Capacidad de bomba de vació.

La bomba de vacío

Para saber que capacidad debe tener la bomba debemos conocer previamente que capacidad en TR (toneladas de refrigeración) o Kcal /h tiene el equipo que estamos instalando o reparando. 

También no debemos descuidar como será el transporte de la bomba, en función del peso y el tamaño de la misma. 

Para poder elegir la bomba de vacío adecuada debemos considerar que por cada pie cúbico por minuto o por cada 28,56 litros por minuto que dispone la bomba de vacío (capacidad), podemos emplearla para evacuar o deshidratar equipos con capacidad hasta 6 TR (18.000 Kcal/h o 72000 BTU/h). 

Una regla aproximada será entonces: Con 1 cfm o 28,56 l/min se puede evacuar equipos hasta 6 TR 

Por ejemplo, con una bomba de 4cfm podemos evacuar equipos de hasta 24TR. 

Hoy están disponibles en el mercado bombas de una y dos etapas que llegan a valores de vacío de 15µ (15micrones), 0,015mm recordando que 1mm = 1.000 micrones. 

Las bombas de vacío que disponen de aceite para su lubricación requieren cambio de aceite de acuerdo no solo a su uso, sino también al grado de contaminación en que se encuentra el circuito a deshidratar. Es recomendable cambiar el aceite con frecuencia para evitar disminuir la eficiencia de la bomba, téngase en cuenta que el aceite se contamina por medio de vapor de agua que se elimina del circuito. 

Es aconsejable que si el circuito a deshidratar contiene mucha humedad, en el mismo momento que la bomba se detiene al terminar la deshidratación, se proceda a retirar su aceite y sustituirlo por otro de las mismas características que aconseja el fabricante, de esta forma evitaremos que la humedad permanezca dentro de la bomba afectando sus partes mecánicas y disminuyendo su eficiencia. 

Cuando se comienza el vacío en un circuito nunca se debe hacer funcionar la bomba si la presión en el circuito a evacuar es superior a la presión atmosférica. La presión atmosférica es de 760 mm Hg (atmósfera) = 14,7 Lbs/p2 esta presión es la que soportamos diariamente sobre nuestro cuerpo. El aire que respiramos (78% de Nitrógeno + 21% Oxígeno + 1% de otros gases) rodea nuestro Planeta y por acción de la gravedad se mantiene atraído a la Tierra hasta 960 Km. por sobre el nivel del Mar. Si tomáramos una columna de base cuadrada de 1” por lado y una altura de 960 Km. que contuviera aire dentro de ella tendríamos una presión de 14,7 lbs/p2. Cuando un volumen de agua dentro de un recipiente sometido al calor de un mechero llega a 100°C comenzará la ebullición siempre que esté sometido a presión atmosférica. (760 mm Hg). Si con el mismo recipiente nos fuéramos hasta la cima de una montaña, y repetimos este mismo ensayo el agua comenzará la ebullición a una temperatura inferior a 100°C. Esto se debe a que la presión atmosférica a mayor altura disminuye y por lo tanto la ebullición se realiza a menor temperatura. De igual forma ocurre con una bomba de vacío aplicada a un circuito de refrigeración, cuánto más disminuye la presión, a menor temperatura entra en ebullición el agua (humedad) que puede estar contenida dentro del circuito. Es entonces fácil comprender, que trabajando a presión muy baja y a su vez favorecidos por la temperatura ambiente a la cual se hallan sometidas las partes del equipo (cañería, condensador, evaporador, compresor), las micro gotas de agua que puedan estar dentro del circuito se transforman en vapor y este será extraído por la bomba y expulsado al exterior. 

La bomba debe ser cuidada y mantenida para asegurar que se logre el vacío esperado por eso es importante recomendar lo siguiente:

• Las bombas en general deben disponer de una válvula manual o a solenoide que asegure interrumpir el trabajo de vacío antes de proceder a detenerla para no perder el vacío logrado hasta ese momento, evitando además que el aceite de la bomba pueda ingresar al equipo por la baja presión en que éste se encuentra, una interrupción de la energia eléctrica tambien debe tenerse en cuenta, tratando que una válvula a solenoide ( normalmente cerrada) actue para proteger el vacio logrado hasta ese momento. Las bombas de última generación disponen de válvulas incorporadas para interrumpir el proceso de evacuación.
• Debemos controlar y hacer controlar por el fabricante el estado de la bomba para conocer si no existen problemas del tipo mecánico que hayan disminuido su eficiencia, esto generalmente ocurre cuando las bombas tienen un uso muy frecuente, y el cambio de aceite pasó al olvido.
• Si disponemos de una bomba que tiene “gas balast” ésta válvula permite que se mezcle aire atmosférico más seco con aire saturado extraído por la primera etapa de la bomba facilitando expulsar la humedad y aumentando la eficiencia de la bomba.

 The vacuum pump

To know that the pump capacity we must have previously been reported that capacity TR (tons of refrigeration) or Kcal / h has the equipment we are installing or repairing.

Also we must not neglect as will transport the bomb, depending on the weight and size of it.

In order to choose the suitable vacuum pump must consider that for every cubic foot per minute or per 28.56 liters per minute available vacuum pump (capacity), we can use it to evacuate or dehydrate equipment with capacity up to 6 TR (18,000 kcal / h 72000 BTU / h).

