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Compresores de diafragma

Este es un tipo de compresor libre de aceite, en donde el elemento principal de composición es una membrana flexible en lugar de un pistón. El diafragma o membrana puede ser adecuado mecánicamente o hidráulicamente.

En el primer caso el movimiento de la membrana se logra directamente a través de una varilla que conecta la membrana con el cigüeñal. En el segundo, el acople se hace por medio de un fluido tal como aceite, fluoro carbonos inertes o agua jabonosa.

La presión hidráulica alternativa, que origina el movimiento de la membrana es producida por una bomba de pistón.

Compresores rotativos
 
Compresores de aletas
 

Son máquinas que tienen aletas dispuestas en ranuras axiales sobre un rotor montado excéntricamente dentro de una carcaza cilíndrica.

El principio de funcionamiento de estos compresores es el siguiente:

Cuando el rotor gira las aletas se pegan contra la carcaza por acción de la fuerza centrifuga, sellándose así el especio entre dos aletas consecutivas.

El aire entra al compresor cuando el volumen entre dos aletas es máximo; luego a medida que el rotor gira, el volumen decrece por efecto de la excentricidad. El aire se comprime a medida que es desplazado hasta la descarga.

Este principio de funcionamiento es también utilizado en los motores de aire, pero de manera inversa.

Actualmente existen compresores de aletas lubricados (con inyección de aceite) o exentos de aceite, con aletas de PTFE, carbón o baquelita.

 
Compresores de anillo líquido

Son compresores exentos de aceite y sin válvulas, con relación de compresión fija.

Este tipo de compresores están constituidos por un rotor con alabes fijos, montados excéntricamente dentro de una cámara circular, de manera similar a los compresores de aletas deslizantes.

El cilíndrico está parcialmente lleno de un líquido que durante el funcionamiento y por la acción de la fuerza centrifuga, es proyectado contra las paredes del cilindro, formándose un anillo líquido que presenta respecto al rotor, la misma excentricidad que la carcaza. La compresión del gas se logra por la reducción del volumen entre dos álabes, actuando el líquido como sello.

La refrigeración de estos compresores es directa, debido el íntimo contacto entre el gas y el líquido, pudiéndose mantener la temperatura de descarga muy próxima a la de entrada del líquido. Sin embargo, el gas se encuentra saturado con el líquido del anillo, a la temperatura de descarga.

El líquido por lo general es agua, aunque se puede utilizar otro para la obtención de resultados específicos durante el proceso de compresión, como por ejemplo la absorción de un constituyente del gas por el líquido, o la protección del compresor contra ataques corrosivos de gases y vapores activos.

El hecho de necesitar mantener un anillo líquido en constante movimiento durante todo el tiempo de funcionamiento, aumenta muchísimo el consumo de energía de este tipo de compresor.

Compresores de tornillo

Son máquinas donde los rotores helicoidales engranados entre si y ubicados dentro de una carcaza, comprimen y desplazan el gas hacia la descarga.

Los lóbulos de los dos rotores no son iguales; los ajustan en las cavidades de la hembra o rotor conducido.

Los rotores pueden no tener el mismo número de lóbulos. Por lo general el rotor principal tiene menos lóbulos y por ello opera a mayor velocidad.

El principio de funcionamiento de estos compresores : inicialmente el aire llena el espacio entre los dos lóbulos, y a medida que los rotores giran, el volumen entre los rotores disminuye obteniéndose progresivamente la compresión deseada

 

La carencia de válvulas de aspiración y descarga, y la inexistencia de fuerzas mecánicas desequilibradoras, hacen que el compresor del tornillo pueda funcionar a elevadas velocidades.

 En consecuencia, combina una elevada capacidad con reducidas dimensiones. Los compresores de tornillos del tipo seco utilizan engranajes de sincronización externos para los rotores macho y hembra. Al no a ver contacto entre rotores ni entre estos y la

carcaza, no se necesita ningún tipo de lubricación dentro de la cámara de compresión. El aire suministrado es excento de aceite

Para mantener el rendimiento del compresor en pequeñas capacidades se necesitan velocidades de eje muy elevadas. Sin embargo, inyectando aceite en la cámara de compresión se pueden utilizar velocidades mas reducidas. El aceite inyectado cumple de 3 funciones:

  • Cerrar las holguras internas.
  • Enfriar el aire durante la compresión.
  • Lubricar los rotores.

La lubricación interna hace posible prescindir de los engranajes de sincronización. El aceite inyectado se recupera y recircula después de la compresión. Debido a que la temperatura del aceite puede mantenerse en un nivel bajo, se puede recuperar en la practica, todo el aceite. La recuperación del aceite se realiza en 2 etapas En primer lugar en un separador mecánico y a continuación en un filtro montado en el interior del depósito de aire.

Por regla general de inyección se realiza utilizando la presión del aire de descarga. Se emplea una válvula de presión mínima para asegurar la presión en el aceite de inyección aunque la de salida descienda.

En la figura anterior  puede apreciarse un compresor típico de tornillos helicoidales, libres de aceites, en la cual los rotores macho y hembra están cerrados en una carcaza común refrigerada por agua y soportados sobre rodamientos.

 


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