La compresión por desplazamiento, se confina cierto volumen de gas y después se incrementa su presión mediante el desplazamiento de una o más piezas móviles. Una bomba de bicicleta es un ejemplo sencillo de este tipo de compresor de aire.
El aire se introduce en un cilindro y su presión aumenta con el movimiento de un pistón que, en este caso, mueve el propio usuario. Y cuando el aire alcanza una presión determinada, se abre una válvula que libera el aire ya comprimido.
Los compresores de aire más populares pertenecen a esta categoría: los de pistón, de tornillo, de uña, los scroll y los compresores de paletas.
Compresores de pistón
Los compresores de pistón son los más antiguos y comunes de todos los compresores industriales. Cuentan con un sistema de válvulas formado por discos de acero inoxidable (1). Cuando el pistón se desplaza hacia abajo, el disco de mayor tamaño se dobla, permitiendo así el paso del aire al interior del cilindro (2). Y cuando el pistón asciende, el disco grande se dobla hacia arriba impidiendo la entrada de más aire mientras que el disco pequeño, también flexible, permite el paso de aire ya comprimido a través de la válvula de salida (3).
Existen diversos tipos de compresores de aire de pistón: pueden ser lubricados o exentos, dependiendo de si usan o no aceite para reducir la fricción de las piezas móviles; simples o de doble efecto, si el pistón comprime el aire cuando se desplaza en una o en ambas direcciones; de una o de dos etapas, si todos los pistones actúan de igual forma o cada uno comprime el aire a diferentes presiones.
Compresor de tornillo
En un compresor de tornillo, la labor de compresión la realiza el elemento de tornillo rotativo, que está compuesto por dos rotores (uno macho y otro hembra). En el momento en el que el compresor se pone en marcha, el aire llega al elemento y llena el espacio vacío entre ambos rotores. Pero este espacio disminuirá progresivamente a medida que estos giren en direcciones opuestas. Cuando el aire llega a la lumbrera de descarga, después de atravesar todo el elemento, ya es aire comprimido.
También muy populares, sobre todo en aplicaciones industriales, los compresores de tornillo pueden ser lubricados o exentos y de velocidad fija o variable. En líneas generales, son máquinas más robustas, fiables, silenciosas y eficientes que los compresores de pistón. También ofrecen aire de mejor calidad y grandes caudales de aire comprimido, más estables y con condiciones de presión variables. No obstante, la inversión en la máquina en sí es superior a la de otros tipos de compresores de aire.
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Compresor de uña
El elemento de compresión de un compresor de uña funciona con dos rotores que giran en sentido contrario dentro de una cámara de compresión. Durante la fase de aspiración, el aire se introduce en la cámara de compresión hasta que los rotores bloquean la entrada. Después, el aire aspirado se comprime en la cámara porque su volumen se reduce a medida que giran los rotores.
La descarga tiene lugar cuando uno de los rotores abre la lumbrera de salida y el aire comprimido se expulsa de la cámara de compresión. Con todo, la relación de presiones máxima que se puede obtener con este tipo de compresores de aire exento de aceite está limitada por la diferencia de temperatura entre la aspiración y la descarga. Así que, para alcanzar presiones más altas, se necesitan varias etapas con refrigeración intermedia.
Compresor de scroll
El elemento de los compresores de scroll, normalmente tipos de compresores de aire exento de aceite, se compone de una espiral fija y otra móvil dentro de una carcasa. Las espirales se colocan con un desfase de 180º de manera que formen bolsas de aire. Y cuando el elemento se pone en marcha, el aire de las bolsas se comprime gradualmente en su avance hacia el centro de la espiral, donde se sitúa la válvula de salida.
El ciclo de compresión continúa durante 2,5 vueltas, lo que proporciona un flujo de aire prácticamente constante y sin pulsaciones. El procedimiento es relativamente silencioso y sin vibraciones, sobre todo comparado con, por ejemplo, un compresor de pistón. Por sus características (exento y silencioso) son equipos ideales para laboratorios, hospitales, universidades, dentistas y también para la industria de la alimentación.
Compresor de paletas
Las paletas normalmente se fabrican con aleaciones especiales de fundición y la mayoría de estos compresores están lubricados con aceite. El elemento compresor cuenta con paletas radiales flotantes montadas excéntricamente dentro de una carcasa cilíndrica. Estas paletas se desplazan hacia la carcasa cilíndrica por la fuerza centrífuga, formando bolsas de aire independientes.
El aire se aspira en el punto donde el eje del rotor y las paredes del cilindro están más alejados. Este aire, confinado entre dos paletas (bolsa de aire), se comprimirá a medida que gire el rotor. El aire se descargará en la lumbrera de salida, ubicada en el punto donde el eje del rotor y las paredes del cilindro están más próximas, es decir, en el punto en el que el volumen de una bolsa de aire es menor.
