Un compresor es una máquina mecánica más común que se utiliza para la compresión de aire o gases diferentes. Se utilizan varios tipos de compresores en diversas industrias de acuerdo con su principio de funcionamiento. Un compresor alternativo o de pistón incluye en el tipo más famoso de compresores. En este artículo, analizaremos a fondo un compresor alternativo y sus diferentes tipos.

¿Qué es el compresor alternativo?

Un compresor alternativo es un tipo famoso de compresor de la categoría de compresor de desplazamiento positivo. Un compresor alternativo utiliza un pistón o émbolo para la compresión de aire o gas. Comprime el gas o el aire debido al movimiento hacia adelante y hacia atrás del pistón. Por lo tanto, también se llama compresor de pistón.

En este compresor, el gas o el aire penetran en la cámara donde un pistón alternativo lo comprime. Este pistón funciona desplazando el volumen del fluido de trabajo.

Los compresores de aire alternativos se encuentran en lugares donde se requiere un bajo caudal y una alta presión del gas. Estos compresores se utilizan principalmente para llenar el aire de los neumáticos del vehículo, pequeños trabajos de pintura, fines comerciales, limpieza de polvo, herramientas manuales, etc.

Este compresor de pistón o alternativo es un dispositivo único, ya que tiene elementos activos que pueden moverse en direcciones lineales y giratorias. Por lo tanto, no es necesario seguir las reglas básicas de «monitoreo de vibraciones», sino que solo necesita monitorear las condiciones de funcionamiento del compresor para mejorar su vida útil.

La principal diferencia entre un compresor de aire alternativo y un compresor centrífugo es que los compresores alternativos utilizan un pistón para la compresión de aire en lugar de un difusor.

Principio de funcionamiento del compresor alternativo

El principio de funcionamiento del compresor alternativo es muy simple. Se alimenta con motores de gas / diesel o un motor eléctrico.

Un compresor alternativo funciona de la siguiente manera:

• Cuando se enciende el interruptor, el motor eléctrico comienza a girar y el eje conectado al pistón gira.
• A medida que el eje gira, el pistón también arranca y se mueve dentro del cilindro.
• Cuando el pistón del compresor alternativo se mueve hacia el centro muerto inferior, la presión de aire dentro del cilindro se vuelve baja que la presión de aire externa.
• Debido a la baja presión de aire interna del cilindro, el aire externo de alta presión comienza a fluir hacia el cilindro del compresor.
• De esta manera, el aire comienza a succionar dentro del cilindro del compresor por la válvula de succión.
• Después de completar el ciclo de BDC, el pistón comienza su carrera hacia arriba y comienza a moverse hacia el TDC.
• A medida que el pistón se mueve hacia arriba, el volumen del cilindro comienza a disminuir y la presión del aire interior se iguala al aire exterior o externo. Durante este proceso, la válvula de succión se cierra.
• Durante el ciclo de CCT, el pistón comprime el aire o el gas dentro del cilindro. A medida que se completa el ciclo de TDC, se abre la válvula de descarga, y el aire lo descarga y lo transfiere al lugar o área de almacenamiento deseados.
• Después de la descarga de aire o gas, todo el ciclo se repite una y otra vez.

Para una mejor comprensión, vea el siguiente video:

Lea también: ¿Cómo funciona un compresor centrífugo?

Tipos de compresores de aire alternativos

Los compresores alternativos tienen los siguientes dos tipos principales:

1. Según el funcionamiento del pistón
2. Según el número de cilindros

1) De acuerdo con el funcionamiento del pistón

De acuerdo con el funcionamiento del pistón, el compresor de aire del pistón se divide en dos tipos.

i) Compresor de acción simple

Artículo principal: Compresor de acción simple

En el compresor de aire de pistón de acción simple, solo un lado del pistón se utiliza para la compresión de aire. Mientras que el otro lado del pistón no se usa para comprimir el aire que solo se conecta con el cárter. En este compresor, un ciclo de compresión se completa en dos carreras del pistón. En el primer golpe, el pistón aspira el aire, mientras que en el segundo golpe comprime el aire.

