El aire comprimido está presente en numerosas aplicaciones industriales. Antes de adentrarnos en los diferentes métodos de compresión y los compresores, es fundamental comprender los dos principios básicos de la compresión del gas: la compresión de desplazamiento positivo y la compresión dinámica.
Principios de Compresión del Aire
Existen dos principios genéricos de compresión del aire (o gas): la compresión de desplazamiento positivo y la compresión dinámica.
- Compresión de Desplazamiento Positivo: En este tipo de compresión, el aire se aspira en una o varias cámaras de compresión, donde queda confinado. El volumen de cada cámara disminuye gradualmente, comprimiendo el aire internamente. La bomba de una bicicleta es el ejemplo más sencillo de una compresión de desplazamiento positivo, donde el aire se aspira en un cilindro y se comprime mediante un pistón móvil. Si solo se utiliza un lado del pistón para la compresión, se denomina "compresor de simple efecto". Si se utilizan tanto la parte superior como la inferior del pistón, el compresor es de doble efecto.
- Compresión Dinámica: En la compresión dinámica, el aire se aspira entre los álabes de un rodete que gira con rapidez y acelera a gran velocidad. En un compresor dinámico, el aumento de presión tiene lugar mientras fluye el gas. Los álabes de un rodete giratorio aceleran el gas que fluye a alta velocidad.
En función de la dirección principal del flujo de gas utilizado, estos compresores pueden ser radiales o axiales. La velocidad de cada rodete tiene un límite de caudal superior e inferior. El límite superior significa que la velocidad de flujo del gas alcanza una velocidad sónica. El límite inferior significa que la contrapresión se hace mayor que la acumulación de presión del compresor, lo que produce un flujo de retorno dentro del compresor. Compresores axiales: estos compresores comprimen el aire a medida que fluye en paralelo al eje de rotación.
Los compresores de desplazamiento positivo proporcionan un flujo de aire constante, independientemente de la presión del sistema. Estos compresores ofrecen relaciones de presión más altas incluso a velocidades más bajas y son ideales para aplicaciones más pequeñas y estables, como la industria de la fabricación y el sector de la automoción. Su caudal y presión varían en función de la velocidad de funcionamiento, lo que los hace adecuados para aplicaciones de gran volumen como la generación de energía y la climatización.
El volumen de carrera es el volumen del cilindro que recorre el pistón durante la etapa de aspiración. La diferencia entre el volumen de carrera y el volumen de aspiración se debe a la expansión del aire que permanece en el volumen muerto.
Además, las válvulas no pueden abrirse y cerrarse totalmente sin un retardo mínimo, lo que se traduce en una caída de presión cuando el gas fluye a través de los canales. Las válvulas no están nunca completamente selladas y siempre hay un cierto grado de fugas entre la superficie lateral del pistón y la pared del cilindro.
Actuadores Neumáticos
Este dispositivo tiene la función de transformar la energía del aire comprimido en energía cinética, es decir, en un movimiento o fuerza prensora. Según la necesidad del sistema industrial existen una gran diversidad de diferentes tipos de actuadores neumáticos. Son los actuadores neumáticos más comunes. Cuentan solo con una entrada de aire, por lo tanto, producen el movimiento hacia un sentido.
Según el tipo de movimiento originado, los actuadores neumáticos pueden ser:
- Lineales (como los cilindros de émbolo)
- Rotativos de giro limitado o continuo (motores neumáticos)
Motores Neumáticos Rotativos
Son los actuadores neumáticos rotativos que transforman la energía neumática en energía mecánica de rotación. Este tipo no llega a producir una revolución salvo algunas excepciones. Realizan numerosas revoluciones por minuto debido a su movimiento rotatorio constante.
Están diseñados para desarrollar una potencia mayor que otros motores de tamaño equivalente. Se utilizan en las condiciones más duras y extremas que requieran mucha potencia. Las aplicaciones típicas son cabrestantes, accionamientos de bombas, en alta mar y en minas.
Ejemplos de Motores Neumáticos
- Motores Paso a Paso BPS: Los motores paso a paso BPS están disponibles en 3 modelos, BPS 1620, BPS 1623 y BPS 2532. Todos funcionan con 3 cilindros, controlados por válvulas a juego. Estas válvulas están a su vez controladas por un PLC. Debido a su diseño, estos motores pueden girar tanto a la izquierda como a la derecha con un paso de 3° por cada giro.
- Frenos Neumáticos Globe: Los frenos neumáticos Globe, se activan por resorte, se liberan con aire y se utilizan en aplicaciones estáticas, se pueden combinar con todos nuestros motores neumáticos. La combinación de motor con freno es muy utilizada para cabrestantes, grúas y dispositivos de posicionamiento.
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