A medida que los rotores giran, (en el sentido de las agujas del reloj, según se ve desde el extremo de entrada de energía) el aire se introduce en el cilindro a través del puerto de entrada ubicado en el extremo de entrada de energía. Un volumen de aire queda atrapado a medida que los lóbulos del rotor pasan por los puntos de corte de entrada en los cilindros. La compresión se produce a medida que el rotor macho rueda en la flauta hembra, reduciendo progresivamente el espacio, elevando así la presión. La compresión continúa hasta que el lóbulo y la flauta pasan por el puerto de descarga. A continuación, el aire comprimido se descarga en el depósito de aire/fluido. Hay cuatro ciclos completos de compresión para cada rotación completa del rotor macho.», «imagen»: «https://www.quincycompressor.com/wp-content/uploads/2015/07/Compression-Cycle.jpg», «autor»: { «@type»: «Organización», «nombre»: «Quincy Compressor» }, «publisher»: { «@type»: «Organización», «nombre»: «Quincy Compressor», «logo»: { «@type»: «ImageObject», «url»: «https://yt3.ggpht.com/a/AGF-l79KdbNytCQYM-WoOX_hLahSmac1yR_RvFzm_w=s900-c-k-c0xffffffff-no-rj-mo» } }, «datePublished»: «2015-03-03», «dateModified»: «2020-02-26»}

los compresores Rotativos de tornillo de alimentación de una multitud de diferentes procesos de fabricación. En cualquier fábrica donde se fabrican productos, es casi seguro que encontrará al menos un compresor de aire de tornillo rotativo en el trabajo. Los compresores de tornillo rotativo industriales ofrecen la ventaja de un ciclo de trabajo del 100% y la capacidad de permanecer en funcionamiento las 24 horas del día. Mientras que un compresor de pistón necesita roturas intermitentes para funcionar de manera óptima, un compresor de tornillo rotativo en realidad funciona mejor con un uso continuo.

Dimensionar correctamente los tornillos giratorios y garantizar un diseño eficiente en el sistema de aire y el control del compresor da como resultado una compresión de alta eficiencia energética. Analizaremos cómo funcionan los compresores de tornillo rotativos y cómo mantenerlos en la mejor forma para una longevidad óptima.

¿Cómo Funciona un Compresor Rotativo?

Cuando la persona promedio piensa en un compresor de aire, se imagina un compresor de aire alternativo que funciona con pistones. Estos tipos de compresores utilizan pistones para mover el aire en un espacio pequeño y, posteriormente, recoger el aire comprimido resultante dentro de un tanque receptor. Si bien estos compresores han estado en uso durante décadas y son relativamente baratos, no son necesariamente la mejor opción para producir aire comprimido.

Los compresores de aire de tornillo rotativo utilizan un mecanismo de desplazamiento positivo basado en dos tornillos que giran en alineación precisa. Estos rotores entrelazados reducen el volumen de aire y aumentan su presión.

¿Cómo Comprimen El Aire?

El principio del compresor de tornillo rotativo se basa en una malla estrecha de los rotores macho y hembra. A medida que el aire entra en el compresor, queda atrapado entre los rotores y se reduce su volumen. El ciclo del compresor de tornillo rotativo funciona de la siguiente manera.

1. La válvula de entrada absorbe aire atmosférico.
2. El aire viaja por la línea de presión del sistema hasta una válvula reguladora responsable de ajustar la presión general del sistema.
3. El aire y el aceite se mezclan y son comprimidos por los rotores en el extremo de aire.
4. La manguera de descarga de aire transporta la mezcla de aire y aceite lejos del aireador.
5. La mezcla de aire y aceite entra en el primer tanque separador de aceite que elimina la mayor parte del aceite del aire.
6. El aire fluye a través de los filtros de separación secundarios que eliminan el resto de la niebla de aceite.
7. El aire limpio sale del sistema y se recoge en el tanque receptor, si se está utilizando uno.
8. El aceite fluye hacia el enfriador y se reduce a una temperatura adecuada antes de pasar a un filtro de aceite.
9. El filtro de aceite elimina los contaminantes restantes en el aceite.
10. El aceite limpio y reciclado regresa al aireador a través de lo que se llama una línea de recogida de residuos.

