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La compresión produce una cierta cantidad de calor, por lo que es necesario refrigerar el aire entre las etapas para obtener una temperatura final de compresión.

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Presentación del tema: "La compresión produce una cierta cantidad de calor, por lo que es necesario refrigerar el aire entre las etapas para obtener una temperatura final de compresión."— Transcripción de la presentación:

1 La compresión produce una cierta cantidad de calor, por lo que es necesario refrigerar el aire entre las etapas para obtener una temperatura final de compresión más baja y con rendimiento superior. La refrigeración de estos compresores se realiza por aire o por agua, dependiendo del tipo de compresor y su presión de trabajo

2 Para presiones superiores será necesario recurrir a varias etapas de compresión. Una buena rentabilidad del equipo compresor se obtendrá trabajando en los siguientes rangos de presión de acuerdo al número de etapas, considerando un servicio contínuo: Hasta 3-4 bar: 1 etapa Hasta 8-10 bar: 2 etapas Más de 10 bar: 3 etapas o más Para presiones superiores a las indicadas, la rentabilidad del equipo disminuye. COMPRESOR DE EMBOLO DE DOS ETAPAS El aire recogido a la presión atmosférica se comprime en dos etapas refrigerándose entre ambas para reducir el calor excesivo que se crea y así aumentar en gran medida su eficacia. El cilindro de alta es de diámetro más reducido que el de baja, puesto que éste toma el aire ya comprimido por la primera y por lo tanto ocupará menos volumen. COMPRESOR DE EMBOLO DE DOS ETAPAS El aire recogido a la presión atmosférica se comprime en dos etapas refrigerándose entre ambas para reducir el calor excesivo que se crea y así aumentar en gran medida su eficacia. El cilindro de alta es de diámetro más reducido que el de baja, puesto que éste toma el aire ya comprimido por la primera y por lo tanto ocupará menos volumen.

3 COMPRESOR DE DIAFRAGMA Consiste en un diafragma accionado por una biela montada sobre un eje motor excentrico. El diafragma moviéndose hacia abajo proporciona un aumento de volumen creando una presión mas baja que la atmosférica, lo que hace entrar el aire a través de la válvula de admisión. Cuando se mueve hacia arriba, la válvula de admisión se cierra y se comprime el aire saliendo por la válvula de escape. Este compresor suministra aire comprimido seco y totalmente libre de aceite ( pues el aire comprimido queda aislado del émbolo gracias al diafragma), por lo que se emplea principalmente en la industria farmacéutica y la alimenticia, no así en la industria. Consiste en un diafragma accionado por una biela montada sobre un eje motor excentrico. El diafragma moviéndose hacia abajo proporciona un aumento de volumen creando una presión mas baja que la atmosférica, lo que hace entrar el aire a través de la válvula de admisión. Cuando se mueve hacia arriba, la válvula de admisión se cierra y se comprime el aire saliendo por la válvula de escape. Este compresor suministra aire comprimido seco y totalmente libre de aceite ( pues el aire comprimido queda aislado del émbolo gracias al diafragma), por lo que se emplea principalmente en la industria farmacéutica y la alimenticia, no así en la industria.

