12/01/2011. Base de funcionamiento. Antecedentes

Transcripción

1 COMPRESORES DE PALETAS The fist positive displacement, otay vane compesso using methyl chloide was installed on an Ameican ship Canegie. Howeve, a pactical positive displacement, otay vane compesso could only be developed in In Gemany, F.Stamp made an ethyl chloide compesso of 1000 kcal/h capacity. In USA, Sunbeam Electic made small sulphu dioide based otay sliding vane compessos of 150 kcal/h capacity, otating at 1750 pm fo domestic efigeatos. In 1922, Sulze, Switzeland made Figooto of 1000 to kcal/h using methyl chloide. Sulze late etended this design to ammonia fo lage capacities ( Figocentale ). Esche Wyss, also of Switzeland otay sliding vane compesso Rotasco in These compessos wee also made by Lebun, Belgium in 1924 and also by Gasso (Nethelands). A model of the olling piston type compesso was made in 1919 in Fance. This compesso was impoved significantly by W.S.F. Rolaff of USA in 1920 and M. Guttne of Gemany in Rolaff s design was fist tied on a sulphu dioide based domestic efigeato. Guttne s compessos wee used with ammonia and methyl chloide in lage commecial installations. Hemetic, olling piston type compessos wee made in USA by Figidaie fo efigeant R114, by Geneal Electic fo ethyl fomate and by Bosch in Gemany fo sulphu dioide. In 1931, Vilte of USA made lage otay compessos ( kcal/h) fist fo ammonia and then fo R12. Pag. 2 Base de funcionamiento Antecedentes Un compeso de paletas es un dispositivo de desplazamiento positivo que utiliza un oto ecéntico situado en el inteio de un cilindo. El oto posee anuas longitudinales en las que se alojan las paletas. Los compesoes otativos de paletas se clasifican según su diseño en dos tipos geneales: Paleta estacionaia única. Paletas giatoias. La base del compeso otativo de paletas es de los pimeos años 1900, y se debe a Robet Blackme, el cual inventó la pimea bomba de paletas. Pag. 3 Pag. 4 1

2 PALETA ÚNICA ESTACIONARIA Estuctua y Fases Pag. 5 Pag. 6 Descipción Mofología En este tipo de compeso el eje del ábol moto coincide con el eje del cilindo, siendo ecéntico con especto al oto. De esta foma se consigue que el oto al gia establezca contacto con el cilindo en el punto de mínimo diámeto. El sentido de gio del oto alededo d de la paed del cilindo es el mismo que el del ábol. El movimiento del oto consiste en una otación sobe la caa intena del cilindo acompañada de un deslizamiento tanto meno cuanto más pequeña sea la ecenticidad. La paleta insetada, en una anua de la paed del cilindo, es accionada po un esote, el cual la mantiene en contacto constantemente con el oto. La paleta desliza en la anua siguiendo al oto en su movimiento alededo del cilindo. De esta foma se sepaan las cámaas de admisión\escape. Paa cea el cilindo se colocan en sus etemos lateales unas placas, que siven de sopote del ábol. Tanto el oto como la paleta se etienden a lo lago de todo el cilindo, con una cieta holgua de tabajo ente estas piezas y las placas de los etemos. Las lumbeas de admisión y escape se encuentan en la paed del cilindo, una a cada lado de la paleta. Pag. 7 Pag. 8 2

3 Geometía Vistas d ( R ) = π Le V1 = π L 1 E V = R V = R Nπ L v g v 2 2 ( R ) O O 1 e j R R v = 0,62 0,83 y R = adio estato = adio oto e = ecenticidad Pag. 9 Pag. 10 Estanqueidad y válvula de etención COMPRESOR El conjunto completo del compeso está enceado en una cacasa y tabaja sumegido en un baño de aceite. Nótese que el vapo de alta pesión se descaga en el espacio que eiste po encima del nivel de aceite en la cacasa, de donde pasa al condensado po el conducto de descaga. Todas las supeficies de contacto del compeso incluyendo las placas lateales deben ajusta pefectamente. Cuando el compeso está en funcionamiento se foma una película de aceite en el punto de contacto oto - cilindo (en el cual el huelgo es del oden de micas) que impideid que el vapo de alta pesión etoceda hacia la cámaa de aspiación (lubicación hidodinámica). Sin embago, cuando el compeso está paado este sello de aceite ya no eiste y se comunican ambas cámaas. Po ello, y paa evita que el vapo de alta pesión etoceda a tavés del compeso y la lumbea de admisión hacia el evapoado, se instala una válvula de etención en el conducto de escape o en el de admisión. Pag. 11 Pag. 12 3