Aunque visualizar el ciclo del compresor de tornillo rotativo como una secuencia de pasos ayuda a aclarar el funcionamiento de la máquina, los pasos en realidad no se producen de forma secuencial. Una vez que el compresor está encendido, todos los pasos enumerados comienzan a ocurrir simultáneamente y continúan hasta que la máquina se apaga.

Ventajas de los compresores de tornillo rotativo

Echemos un vistazo a las ventajas de los compresores de tornillo rotativo y por qué el ciclo es ventajoso en comparación con otros tipos de compresores.

• Seguridad y comodidad: Los compresores de aire de tornillo rotativo pueden proporcionar compresión de aire continua para muchos fines, y el hecho de que los tornillos estén asegurados en una carcasa los hace más seguros de operar.
• Funcionalidad en condiciones extremas: Los compresores de aire rotativos pueden funcionar a altas y bajas temperaturas donde no se pueden usar otros tipos de compresión.
• Mejor generación de energía: Estos compresores tienen caudales de aire muy altos y están diseñados para generar suficiente energía para aplicaciones de alta demanda.
• Mantenimiento más fácil: El diseño de los compresores de aire rotativos es impresionantemente aerodinámico, y estos compresores tienen muchas menos piezas que otros.
• Funcionamiento silencioso: Esta forma de compresión de aire es mucho más silenciosa que la compresión de pistones, y muchos compresores de tornillo rotativo tienen características de amortiguación de ruido para silenciar aún más el ruido de funcionamiento.
• eficiencia Energética: El ciclo del compresor de tornillo rotativo genera menos calor que los compresores de aire tradicionales, lo que resulta en una mayor conservación de energía.
• Menos consumo de aceite: Los compresores rotativos engrasados funcionan con menos aceite que otros tipos de compresores inundados y también tienen un arrastre mínimo de aceite.
• Diseñado para el largo plazo: Los compresores de aire de tornillo rotativo de calidad pueden durar muchos años y tienen poca o ninguna reducción de capacidad.

Tanto a corto como a largo plazo, el coste adicional inicial de un compresor rotativo se amortiza a través de estas eficiencias.

Componentes del compresor de tornillo rotativo

Cada componente del sistema es fundamental para el funcionamiento de los compresores de tornillo rotativos. El corazón de un compresor de aire rotativo es el airend. Esta es el área donde el aire está realmente comprimido. El aireador tiene una válvula de entrada que absorbe el aire y lo mezcla con aceite durante el proceso de compresión. El sistema separa el aceite del aire y el aire sale del sistema. Aunque el airend es el sitio de la compresión en sí, los siguientes componentes adicionales son esenciales para el ciclo del compresor de tornillo rotativo.

Filtro de aire

No todo el aire se crea igual, y la calidad del aire que entra en el compresor influye en la longevidad del sistema. Filtrar el aire antes de que llegue a la válvula de entrada es esencial, especialmente en aplicaciones donde el aire ambiente no está limpio. Los filtros de aire pueden montarse directamente en el compresor o colocarse de forma remota y conectarse con una manguera. Al colocar el filtro de aire, busque un área con el aire más fresco y limpio para obtener mejores resultados.

Tanque de separación primaria

A medida que el aire comprimido sale del aireador, se mezcla con el aceite del compresor. El tanque separador primario es donde se produce la ronda inicial de filtración. Tanto la fuerza centrífuga del giro como la separación mecánica trabajan juntas para formar gotas de aceite. Estas gotas caen al fondo, haciendo de este tanque un depósito de aceite funcional en muchos casos.

Filtro de separación secundario

Después de que el aire comprimido sale del tanque de separación primario, casi todo el aceite se ha ido, pero requiere otra filtración para estar completamente limpio. La mezcla de vapor de aceite y aire que queda pasa por un filtro coalescente en el tanque secundario. Los filtros coalescentes utilizan material similar a una membrana que atrapa las partículas de aceite y las dirige de vuelta al sistema de aceite central. El aire que salga del filtro en este punto estará libre de aceite y listo para su uso.

Es común que el filtro de separación secundario se conecte directamente al tanque primario, aunque también puede montarlo de forma remota con un colector de filtro dedicado.

Filtro de aceite

Un compresor de tornillo rotativo utiliza un sistema de lubricación en bucle cerrado. Esto significa que la instalación debe utilizar un filtro de aceite. El trabajo del filtro de aceite es recoger cualquier partícula suelta que se haya acumulado en el aceite y que no deba volver a entrar en el sistema del compresor de aire. Se puede colocar un filtro de aceite a cualquiera de los intervalos múltiples en el bucle del compresor.