A rough rule is then: With 1 cfm or 28.56 l / min can be evacuated equipment up to 6 TR

For example, a pump can evacuate 4cfm equipment we up 24TR.

are now available in the market pumps one and two-stage vacuum reach values ​​of 15μ (15micrones), 0,015mm remembering that 1 mm = 1000 microns.

Vacuum pumps available for lubrication oil require oil change according to not only use but also the degree of contamination found the circuit to dehydrate. It is advisable to change the oil frequently to avoid reducing the efficiency of the pump, note that the oil is contaminated by water vapor is removed from the circuit.

It is advisable that if the circuit to dehydrate contain much moisture, at the same time the pump stops after dehydration, proceed to withdraw its oil and replace it with another of the same characteristics as recommended by the manufacturer, so avoid that moisture remains within the pump affecting its mechanical parts and reducing its efficiency.

When the vacuum is started in a circuit should never operate the pump if the pressure in the circuit to evacuate is higher than atmospheric pressure. The atmospheric pressure is 760 mm Hg (atmosphere) = 14.7 Lbs / p2 this pressure that endure daily on our body. The air we breathe (78% nitrogen + 21% Oxygen + 1% other gases) surrounds our planet and gravity remains attracted to Earth to 960 Km. From above the Mar. If we take a column square base 1 "side and a height of 960 km. containing air within it would have a pressure of 14.7 lbs / p2. When a volume of water into a container subjected to heat a burner reaches 100 ° C boiling will begin whenever it is subjected to atmospheric pressure. (760 mm Hg). If the same container we left to the top of a mountain, and repeat this same test water will start boiling at a temperature below 100 ° C. This is because the atmospheric pressure decreases at higher altitudes and therefore the boiling is performed at a lower temperature. The same occurs with a vacuum pump applied to a refrigeration circuit, the more decreases the pressure, lower temperature water boils (moisture) that can be contained within the circuit. It is then easy to understand that working at very low pressure and in turn favored by the ambient temperature to which are subject the equipment parts (pipe, condenser, evaporator, compressor), the micro drops of water that may be within the circuit It becomes steam and this will be drawn by the pump and expelled outside.

The pump must be kept and maintained to ensure that it achieves the expected vacuum so it is important to recommend the following:

Pumps generally must have a manual valve or solenoid that ensures interrupt work vacuum before proceeding to stop to keep the vacuum achieved so far, also preventing oil pump can enter the equipment by low pressure in which it is located, an interruption of electrical power must also be taken into account, seeking a solenoid valve (normally closed) act to protect the vacuum achieved so far. Art pumps have built to interrupt the evacuation process valves.

We must monitor and control the state by the manufacturer of the pump to see if there are no mechanical problems that have reduced their efficiency, this usually occurs when pumps have a very frequently used, and the oil change was forgotten.

If you have a pump having "gas balast" This valve allows drier atmospheric air is mixed with saturated air extracted by the first stage of the pump expel moisture facilitating and increasing the efficiency of the pump.

Controles de flujo.

Control de flujo de refrigerante.

Este componente es clave en los sistemas de refrigeración o aire acondicionado, tiene la capacidad de mantener el flujo másico de refrigerante que fluye hacia el evaporador, además controla las presiones  del condensador y el evaporador, es la balanza del sistema, el nombre como lo podemos conocer son, válvulas de expansión y capilares, la principal función es mantener el caudal de líquido refrigerante que entra al evaporador y hacer una caída de presión entrando en el evaporador, ha este efecto llamado por alguno como “flash-gas”, en ambos casos Válvula de expansión o capilar tiene un orificio muy pequeño.

Cualquier tipo de control de refrigerante tiene como objetivo dos funciones:

Controlar el flujo refrigerante líquido que va hacia el evaporador y debe ser proporcional a la cual se está efectuando la evaporización de la unidad.

Mantener el diferencial de presión del condensador y el evaporador, lo que viene siendo el lado de alta presión y lado de baja presión del sistema, a fin de permitir la evaporización del refrigerante en el evaporador.

Aquí veremos algunas funciones de los controles de flujo de refrigerante:

·         Expansión manual: El flujo de refrigerante líquido depende del orificio y la abertura de la válvula, este ajuste se debe ser manual, la desventaja no responde a los cambios de carga del sistema, por ejemplo tubería de entrada es de 3/8”, el orificio 0.078” y la tubería a la entrada al evaporador es de ½”.

·         Expansión Automática: La función principal es de mantener la presión constante en el evaporador, alimentando mayor o menor líquido refrigerante hacia el evaporador, esta válvula tiene una aguja y un asiento, un diafragma de presión y un resorte, el cual se puede ajustar dependiendo la carga deseada, el ajuste se hace por medio de un tornillo.

·         Expansión Termostática: Tiene una alta eficiencia y es fácil de adaptarse a cualquier aplicación de refrigeración, mantiene un grado constante de sobrecalentamiento a la salida del evaporador.

·         Compensada o igualador externo: Mantiene un flujo másico de refrigerante, pude actuar dependiendo la temperatura y la presión del evaporador cambia, es decir la diferencia de presión hace el efecto de abrir o restringir el flujo de refrigerante.