4 COMPRESORES ROTATIVOS También llamados multialetas o de émbolos rotativos. Constan de una carcaza cilíndrica en cuyo interior tiene un rotor montado excéntricamente con una serie de paletas que se deslizan dentro de unas ranuras radiales, de modo de rozar casi por un lado la pared de la carcaza formando del lado opuesto una cámara en forma de medialuna. Al girar el rotor e impulsadas por la fuerza centrífuga, las paletas entran en contacto con la pared del estator, reduciendo el espacio entre ambas comprimiendo el aire contra el estator. O sea el volumen de las secciones varía desde un máximo a un mínimo, produciéndose la aspiración, compresión y expulsión del aire sin necesidad de válvula alguna. Este tipo de compresor es muy adecuado para los casos en que no es problema la presencia de aceite en el aire comprimido fabricándose unidades de hasta 6000 Nm3/h de capacidad y hasta una presión de 8 bar en una sola etapa y 30 bar en dos etapas con refrigeración intermedia. De requerirse aire exento de aceite, las paletas deben ser fabricadas de materiales autolubricantes, tipo teflón o de grafito También llamados multialetas o de émbolos rotativos. Constan de una carcaza cilíndrica en cuyo interior tiene un rotor montado excéntricamente con una serie de paletas que se deslizan dentro de unas ranuras radiales, de modo de rozar casi por un lado la pared de la carcaza formando del lado opuesto una cámara en forma de medialuna. Al girar el rotor e impulsadas por la fuerza centrífuga, las paletas entran en contacto con la pared del estator, reduciendo el espacio entre ambas comprimiendo el aire contra el estator. O sea el volumen de las secciones varía desde un máximo a un mínimo, produciéndose la aspiración, compresión y expulsión del aire sin necesidad de válvula alguna. Este tipo de compresor es muy adecuado para los casos en que no es problema la presencia de aceite en el aire comprimido fabricándose unidades de hasta 6000 Nm3/h de capacidad y hasta una presión de 8 bar en una sola etapa y 30 bar en dos etapas con refrigeración intermedia. De requerirse aire exento de aceite, las paletas deben ser fabricadas de materiales autolubricantes, tipo teflón o de grafito

5 COMPRESORES DE TORNILLO Dos rotores helicoidales giran en sentidos contrarios. El volumen libre entre ellos disminuye comprimiendo el aire atrapado entre dichos rotores

6 COMPRESORES DE TORNILLO Dos rotores helicoidales (uno macho y otro hembra) que son prácticamente dos tornillos engranados entre sí y contenidos en una carcasa dentro de la cual giran en sentidos contrarios. El volumen libre entre ellos disminuye comprimiendo el aire atrapado entre dichos rotores. El macho cumple prácticamente la misma función que el pistón en el compresor alternativo y la hembra la del cilindro. Los dos rotores no están en contacto entre sí, de tal modo que tanto el desgaste como la lubricación resultan mínimas. Esto se logra a través de un juego de ruedas dentadas que mantiene el sincronismo de giro de los rotores y evita que estos se presionen unos contra otros. Se realiza una inyección de aceite en la compresión para lograr una mejor hermeticidad, luego el aceite será separado en separadores. Dos rotores helicoidales (uno macho y otro hembra) que son prácticamente dos tornillos engranados entre sí y contenidos en una carcasa dentro de la cual giran en sentidos contrarios. El volumen libre entre ellos disminuye comprimiendo el aire atrapado entre dichos rotores. El macho cumple prácticamente la misma función que el pistón en el compresor alternativo y la hembra la del cilindro. Los dos rotores no están en contacto entre sí, de tal modo que tanto el desgaste como la lubricación resultan mínimas. Esto se logra a través de un juego de ruedas dentadas que mantiene el sincronismo de giro de los rotores y evita que estos se presionen unos contra otros. Se realiza una inyección de aceite en la compresión para lograr una mejor hermeticidad, luego el aceite será separado en separadores.

7 REGULACION DE COMPRESORES ALTERNATIVOS Existen dos sistemas de regulación de compresores alternativos: Sistemas de marcha y parada: El compresor funciona a intervalos intermitentes y se detiene cuando el depósito se alcanza la presión máxima o presión de corte. Sistemas de marcha y parada: El compresor funciona a intervalos intermitentes y se detiene cuando el depósito se alcanza la presión máxima o presión de corte. Sistemas de marcha en vacío: El compresor con este sistema está continuamente en marcha, pero alterna periodos en que comprime con periodos en que el aire es aspirado y expulsado por la misma válvula de aspiración ( esto se logra con una electroválvula actuada por presostato en función de la presión del depósito. Sistemas de marcha en vacío: El compresor con este sistema está continuamente en marcha, pero alterna periodos en que comprime con periodos en que el aire es aspirado y expulsado por la misma válvula de aspiración ( esto se logra con una electroválvula actuada por presostato en función de la presión del depósito. Capacidad normal del compresor: Q (l/min) = Área del émbolo (dm2) * Long de carrera (dm) * N° de cilindros de primera etapa * Velocidad de giro (r.p.m.) Rendimiento volumétrico: Es el cociente entre el volumen de aire realmente aspirado por el compresor (reducido a la presión y temperatura externa) y el volumen de cilindrada (generado por la carrera del pistón) No es del 100% debido a : El aire que entra en el cilindro La presión de aspiración de ser necesariamente inferior a la atmosférica para permitir al aire entrar al cilindro.- El cierre de las válvulas no es instantáneo, permitiendo fugas de aire. Pueden verificarse fugas a través de los aros del pistón y válvulas aún cerradas. Presencia de un espacio nocivo al final de la carrera de compresión ACCESORIOS DEL COMPRESOR