Enfriador de aceite

Hay una cantidad significativa de calor producido durante la compresión de aire, lo que hace que el aceite se caliente extremadamente. Para enfriarlo, el aceite se pasa por un enfriador separado antes de volver a reciclarse en el compresor. Un compresor rotativo puede usar un enfriador de líquido a líquido o un enfriador de aire a líquido en combinación con el enfriamiento del motor.

El enfoque de líquido a líquido requiere suficiente potencia de refrigeración para reducir el calor en el aceite del compresor, además de la refrigeración del motor. Si va a utilizar refrigeración de aire a líquido, necesita suficiente aire limpio y a baja temperatura para mantener la temperatura del aceite dentro del rango correcto.

Mangueras

La importancia de las mangueras no se puede subestimar en las operaciones de compresores de tornillo rotativo. La elección de una manguera que no se ajuste a las especificaciones de presión, calor y componentes químicos del aceite utilizado creará un desgaste excesivo que resultará en una falla de la manguera. Estos fallos pueden ser extremadamente peligrosos y, en algunos casos, pueden hacer que tenga que reparar o reemplazar todo el compresor.

Los compresores rotativos sin aceite y sin aceite

Los compresores sin aceite no cuentan con la ayuda de un sello de aceite, lo que significa que la compresión se logra únicamente a través de la acción del rotor. Como resultado, los compresores exentos de aceite generalmente tienen una capacidad de descarga máxima más baja que sus homólogos engrasados. Sin embargo, los sistemas en los que múltiples juegos de tornillos comprimen el aire, la presión y el volumen de salida pueden ser comparables a los compresores engrasados.

No hay aceite para fines de sellado, por lo que los rotores deben ser lo más precisos posible y no pueden tolerar muchas desviaciones. Los tornillos no se tocan, pero el espacio entre ellos tiene que ser pequeño para el mejor rendimiento. En los compresores sin aceite, el agua se mueve a través de caminos especificados en la carcasa del elemento para enfriar el aire. Esto solo enfría la carcasa, dejando que el aire y los rotores necesiten más refrigeración.

Para evitar esta ineficiencia, los compresores sin aceite contienen dos etapas de compresión. En la primera etapa, el aire se comprime a alrededor de 50 libras por pulgada cuadrada (psi) y luego pasa por un intercooler antes de que la segunda etapa comprima el aire a 100 psi.

Los compresores exentos de aceite son necesarios para industrias y aplicaciones en las que el arrastre de aceite es inaceptable. Estas incluyen aplicaciones de alta precisión como la investigación médica o la fabricación de productos complejos como semiconductores. Sin embargo, el hecho de que el aire producido por un compresor sin aceite no tenga aceite no significa que la filtración se pueda omitir. El aire resultante puede contener hidrocarburos u otros contaminantes que deben eliminarse. Debido a este requisito, los compresores sin aceite todavía necesitan el mismo tratamiento de aire que los compresores inyectados en aceite para garantizar la calidad.

Compresores inyectados en aceite

Durante el ciclo del compresor de tornillo rotativo de un sistema inyectado en aceite, el aceite inyectado ayuda a sellar las cavidades y crea un disipador de calor que enfría la carga de gas. Después de la inyección, el sistema separa el aceite de la corriente para refrigeración, filtración y reciclaje. El aceite reduce la carga de partículas en la filtración al capturar partículas no polares de la entrada de aire ambiente. Parte del aceite del compresor puede pasar a la corriente de aire comprimido, lo que se puede evitar con el uso de filtros coalescentes.

Los filtros coalescentes aguas abajo de un secador de aire son menos eficaces para eliminar el aceite y el agua del aire que los secadores de aire refrigerados que tienen filtros fríos internos. Una vez que el aire comprimido se enfría y está libre de humedad, el aire ahora frío ayuda a enfriar el aire que entra y al mismo tiempo calienta el aire que sale del sistema. Los tanques receptores permiten que el aceite forme gotas y caiga del aire para eliminarlo.

