Compresor de tornillo: entienda en qué consiste y cómo funciona

Este artículo le proporcionará información sobre la funcionalidad y el diseño de los compresores de tornillo. Además, profundizará en el funcionamiento de estos compresores y examinará las ventajas que ofrecen los modelos con compresor de tornillo.

Compresor de tornillo – qué es. Funciones y características de los compresores de tornillo

Un compresor de tornillo es un tipo de compresor de aire que comprime el aire y lo almacena para su uso posterior. En este tipo de compresor, el aire se comprime mediante dos tornillos giratorios. Estos tornillos también se conocen como rotores, razón por la cual el compresor recibe ese nombre.

La primera patente de un compresor de tornillo se registró en la década de 1930. Los compresores de tornillo son el segundo tipo de compresor más popular después de los de pistón. Son altamente eficientes, compactos, ligeros, fiables, autónomos, energéticamente eficientes, fáciles de instalar y producen mínimas vibraciones. Debido a sus bajos niveles de vibración, los compresores de tornillo no necesitan una base especial para funcionar sin problemas, lo que los hace ideales para su uso en primeros auxilios y en la construcción naval.

En comparación con otros dispositivos rotativos, los compresores de tornillo tienen características superiores. Pueden alcanzar una presión de aire máxima de 15 atmósferas y una productividad de hasta 100 metros cúbicos por minuto.

Ventajas de los compresores de tornillo

Ventajas de los compresores rotativos frente a los compresores de pistón:

1. Menor consumo de aceite: Los compresores rotativos sólo consumen de dos a tres miligramos de aceite por metro cúbico de aire bombeado.
2. Aire más limpio: No se necesitan filtros para alimentar equipos neumáticos debido al menor consumo de aceite.
3. Menos vibraciones y ruido: Los compresores rotativos producen menos vibraciones y ruido en comparación con los compresores alternativos, lo que elimina la necesidad de una base especial para amortiguar las vibraciones.
4. Diseño ligero: Los compresores de tornillo son más ligeros que los de pistón.
5. Refrigeración por aire: Los compresores rotativos incorporan refrigeración por aire, lo que elimina la necesidad de un suministro de agua para enfriar el aire comprimido. El calor generado durante el funcionamiento del compresor también puede reutilizarse para calentar espacios.
6. Mayor fiabilidad y seguridad.
7. Control y funcionamiento sencillos.
8. Funcionamiento continuo: Los compresores giratorios pueden funcionar durante largos periodos de tiempo sin interrupción.
9. Requiere un mantenimiento mínimo: Los compresores rotativos no necesitan mantenimiento frecuente.

Diseño del compresor de tornillo

Componentes esenciales de un compresor rotativo tradicional:

• Filtros de aire primarios. Cuando el aire entra en la unidad, pasa a través de uno o varios filtros para eliminar el polvo y las partículas más grandes. Estos filtros constan de varias capas, una de las cuales se encuentra en la parte superior de la carcasa de la unidad, en el tubo de entrada de aire, mientras que la otra está situada en el tubo de la válvula.
• Válvula de retención. La válvula de retención se encarga de evitar la salida de aceite de la cámara de trabajo y de aire comprimido a la atmósfera. Funciona mecánicamente, cerrándose bajo la presión del aire y abriéndose cuando la cámara alcanza un nivel de presión bajo. La válvula de retención está equipada con un mecanismo de resorte.
• La parte principal de la unidad de trabajo es la cámara, que incluye dos tornillos o rotores. Dentro de esta cámara, los rotores se encargan de comprimir el aire. Estos rotores son como grandes tornillos con roscas que, al girar, ayudan a sellar una sección específica de la cámara. Curiosamente, los tornillos son el componente más costoso del compresor. Dentro de la cámara hay varios sensores, uno de los cuales está diseñado para regular la temperatura de los tornillos. Este sensor en particular está situado en el tubo de salida de aire. Si los tornillos alcanzan una temperatura de 105 grados, el compresor se apagará automáticamente para evitar cualquier daño causado por el sobrecalentamiento. No hacerlo podría provocar la avería de todo el equipo.
• Correa/poleas. Se incluyen múltiples correas y poleas de varios tamaños, que permiten ajustar la velocidad de rotación.
• Motor. Se trata de un motor eléctrico tradicional que acciona directamente las hélices a través de un eje o una correa. Para proteger el motor, incorpora un sensor de temperatura. Si el motor alcanza la temperatura máxima permitida (que varía en función del modelo), el sensor envía una señal al panel de control, que abre los contactos del motor hasta que se enfríe. Esta característica ayuda a prolongar la vida útil del motor y evita accidentes.
• Filtro de aceite. El filtro de aceite es esencial para eliminar los contaminantes de gran tamaño del aceite antes de que entre en los rotores. Está situada delante de la conexión de alimentación de aceite de la cámara de trabajo.
• La cámara de separación de aceite se encarga de eliminar el aceite del aire comprimido. Cuando el aire se comprime, se contamina con aceite. Para evitar que este aceite dañe el equipo neumático, debe retirarse. Esto se consigue haciendo girar el aire en la cámara, lo que hace que las gotas de aceite se separen del aire debido a la fuerza centrífuga. A continuación, el aceite separado pasa a un recipiente para ser reutilizado.
• El filtro de purificación de aceite es la segunda etapa de purificación del aire en el compresor. Una vez eliminada la mayor parte del aceite en la cámara de separación, el aire pasa por este filtro. Cuando sale del filtro, el contenido de aceite en el aire se ha reducido a tan sólo un 1%.4 miligramos por metro cúbico. Este método único de limpieza por aire no se encuentra en ningún otro compresor alternativo.
• Válvula de seguridad. Este componente, conocido como válvula de seguridad, se activa cuando la presión en la cámara de separación de aceite supera el límite aceptable. Su función principal es cortar el suministro de aire al compartimento, deteniendo así el funcionamiento del compresor.
• Termostato. Diseñado para acelerar el proceso de enfriamiento, el termostato se encarga de desviar el aceite no caliente para facilitar un enfriamiento más rápido.
• Refrigerador de aceite. Al comprimirse, el aire genera calor, lo que hace que la temperatura aumente considerablemente (de 107 a 180 grados centígrados). El aceite, al estar en contacto directo con el aire, también tiende a calentarse. Para evitarlo, el aceite caliente se dirige al refrigerador de aceite, donde se enfría de forma eficaz.
• Una cámara de refrigeración se encarga de enfriar el aire. Como ya se ha mencionado, el aire comprimido en el compresor se calienta a una temperatura de 107-180 grados Celsius, que no es adecuada para su uso. Para subsanarlo, el compresor está equipado con un refrigerador de aire. En esta cámara, el gas comprimido se enfría a una temperatura de entre 10 y 20 grados Celsius por encima de la temperatura ambiente.
• El ventilador del compresor desempeña un papel crucial tanto en la entrada de aire para la compresión como en la refrigeración del equipo. Su colocación permite una refrigeración adicional.
• Un presostato automatiza el funcionamiento del compresor midiendo la presión en el sistema. Una vez que alcanza cierto nivel, los contactos del motor se abren y el compresor se detiene. Algunos de los últimos modelos están equipados con paneles electrónicos para esta funcionalidad.
• Un manómetro se encarga de medir la presión en el compresor. Está montado en el panel frontal, lo que permite al usuario controlar fácilmente la presión.

Funcionamiento de un compresor de tornillo rotativo

El principio de funcionamiento de un compresor de tornillo rotativo es el siguiente:

Un motor eléctrico utiliza una correa para hacer girar el eje de los tornillos. Encima de la cámara de trabajo donde se encuentran los rotores, hay una abertura o tubo con un ventilador para la entrada de aire. El diseño de los tornillos permite la formación de una sección sellada cuando sus lados están conectados. Esta sección fuerza la entrada de aire. Los tornillos dividen el aire en el tubo de escape de aire. Para facilitar la rotación de los rotores, éstos están lubricados, lo que hace que el aire descargado se mezcle con aceite. La mezcla entra en la cámara de limpieza a través del tubo desviador. En el interior, el aire se arremolina debido a la fuerza centrífuga, la masa diferente y la densidad. El aceite fluye hacia abajo mientras las masas de aire ascienden. A continuación, pasan a través de un filtro de aceite, eliminando eficazmente la mayor parte del aceite. Al comprimirse, el gas se calienta. El aire del compresor alcanza temperaturas de 107-180 grados Celsius, por lo que es necesario refrigerarlo. Después de la cámara de purificación, el aire se dirige a través de un tubo al radiador para su refrigeración. El gas comprimido sale a través de una tobera. Como el aceite entra en contacto con el aire, también se calienta. Después de la cámara de limpieza, entra en el radiador para enfriarse. La mezcla se conduce posteriormente a los rotores para su reutilización, pasando por un filtro de aceite en el camino. Para permitir el apagado automático, hay un interruptor de presión en los tubos que detiene el motor cuando se alcanza un valor específico.