8 Deposito de aire comprimido Es un acumulador a presión, construido en chapa de acero soldada, montado horizontal o verticalmente, directamente después del refrigerador final, recibiendo el aire comprimido y amortiguando la oscilaciones en el caudal de aire debido a las oscilaciones del consumo. Su capacidad dependerá de : 1)Las características de demanda de aire en la red. Esta puede ser: Constante Constante Intermitente Intermitente Instantánea Instantánea 2) Del sistema de regulación que tenga el compresor. Esto determina el número máximo de maniobras horarias. 3) De la amplitud del rango de presiones dentro del cual regula el compresor Su construcción podrá ser horizontal o vertical, prefiriéndose estos últimos por el menor espacio ocupado. El depósito deberá ubicarse en un lugar fresco, lo más cerca posible del compresor, preferentemente fuera del edificio, donde pueda disipar el calor generado por la compresión. El depósito debe ser firmemente anclado al piso a fin de evitar vibraciones debidas a las pulsaciones del aire. Los accesorios mínimos que debe incluir son: Válvula de seguridad Válvula de seguridad Manómetro Manómetro Grifo de purga Grifo de purga Boca de inspección Boca de inspección La Válvula de seguridad debe ser regulada a no más de 10% por encima de la presión de trabajo y deberá poder descargar el total del caudal generado por el compresor. Deberá contar además con un dispositivo de accionamiento manual para probar periódicamente su funcionamiento.

9 FILTRO DE ASPIRACIÓN Una condición importante para la fiabilidad y duración del compresor debe ser la instalación de un filtro eficaz y adecuado para impedir el desgaste excesivo de cilindros, anillos del émbolo, que es provocado por el efecto abrasivo de las impurezas. DESHIDRATACIÓN DEL AIRE Tras la compresión final, el aire está caliente y al enfriarse, el agua se deposita en cantidades considerables. La manera más efectiva de eliminar la mayor parte del agua de condensación es someter al aire a una posterior refrigeración tras la compresión. Los post – enfriadores son intercambiadores de calor y pueden ser: Consiste en una serie de conductos por los cuales fluye el aire comprimido y sobre los que se hace pasar una corriente de aire frio por medio de un ventilador. REFIRGERACION POR AIRE:

10 Consiste en una serie de conductos por los cuales fluye el aire comprimido por un lado y el agua por el otro, normalmente en sentidos contrarios A la salida del refrigerador se encuentra un separador- colector en el que se acumulan el agua y el aceite condensados durante la refrigeración. Son generalmente suficientes en la mayoría de las aplicaciones de aire comprimido, siempre que la instalación esté provista de purgadores y equipos de tratamiento de aire en los puntos de utilización que permitan recoger las condensaciones producidas en las redes. Tras los post-enfriadores, el aire comprimido suele tener una temperatura superior a la del entorno, con lo que el aire comprimido todavía se enfría más condensándose más vapor como agua. La manera más efectiva de eliminar la mayor parte del vapor de agua es someter al aire a un proceso de secado bajando el punto de rocío (temperatura a la cual el aire está completamente saturado de REFRIGERACION POR AGUA: PURGA AUTOMATICA SECADORES DE AIRE

