Compresores 2: De Pistón y Diafragma
Summary
TLDREl script explica los compresores de desplazamiento positivo, también conocidos como compresores volumétricos, que funcionan reduciendo el volumen de aire para aumentar su presión, provocando un aumento de temperatura. Se dividen en compresores rotativos y alternativos, con los últimos incluyendo compresores de pistón y diafragma. Los compresores de pistón son mecanismos alternativos que comprimen el aire en una cámara cilíndrica, y pueden ser de un solo efecto o múltiples etapas, lubricados o exentos de lubricación. Los compresores de diafragma son similares pero evitan el contacto del aire con piezas mecánicas. Los sistemas de compresión pueden ser de baja o alta presión, y se utilizan en aplicaciones que requieren caudales o presiones específicos.
Takeaways
- 😀 Los compresores de desplazamiento positivo, también conocidos como compresores volumétricos, funcionan reduciendo el volumen de aire para aumentar su presión.
- 🔧 La ecuación que relaciona volumen, presión y temperatura del aire es crucial para entender cómo la compresión afecta la temperatura del aire en los compresores.
- 🔩 Los compresores de desplazamiento positivo se dividen en dos tipos: rotativos y alternativos o recíprocos.
- 🛠️ Los compresores alternativos de tipo pistón son similares a las bombas de bicicleta, con un cilindro, un pistón y válvulas para la entrada y salida del aire.
- 🔄 El movimiento alternativo del pistón en los compresores de pistón se produce mediante un mecanismo de manivela, biela y corredera.
- 💡 Los compresores de pistón pueden ser de simple efecto (una cámara de compresión) o de doble efecto (dos cámaras de compresión).
- 🛢️ Los compresores lubricados utilizan aceite para reducir la fricción, mientras que los exentos de lubricación usan materiales como el teflón.
- 🏭 Los compresores de pistón pueden tener múltiples etapas de compresión para lograr presiones más altas, adecuados para aplicaciones que requieren alta presión del aire.
- 🔧 Los sistemas de compresión baja-baja (baba) son adecuados para equipos que necesitan un caudal constante de aire a baja presión.
- 🏗️ Los sistemas alta-baja permiten múltiples etapas de compresión progresiva, útiles para equipos que funcionan esporádicamente pero requieren alta presión.
Q & A
¿Qué son los compresores de desplazamiento positivo y cómo funcionan?
-Los compresores de desplazamiento positivo, también conocidos como compresores volumétricos, funcionan tomando un volumen de aire a presión atmosférica y reduciendo su volumen en una cámara, lo que aumenta la presión del aire.
¿Cómo se relacionan el volumen, la presión y la temperatura del aire en un compresor de desplazamiento positivo?
-En un compresor de desplazamiento positivo, la reducción de volumen y el aumento de presión del aire tienen un efecto en la temperatura, que generalmente aumenta debido a la compresión.
¿Cuáles son los dos tipos principales de compresores de desplazamiento positivo mencionados en el guion?
-Los dos tipos principales de compresores de desplazamiento positivo son los compresores rotativos y los compresores alternativos o recíprocos.
¿Qué es un compresor de pistón y cómo se diferencia de otros compresores?
-Un compresor de pistón es un tipo de compresor alternativo que utiliza un cilindro y un pistón para comprimir el aire. Se diferencia de otros compresores por su estructura y el movimiento alternativo (arriba y abajo) del pistón.
¿Qué componentes son fundamentales en un compresor de pistón?
-Los componentes fundamentales de un compresor de pistón incluyen un cilindro, un pistón, un vástago, válvulas de admisión y escape, y un mecanismo de movimiento como una manivela, biela y corredera.
¿Cómo se produce el ciclo de compresión en un compresor de pistón?
-El ciclo de compresión en un compresor de pistón comienza con la entrada de aire a través de la válvula de admisión mientras el pistón desciende. Luego, al ascender el pistón, se reduce el volumen y aumenta la presión, y finalmente, el aire presurizado sale a través de la válvula de escape.
¿Qué es un compresor de pistón de simple efecto y cómo se diferencia de un compresor de doble efecto?
-Un compresor de pistón de simple efecto tiene una cámara de compresión y comprime el aire solo en un extremo del pistón. En contraste, un compresor de doble efecto tiene dos cámaras de compresión y comprime el aire en ambos extremos del pistón.
¿Qué son los compresores de diafragma y cómo funcionan?
-Los compresores de diafragma son un tipo de compresor alternativo que utilizan un diafragma para separar el aire de las piezas mecánicas del compresor. Funcionan de manera similar a los compresores de pistón, pero con la ventaja de que el aire no entra en contacto con las piezas mecánicas.
