Un compresor de aire es un dispositivo que comprime el aire ambiente para convertirlo en aire comprimido, utilizado en diversas industrias y aplicaciones. Todos los compresores de pistón están compuestos por una serie de partes necesarias que interactúan entre sí para comprimir el aire. Este aumento de presión es posible gracias a un pistón conectado a un sistema de biela-manivela giratoria.
El cabezal: núcleo del sistema
El cabezal es el núcleo del compresor. Contiene todos los elementos que realizan el trabajo mecánico de comprimir el aire: cilindro, pistón, anillos, biela, cigüeñal y válvulas. El motor transforma la energía eléctrica en movimiento rotativo para accionar el cigüeñal. En la mayoría de compresores de pistón la transmisión se hace por correa trapecial entre la polea del motor y la polea del cabezal.
Componentes principales del cabezal
- Cilindro: Es la cámara donde el pistón se mueve hacia adelante y hacia atrás, comprimiendo el gas. Su diámetro interior determina el caudal que puede generar el compresor.
- Pistón: Se mueve dentro del cilindro creando cambios de presión. Está formado por un émbolo y un vástago.
- Anillos de pistón: Son los aros metálicos que rodean el pistón y sellan el espacio entre él y la pared del cilindro, evitando fugas de gas.
- Cigüeñal: Transforma el movimiento rotativo del motor en movimiento lineal alternativo del pistón.
- Biela: Es el eslabón que conecta el pistón al cigüeñal, transfiriendo el movimiento.
- Válvulas: Son láminas metálicas de acero de alta resistencia que controlan el flujo de gas dentro y fuera del cilindro.
Sistemas de control y almacenamiento
El depósito almacena el aire comprimido generado por el cabezal y amortigua las variaciones de presión entre ciclos. El presostato monitoriza la presión del depósito y controla el arranque y parada del motor: cuando la presión baja del mínimo configurado, arranca el motor; cuando alcanza el máximo, lo para.
La válvula de seguridad es un dispositivo de seguridad crítico que se instala en el compresor para liberar el exceso de presión en caso de que la presión interna supere un límite seguro. Por su parte, el filtro de entrada retiene polvo, virutas y partículas antes de que entren al cabezal, ayudando a proteger el compresor y sus componentes internos de posibles daños.
Funcionamiento: etapas y configuraciones
Atendiendo a cómo comprimen los pistones en su desplazamiento, los compresores pueden ser de simple o de doble efecto. En los compresores de una etapa, todos los pistones actúan de igual forma comprimiendo el aire desde presión atmosférica hasta la presión de trabajo. En los compresores de dos etapas, el proceso ocurre en dos fases: primero, se comprime una cantidad de aire determinada en un cilindro de baja presión y, después, ese mismo aire se desplaza a otro cilindro donde se comprime a alta presión.
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| Característica | Descripción |
|---|---|
| Lubricados | Emplean aceite para reducir la fricción entre las piezas móviles. |
| Exentos (Oil Free) | No usan aceite en la recámara de compresión; utilizan materiales como el teflón (PTFE). |
| Configuración en V | La más habitual en los compresores de pistón pequeños. |
| Configuración en L | Utilizada generalmente en equipos de mayores dimensiones. |
En el aire ambiente que aspira un compresor siempre existe una cantidad determinada de vapor de agua. El separador de agua es un elemento crucial para eliminar la humedad y el agua condensada presentes en el aire comprimido. Asimismo, el sistema de lubricación, a través del visor de aceite, permite comprobar el nivel de lubricante del cárter, siendo vital para evitar el desgaste prematuro de los cojinetes y el cigüeñal.
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