11 Humedad). Cuanto más bajo sea el punto de rocío, menos humedad queda en el aire. Existen 3 (tres) tipos principales de Secadores de aire: El aire comprimido es forzado a través de un agente secante que reacciona con la humedad, drenándose posteriormente. Normalmente se utiliza pastillas desecantes que se funden y se licuan al ir reteniendo el vapor de agua contenido en el flujo a secar. Son de costo inferior al de adsorción y frigorífico, pero la calidad del aire es inferior a ellos. Debe reponerse periódicamente la carga del producto químico empleado. Reduce la humedad En un %. Tienen el inconveniente de la contaminación con el aceite de las sustancias absorbentes disminuyendo su capacidad de secado Efectúan el secado mediante un adsorbente Sólido de elevada porosidad. En una cámara vertical está contenido un producto químico, que por métodos físicos absorbe la humedad del aire comprimido. Cuando se satura, se regenera mediante secado por calentamiento SECADO POR ABSORCION (SECADO COALESCENTE) SECADO POR ADSORCION (DESECANTE):

12 Unidad mecánica que incorpora un circuito de refrigeración con dos intercambiadores de calor. Se trata de enfriar el aire hasta una determinada temperatura y extraer el condensado que se forma. El aire a secar pasa a través de un intercambiador donde se enfría por la Acción del fluido refrigerante de un ciclo Frigorífico. A la salida del intercambiador se Coloca un separador colector de Condensados para su posterior eliminación. Con este tipo de secado se obtienen temperaturas del aire muy bajas, del orden de 2° C, obteniéndose aire prácticamente seco. SECADO POR REFRIGERACIÓN: Conexiones entre los Tubos Las conexiones de roscas son comunes, debido al bajo costo y facilidad del ensamble y desmontaje. Para evitar goteras en las roscas es importante la utilización de la cinta de Teflón, debido a las imperfecciones existentes en la fabricación de las roscas. Hay conexiones por inserción Hay conexiones por inserción donde el tubo se introduce y queda firmemente enganchado y herméticamente cerrado. Está presionado por el anillo exterior cuando se atornilla la conexión, representando una resistencia extra al paso del aire.

13 La conexión por introducción La conexión por introducción presenta una gran fuerza de retención y la utilización de una junta de perfil especial asegura la estanqueidad para presión y vacio. No hay resistencia adicional al flujo. La conexión autoestanca La conexión autoestanca tiene un mecanismo antirretorno incorporado de modo que el aire no se escapa tras retirar el tubo pudiéndose emplear tubos de cobre. Distintos tipos de racores y enchufes rápidos para neumática.

14 Estos elementos están diseñados para soportar altas presiones y su superficie interior debe estar limpia y pulida, por lo que son de cobre, acero o algunos plásticos resistentes como el polietileno. En los equipos móviles de aire y en las conexiones a las herramientas neumáticas suelen utilizarse tuberías de goma reforzada. Tuberías RED DE DISTRIBUCION DEL AIRE En los circuitos neumáticos, el movimiento y la presión del aire se controlan mediante válvulas. Para cambiar la posición de las válvulas durante su funcionamiento se utilizan dispositivos de accionamiento de diferente tipo: -Manuales: pulsador, palanca, y pedal -Mecánicos: leva, rodillo final de carrera. -Neumáticos: mandos neumáticos

15 Para hacer llegar el aire comprimido a los puntos de consumo, se lanzan líneas de distribución y se colocan tomas de aire. Se instalan válvulas de aislamiento para dividir las líneas de distribución en secciones y facilitar el mantenimiento y distribución.- Se instala, para cada máquina o dispositivo automatizado, un compresor propio solamente en casos esporádicos y aislados. Donde existen varios puntos de uso, el proceso más conveniente y racional es efectuar la distribución del aire comprimido situando las tomas en las proximidades de los puntos de uso. Una red de distribución de Aire Comprimido (A.C) comprende todos los conductos que salen del depósito (reservorio, tanque), pasando por el secador y todos juntos dirigen el aire comprimido hasta los puntos individuales de utilización o uso. La red posee dos funciones básicas: 1. Comunicar la fuente productora con los equipos donde se hace el consumo de aire. 2. Funcionar como un reservorio para atender las exigencias del sistema. Un sistema de distribución perfectamente ejecutado debe presentar los siguientes requisitos: Que exista pequeña caída de presión entre el compresor y las puntos de consumo, a fin de mantener la presión dentro de los límites tolerables en conformidad con las exigencias de las aplicaciones. No presentar escape de aire; porque habría pérdida de potencia. Presentar gran capacidad para realizar la separación de condensado. Al ser efectuado el proyecto y la instalación de una planta cualquiera de distribución, es necesario tomar en consideración ciertas reglas. El no cumplimiento de ciertas reglas básicas sería desfavorable y aumentaría sensiblemente la necesidad de mantenimiento.