·         Tipos flotador: Este control de refrigerante lo podemos ver en los evaporadores inundados, abría solo cuando haga falta nivel de líquido refrigerante en evaporador.

Como podemos ver podemos encontrar un sin fin de válvulas de expansión o controles de refrigerante, recuerda, siempre se debe saber la especificación de carga térmica, para la selección de la válvula de expansión, esto hace más eficiente el sistema, protegiendo incluso al compresor de un golpe de líquido.

Refrigerant flow control.

This component is essential in the cooling systems or air conditioning, has the ability to maintain the mass flow of refrigerant flowing into the evaporator, also controls the pressures of the condenser and evaporator, is the balance of the system, the name as can they know are expansion valves and capillaries, the main function is to keep the flow of liquid refrigerant into the evaporator and make a pressure drop entering the evaporator has this effect called by some as "flash-gas" in both cases expansion valve or capillary has a very small hole.

Any type of refrigerant control aims two functions:

Check the coolant flow to the evaporator and will be proportional to which is being carried evaporation of the unit.

Maintaining the pressure differential condenser and the evaporator, which is still the high pressure side and low pressure side of the system, to allow evaporation of refrigerant in the evaporator.

Here we look at some features of refrigerant flow controls:

• Manual Expansion: The flow of coolant depends on the orifice and the valve opening, this setting must be manual, the disadvantage does not respond to changes in system load, for example inlet pipe is 3/8 " the hole 0.078 "and the pipe at the entrance to the evaporator is ½".

• Automatic Expansion: The main function is to maintain constant pressure in the evaporator, feeding more or less liquid refrigerant to the evaporator, this valve has a needle and seat, a pressure diaphragm and a spring, which can be adjusted depending the desired load, the adjustment is made by means of a screw.

• Thermal Expansion: It has high efficiency and is easy to adapt to any application cooling, maintains a constant degree of superheat at the evaporator outlet.

• External equalizer or Compensated: Maintains a mass flow of refrigerant, could act depending on temperature and the evaporator pressure changes, ie the pressure difference causes the effect of opening or restrict the flow of coolant.

• Types float: This refrigerant control can be seen in the flooded evaporators, opened only when necessary coolant level in the evaporator.

As we can see we can find endless expansion valves or refrigerant controls, remember, you should always know the specification of thermal load for the selection of the expansion valve, this makes the system more efficient, even protecting the compressor stroke liquid.

Carga de refrigerante.

https://www.youtube.com/watch?v=OGTU9Sn_0HE

Vacio en un sistema de refrigeración.

https://www.youtube.com/watch?v=ZOFU34xLgeM

Presurización de un sistema de refrigeración.

https://www.youtube.com/watch?v=35-kMos02M0

Tipos de evaporadores.

Evaporadores.(Doña eva).

A) Equipos calentados a fuego directo, (calor solar).

B) Equipos calentados mediante camisas o dobles paredes, (Pequeña velocidad de transmisión del calor, pueden operar a vacío, útiles para la evaporación de líquidos a pequeña escala).

C) Equipos calentados mediante vapor, con tubos como superficies calefactoras.

De ellos, los más importantes son los evaporadores tubulares.

Una nueva clasificación de éstos últimos es: Evaporadores de un solo paso y de circulación: En la operación de un sólo paso, la alimentación pasa una sola vez a través de los tubos, desprende el vapor y sale como líquido concentrado. Son especialmente útiles para el tratamiento de materiales sensibles al calor pues operando a vacío elevado se puede mantener el líquido a baja temperatura durante poco tiempo de contacto. También se adaptan muy bien a la operación de múltiple efecto.

Los evaporadores de circulación operan con una carga de líquido dentro del aparato. La alimentación que entra se mezcla con el líquido contenido en el evaporador, y la mezcla pasa posteriormente a través de los tubos, de forma que, en cada paso, se produce una parte de la evaporación total. Estos tipos de evaporadoresno son aptos para concentrar líquidos sensibles al calor, pues aunque se trabaje a vacío, el líquido se pone en contacto con la superficie caliente varias veces. Se adaptan muy bien a la evaporación en simple efecto, pudiendo ser la circulación natural, (debido a diferencias de densidad), o forzada, (cuando se impulsa el líquido con una bomba).

Finalmente, los evaporadores tubulares pueden ser, (Figura 10.6):

A) De tubos horizontales: Son relativamente baratos; requieren poca altura disponible, fácil instalación, proporcionan una buena transmisión de calor, pequeña circulación de líquido, no adecuados para líquidos viscosos, y adecuados para líquidos que no cristalicen.

B) De tubos verticales: Los hay de tubos cortos y de tubos largos, los cuales pueden tener circulación forzada, utilizados para líquidos viscosos, porque se mejora el coeficiente U. Sin embargo, no son apropiados para disoluciones diluidas, pues los costes adicionales no compensan los beneficios obtenidos. Con muy diversos modelos, todos constan de un cambiador tubular con el líquido que se concentra en los tubos y el vapor por fuera, un espacio de vapor para separar el vapor formado del líquido, y una rama de retorno cuando son de circulación, (Flujo ascendente). Para productos muy sensibles al calor, (zumos de frutas, plasma sanguíneo, vitaminas, etc.) se utilizan otras variantes con flujo descendente a través de los tubos. En ellos, el vapor formado es arrastrado por el líquido y sale por el fondo de la unidad. (También hay evaporadores de tubos con evaporación súbita).