Tipos de accionamiento de compresor rotativo

El tipo de accionamiento también afecta a la función de los compresores de aire rotativos. Los tres tipos básicos de accionamientos para compresores de aire son:

• Accionamientos por correa trapezoidal: Estos son beneficiosos para aquellos que desean una carcasa de tamaño más pequeño. Ofrecen un mantenimiento sencillo y su nivel de alineación no es tan crítico para el funcionamiento adecuado.
• Unidades directas: Aunque las unidades directas son más grandes que otras, son significativamente más silenciosas. También eliminan la necesidad de mantenimiento de correas y engranajes.
• Accionado por engranajes: Los conductos de aire accionados por engranajes no tienen problemas de alineación. Se utilizan típicamente para compresores con altos caballos de fuerza, y la velocidad del compresor puede diferir de la velocidad del motor.

El tipo de accionamiento que elija dependerá de varios elementos, como los requisitos de velocidad del compresor y las recomendaciones del fabricante del compresor. También es posible combinar cualquiera de estos tipos de accionamiento con un motor de velocidad variable.

Opciones de Esquema de control del compresor Rotativo

Las operaciones del compresor de tornillo rotativo se rigen por diferentes esquemas de control. Echemos un vistazo a los beneficios y desventajas de cada uno.

Inicio / parada

Los esquemas de control de inicio/parada utilizan relés accionados que proporcionan o cortan la energía al motor del compresor según lo indique la necesidad de aire comprimido de la aplicación. Si la carga no se adapta bien al compresor o la carga es intermitente, se necesitará una cantidad significativa de espacio de almacenamiento. En algunos casos, el espacio de almacenamiento necesario es en realidad mayor que el tamaño del compresor.

Carga / descarga

Este esquema mantiene el compresor alimentado de forma continua. Utiliza una válvula deslizante para responder a un cambio en la necesidad de aire comprimido. Cuando se necesita menos aire comprimido, la válvula deslizante se mueve para descubrir una parte del rotor. Esto reduce la capacidad de la máquina, descargando el compresor en lugar de desconectar la alimentación por completo. Al reducir el número de arranques y paradas, los esquemas de control de carga/descarga extienden la vida útil del compresor sin incurrir en un cambio significativo en los costos operativos. Este esquema de control es el más común entre los fabricantes de compresores de aire.

Se puede utilizar un esquema de control de carga/descarga con un temporizador. El temporizador detendrá el funcionamiento del compresor después de un período de tiempo especificado con uso sin carga. Esto se denomina esquema de control auto-dual o dual. Debido a que solo hay dos tasas de producción, este esquema requiere una buena cantidad de almacenamiento. Sin embargo, los requisitos de espacio son mucho menores que los de un esquema de arranque/parada.

Modulación

Este esquema de control también utiliza una corredera de válvula para alterar la capacidad en respuesta a la demanda, pero la capacidad se modula continuamente en lugar de en pasos discretos. La ventaja de la modulación continua es una presión de descarga constante incluso en muchos niveles de demanda, pero el inconveniente es un mayor consumo de energía.

La modulación no es particularmente eficiente como esquema de control en comparación con los variadores de velocidad, que analizaremos a continuación. Sin embargo, algunas aplicaciones hacen que sea poco práctico o imposible arrancar y detener el compresor con frecuencia. En estas aplicaciones, como los compresores alimentados por motores de combustión interna, la modulación es una buena opción. La modulación también reduce la necesidad de almacenamiento debido a su velocidad de producción variable.

Desplazamiento variable

El desplazamiento variable permite que el aire pase por alto una cierta porción de los rotores, cambiando el porcentaje de tornillos que funcionan para comprimir el aire. En comparación con los esquemas de control de modulación, el desplazamiento variable consume menos energía. Sin embargo, los sistemas con grandes cantidades de almacenamiento pueden ser más adecuados para un esquema de carga/descarga. Cuando grandes cantidades de almacenamiento no son prácticas, el desplazamiento variable es una buena opción.

A veces, el desplazamiento variable se logra mediante el uso de múltiples válvulas en el lado de succión del compresor. Todas estas válvulas tienen una ubicación correspondiente en la descarga del compresor. Esto funciona como una válvula de derivación en sobrealimentadores automotrices.

Velocidad variable

Mientras se mantenga correctamente, un compresor con un esquema de control de velocidad variable producirá los costos operativos más bajos en términos de energía y el esquema no creará una reducción significativa en la vida útil del compresor. Si la demanda de aire es constante, las ventajas económicas se reducen un poco debido a la potencia de frecuencia variable invertida necesaria para el diseño.