¿Cuáles son las diferencias entre compresores lubricados y compresores exentos de lubricación?
-Los compresores lubricados utilizan aceite para reducir la fricción entre las piezas móviles, mientras que los compresores exentos de lubricación no utilizan aceite y en su lugar pueden usar materiales como el teflón para facilitar el movimiento.
¿Qué son los sistemas de compresión baja-baja y alta-baja, y en qué tipos de aplicaciones se utilizan?
-Los sistemas de compresión baja-baja son adecuados para aplicaciones que requieren un caudal constante de aire a baja presión. Mientras tanto, los sistemas alta-baja son utilizados en aplicaciones que necesitan alta presión de aire pero con un funcionamiento esporádico.
Outlines
😀 Funcionamiento de los compresores de desplazamiento positivo
Este párrafo explica el funcionamiento de los compresores de desplazamiento positivo, también conocidos como compresores volumétricos. Se describe cómo estos compresores toman aire a presión atmosférica, lo comprimen en una cámara y disminuyen su volumen para aumentar la presión. Se menciona la relación entre volumen, presión y temperatura del aire, y cómo la compresión afecta la temperatura del aire. Además, se introduce la distinción entre compresores rotativos y alternativos o recíprocos, y se explica el funcionamiento básico de los compresores alternativos de tipo pistón, comparándolos con las bombas de bicicleta.
🔧 Detalles del funcionamiento de los compresores de pistón
El párrafo profundiza en el funcionamiento de los compresores de pistón, mencionando su división en compresores de simple efecto y de doble efecto. Se describen los componentes clave de estos compresores, como el cilindro, el pistón, la válvula de admisión y la válvula de escape. Se explica el proceso de compresión, donde el movimiento del pistón crea una reducción de volumen y un aumento de presión. También se discuten los sistemas de compresión múltiples etapas y cómo se aplican en diferentes tipos de compresores, incluyendo aquellos lubricados y exentos de lubricación.
🛠 Compresores de pistón: Aplicaciones y configuraciones
Este segmento del guion habla sobre las aplicaciones de los compresores de pistón en diferentes contextos, desde compresores de una etapa hasta compresores de alta presión con busters de aire y nitrógeno. Se muestran imágenes de compresores de diferentes tipos y se describe cómo se ven desde afuera. Se discuten los sistemas de compresión 'alta-baja' y 'baja-baja', explicando cuáles son adecuados para aplicaciones que requieren caudales constantes de aire o alta presión con funcionamiento esporádico.
🔄 Compresores de diafragma y su funcionamiento
El último párrafo se centra en los compresores de diafragma, que son similares a los compresores de pistón pero con una diferencia clave: el aire no entra en contacto con las piezas mecánicas. Se describen los componentes y el proceso de compresión, destacando cómo el diafragma separa el aire del mecanismo de movimiento. Se mencionan las diversas aplicaciones de los compresores de diafragma, desde pequeñas herramientas manuales hasta aplicaciones industriales que requieren presiones altas.
Mindmap
Keywords
💡Compresores de desplazamiento positivo
💡Compresores volumétricos
💡Cámara de compresión
💡Pistón
💡Válvula de admisión
💡Válvula de escape
💡Compresores alternativos o recíproca
💡Compresores de doble efecto
💡Compresores lubricados
💡Sistemas de compresión en etapas
💡Compresores de diafragma
Highlights
Los compresores de desplazamiento positivo, también conocidos como compresores volumétricos, funcionan reduciendo el volumen de aire para aumentar su presión.
El cambio en volumen y presión del aire durante la compresión afecta la temperatura final del aire.
Los compresores de desplazamiento positivo se dividen en compresores rotativos y alternativos o recíprocos.
Los compresores alternativos de tipo pistón son similares a las bombas de bicicleta en su funcionamiento básico.
Un compresor de pistón industrial incluye un cilindro, un pistón, válvulas de admisión y escape, y un mecanismo de biela y manivela.
Los compresores de pistón pueden ser de simple efecto, con una cámara de compresión, o de doble efecto, con dos cámaras de compresión.
Los compresores lubricados utilizan aceite para reducir la fricción, mientras que los exentos de lubricación usan materiales como el teflón.
Los compresores de pistón pueden incorporar múltiples etapas de compresión para lograr altas presiones de aire.
Los sistemas de compresión baja-baja (baba) son adecuados para aplicaciones que requieren un caudal constante de aire a baja presión.
