Un compressore alternativo funziona utilizzando un pistone all'interno di un cilindro per comprimere il gas e aumentarne la pressione. Questo tipo di compressore è comunemente utilizzato in varie applicazioni industriali grazie alla sua capacità di produrre gas ad alta pressione in modo efficiente. Ecco una spiegazione dettagliata di come funziona un compressore alternativo:
Componenti di base
Cilindro: La camera in cui avviene la compressione del gas.
Pistone: Si muove avanti e indietro all'interno del cilindro per comprimere il gas.
Albero a gomiti: Converte il movimento rotatorio nel movimento alternativo del pistone.
Biella: Collega il pistone al albero motore.
Valvole: Controlla il flusso di gas in entrata e in uscita cilindro. Questi includono valvole di aspirazione (ingresso) e di scarico (uscita).
Traversa: Guida lo stelo e riduce i carichi laterali sul pistone.
Volano: Aiuta a mantenere il movimento rotatorio dell'albero motore.
Ciclo operativo
Il funzionamento di un compressore alternativo prevede quattro fasi principali: aspirazione, compressione, scarico e scarico. Analizziamo ogni fase:
Corsa di aspirazione (aspirazione):
- Il pistone si sposta verso il basso, creando il vuoto nel cilindro.
- IL valvola di aspirazione si apre, consentendo al gas di fluire nel cilindro dal collettore di aspirazione.
- La valvola di scarico rimane chiusa.
Corsa di compressione:
- Il pistone si muove verso l'alto, comprimendo il gas all'interno del cilindro.
- La valvola di aspirazione si chiude per evitare che il gas ritorni nel collettore di aspirazione.
- La pressione del gas aumenta al diminuire del volume.
Corsa di scarico:
- Quando il pistone raggiunge la fine della corsa, la pressione all'interno del cilindro supera la pressione sul lato di scarico.
- La valvola di scarico si apre, consentendo al gas compresso di fuoriuscire dalla bombola nel collettore di scarico.
- Durante questa fase la valvola di aspirazione rimane chiusa.
Corsa di scarico:
- Il pistone si abbassa nuovamente e la valvola di scarico si chiude.
- L'eventuale gas residuo nel cilindro viene espulso, preparando il cilindro per la successiva corsa di aspirazione.
Caratteristiche principali e considerazioni
Rapporto di compressione:
Il rapporto tra il volume del gas prima della compressione e il volume dopo la compressione. Rapporti di compressione più elevati determinano una pressione del gas più elevata.
Raffreddamento:
La compressione genera calore, quindi i compressori spesso dispongono di sistemi di raffreddamento (raffreddamento ad acqua o ad aria) per dissipare il calore e prevenire il surriscaldamento.
Lubrificazione:
Una corretta lubrificazione è necessaria per ridurre l'attrito e l'usura tra le parti in movimento. I sistemi di lubrificazione garantiscono il corretto funzionamento di componenti come pistoni, bielle e traverse.
Messa in scena:
I compressori multistadio utilizzano più cilindri di dimensioni diverse per ottenere pressioni più elevate. In ciascuna fase, il gas viene parzialmente compresso, quindi raffreddato e infine ulteriormente compresso nella fase successiva.
Meccanismi di scarico:
Per controllare il carico del compressore, è possibile utilizzare meccanismi di scarico come valvole di scarico, valvole di bypass o azionamenti a velocità variabile. Questi meccanismi aiutano a ridurre il consumo energetico e l'usura del compressore durante i periodi di bassa domanda.
Vantaggi e applicazioni
Vantaggi:
- Capacità di raggiungere pressioni elevate.
- Adatto per un'ampia gamma di gas.
- Tecnologia affidabile e ben compresa.
- Scalabile da capacità piccole a molto grandi.
Applicazioni:
- Processi industriali (impianti chimici, raffinerie).
- Lavorazione e trasporto del gas naturale.
- Impianti di refrigerazione e condizionamento.
- Centrali elettriche.
- Utensili e sistemi pneumatici.
Conclusione
Un compressore alternativo funziona utilizzando il movimento alternativo di un pistone per comprimere il gas all'interno di un cilindro. Il processo coinvolge le fasi di aspirazione, compressione, scarico e scarico, facilitate dalle azioni coordinate di pistoni, valvole, alberi motore e bielle. Grazie alla sua capacità di raggiungere pressioni elevate e alla sua versatilità in varie applicazioni, il compressore alternativo rimane un componente fondamentale in molti processi industriali. Un adeguato raffreddamento, lubrificazione e gestione del carico sono essenziali per garantirne il funzionamento efficiente e affidabile.