
Perdida de presión de entrada
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Acción simple de compresión
La compresión se genera una vez con cada revolución del cigüeñal (véase el ejemplo de una sola etapa de compresión)
Doble acción de compresión
La compresión se lleva a cabo dos veces con cada una de las revoluciones del cigüeñal (ver derecha).
Fig. 2-27: Compresión de una etapa
Fig. 2-29: Compresor de acción doble. Fig. 2-28: Dos etapas de compresión