Dicho esto, los esquemas de velocidad variable crean una relación casi lineal entre el consumo de energía del compresor y la entrega de aire. Esto facilita un funcionamiento altamente eficiente en un amplio rango de demanda. Durante los períodos de muy baja demanda, el compresor todavía tiene que funcionar en un modo de arranque/parada y la eficiencia disminuirá rápidamente en respuesta a las fugas del rotor. En áreas con polvo, calor o humedad, la electrónica de control de velocidad variable puede requerir protección y mantenimiento adicionales para preservar la vida útil.

Mantenimiento del compresor de tornillo rotativo

Cuando se trata del funcionamiento de un compresor de aire de tornillo rotativo, su funcionamiento se ve afectado por si el compresor recibe todo el mantenimiento recomendado por el fabricante. El mantenimiento se realiza normalmente en un horario predeterminado o de acuerdo con las horas de funcionamiento de la máquina. Las horas de funcionamiento son un indicador más confiable de las necesidades de mantenimiento, aunque el seguimiento de ellas requiere un registro preciso. Muchos de los controles de compresores de aire actuales tienen funciones de diagnóstico y solución de problemas que le permiten saber qué piezas y servicios puede necesitar. Hay cinco áreas principales de un compresor de aire que requieren mantenimiento:

• Aireador
• Motor
• Tren de transmisión
• Lubricantes
• Filtros

Aireadores

La contaminación del aire, los lubricantes y el calor excesivo contribuyen a dañar el aireador. Verifique para asegurarse de que no escuche sonidos inusuales ni sienta vibraciones. Los aireadores deben reconstruirse periódicamente, y muchos fabricantes sugieren que se reconstruyan alrededor de las 50.000 o 60.000 horas para garantizar que no se produzca un tiempo de inactividad forzado.

Rodamientos de motor

Los rodamientos de motor necesitan una lubricación adecuada con cantidades y tipos específicos de lubricantes para durar más tiempo. Los rodamientos deben reemplazarse con más frecuencia que otras piezas para garantizar la longevidad del compresor. Revise el dibujo de amperios con regularidad y asegúrese de que el motor no se sobrecargue.

Sistemas de transmisión

La alineación es la principal preocupación en los sistemas de transmisión de compresores de aire. Cualquier desalineación causará daños innecesarios al acoplamiento si el bloque de montaje o el bastidor se asientan. Las correas trapezoidales deben inspeccionarse y ajustarse potencialmente después de cada 500 horas, y las correas que estén desgastadas o muestren signos de desgaste deben reemplazarse.

Lubricantes

Para obtener los beneficios de enfriamiento, sellado y protección de los lubricantes, cambie el aceite de acuerdo con las instrucciones del fabricante para las aplicaciones específicas. Utilice siempre los lubricantes especificados para su modelo de compresor y asegúrese de drenar todo el lubricante antiguo antes de rellenar la máquina.

Filtros

Es mucho más rentable implementar primero una filtración adecuada que pagar por reparaciones en equipos dañados por aire contaminado. Asegúrese de inspeccionar los filtros de entrada con regularidad y de reemplazarlos cuando sea necesario. Un intervalo de reemplazo común es cada 2.000 horas.

Limpieza general

La limpieza general también es una parte importante del mantenimiento del compresor de aire. Cualquier suciedad de las superficies del compresor puede terminar aumentando la temperatura del aire comprimido, lo que reduce la producción y aumenta la potencia necesaria para producir el aire.

Trust Quincy Compressor

Quincy Compressor ha innovado en soluciones de ingeniería durante 100 años, y nuestra experiencia es evidente en la calidad de nuestros productos. Como diseñador y fabricante líder de compresores de aire de tornillo rotativo, le ofrecemos el rendimiento que necesita y la fiabilidad en la que confía. Nuestros compresores cuentan con garantías líderes en la industria y servicio las 24 horas de los distribuidores Quincy dedicados.

También ofrecemos todas las piezas que necesita para mantener su compresor y mantenerse al día con la demanda. Ya sea que necesite un compresor de aire nuevo, piezas o servicio para su compresor existente, es tan simple como encontrar al representante de servicio de Ventas & de Compresores Quincy más cercano y hacernos saber lo que necesita.