Fig. 10.6. Tipos de evaporadores: a) de tubos horizontales;

b) de tubos verticales cortos; c) de tubos largos; d) de tubos verticales y circulación forzada. (Fuente: Calleja Pardo et al., 1999, pp. 316).

Otros tipos de evaporadores menos empleados son:

Evaporador de película agitada: En los evaporadores de tubos largos, especialmente los de circulación forzada, el grado de turbulencia del líquido es alto y la velocidad de transmisión del calor es grande. Otro modo de aumentar la turbulencia es agitando la película de líquido. Este tipo es un evaporador de película descendente, modificado, con un solo tubo encamisado provisto de un agitador interno. Es muy eficaz para productos muy viscosos sensibles al calor, (gelatina, latex de caucho, antibióticos, zumos, etc.). Por contra, sus desventajas son el elevado coste, el mantenimiento elevado de las partes internas móviles, y su pequeña capacidad.

Evaporador de placas: Consta de una serie de placas provistas de juntas montadas en un marco. El evaporador funciona con un solo paso, constando cada unidad de una película ascendente, otra descendente, y dos secciones de vapor. El líquido concentrado y el vapor pasan a un separador tipo ciclón, donde se separan ambos, pasando el vapor a un condensador o al siguiente efecto. También se han desarrollado diversos modelos según las características del líquido.

Evaporador de serpentín: Carcasa cilíndrica por cuyo interior pasa el vapor en serpentines.

Es importante, pues, realizar un estudio detallado del proceso, para saber qué evaporador elegir.

Evaporators. (Eva Doña).

A) Equipment heated to direct heat (solar heat).

B) Equipment shirts or heated by double walls, (Small heat transmission speed, can operate under vacuum, useful for the evaporation of liquids on a small scale).

C) heated by steam pipes and heating surfaces equipment.

Of these, the most important are the tubular evaporators.

A new classification of the latter is one step evaporators and circulation: In the operation of a single step, the feed passes once through the tubes, steam and clear out as concentrated liquid. They are especially useful for the treatment of heat-sensitive materials for operating under high vacuum can be maintained liquid at low temperature for a short contact time. They also adapt well to the operation of multiple effect.

Circulation evaporators operate with a liquid head within the apparatus. The feed entering mixed with the liquid in the evaporator, and then the mixture passes through the tubes, so that, at each step, a portion of the total evaporation occurs. These types of evaporadoresno are suitable for concentrating heat sensitive fluids because even when working under vacuum, the liquid is contacted with the hot surface several times. They adapt very well to evaporation in single direction, can be the natural circulation (due to density differences), or forced, (when the liquid is driven with a pump).

Finally, the tubular evaporators may be, (Figure 10.6):

A) From horizontal tubes: They are relatively inexpensive; They require little height available, easy installation, provide good heat transfer, small flow of liquid, not suitable for viscous liquids, and suitable for liquids that do not crystallize.

B) From standpipes: They are of short pipes and long pipes, which may have forced circulation, used for viscous liquids because the coefficient U. is improved, however, are not suitable for dilute solutions, as the extra costs are not outweigh the benefits. With very different models, all consist of a tubular exchanger with the liquid concentrated in the tubes and steam outside, a vapor space to separate the vapor formed from the liquid and a return branch when they are in circulation, (Flow upward). For heat sensitive products (fruit, blood plasma, vitamins, etc.) other variants downflow through the tubes are used. In them, the vapor formed is entrained by the liquid and leaves the bottom of the unit. (There are also evaporators flash tubes).

b) short vertical tubes; c) long tubes; d) vertical tubes and forced circulation. (Source: Calleja Pardo et al, 1999, pp 316..).

Other types of evaporators fewer employees are:

Wiped film evaporator: In evaporators long tubes, especially forced circulation, the degree of liquid turbulence is high and the heat transfer rate is large. Another way to increase turbulence is shaking the liquid film. This type is an evaporator, modified, falling film with a single jacketed tube with an internal stirrer. It is very effective for very viscous products sensitive to heat, (gelatin, rubber latex, antibiotics, juices, etc.). By contrast, its disadvantages are the high cost, high maintenance of internal moving parts, and its small capacity.

Evaporator plate: It consists of a series of plates having mounted together in a frame. The evaporator operates with a single step, each unit consisting of a rising film, a descending, and two sections steam. The concentrated liquid and the vapor passed to a separator cyclone, where both are separated, from the vapor to a condenser or to the following effect. They have also been developed different models depending on the characteristics of the liquid.

Evaporator coil: cylindrical housing inside which passes the steam coils.

It is therefore important to conduct a detailed study of the process, to know what evaporator choose.

Tipos de compresores.

Compresores. (Tipos).

• Compresores de desplazamiento positivo:

El principio de funcionamiento de estos compresores se basa en la disminución del volumen del aire en la cámara de compresión donde se encuentra confinado, produciéndose el incremento de la presión interna hasta llegar al valor de diseño previsto, momento en el cual el aire es liberado al sistema.

