Compresor monotornillo

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Alto grado de fiabilidad, versatilidad, capacidad operativa a altas presiones diferenciales y de descarga, además de mantenimiento económico, son algunos de los atributos de los compresores monotornillo Vilter de Emerson. A continuación, conoce sus aplicaciones y ventajas de eficiencia energética.

Thalía Sánchez y Roberto Ramírez / Fotos: cortesía de Emerson

Este compresor rotativo de desplazamiento positivo está conformado por un tornillo principal cilíndrico y dos estrellas planas laterales con 11 dientes cada una. Se puede utilizar en aplicaciones industriales de compresión de gas, aire acondicionado y refrigeración (construcción de grandes frigoríficos y centros de distribución), plantas de procesamiento de alimentos (rastros, cárnicos) y bebidas, pistas de hielo, fábricas de hielo, barcos pesqueros y en la industria petroquímica.

El principio de la comprensión
La compresión del gas del compresor monotornillo ocurre mediante el acoplamiento de las dos estrellas planas (11 dientes cada una) con las seis ranuras helicoidales del tornillo principal. Éstas permiten que la compresión se produzca de manera simultánea seis veces en dos lugares por revolución del tornillo. En otras palabras, el funcionamiento a 3,600 RPM da lugar a 21,600 golpes de compresión simultáneos en las ranuras superior e inferior por minuto y a un flujo relativamente uniforme de gas de descarga.

Carga equilibrada
La carga equilibrada se debe a que no hay fuerzas radiales o axiales netas ejercidas sobre el tornillo principal o los componentes del eje de transmisión debido al trabajo de compresión. El diseño del tornillo simple reduce la carga durante el proceso de compresión. De este modo, el área del engranaje del motor disminuye a medida que la presión del gas en la ranura se acerca a la presión de descarga. Cuando la estrella engrana por primera vez con el tornillo principal, comienza la compresión. A medida que la rotación continúa, el área del engrana- je expuesta a la presión del gas aumenta. La fuerza resultante crea las cargas axiales en el engranaje de la estrella.

Figura 1. El funcionamiento a 3,600 RPM da lugar a 21,600 golpes de
compresión simultáneos en las ranuras superior e inferior por minuto.

Otra característica del diseño del compresor monotornillo que mejora la fiabilidad es que las cargas en los montajes de las estrellas están bien definidas y aisladas del tornillo principal. Dado que son independientes y no interfieren con el resto del cuerpo del tornillo principal, los rodamientos pueden ser dimensionados para una máxima fiabilidad.

Hermeticidad durante la compresión
La hermeticidad se logra gracias a la combinación de holguras de precisión y un líquido inyectado (refrigerante/ lubricante) que se deja filtrar y, por lo tanto, sella las holguras durante el proceso de compresión. Para maximizar el hermetismo de las holguras de funcionamiento, el líquido se barre en la ranura durante la succión y también se inyecta en la ranura de compresión durante la compresión.

Otro de los atributos del monotornillo es que cuentan con más superficie en las ranuras cerca del extremo de descarga que cerca del centro de la ranura. Este atributo reduce las fugas de la parte de mayor presión de la ranura. Además, el compresor monotornillo posee un sello hidrodinámico, conocido como sello windback o sello de laberinto, que minimiza las fugas entre el extremo de alta presión de la ranura y el volumen situado detrás del tornillo que está a presión de succión.

Figura 2. Principio de operación (arriba) y estrellas rotativas (abajo) del compresor monotornillo Vilter

El compresor monotornillo se puede utilizar en aplicaciones industriales de compresión de gas, aire acondicionado y refrigeración como construcción de grandes frigoríficos y centros de distribución, plantas de procesamiento de alimentos y bebidas, pistas de hielo, fábricas de hielo, barcos pesqueros y en la industria petroquímica.

Evita filtraciones de gas
El compresor monotornillo inundado de aceite tiene dos tipos de sellos: el frontal mecánico estándar o el mecánico triple con capacidad de purga, dependiendo de los requisitos del proceso. La parte estacionaria del sello de carbono se apoya en una película hidrodinámica de aceite sobre el anillo de acoplamiento giratorio que está fijado en el eje. El sello mecánico triple permite conectar a la carcasa varias opciones, incluyendo una purga y un venteo, añadiendo así un amortiguador de seguridad secundario durante el funcionamiento. La incorporación de este sello se muestra en la sección transversal del extremo de gas inundado de aceite.

Doble corredera para mayor flexibilidad
El diseño de doble corredera del compresor monotornillo ofrece el mayor nivel de flexibilidad y optimización del rendimiento de los compresores de tornillo. Las dos correderas se denominan comúnmente corredera de capacidad y corredera de volumen. La primera se mueve desde posiciones del 20 al 100 por ciento del caudal para permitir que el compresor se adapte a los requisitos de caudal del sistema.

Figura 3. Los sistemas equipados con compresores monotornillo Vilter son para aplicaciones
industriales de compresión de gas, aire acondicionado y refrigeración.

Aunque es posible obtener caudales más bajos, no se recomienda, ya que esto reduce la cantidad de aceite que fluye a través del cabezal de gas y provoca un sobrecalentamiento. La corredera de volumen permite situar el puerto de descarga en el lugar óptimo en función de la ubicación de la corredera de capacidad, las propiedades del gas y el inyector. Lo destacable de este diseño de dobles correderas es que funcionan en paralelo y no en serie. Esto significa que no habrá restricciones operativas que reduzcan el rendimiento en cargas parciales como si ocurre con aquellos compresores cuyas correderas en serie podrían ocasionar que una bloquee a las demás y afecte la operación.

Si quieres saber más sobre el tema visita el sitio en línea de Emerson: https://climate.emerson.com

Thalía Sánchez
Ingeniera en Alimentos por la
UNAM, cuenta con un diplomado
en Ventas Estratégicas
por la Universidad Anáhuac.
Actualmente, se desempeña
como ingeniera de Ventas en
Emerson Commercial & Residential
Solutions

 

Roberto Ramírez
Gerente de Ventas del Norte de
América Latina en Cold Chain.

MARZO – ABRIL 2022