4 Fases Componentes Pag. 13 Pag. 14 Fases Descipción Como en el caso de paleta única, en este tipo de compesoes el oto está montado ecénticamente en un cilindo. En el punto de mínimo diámeto eiste también un pequeño huelgo en el que se foma una película de aceite que asegua la estanqueidad. Sin embago, en este caso el oto tiene unas aletas montadas equidistantes y que pueden desliza adialmente en unas anuas, manteniéndose en contacto con la paed del cilindo po efecto de la fueza centífuga cuando el oto gia sobe sí mismo. En algunos casos eiste un esote que las pesiona paa mejoa el contacto. Pag. 15 Pag. 16 4

5 Funcionamiento El vapo poveniente del evapoado enta en el cilindo a tavés de la lumbea de aspiación y queda confinado en el hueco ente dos aletas consecutivas. La compesión se poduce po la educción de volumen consecuencia de la otación de las paletas desde el punto de máimo diámeto hasta el de mínimo. El vapo compimido se descaga a tavés de la lumbea de escape situada en la paed del cilindo ceca del punto de diámeto mínimo. La lumbea de escape está situada de foma que la descaga del vapo compimido id sepoducepaaunvalo de pesión dado, d siendo este valo un dato de diseño del compeso. El funcionamiento con elaciones de compesión distintas de la del punto de diseño conlleva pédidas de pesión y aumento de las necesidades de potencia. En la páctica la elación de compesión está limitada a valoes en el ango de 7 a 1. Estanqueidad y válvula de etención Al igual que en el caso de paleta estacionaia, en este tipo de compesoes también es necesaio usa una válvula de etención en el conducto de admisión o de descaga paa evita el etono del vapo de alta pesión hacia el evapoado cuando el compeso está paado, ya que la película de aceite deja de actua como junta. No obstante, la compensación de pesión que se poduce en el inteio del compeso es ventajosa, pues facilita el aanque Pag. 17 Pag. 18 Geometía Vistas S V = LS = L 2 2 α 2 2 ( ρ ) = L( ρ ) 360 z ρ = R + e + 2eRcosϕ 2π L V = z ( 1+ cosϕ ) er π j O e = R - O 1 a R A R = adio estato = adio oto e = ecenticidad Pag. 19 Pag. 20 5

6 COMPRESORES ROTATIVOS Lubicación Paa el buen funcionamiento de los compesoes otativos en geneal es fundamental una lubicación adecuada, pues es necesaio que siempe eista una película de aceite ente las pates en movimiento elativo, oto, paletas, cilindo, placas lateales, que asegue la estanqueidad, la efigeación y disminuya el ozamiento. Genealmente el aceite enta en el cilindo a tavés de los cojinetes pincipales. En los compesoes gandes se emplea un sistema de engase a pesión po bomba de aceite. En ocasiones se mecaniza en la placa lateal un conducto que desemboca ceca del punto donde la paleta sale de su anua y que comunica con la popia anua, consiguiéndose así un efecto de bombeo debido al movimiento altenativo de las paletas. Algunos compesoes están equipados con sistemas de efigeación de aceite que po lo geneal son del tipo de epansión diecta En ocasiones se emplean intecambiadoes de calo aceite/agua. Oto método de efigeación consiste en inyecta efigeante liquido hacia el cilindo o la cacasa en la lumbea de descaga, o inmediatamente después de ella. COMPRESORES ROTATIVOS Ventajas Funcionamiento silencioso. No emplean válvulas. Limitado pa de aanque debido a la compensación de pesión que se poduce en paado. En geneal pueden emplea accionamiento diecto, sin educciones intemedias. El desgaste de las paletas se compensa automáticamente. Ausencia de elementos de ajuste fecuente. Bajo mantenimiento. Pesentan el inconveniente de se necesaia una gan pecisión en su fabicación, tanto en toleancias dimensionales como de foma y acabado supeficial. Pag. 21 Pag. 22 COMPRESORES ROTATIVOS Comentaios Si bien los compesoes otativos son máquinas de desplazamiento positivo, como están sometidos a un movimiento de gio constante, el flujo de vapo en la admisión y el escape es asimismo constante y po tanto sufen mucha menos vibación mecánica y pulsaciones en la descaga que los compesoes altenativos. Po ello necesitan sopotes menos pesados. No obstante, también epeimentan pédidas voluméticas y de compesión cuando se poducen fugas, calentamientos, etc. Pese a todo, y dado que el volumen de las cámaas y la eepansión son pequeños, su endimiento volumético es elativamente alto, oscilando ente el 65 y el 80% en función del diseño y las condiciones de funcionamiento. Si bien la capacidad de un compeso otativo vaía diectamente con la velocidad, genealmente el contol de la capacidad se efectúa eenviando gas efigeante de baja pesión hacia la admisión, compimiendo sólo una pate del flujo total. Pag. 23 6