• Compresores dinámicos:

El principio de funcionamiento de estos compresores se basa en la aceleración molecular. El aire es aspirado por el rodete a través de su campana de entrada y acelerado a gran velocidad. Después es descargado directamente a unos difusores situados junto al rodete, donde toda la energía cinética del aire se transforma en presión estática. A partir de este punto es liberado al sistema.

Ambos sistemas pueden trabajar con una o varias etapas, en función de la presión final requerida para el aire comprimido. En el caso de compresores multietápicos, el aire, al ser liberado de la primera etapa, pasa directamente a la segunda, donde el proceso descrito anteriormente se repite. Entre cada etapa, se instala un refrigerador intermedio que reduce la temperatura de compresión hasta el valor requerido por la etapa siguiente.

Cada grupo de compresores usa diferentes diseños para el proceso de compresión. A continuación explicaremos los principales de cada uno de ellos.

COMPRESORES DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

-COMPRESOR DE PISTÓN

-COMPRESOR DE TORNILLO

-COMPRESOR DE PALETAS

-COMPRESOR DE LÓBULOS O ÉMBOLOS ROTATIVOS

-COMPRESORES SCROLL

-BOMBAS DE VACÍO

COMPRESORES DINÁMICOS

-COMPRESORES CENTRÍFUGOS RADIALES

-COMPRESORES CENTRÍFUGOS AXIALES

 COMPRESORES DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

• COMPRESOR DE PISTÓN:

En este tipo de compresores, el aire es aspirado al interior de un cilindro, por la acción de un pistón accionado por una biela y un cigüeñal. Ese mismo pistón, al realizar el movimiento contrario, comprime el aire en el interior del mencionado cilindro, liberándolo a la red o a la siguiente etapa, una vez alcanzada la presión requerida.

En la foto de la derecha, vemos el esquema de un compresor de pistón con dos cilindros de ATLAS COPCO, donde se puede ver cómo el cilindro de la derecha, en un movimiento descendente, está aspirando el aire del exterior, mientras que el cilindro de la izquierda, con un movimiento ascendente, lo está comprimiendo.

Los compresores de pistón pueden ser lubricados o exentos de aceite. En el caso de los compresores exentos, la cámara de aspiración y compresión queda aislada de cualquier contacto con el lubricante del compresor, trabajando en seco y evitando que el aire comprimido se contamine con los lubricantes del equipo.

• COMPRESOR DE TORNILLO:

La tecnología de los compresores de tornillo se basa en el desplazamiento del aire, a través de las cámaras que se crean con el giro simultáneo y en sentido contrario, de dos tornillos, uno macho y otro hembra. Como se puede ver en el esquema, el aire llena los espacios creados entre ambos tornillos, aumentando la presión según se va reduciendo el volumen en las citadas cámaras.

El sentido del desplazamiento del aire es lineal, desde el lado de aspiración hasta el lado de presión, donde se encuentra la tobera de salida.

En el esquema inferior, se ve la sección de un conjunto rotórico, donde se pueden apreciar los tornillos en el interior de la carcasa.

Este tipo de tecnología se fabrica en dos ejecuciones diferentes, compresores de tornillo lubricado y compresores de tornillo exento. La diferencia entre ambos estriba en el sistema de lubricación.

En el compresor de tornillo lubricado, se inyecta aceite en los rotores para lubricar, sellar y refrigerar el conjunto rotórico. Este tipo de compresor es el más habitual en la industria, debido a que en la mayoría de las aplicaciones, el residual de aceite que queda en la línea de aire comprimido no es un obstáculo para el proceso. En la foto inferior se puede ver un compresor de tornillo lubricado de KAESER.

La ejecución de compresores exentos de aceite requiere de un diseño más complejo que en el caso anterior, debido a que no se puede inyectar aceite en el interior de los rotores. En este tipo de compresores, se busca suministrar aire sin contaminar por el aceite de lubricación.

Esto no quiere decir que no requieran de lubricación, sino que entre los rotores no se inyecta lubricante alguno, haciendo que estos elementos trabajen en seco.

Para el proceso de compresión a presiones superiores a 3 bar, se requiere de la instalación de dos unidades compresoras que trabajen en serie, accionadas por una caja de engranajes común. Como se puede ver en la foto inferior, correspondiente a un compresor de tornillo exento de BOGE, ambos conjuntos rotóricos están conectados a un único motor por la citada caja de engranajes.

En la foto se aprecian los diferentes componentes; el "bloque compresor" comprende la caja de engranajes y las dos unidades compresoras.

• COMPRESOR DE PALETAS:

Otro diseño dentro de los compresores de desplazamiento positivo, es el de los equipos que usan un rotor de paletas. El sistema consiste en la instalación de un rotor de paletas flotantes en el interior de una carcasa, situándolo de forma excéntrica a la misma.

Como se puede ver en este esquema de MATTEI, durante el giro del rotor, las paletas flotantes salen y entran desde su interior, formando unas cámaras entre rotor y carcasa, que se llenan con el aire.

Al estar situado el rotor en una posición excéntrica al eje central de la carcasa, las cámaras van creciendo en la zona de aspiración, llegando a producir una depresión que provoca la entrada del aire. Según se desplazan con el giro del rotor, las cámaras se van reduciendo hacia la zona de impulsión, comprimiendo el aire en el interior.

