Compresores de desplazamiento Tipos de compresores Compresores de aire Compressed Air Wiki Compresores de tornillo rotativo
When looking for the ideal rotary screw air compressor, it's important to understand how they work and the various types available. In this comprehensive guide, you'll find out more about how screw compressors work and why they might be the right choice for your needs.
Al buscar el compresor de tornillo perfecto, es importante comprender cómo funciona y qué tipos hay, ya que existe una amplia gama de compresores de tornillo rotativo para cada aplicación. Este tipo de compresor irrumpió en la década de 1930, cuando surgió la necesidad de obtener grandes caudales de aire comprimido, estables, y en condiciones de presión variables. En este artículo, descubrirá todo sobre los compresores de aire de tornillo rotativo, cómo funcionan y por qué necesitaría uno.
Un compresor de aire de tornillo rotativo es uno de los dos tipos de compresores de gas de desplazamiento positivo. Utiliza dos rotores para crear la presión necesaria para comprimir el aire. Son uno de los tipos de compresores de aire más fáciles de usar y mantener. El otro tipo de compresor de desplazamiento positivo es el compresor alternativo o de pistón. Equivalentes a los compresores de desplazamiento positivo, son los compresores dinámicos, como los compresores centrífugos. El primero comprime el aire forzando el paso del gas a una cámara a alta presión, el segundo acelerando el aire dentro del mecanismo.
Las partes principales del compresor de tornillo son los rotores macho y hembra, que giran en direcciones opuestas. Esto aspira aire que se comprime a medida que disminuye el espacio entre los rotores y su alojamiento. Cada elemento de tornillo tiene una relación de presión incorporada fija que depende de su longitud, el paso del tornillo y la forma del puerto de descarga. Para lograr la máxima eficiencia, la relación de presión incorporada debe adaptarse a la presión de trabajo requerida.
Ventajas y uso de los compresores de tornillo rotativo
En resumen, los beneficios más importantes de los compresores de aire de tornillo rotativo frente a otras tecnologías son:
Uno de los principales beneficios para los usuarios es la ausencia de un ciclo de trabajo. Un compresor de tornillo rotativo con inyección de aceite podría funcionar durante toda una jornada laboral y no sufrir efectos nocivos. De hecho, sería beneficioso. Esto es particularmente importante para la industria de fabricación, donde un compresor detenido afectará la producción y sectores donde la demanda de aire es difícil de predecir o controlar. A diferencia de los compresores de pistón, los compresores de tornillo rotativo no tienen válvulas u otras fuerzas mecánicas que puedan causar desequilibrio. Esto permite que un compresor de tornillo:
Otra diferencia significativa con la tecnología de pistón es que los compresores con inyección de aceite tienen tantos usos variados como industrias. Este tipo de compresor suele ser elegido por usuarios que necesitan grandes volúmenes de aire a media presión.
Existen dos tipos de compresores de aire de tornillo rotativo:
Modern, high-speed, oil-free screw compressors have asymmetric screw profiles. This arrangement results in significantly improved energy efficiency from reduced internal leakage.
External gears are most often used to synchronize the position of the counter-rotating rotors. As the rotors don’t come into contact with each other, nor with the compressor housing, no lubrication is required inside the compression chamber. Consequently, the compressed air is completely oil-free.
The built-in pressure ratio is limited by the limiting temperature difference between the inlet and the discharge. This is why oil-free screw compressors frequently work in several stages and interstage cooling to reach higher pressures.
Los compresores de tornillo modernos, de alta velocidad y sin aceite tienen perfiles de tornillo asimétricos, lo que resulta en una eficiencia energética significativamente mejorada, debido a la reducción de fugas internas.
Los engranajes externos se utilizan con mayor frecuencia para sincronizar la posición de los rotores que giran en sentido contrario. En la tecnología de compresores de tornillo libres de aceite, un engranaje de sincronización impulsa los rotores para un funcionamiento armónico, con una holgura mínima calculada entre ambos elementos. Por lo tanto, como los rotores no entran en contacto entre sí ni con la carcasa del compresor, no se requiere lubricación dentro de la cámara de compresión. En consecuencia, el aire comprimido está completamente libre de aceite.
La relación de presión incorporada está limitada por la diferencia de temperatura límite entre la entrada y la descarga. Esta es la razón por la que los compresores de tornillo libres de aceite funcionan con frecuencia en varias etapas y enfriamiento entre etapas para alcanzar presiones más altas.