16 En relación al tipo de red a ser instalada: anillo cerrado (circuito cerrado) o circuito abierto, deben analizarse las condiciones favorables y desfavorables de cada una. Generalmente, la red de distribución es en circuito cerrado, alrededor del área donde hay necesidad del aire comprimido. De este anillo parten las ramificaciones para los diferentes puntos de consumo. El Anillo cerrado favorece el mantenimiento de una presión constante, además de proporcionar una distribución más uniforme del aire comprimido para los consumos intermitentes. Dificulta sin embargo la separación de la humedad, porque el flujo no posee una sola dirección; sino que dependiendo del sitio de consumo, circula en dos direcciones.

17 Existen casos en que se requiere el circuito abierto, por ej.: áreas donde el transporte de materiales y piezas es aéreo, puntos aislados, puntos distantes, etc., en este caso, las líneas principales son extendidas para llegar al punto. En este sistema se alimenta por varios puntos, lo que permite un consumo elevado y minimiza las caídas de presión. Ellas son de gran importancia en la red de distribución porque permiten la división de esta en secciones, especialmente en casos de grandes redes, haciendo que las secciones puedan ser aisladas para inspección, modificaciones y mantenimiento. Así, evitamos que otras secciones sean simultáneamente interrumpidas no habiendo por tanto interrupción del trabajo y de la producción. Las válvulas más utilizadas son las de 2 tipo esfera y diafragma. Por encima de 2" son utilizadas las válvulas tipo compuerta. Válvulas de Cierre en la Línea de Distribución

18 Las curvas deben ser hechas con el mayor radio posible, a fin de evitar las pérdidas excesivas por las turbulencias, mínimo dos veces el diámetro externo del tubo. Los conductos deben poseer una cierta inclinación, pues favorece el retiro de la posible condensación eventual, de las impurezas debido a la formación del óxido, llevándolas para un punto más bajo donde sean eliminadas hacia la atmósfera, a través del dreno (desagüe, purgado). El valor de esta inclinación es de 0,5 a 2% en función de la longitud verdadera del conducto donde sea ejecutada. Los desagües, colocados en los puntos más bajos, preferiblemente deben ser automáticos. Si la red es relativamente extensa, se recomienda observar la colocación de más de un dreno, distanciados aproximadamente 20 a 30m uno del otro. Para que el drenaje eventual sea hecho, deben ser instalados drenos (purgadores), que pueden ser manuales o automáticos Como mencionamos, permanecerá en el aire comprimido una cantidad pequeña de vapor de agua en suspensión, y los puntos de drenaje común no lograrán provocar su eliminación. Con esta intención, pueden instalarse los separadores de condensado cuyo principio de funcionamiento es simple: obligar al flujo de aire comprimido a hacer cambios de dirección. El aire cambia fácilmente de dirección y las gotas de humedad al chocar contra los deflectores se adhieren, formando gotas más grandes que escurren hacia el dreno. CURVATURA E INCLINACION DRENAJE DE HUMEDAD

19 FILTRO DE LINEA PRINCIPAL: Filtro de gran capacidad instalado después del depósito de aire para eliminar de este la contaminación los vapores de aceite (procedentes del compresor) y el agua LINEAS SECUNDARIAS: El conducto de distribución de aire comprimido actúa como una superficie refrigerante, y el agua y el aceite se acumulan a lo largo de toda su longitud, por ello las derivaciones de la línea se toman de la parte superior del conducto, para impedir el agua del conducto principal entre ellas

