Un compresor alternativo funciona utilizando un pistón dentro de un cilindro para comprimir gas y aumentar su presión. Este tipo de compresor se usa comúnmente en diversas aplicaciones industriales debido a su capacidad para producir gas a alta presión de manera eficiente. Aquí hay una explicación detallada de cómo funciona un compresor alternativo:
Componentes básicos
Cilindro: La cámara donde se produce la compresión del gas.
Pistón: Se mueve hacia adelante y hacia atrás dentro del cilindro para comprimir el gas.
Cigüeñal: Convierte el movimiento de rotación en movimiento alternativo del pistón.
Biela: Vincula el pistón al cigüeñal.
Válvulas: Controla el flujo de gas dentro y fuera del cilindro. Estos incluyen válvulas de succión (entrada) y descarga (salida).
Cruceta: Guía el vástago del pistón y reduce las cargas laterales sobre el pistón.
Volante: Ayuda a mantener el movimiento de rotación del cigüeñal.
Ciclo operativo
El funcionamiento de un compresor alternativo implica cuatro etapas principales: admisión, compresión, descarga y escape. Analicemos cada etapa:
Golpe de admisión (succión):
- El pistón se mueve hacia abajo, creando un vacío en el cilindro.
- El válvula de aspiración se abre, permitiendo que el gas fluya hacia el cilindro desde el colector de admisión.
- La válvula de descarga permanece cerrada.
Carrera de compresión:
- El pistón se mueve hacia arriba, comprimiendo el gas dentro del cilindro.
- La válvula de succión se cierra para evitar que el gas regrese al colector de admisión.
- La presión del gas aumenta a medida que disminuye el volumen.
Carrera de descarga:
- Cuando el pistón alcanza la parte superior de su carrera, la presión dentro del cilindro excede la presión en el lado de descarga.
- La válvula de descarga se abre, permitiendo que el gas comprimido fluya fuera del cilindro hacia el colector de descarga.
- La válvula de aspiración permanece cerrada durante esta fase.
Carrera de escape:
- El pistón vuelve a descender y la válvula de descarga se cierra.
- Cualquier gas restante en el cilindro se expulsa, preparándolo para la siguiente carrera de admisión.
Características y consideraciones clave
Índice de compresión:
La relación entre el volumen de gas antes de la compresión y el volumen después de la compresión. Relaciones de compresión más altas dan como resultado gas a mayor presión.
Enfriamiento:
La compresión genera calor, por lo que los compresores suelen tener sistemas de refrigeración (enfriados por agua o aire) para disipar el calor y evitar el sobrecalentamiento.
Lubricación:
Es necesaria una lubricación adecuada para reducir la fricción y el desgaste entre las piezas móviles. Los sistemas de lubricación garantizan que componentes como pistones, bielas y crucetas funcionen sin problemas.
Puesta en escena:
Los compresores de etapas múltiples utilizan múltiples cilindros con diferentes tamaños para lograr presiones más altas. En cada etapa, el gas se comprime parcialmente, luego se enfría y luego se comprime aún más en la siguiente etapa.
Mecanismos de Descarga:
Para controlar la carga del compresor, se pueden utilizar mecanismos de descarga como descargadores de válvulas de succión, válvulas de derivación o variadores de velocidad. Estos mecanismos ayudan a reducir el consumo de energía y el desgaste del compresor durante períodos de baja demanda.
Ventajas y aplicaciones
Ventajas:
- Capacidad para alcanzar altas presiones.
- Adecuado para una amplia gama de gases.
- Tecnología confiable y bien entendida.
- Escalable desde pequeñas hasta muy grandes capacidades.
Aplicaciones:
- Procesos industriales (plantas químicas, refinerías).
- Procesamiento y transporte de gas natural.
- Sistemas de refrigeración y aire acondicionado.
- Plantas de energía.
- Herramientas y sistemas neumáticos.
Conclusión
Un compresor alternativo funciona utilizando el movimiento alternativo de un pistón para comprimir gas dentro de un cilindro. El proceso involucra etapas de admisión, compresión, descarga y escape, facilitadas por las acciones coordinadas de pistones, válvulas, cigüeñales y bielas. Con su capacidad para alcanzar altas presiones y su versatilidad en diversas aplicaciones, el compresor alternativo sigue siendo un componente fundamental en muchos procesos industriales. La refrigeración, la lubricación y la gestión de carga adecuadas son esenciales para garantizar su funcionamiento eficiente y fiable.