Este compresor tiene un bajo costo que otros tipos de compresores alternativos. Además, requiere menos mantenimiento que un compresor de doble efecto. La mayoría de los compresores de efecto simple se utilizan en motores de circuito integrado.

ii) Compresor de aire de pistón de doble efecto

Artículo principal: Compresor de doble efecto

En este tipo de compresor de aire de pistón, ambos extremos del pistón se usan para compresión de aire. Un extremo del pistón se utiliza para la succión de aire o gas dentro del cilindro, mientras que el otro extremo se utiliza para fines de compresión. Tanto la succión como la compresión se producen en una sola carrera del pistón.

2) Tipos según el Número de cilindros

De acuerdo con el número de cilindros, el compresor de aire de pistón se divide en dos tipos:

i) Compresor de aire de una etapa

Artículo principal: Compresor de una etapa

En el compresor de una etapa, el aire o el gas se comprimen en un solo cilindro. La principal diferencia entre un compresor de una sola etapa y un compresor de dos etapas es que, en un compresor de una sola etapa, el aire se comprime una vez, mientras que en los compresores de dos etapas, los compresores de aire dos veces. Debido a esta razón, un compresor de una sola etapa produce menos aire o gas presurizado que un compresor de dos etapas.

ii) Compresor de dos etapas

Artículo principal: Compresor de dos etapas

Este compresor de aire de pistón utiliza dos cilindros para la compresión de aire. En primer lugar, el aire atmosférico atrae el interior del primer cilindro, luego el aire se comprime. Después del proceso del primer cilindro, el aire se transfiere al segundo cilindro, donde se produce un proceso de compresión adicional. Por último, el aire de salida final se entrega en un tanque de almacenamiento o en el área deseada. El compresor de dos etapas tiene dos etapas, como se muestra en la figura que se muestra a continuación.

Componentes de compresor alternativo

El detalle de los componentes de compresor alternativo significativos se muestra a continuación:

1) Carcasa

La carcasa incluye en los componentes más importantes del compresor alternativo. Es un componente duradero y fuerte. Contiene todos los componentes alternativos del compresor. La guía de la cruceta y el cilindro se instalan en él.

Un compresor separable se instala típicamente en una configuración equilibrada y opuesta con un par de ángulos de manivela adyacentes que difieren en 180 grados y se separan solo por la trayectoria del cigüeñal. Las manivelas se disponen para equilibrar el movimiento de cada pistón a través del movimiento del pistón opuesto.

2) Cilindro

El cilindro es un componente importante del compresor alternativo. Es un recipiente de compresión que contiene fluido de trabajo (aire o gas) para el proceso de compresión. Un pistón o émbolo se mueve recíprocamente dentro del cilindro, lo que comprime el fluido de trabajo.
El objetivo principal del cilindro en un compresor de aire de pistón es enfriar la temperatura de la máquina durante el proceso de compresión. Hace que la maquinaria produzca calor.
Para cilindros grandes de baja presión, este componente está construido de hierro fundido. Y estos se pueden quitar de la carcasa principal. El cilindro también se conecta con la carcasa a través de una pieza intermedia llamada pieza a distancia.
Para cilindros pequeños de alta presión, un cilindro está construido de acero. Este cilindro se conecta con el cuerpo del compresor.
El cilindro ayuda a las placas de válvulas de entrada y salida. Se puede equipar con un manguito o casquillo intercambiable para que la parte desgastada del cilindro tenga una superficie utilizable. El lineal no se desliza de la superficie. Si el cilindro se daña, el lineal puede reemplazarlo fácilmente sin comprar un sistema completamente nuevo y costoso.
El compresor alternativo tiene uno o más de un cilindro. Un compresor de una sola etapa utiliza un solo cilindro para comprimir el fluido de trabajo. El compresor de doble efecto utiliza dos cilindros para la compresión del fluido de trabajo. Del mismo modo, un compresor de etapas múltiples utiliza más de dos cilindros para comprimir el fluido de trabajo. Los compresores de aire alternativos utilizan principalmente cilindros de doble efecto.

