Principio de funcionamiento importante del compresor de tornillo

Los componentes principales del funcionamiento de un compresor de tornillo consisten en un par de rotores helicoidales macho y hembra acoplados dentro del cilindro. Ambos rotores presentan múltiples ranuras cóncavas en los dientes y giran a alta velocidad en direcciones opuestas durante el funcionamiento. La holgura entre los rotores y entre los rotores y la pared interna de la carcasa es de solo 5 a 10 milésimas de pulgada (0.05 a 0.10 milímetros), lo que garantiza la integridad del sellado en el proceso de compresión de gas.

En cuanto al sistema de accionamiento, el rotor principal (también conocido como rotor macho o convexo) normalmente es accionado por un motor eléctrico (aunque existen configuraciones accionadas por motor en algunas aplicaciones). La transmisión de potencia al rotor secundario (también conocido como rotor hembra o cóncavo) se logra principalmente mediante dos métodos: accionamiento flexible a través de una película de aceite formada por la inyección de aceite, o transmisión rígida mediante engranajes sincrónicos ubicados en los extremos de ambos rotores. Ambos métodos de accionamiento garantizan que no haya contacto directo metal-metal durante el funcionamiento de los rotores (en teoría), reduciendo eficazmente el desgaste y mejorando la estabilidad operativa.

El caudal de descarga (flujo) y la presión de descarga del compresor están determinados principalmente por los parámetros estructurales de los rotores: rotores más largos mejoran la capacidad de generación de presión durante la carrera de compresión, lo que resulta en una presión de descarga más alta; diámetros de rotor más grandes aumentan el volumen de gas por ciclo de admisión, conduciendo a un mayor caudal de descarga.

El ciclo de operación sigue la secuencia «admisión – compresión – descarga», detallado como sigue: Cuando la cavidad del diente del rotor helicoidal gira hasta la posición del puerto de admisión, su volumen se expande gradualmente. El gas ambiente es aspirado por la diferencia de presión y llena la cavidad. A medida que el rotor continúa girando, la cavidad llena de gas queda sellada por la pared de la carcasa, formando una cámara de compresión independiente. En este momento, se inyecta aceite lubricante en la cámara a alta presión, cumpliendo simultáneamente las tres funciones de sellado, enfriamiento y lubricación. La rotación continua del rotor provoca que el volumen de la cámara de compresión disminuya progresivamente, comprimiendo gradualmente la mezcla de aceite y gas (una combinación de aceite lubricante y gas) dentro de la cámara, lo que resulta en un aumento sostenido de la presión. Cuando la cámara de compresión gira hasta alinearse con el puerto de descarga, la mezcla de aceite y gas a alta presión es expulsada del compresor bajo presión, completando así un ciclo de trabajo completo.

El funcionamiento estable de los rotores está respaldado por un sistema de rodamientos que reduce la fricción: los rodamientos se fijan y posicionan mediante tapas extremas cerca de los extremos del eje. El extremo de entrada emplea normalmente rodamientos de rodillos, que soportan principalmente cargas radiales; el extremo de descarga incorpora un par de rodamientos cónicos opuestos. Estos rodamientos desempeñan una doble función: actúan como rodamientos axiales para contrarrestar el empuje axial generado durante el funcionamiento del rotor, al tiempo que también soportan cargas radiales. Simultáneamente, proporcionan el mínimo juego axial necesario para el movimiento del rotor, garantizando un funcionamiento preciso dentro de los límites especificados.

Cabe destacar que, a medida que el rotor gira continuamente, cada par de ranuras dentadas engranadas repite secuencialmente el proceso de «admisión—compresión—escape». Los ciclos de trabajo de múltiples ranuras dentadas se entrelazan y alternan de forma continua, permitiendo que el compresor entregue una salida de gas constante y estable.