Los sistemas alta-baja permiten múltiples etapas de compresión progresivas para aplicaciones que necesitan alta presión de aire.
Los compresores de diafragma son similares a los de pistón pero evitan el contacto del aire con las piezas mecánicas del compresor.
Los compresores de diafragma son adecuados para una amplia gama de aplicaciones, desde bajas presiones hasta grandes valores de presión industriales.
Los compresores de movimiento rotativo serán estudiados en el próximo vídeo.
Transcripts
los compresores de desplazamiento
positivo también conocidos como
compresores volumétricos tienen como
principio de funcionamiento tomar un
volumen de aire recibido a la presión
atmosférica y combinarlo en una cámara
y luego esa cámara se vuelve cada vez
más pequeña produciendo una disminución
del volumen pero al mismo tiempo
produciendo un aumento de la presión del
aire
si recordamos el vídeo donde estudiamos
las propiedades físicas del aire
habíamos visto esta ecuación que nos
permitía relacionar tres variables
volumen presión y temperatura
entonces si en un compresor de
desplazamiento positivo estamos
generando una disminución de volumen al
mismo tiempo que generamos un aumento de
la presión
este cambio de variables va a tener una
repercusión sobre la temperatura final
del aire en este caso la repercusión es
que se va a producir un aumento de
temperatura
este aumento de temperatura es un factor
que vamos a tener en cuenta en el
funcionamiento de los compresores ya que
algunas veces vamos a tener que realizar
un proceso de adecuación sobre el aire
de salida para poder reducir ese aumento
de temperatura producido durante la
compresión
como habíamos visto anteriormente los
compresores de desplazamiento positivo o
compresores volumétricos se dividen en
dos tipos según el movimiento
compresores rotativos y compresores
alternativos o recíproca antes vamos a
empezar estudiando los compresores
alternativos de tipo pistón
la forma más sencilla de pensar un
compresor de pistón es una bomba de
bicicleta como la que vemos en esta
imagen
esas bombas de bicicleta constan de lo
siguiente un cuerpo cilíndrico un
cilindro en el cual en su interior
tenemos un pistón y un vástago
este cilindro a su vez posee dos puertos
tenemos un puerto de entrada ubicado acá
en esta parte y un puerto de salida
ubicado en esta parte estos dos puertos
lo que van a permitir es que entre y
salga el aire en lo que sería la cámara
de compresión la cual la vamos a
encontrar en esta parte sería la cámara
que crea el pistón y el cuerpo
cilíndrico
entonces lo que sucede en este compresor
de pistón es lo siguiente
en un momento
el pistón y el vástago empiezan a subir
esta válvula que tenemos acá nuestra
ranura se abre y permite la entrada del
aire entonces cuando lleguemos hasta el
extremo de total extensión
del pistón y vástago lo que vamos a
tener es que toda esta cavidad o esta
cámara se ha llenado de aire
luego cuando empezamos el movimiento
hacia abajo del vástago y el pistón se
cierra esta ranura y entonces lo que
empezamos a generar es una reducción del
volumen de aire que teníamos y como
respuesta a esa reducción de volumen se
aumenta la presión del aire el cual es
finalmente descargado por este cuerpo
en conclusión lo que tenemos en este
tipo de compresores es un pistón que se
mueve dentro de un cilindro provocando
una reducción de un volumen de aire
como consecuencia de esa reducción del
volumen lo que se genera es un aumento
de presión ya que ese aire va a tener
que encajar en una cavidad que está
siendo cada vez más pequeña
este ejemplo sencillo nos permite
entender el principio de funcionamiento
de los compresores de pistón pero ahora
vamos a pasar a lo que sería un
compresor de pistón ya
de tipo industrial entonces en este
compresor vamos a tener los siguientes
elementos vamos a tener un cilindro que
sería esta parte que vemos acá
y dentro de ese cilindro se va a generar
una cámara de compresión esa cámara de
compresión se produce por el espacio
comprendido entre el mismo cilindro y el
pistón que será esto acá
entonces como hemos visto anteriormente
el movimiento del pistón es de tipo
alternativo el baja y sube pero resulta
que para producir ese movimiento
alternativo del pistón vamos a necesitar
un mecanismo en este caso el mecanismo
es una manivela biela corredera
entonces la corredera sería nuestro
pistón acá en esta parte tendríamos la
biela y en esta parte tendríamos la
manivela entonces cualquiera actuador de
tipo rotativo conectaba la manivela me
va a permitir producir un movimiento
alternativo en el pistón
adicionalmente este tipo de compresores
poseen una válvula de admisión para la