3) Pieza de distancia

Es un compresor alternativo de componente más importante. Separa el bastidor del compresor y la cámara de compresión (cilindro). La pieza de distancia puede tener una ranura doble, simple, doble o muy larga.

• En el caso de una disposición de compartimiento único, el espacio aumenta entre el diafragma y el sello del cilindro, de modo que el vástago del pistón no puede entrar en la caja de relleno ni en el cárter. El aceite se mueve entre el cárter y la caja de relleno.
• La disposición de larga distancia ayuda a distinguir la pieza de la varilla que se une a la manivela. El otro extremo de la varilla se conecta con el cilindro que transmite su lubricación a larga distancia.
• Un diseño de 2 cámaras está disponible para servicios tóxicos nocivos. Ninguna parte de la varilla cabe en el compartimento y en el cárter.

El lubricante no entra en el cilindro y contamina el gas presurizado. Se requiere un gas de escape suficiente para evitar que el gas de proceso contamine el aceite del cárter.

Cada compresor debe tener sistemas de drenaje y escape distintos para la pieza de embalaje y distancia. El conducto de ventilación de embalaje y la pieza de distancia deben encaminarse a un sistema de escape abierto que termine al menos a 25 pies desde el nivel de escape del motor hasta el exterior y la parte superior de la carcasa del compresor. El desagüe de la pieza a distancia debe dirigirse a otro sumidero que pueda drenar manualmente.

4) Cigüeñal

El cigüeñal es el eje principal del compresor. La biela une el pasador de la cruceta con el cigüeñal. Acciona las bielas, las varillas de pistón y los pistones para que giren alrededor del eje del bastidor. Estos componentes de compresores alternativos funcionan con compresores grandes (que funcionan a más de 150 kW). Para compresores que funcionan por debajo de 150 kW, se utiliza un cigüeñal de hierro dúctil.

Además, el cigüeñal del compresor de aire de pistón se conecta directa o indirectamente al motor eléctrico a través de un sistema de polea y correa. Cuando el eje del motor gira, el cigüeñal también gira, lo que permite que el pistón realice su movimiento alternativo en el cilindro. Sin embargo, en primer lugar, una varilla se conecta al cigüeñal y la biela para permitir que el pistón se mueva hacia arriba y hacia abajo.

5) Biela

La biela también se incluye en los componentes necesarios del compresor alternativo. Une el pistón con el cigüeñal.

Un lado de la biela se conecta con el pistón, mientras que el otro lado se conecta con el cigüeñal del compresor de aire alternativo. Además, el cigüeñal del compresor se conecta directa o indirectamente al motor eléctrico a través de un sistema de poleas y correas. Convierte el movimiento rotatorio en un movimiento alternativo.

Se pueden utilizar materiales de hierro dúctil o bielas de acero forjado para su construcción dependiendo de la funcionalidad de la máquina.

6) Pistón

Se ubica en el extremo del vástago del pistón. El pistón actúa como un deflector móvil dentro del cilindro del compresor de aire alternativo. El funcionamiento del compresor depende en gran medida del pistón. Porque, en un compresor, la compresión del aire se produce debido al pistón.

La elección del material de las bases del pistón en función del peso, la resistencia y la compatibilidad con el medio de trabajo (aire o gas). Los pistones generalmente están hechos de materiales ligeros como acero, aluminio, hierro fundido. El pistón tiene un centro hueco para mantenerlo ligero.

El pistón transfiere energía del cárter al gas del cilindro del compresor para evitar fugas de refrigerante por los huecos.