20 PURGAS AUTOMÁTICAS: Nos asegura la descarga regular del agua acumulada Purga Automática de flotador: El agua de condensación se acumula en el fondo de la cavidad y, cuando sube lo suficiente para levantar el flotador de su asiento, la presión se transmite al émbolo que se mueve a la Derecha para abrir el asiento de la válvula de alivio y expulsar el agua. El flotador baja entonces, para cerrar el suministro de aire al émbolo. Purga Automática Motorizada: Purga accionada eléctricamente que drena periódicamente el agua de Condensación por medio de una leva que dispara una válvula de vástago vertical accionada por palanca. Ofrece la ventaja de poder trabajar en cualquier orientación y es extremadamente resistente a la vibración. PURGAS MANUALES: El acumulado del condensado permanece inactivo, dentro del vaso. Para eliminar el condensado acumulado es necesaria la intervención humana, que permite manualmente la abertura del obturador, creando el paso para que el agua y las impurezas sean escurridas por la fuerza de la presión del aire que actúa dentro del vaso Extraídas las impurezas, el aire se escapa y el obturador debe ser reacomodado a su posición cerrada inicial. PURGASPURGAS

21 FILTROSFILTROS

22 REGULACION DE PRESION

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24 Mantenimiento - Se deben observar las siguientes recomendaciones: Nunca limpiar el regulador con estopa, solo con un paño suave que no suelte pelusas. Utilizar sol querosén para su limpieza. Observar que la malla del filtro interior no esté obstruida. Verificar la pieza de caucho del Obturador (disco). Si posee marcas demasiado profundas o se mueve de posición, sustituir todo el conjunto vastago- disco. Verificar el extremo del vástago. Si se rayan o se marcan, proceder como se menciona anteriormente. Inspeccionar el "O"Ring del orificio central del diafragma, para eliminar posibles residuos de impurezas. Si tiene marcas o esta maltratado, hay que sustituirlo; si no hay la posibilidad de cambiarlo, entonces cambiar el diafragma. Inspeccionar el diafragma. Si hay hendiduras, sustituirlo. Inspeccionar el resorte. Verificar si el tornillo de compresión del resorte no debe tener polvo. Los sistemas neumáticos y sus componentes están formados de partes que poseen movimientos relativos, estando, por tanto, sujetas a desgastes mutuos. Debido ello los equipos deben ser lubricados convenientemente, a través del aire comprimido. La lubricación del aire comprimido es la mezcla de éste con una cantidad de aceite lubricante, utilizada para la lubricación de partes mecánicas internas movibles que están en contacto directo con el aire. Esa lubricación debe ser efectuada de una manera controlada y adecuada, a fin de no causar obstáculos al paso del aire, problemas las empacaduras y sellos. Además de eso, este lubricante debe llegar a todos los componentes, aun cuando las líneas tengan circuitos sinuosos. Esto se ha logrado haciendo que las partículas de aceite se queden en suspensión dentro flujo, o sea, no se deposite a lo largo de las paredes de las tuberías o líneas. El medio más práctico de efectuar este tipo de lubricación es con un lubricador. Economiza espacio, pues ofrece el filtro y regulador en un solo conjunto para un desempeño óptimo. Gran eficiencia en remoción de la humedad. LUBRICACIONLUBRICACION

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26 Mantenimiento - Usar solamente algodón para limpiar, no usar estopa. - Lavar sólo con kerosén. - Evitar llenar el vaso demasiado con aceite. - Verificar si las empacaduras y sellos no estén dañadas. - Verificar si en los extremos del tubo pescador del filtro no están obstruido. - Evitar forzar demasiado el tornillo del control de flujo, al intentar cerrar el paso del aceite.

27 Están compuestos básicamente por un filtro, un regulador de presión y un lubricador, y constituyen una unidad indispensable para el correcto funcionamiento de un sistema neumático. Se instala en la línea de alimentación del circuito suministrando aire seco, limpio, lubricado y regulado a la presión requerida, es decir en las óptimas condiciones de utilización. Consideraciones: Su Elección se efectúa en función del caudal Introduce una pérdida de carga que es necesaria considerar Deben ser colocados lo más próximo posible a los elementos a lubricarRecomendaciones: Tener en cuenta que el sentido del flujo sea el correcto Utilizar conexiones adecuadas, verificando el tipo de rosca CONJUNTO FRL

28 Al montar las unidades, no olvidar preveer un espacio debajo del vaso del filtro. No ubicarlo sobre un tablero eléctrico o electrónico. ACTUADORES NEUMATICOS CILINDRO NEUMATICO


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