En la foto de la derecha, se puede ver un rotor con sus paletas en un compresor HYDROVANE.

  

• COMPRESOR DE LÓBULOS O ÉMBOLOS ROTATIVOS:

Otro compresor de desplazamiento positivo es el que usa unos rotores de lóbulos o émbolos rotativos. Para ilustrar con más precisión su funcionamiento, usaremos un esquema de los equipos de MPR.

El principio de funcionamiento está basado en el giro de dos rotores de lóbulos en el interior de la carcasa. Como se puede ver en la ilustración superior, los rotores giran de forma sincronizada y en sentido contrario, formando entre ellos unas cámaras en las que entra el aire. En este caso, los lóbulos se limitan a desplazar el aire, consiguiendo aumentar la presión en función de la contrapresión con la que se encuentran en la salida del equipo. Esta contrapresión viene dada por las pérdidas por rozamiento y las necesidades de presión del sistema con el que trabaja. Estos compresores son muy usados como soplantes, es decir, compresores de baja presión.

En este tipo de compresores, los rotores pueden ser bilobulares o trilobulares. También existe una ejecución similar que utiliza unos rotores de uña, como se puede ver en la imagen de la derecha perteneciente a un compresor de ATLAS COPCO.

El funcionamiento es el mismo que el explicado anteriormente, pero en este caso, por la forma especial de los rotores, la cámara de impulsión reduce su espacio para incrementar la presión del aire. Estos compresores consiguen elevar la presión a valores superiores a 7 barg.

• COMPRESORES SCROLL:

Otra tecnología dentro del grupo de desplazamiento positivo, es la de los compresores tipo scroll. No son equipos muy conocidos, pero tienen una aplicación típica en las aplicaciones exentas de aceite.

Estos compresores tienen un desplazamiento que se denomina orbital. La compresión se realiza por reducción de volumen. El conjunto compresor está formado por dos rotores con forma espiral. Uno de ellos es fijo en la carcasa y el otro es móvil, accionado por el motor. Están montados con un desfase de 180º, lo que permite que en su movimiento se creen cámaras de aire cada vez más pequeñas.

En la foto de la derecha vemos una sección de un compresor scroll de ATLAS COPCO.

• BOMBAS DE VACÍO:

Las bombas de vacío son también equipos de desplazamiento positivo. Muchos de sus diseños son usados indistintamente como compresores o como bombas de vacío. Existen bombas de vacío de pistón, tornillo, paletas o lóbulos.

El funcionamiento de todas ellas es similar al de su compresor homólogo, pero con la característica de que están pensadas para aspirar del interior de un recipiente o red y no para comprimir el aire o gas que aspiran.

Como caso más excepcional, destacamos el diseño de las bombas de vacío de anillo líquido. Como se puede ver en el esquema del lado derecho, correspondiente a una bomba de NASH, en estos equipos hay un rotor de paletas fijas, instalado de forma excéntrica en la carcasa de la bomba. En el interior de la carcasa, hay un fluido que generalmente es agua. Cuando el rotor gira a su velocidad nominal, la fuerza centrífuga que ejerce sobre el fluido, hace que éste se pegue a las paredes internas de la carcasa, formando con las paletas del rotor unas cámaras de aspiración y compresión, cuyo funcionamiento es similar al del compresor de paletas.

En la foto inferior, se muestra una bomba de vacío de anillo líquido de FLOWSERVE SIHI.

  

 COMPRESORES DINÁMICOS

•  COMPRESORES CENTRÍFUGOS RADIALES:

A este grupo pertenecen los compresores centrífugos tradicionales. En estos equipos, el aire entra directamente en la zona central del rotor, guiado por la campana de aspiración. El rotor, girando a gran velocidad, lanza el aire sobre un difusor situado a su espalda y es guiado al cuerpo de impulsión.

En la foto de la derecha, se ve la sección de un compresor centrífugo de levitación neumática de BOGE. En dicha sección, se aprecian con claridad las dos etapas de compresión donde se encuentran alojados los rotores.

En estos compresores, el aire entra directamente por la campana de aspiración (1) hacia el rotor (2) y difusor (3), saliendo a la siguiente etapa o a la red por la voluta (4).

Otro ejemplo se puede ver en la sección de una soplante centrífuga de SULZER, donde se aprecia con detalle el rotor centrífugo instalado en el extremo del eje.

Un turbocompresor tradicional puede ser un equipo con dos o más etapas de compresión. Entre cada etapa, están instalados unos refrigeradores diseñados para reducir la temperatura de compresión antes de que el aire llegue al siguiente rotor. En la foto inferior, podemos ver un turbocompresor de INGERSOLL RAND, montado sobre una bancada común al motor, refrigeradores y cuadro de control.

Los turbocompresores suelen ser equipos pensados para grandes caudales, aunque en los últimos años, los fabricantes se han esforzado para diseñar equipos de tamaños reducidos y caudales más pequeños. Con estas premisas, ha aparecido una nueva generación de compresores centrífugos de levitación magnética o de levitación neumática.