One variant is known as an oil-flooded compressor or an oil-injected compressor. The technical name, however, is oil-lubricated.
Oil-lubricated rotary screw compressors inject oil into the compression chamber. This oil cools and lubricates the compressor element, helping remove heat while minimizing leakage in the compression chamber.
Oil-lubricated screw compressor elements can be manufactured for high-pressure ratios. One compression stage is usually sufficient for pressures up to 14 bar, and sometimes 17 bar, albeit at the expense of energy efficiency.
En la tecnología de compresores de tornillo lubricados con aceite, el rotor macho impulsa al rotor hembra. Esta variante también se conoce como compresor inundado de aceite o compresor con inyección de aceite. El nombre técnico, sin embargo, es “lubricado con aceite''. Este tipo de compresores inyectan aceite en la cámara de compresión, enfriando y lubricando el elemento compresor. También ayuda a eliminar el calor del proceso de compresión y ayuda a minimizar las fugas en la cámara de compresión. Los elementos de compresores de tornillo lubricados con aceite se pueden fabricar para relaciones de alta presión, siendo suficiente una etapa de compresión para presiones de hasta 14 e incluso 17 bar, aunque a expensas de una menor eficiencia energética.
Compresores de tornillo de velocidad fija frente a compresores de tornillo de velocidad variable (VSD)
A screw compressor works with a male and female rotor that rotate in the opposite direction. This movement draws in air that is compressed as the space between the rotors and their housing decreases. The compressed air is then displaced to the outlet.
Each screw element has a fixed, built-in pressure ratio dependent on the length and pitch of the screw. As well as the form of the discharge port. To attain maximum efficiency, the built-in pressure ratio must be adapted to the required working pressure.
The speed of the rotors is optimized at a certain level to minimize mechanical losses (due to heat at very high speed) and volumetric losses (air losses due to very low speed).
There are two types of rotary screw air compressors:
Oil-lubricated screw compressors
In oil-lubricated screw compressor technology, the male rotor drives the female rotor
In oil-free compressor technology, a timing gear drives both rotors for harmonic running, with minimum calculated clearance between both elements.
Read more about the differences between oil-free and oil-lubricated compressors.
La diferencia básica entre las dos tecnologías se puede encontrar en el nombre:
Fixed speed compressors are very efficient when continuously operating at 100% capacity, but most facilities don’t require that amount of productivity. Before the motor comes to a complete stop, it will continue to run while no air is being produced, consequently wasting energy and money.
Such inefficiency and waste is generally found at facilities operating multiple shifts and experiencing flow demand fluctuation throughout the day.
VSD compressors increase the speed of the motor as the need for air increases, thus supplying more flow/CFM. If the demand decreases, the motor will automatically slow down and only use the required energy to provide appropriate flow.
On slow production days, breaks in workflow, or throughout second and third skeleton shifts, VSD technology is especially handy. This type of air compressor saves electricity and money, compared to fixed-speed models.
Since compressed air energy usage accounts for over 80% of an air compressor's costs, it's important to choose efficient equipment.
Did you know? Utilizing VSD technology can achieve energy savings of 35-60%. Calculate your VSD energy savings.
One of the reasons for the great popularity of rotary compressors is their versatility. There really is the right rotary compressor for every application. Atlas Copco offers screw compressors with three types of drives, each with its own benefits.
If you’re running heavy-duty applications that continue over long periods of time, like in a factory, industrial plant or workshop, then you should consider upgrading to a rotary screw air compressor.
Benefits of a screw compressor in industry:
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Hay muchas razones por las que los compresores de tornillo rotativo están tan solicitados: son muy versátiles, fiables, eficientes, silenciosos y hay muchas versiones diferentes de este equipo tan conocido para todo tipo de aplicaciones. Pero, ¿cuál es el más adecuado para usted? En esta guía se describen las distintas tecnologías y sus ventajas para ayudarle a encontrar la solución óptima que se adapte a sus necesidades.
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Cuando se busca el compresor perfecto, es importante comprender cómo funciona el compresor y qué tipos hay. En este artículo encontrará todo lo que necesita sobre los compresores de aire de tornillo rotativo, cómo funcionan y por qué los necesita.