entrada del aire a presión atmosférica y
una válvula de escape para entregar el
aire presurizado
en esta imagen también podemos ver los
diferentes componentes de un compresor
de pistón podemos ver acá en la parte
superior lo que sería la válvula
admisión y la válvula de escape
en esta parte tendríamos el cuerpo del
cilindro aquí el pistón el pistón va
conectado a la biela y finalmente a la
manivela entonces si como movimiento de
entrada tenemos la rotación de la
manivela entonces de esa rotación a
través del mecanismo manivela guíe la
corredera se transforma en movimiento
alternativo en el pistón
con ayuda de esa imagen vamos a ver el
funcionamiento de un compresor de pistón
entonces en un inicio lo que tenemos es
válvula de escape cerrada y la válvula
de admisión se abre por lo tanto el aire
a presión atmosférica entra a la cámara
del cilindro esto sucede mientras el
pistón desciende accionado por el
mecanismo de la biela y la manivela
luego cuando la cámara del cilindro se
ha llenado totalmente de aire la válvula
de admisión se cierra la válvula de
escape permanece cerrada
y entonces el pistón comienza a ascender
este ascenso del pistón lo que produce
es una reducción del volumen de aire
aumentando su presión
finalmente la válvula de escape se abre
y el aire presurizado sale de la cámara
del cilindro y ese aire se entrega bien
sea a la red al sistema neumático o se
entrega a una siguiente etapa de
compresión
en esta imagen podemos ver la situación
inicial de entrada del aire que se
produce cuando se abre la válvula de
admisión mientras la válvula de escape
permanece cerrada
y en esta otra imagen podemos ver la
situación final que es la salida o
escape del aire presurizado que se
obtiene cuando la válvula de admisión
permanece cerrada y se abre la válvula
de descarga o válvula de escape
también podemos ver de estas dos
imágenes que la admisión o entrada el
aire se produce cuando el pistón va en
descenso
y la salida del aire se produce cuando
el pistón termina de ascender
los compresores de pistón los podemos
encontrar de simple efecto o de doble
efecto los de simple efecto son aquellos
que poseen únicamente una cámara de
compresión por lo tanto únicamente
comprimen el aire en un extremo del
pistón esto lo podemos ver en esta
figura en la parte superior ya que este
espacio sería nuestra cámara de
compresión y esa cámara estaría dotada
de una válvula de admisión y una válvula
de escape
por el otro lado en los compresores de
doble efecto lo que tenemos son dos
cámaras de compresión una en cada
extremo del pistón por lo tanto el aire
se va a comprimir en ambos extremos del
pistón
cada cámara posee su respectiva válvula
de admisión y válvula de escape
entonces en este tipo de compresores en
los de doble efecto lo que vamos a tener
es que mientras una cámara se encuentra
en admisión la otra se va a encontrar en
compresión
los compresores de pistón también los
vamos a encontrar lubricados o exentos
de lubricación los lubricados son
aquellos que emplean aceite para poder
reducir la fricción entre las diferentes
piezas móviles y los compresores exentos
de lubricación son aquellos que no
utilizan aceite sino que se valen de
ciertos tipos de materiales como el
teflón para favorecer la mo la movilidad
entre las diferentes piezas
los compresores de pistón pueden
incorporar múltiples etapas de
compresión para poder lograr la presión
deseada por lo que resultan adecuados
para aplicaciones donde se requiere una
alta presión del aire
en esta figura podemos ver un compresor
de pistón de dos etapas la primera etapa
la encontramos en la izquierda y la
segunda en la derecha entonces lo que
tenemos es lo siguiente por este puerto
se genera la entrada del aire a presión
atmosférica y aquí tendríamos nuestro
primer conjunto cilindro pistón que
produce la compresión del aire y lo
descarga a través de este puerto
este puerto pasa por un circuito de
acondicionamiento y ese aire a una
determinada presión va a ser entregado
al segundo sistema de cilindro pistón
entonces este otro sistema va a tomar el
aire ya presurizado y va a generar una
mayor presurización y finalmente lo
entrega
podemos ver que en esta parte entre las
dos etapas de compresión se genera una
adecuación del aire esa adecuación
obedece a lo que veíamos anteriormente y
es que siempre que se genere una
reducción de volumen y un aumento de
presión en el aire vamos a tener un
aumento de temperatura entonces en esta
parte es necesario reducir la
temperatura del aire antes de que entre
a la segunda etapa de compresión
estas múltiples etapas de compresión lo
que permiten es un aumento progresivo de
la presión en cada una de las diferentes