• COMPRESORES CENTRÍFUGOS AXIALES:

Estos equipos son menos comunes en la industria. Se diferencian de los anteriores en que el aire circula en paralelo al eje. Los compresores axiales están formados por varios discos llamados rotores. Entre cada rotor, se instala otro disco denominado estator, donde el aire acelerado por el rotor, incrementa su presión antes de entrar en el disco siguiente. En la aspiración de algunos compresores, se instalan unos álabes guía, que permiten orientar la corriente de aire para que entre con el ángulo adecuado.

En la foto de la derecha, se puede ver un compresor axial de MAN, que trabaja en combinación con una etapa radial, donde se incrementa la presión a valores superiores.

En general, todos los compresores descritos en los diferentes grupos, se pueden adaptar a múltiples aplicaciones o normativas, como API o ATEX. Los fabricantes añaden elementos adicionales para que cada equipo pueda trabajar en diferentes aplicaciones o estar equipados con los accesorios que el usuario final pueda requerir.

La utilización de una tecnología u otra depende de cada aplicación, servicio o presión requerida.

     

    

Si tiene una aplicación de aire comprimido y necesita ayuda para determinar qué equipo instalar, puede ponerse en contacto con nosotros y un técnico colaborará con Ud. para buscar la oferta más adecuada a sus necesidades.Pinche aquí y envíenos un e-mail explicando su caso.

Positive displacement compressors:
The operating principle of these compressors is based on the decrease in the volume of air in the compression chamber where it is confined, producing increased internal pressure until the design value provided, at which the air is released to system.

dynamic compressors:
The operating principle of these compressors is based on the molecular acceleration. The air is sucked by the impeller through the inlet bell and accelerated at high speed. After directly is discharged diffusers located next to the impeller, where all the air kinetic energy into static pressure becomes. From this point the system is released.

Both systems can work with one or more stages, depending on the final pressure required for the compressed air. In the case of multistage compressors, air, to be released from the first stage passes directly to the second, where the process described above is repeated. Between each step, an intercooler which reduces the compression temperature to the value required for the next stage is installed.

Each group used different designs of compressors for the compression process. Then we explain the main characteristics of each of them.




Positive displacement compressors

PISTON -Compressor
-Compressor SCREW
VANE -Compressor
-Compressor O ROTARY PISTON LOBE
SCROLL -COMPRESORES
-BOMB OF VOID


DYNAMIC COMPRESSORS

CENTRIFUGAL RADIAL -COMPRESORES
AXIAL CENTRIFUGAL -COMPRESORES





 Positive displacement compressors


PISTON COMPRESSOR:
piston compressors. Compressed air
In these compressors, the air is sucked into a cylinder by the action of a piston driven by a connecting rod and a crankshaft. The same piston, to make the opposite movement, compresses the air inside the said cylinder, releasing it to the network or to the next stage, once the required pressure is reached.

In the photo on the right, we see the outline of a piston compressor with two cylinders ATLAS COPCO, where you can see how the cylinder on the right, in a downward motion, is sucking the outside air, while the cylinder the left, with an upward movement, it being compressed.

Piston compressors can be lubricated or oil-free. In the case of free compressors, the suction and compression chamber is isolated from any contact with the compressor lubricant working in dry and preventing the compressed air is contaminated with lubricating equipment.


SCREW COMPRESSOR:
screw compressors. Air comprimidoLa technology screw compressors is based on the movement of air through the chambers that are created with the simultaneous rotation and counterclockwise, two screws, one male and one female. As seen in the scheme, air fills the space created between both screws, increasing the pressure as the volume is reduced in said chambers.

The direction of movement is linear air from the suction side to the pressure side, where the outlet nozzle is located.

In the diagram below, the section of a rotor assembly, where you can see the screws inside the housing is.

screw compressors. Compressed air

This type of technology is manufactured in two different executions, lubricated screw compressors and screw compressors exempt. The difference lies in the lubrication system.

In lubricated screw compressor, oil is injected on the rotors for lubricating, sealing and cooling the rotor assembly. This type of compressor is the most common in the industry, because in most applications, the residual oil remaining in the compressed air line is not an obstacle to the process. In the lower picture you can see a lubricated screw compressor Kaeser.

screw compressors. Compressed air

The execution of oil-free compressors requires a more complex design than the previous case, because oil can not be injected inside the rotors. In this type of compressors, it seeks to supply air unpolluted by the lubricating oil.

This does not mean that do not require lubrication, but between the rotors no lubricant is injected, making these elements work dry.

For the compression process at pressures above 3 bars, it requires the installation of two compressor units operating in series, driven by a common gear box. As can be seen in the bottom picture, corresponding to a free screw compressor BOGE rotóricos both sets are connected to a single motor by said gearbox.

screw compressors. Compressed air. Types of compressors

Pictured appreciate the different components; the "block compressor" includes the gearbox and two compression units.


VANE COMPRESSOR:
Another design within the positive displacement compressors is that of using equipment rotor blades. The system consists of installing a floating palettes rotor inside a casing, placing eccentrically thereto.
vane compressors. Compressed air

As you can see in this scheme Mattei, during rotation of the rotor, floating palettes leave and enter from the inside, forming chambers between rotor and housing, which are filled with air.
vane compressors. Types of compressors

The rotor being located at a position eccentric to the central axis of the housing, the cameras are growing in the suction zone, to produce a depression that causes the air inlet. According move with the rotation of the rotor, the chambers are reduced toward the discharge side, compressing the air inside.