El pistón del compresor de aire de pistón está construido principalmente de hierro fundido o aluminio. Se mueve hacia arriba y hacia abajo en el cilindro de compresión. El movimiento del pistón hace que el fluido de trabajo sea aspirado y comprimido.

7) Anillo de pistón

El anillo de pistón del compresor alternativo funciona como separador entre la pared del cilindro y el pistón. El anillo del pistón se envuelve alrededor del pistón. Cuando el pistón se mueve hacia arriba y hacia abajo en la cámara de compresión, el anillo del pistón hace contacto con la pared de la cámara de compresión.

El anillo de pistón minimiza las fugas de gas entre la pared de la cámara de compresión y el pistón. Está construido de un material más suave que la pared del revestimiento o la pared de la cámara de compresión. Reemplaza a intervalos de mantenimiento regulares.

8) Cabezal transversal

El cabezal transversal cambia el movimiento giratorio de la biela en el movimiento vibratorio lineal del pistón de accionamiento. Esta parte del compresor alternativo facilita la inserción del pistón dentro del cilindro. El vástago del pistón del compresor de aire del pistón conecta el pistón con la cruceta. Al utilizar la cruceta, el compresor puede usar un pistón estrecho para hacer una carrera más eficiente y solitaria.

9) Vástago de pistón

También incluye componentes significativos de compresor alternativo. La función principal del vástago del pistón es conectar la cruceta con el pistón del compresor.

Ventajas y desventajas de los Compresores de Aire Alternativos

Ventajas	Desventajas
Es barato en comparación con otros tipos de compresores.	Estas máquinas tienen un gran peso y un gran tamaño, lo que es un gran problema con ellas.
Fácil de mantener.	Tiene un ruido muy alto.
Es perfecto para requisitos de alta presión.	La temperatura de salida de aire comprimido es muy alta.

Aplicaciones de Compresor alternativo

• Que utiliza en refrigeradores.
• Estos compresores se utilizan en plantas de distribución de gas.
• Usos de compresores alternativos en refinerías de petróleo.
• Usos en plantas químicas.

Diferencias entre compresores alternativos rotativos &

La diferencia principal entre un compresor alternativo y un compresor rotativo se muestra a continuación:

Compresor alternativo	Compresor rotativo
Un compresor alternativo tiene una alta velocidad operativa.	Un compresor rotativo tiene una velocidad de operación baja.
Tiene un tamaño grande y voluminoso.	tiene un tamaño pequeño.
Este compresor tiene una eficiencia inferior al 100%.	Un compresor rotativo tiene una eficiencia de hasta el 100%.
Estos compresores no tienen problemas de cavitación.	Estos compresores tampoco tienen problemas de cavitación.
En este compresor, el proceso de compresión se produce debido al movimiento alternativo del pistón.	Comprime el gas o gas con la ayuda de palas de rotor.
Estos tienen costos iniciales más altos.	Estos tienen costos iniciales más bajos.
Los compresores alternativos tienen una menor eficiencia mecánica.	Los compresores rotativos son más eficientes.
Necesitan un alto mantenimiento.	Necesitan poco mantenimiento.
Tiene una alta flexibilidad en el rango de presión y capacidad.	El compresor rotativo no tiene flexibilidad en el rango de presión y capacidad.
Un compresor alternativo necesita un área grande para su instalación.	Necesita poco espacio para su instalación.

Sección de preguntas frecuentes

¿Para qué se utiliza el compresor alternativo?

¿Cuál es el tipo de compresor alternativo?

En este artículo, discutimos el principio de funcionamiento del compresor alternativo y sus otros aspectos. Por lo tanto, si necesita más ayuda, siéntase libre y hágame saber su pregunta. Haré todo lo posible para dar la respuesta correcta.

Ver Más:

1. ¿cuáles son los diferentes tipos de Compresores?
2. ¿Cómo funciona un compresor centrífugo?
3. ¿cuáles son los tipos de Compresor de desplazamiento Positivo?