etapas para poder lograr altas presiones
de salida del aire
en esta imagen tenemos diferentes
compresores de pistón en esta primera
fila encontramos compresores exentos de
lubricación o exentos de aceite todos
ellos son compresores de una única etapa
y alcanzan una presión máxima de 10
bares que equivale a 145 psi
por aquí encontramos compresores
lubricados que pueden ser de una única
etapa con una presión máxima de 10 bar o
145 psi o compresores de 2 etapas con
una presión máxima que puede ser de 15
20 o 30 bar que sería 218 290 o 435 psi
respectivamente también podemos
encontrar compresores de pistón de alta
presión con busters de aire y nitrógeno
que permiten alcanzar presiones de hasta
40 bar o 300 barón
en estas imágenes podemos ver varios
compresores de pistón algunos de una
única etapa o de varias etapas podemos
ver que en estas imágenes encontramos ya
varios componentes neumáticos
ensamblados en un solo paquete en este
caso tenemos por ejemplo el motor
eléctrico que se acopla al mecanismo
manivela biela corredera que da el
movimiento alternativo al pistón
entonces tenemos acoplado el motor
eléctrico al compresor y el compresor
acoplado al tanque para el
almacenamiento
del aire presurizado entonces es muy
común encontrar asia en todo el paquete
de generación de potencia neumática en
uno solo con el caso de estas imágenes
donde tenemos motor eléctrico compresor
y tanque
de estas imágenes también podemos
empezar a reconocer como luce
exteriormente un compresor de pistón ya
que podemos ver que siempre tenemos este
elemento el cual sería la superficie
exterior del cilindro
para terminar esta parte de compresores
de pistón vamos a hablar sobre los
sistemas baja baja o alta bajo
empecemos con los sistemas baba en este
tipo de sistemas lo que tenemos es que
manera varios cilindros pero el aire en
cada cilindro se comprime de manera
independiente y finalmente la salida de
ambos se junta y se expulsa a la línea
este tipo de sistemas son adecuados en
equipos o circuitos que requieren un
caudal constante de aire pero sin alta
presión
por otro lado en los sistemas alta baja
tenemos múltiples etapas de compresión
pero tenemos que son progresivas es
decir primero se generan la compresión
en una etapa y ese aire presurizado se
entrega a la siguiente etapa para
generar una nueva compresión y aumentar
la presión y así sucesivamente en cada
etapa
entonces permiten brindar una mayor
presión de aire y se utilizan
principalmente en equipos o circuitos
que requieren una alta presión pero que
tienen un funcionamiento esporádico
el otro tipo de compresores alternativos
o recíproca antes son los compresores de
diafragma los cuales poseen una
construcción muy similar a los
compresores de pistón
los compresores de diafragma se componen
de un diafragma que lo encontramos acá
en esta parte unido a un pistón ese
pistón se mueve de manera alternativa
gracias a un mecanismo manivela vía la
corredera entonces en esta parte
tendríamos la manivela conectada a la
manivela la biela y el pistón sería la
corredera
en este tipo de compresores también
tenemos una válvula de admisión y una
válvula de escape
una característica importante de este
tipo de compresores es que el aire no
entra en contacto nunca con las piezas
mecánicas del compresor contrario lo que
sucedía en los compresores de pistón ya
que el aire entraba en contacto con la
superficie superior del pistón en este
caso el aire es separado por medio del
diafragma de todo el mecanismo de
movimiento
el funcionamiento de un compresor de
diafragma es el siguiente en un primer
momento la válvula de escape se
encuentra cerrada y la válvula de escape
se encuentra abierta el aire entra al
diafragma a la presión atmosférica
mientras el pistón realiza su descenso
cuando el diafragma se ha llenado
completamente de aire se cierra la
válvula de admisión y el pistón comienza
a ascender comprimiendo el diafragma y
por lo tanto comprimiendo el aire que se
encuentra en su interior
al final del movimiento de ascenso se
abre la válvula escape y el aire
presurizado sale del diafragma
y los compresores de diafragma son
usados desde pequeñas aplicaciones que
requieren baja presión como el
accionamiento de herramientas manuales
hasta aplicaciones industriales que
demandan grandes valores de presión
y de estas imágenes podemos empezar a
notar como él luce externamente un
compresor de diafragma donde tenemos
este elemento que sería donde se
encuentra alojado el diafragma
con esto hemos terminado de revisar los
compresores de movimiento alternativo en
el próximo vídeo estudiaremos los
compresores de movimiento rotativo
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