In the photo on the right, you can see a rotor with blades in a compressor HYDROVANE.

  

COMPRESSOR ROTARY PISTON LOBE O:
Another positive displacement compressor is using lobed rotors or rotary pistons. To illustrate more precisely how it works, we will use a scheme MPR teams.

COMPRESSOR ROTARY LOBES or emboli. comprimidocompresor positive displacement air. Compressed air

The operating principle is based on the rotation two-lobe rotors within the housing. As you can see in the illustration above, the rotors rotate synchronously and in opposite direction, forming between them chambers in which air enters. In this case, the lobes limited to displace air, achieving increased pressure depending on the counterpressure with which are at the equipment output. This counter is given by frictional losses and needs pressure system that works. These compressors are widely used as blowing, ie low pressure compressors.
COMPRESSOR ROTARY LOBES or emboli. Compressed air

In this type of compressors, the rotors can be bilobar or trilobal. There is also a similar implementation using rotors nail, as seen in the image on the right belonging to a compressor ATLAS COPCO.

The operation is the same as explained above, but in this case, the special shape of the rotors, the plenum space reduces to increase the air pressure. These compressors to raise the pressure get higher values ​​to 7 barg.


SCROLL:
types of compressors. scroll compressors
Another technology within the group of positive displacement, is the type of scroll compressors. No teams are well known but have a typical application in oil-free applications.

These compressors have called orbital displacement. Compression is done by volume reduction. The compressor assembly consists of two rotors with spiral. One is fixed in the housing and the other is mobile, driven by the motor. They are mounted with an offset of 180 °, allowing cameras ever smaller air are created in their movement.

In the photo on the right we see a section of a scroll compressor ATLAS COPCO.


BOMB OF VOID:
The vacuum pumps are also positive displacement equipment. Many of his designs are used interchangeably as compressors or vacuum pumps. There piston vacuum pumps, screw, vane or lobes.

vacuum pumps, positive displacement. Air comprimidoEl all operation is similar to its counterpart compressor, but with the characteristic that are designed to suck the interior of a container or network and not to compress air or gas aspiring.

As most exceptional case, we highlight the design of vacuum pumps liquid ring. As can be seen in the diagram on the right side, corresponding to a pump NASH, in these devices is a rotor of fixed blades, installed eccentrically in the pump housing. Inside the housing, there is a fluid that is usually water. When the rotor rotates at its nominal speed, the centrifugal force exerted on the fluid, causes it to stick to the inner walls of the housing forming the rotor blades chambers suction and compression, whose operation is similar to the vane compressor.

In the photo below, a vacuum pump liquid ring FLOWSERVE SIHI shown.

  bomb of void. Types of compressors



 DYNAMIC COMPRESSORS


 RADIAL CENTRIFUGAL COMPRESSORS:
RADIAL CENTRIFUGAL COMPRESSORS. Compressed air
This group includes traditional centrifugal compressors. In these devices, the air enters directly into the central area of ​​the rotor, guided by the suction hood. The rotor rotating at high speed, throwing the air over a diffuser located behind him and is guided to the drive body.

In the photo on the right section of a centrifugal compressor BOGE air levitation looks. In that section, clearly they appreciated the two stages of compression where the rotors are housed.

In these compressors, air enters directly by the suction hood (1) to the rotor (2) and diffuser (3), going to the next stage or to the network by the volute (4).

Another example can be seen in the section of a centrifugal blower SULZER, where one can see in detail the centrifuge rotor installed on the shaft end.
DYNAMIC COMPRESSORS. Types of compressors

A traditional turbocharger can be a computer with two or more stages of compression. Between each step, some refrigerators are installed designed to reduce the compression temperature before the air reaches the next rotor. In the photo below, we can see a turbocharger INGERSOLL RAND, mounted on a common base engine, refrigerators and control panel.
RADIAL CENTRIFUGAL COMPRESSORS. Types of compressors

Turbochargers are usually designed for high flow equipment, although in recent years, manufacturers have struggled to design equipment smaller sizes and smaller flows. With these premises, he has appeared a new generation of magnetic levitation centrifugal compressors or pneumatic levitation.


CENTRIFUGAL COMPRESSOR THRUST:
AXIAL CENTRIFUGAL COMPRESSORS. Types of compressors
These teams are less common in the industry. They differ from previous ones in that the air flows parallel to the axis. Axial compressors are composed of several disks called rotors. Between each rotor, another disc called stator, where the rotor accelerated by the air increases its pressure before entering the next disc is installed. In some compressors aspiration, guide vanes, capable of guiding the airflow to enter the right angle are installed.

In the photo on the right, you can see an axial compressor MAN, which works in combination with a radial stage where the pressure is increased to higher values.



In general, all compressors described in the different groups, can be adapted to multiple applications or standards such as API or ATEX. Manufacturers add additional for each team can work on different applications or be equipped with accessories that the end user may require elements.

The use of one technology or another depends on the application, service or required pressure.

     compressed air compressor types mundocompresor

    
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