Compressori alternativi
Compressori alternativi: sono macchine a flusso intermittente, volumetriche,
nelle quali l’elemento che effettua le fasi della compressione è un pistone avente
un moto alternato all’interno di un cilindro.
Cilindri a semplice effetto: sono quelli nei quali la compressione ha luogo solamente
in una delle due corse che effettua in un giro.
Cilindri a doppio effetto: sono quelli nei quali la compressione ha luogo in
entrambe le corse che effettua in un giro.
Spostamento volumetrico: in un compressore alternativo è il volume netto spostato
dal pistone nella sua corsa, per unità di tempo (espresso ad esempio in
m3/min, oppure m3/ h, L /min, cfm, secondo la grandezza della macchina e alla
convenienza di utilizzare numeri facili da gestire).
Pressione massima ammissibile o di progetto: è la pressione massima alla
quale la macchina può lavorare continuamente, per la quale la macchina è stata
progettata dal costruttore (quindi ogni suo componente soggetto a pressione)
quando lavora con un determinato gas e a determinate condizioni di esercizio.
Pressione nominale di mandata: è la pressione di esercizio più alta richiesta
per soddisfare le richieste specificate dall’utilizzatore. È sempre inferiore alla
pressione massima ammissibile di esercizio, di solito del 10% o di circa 1 bar, in
modo da lasciare un certo margine per le valvole di sicurezza o di sfiato.
Valore di intervento della valvola di sfiato: dato che spesso le macchine operano
a pressioni superiori alla pressione di mandata nominale per evitare di superare
la pressione massima ammissibile di esercizio (o di progetto) o limiti inferiori
per un certo cilindro, si ricorre ad un’apposita valvola che si apre allorché si
raggiunge il valore limite di pressione e poi si richiude se la pressione dovesse
diminuire.
Velocità massima ammissibile o di progetto: è la velocità massima, secondo il
progetto, alla quale la macchina può operare in modo continuo.
Velocità nominale: è la velocità più elevata idonea a soddisfare le richieste specificate
dall’utilizzatore; può essere uguale , ma mai superiore alla velocità massima
di progetto.
Velocità di blocco: è la velocità alla quale intervengono i sistemi di sovravelocità
per fermare la macchina. Normalmente tale valore è fissato al 110% della
velocità nominale.
Potenza nominale: è la potenza continua richiesta per trainare ed operare il
compressore alla sua velocità nominale ed alle sue condizioni di temperatura e
pressione stabilite. In genere, trattasi di potenza all’albero del compressore e
non include le perdite dovute al rendimento del motore o alla trasmissione.
Raffreddamento ad aria: si intende il raffreddamento dei cilindri che normalmente
avviene mediante alette sulla testa o lungo il corpo del cilindro.
Raffreddamento ad acqua: si intende il raffreddamento che si effettua mediante
acqua che scorre continuamente nelle camicie dei cilindri.
Compressori con testa a croce: macchine, di tipo lento, che hanno la biella
attaccata non direttamente al pistone, ma ad un elemento snodato di collegamento,
detto testa- croce, provvisto di un pattino che scorre su una corrispondente
guida, applicata all’incastellatura, alla quale trasmette la componente trasversale
della spinta.
Lo scopo del testa a croce è quello di reagire alla componente, normale all’asse
del pistone, della forza trasmessa dalla biella al pistone e viceversa.
Spazio nocivo: è il volume facente parte della camera di compressione, nella
quale rimane il gas compresso, ma non espulso nella fase di mandata.
Rapporto di compressione: è il rapporto tra la pressione assoluta di mandata e
la pressione assoluta di aspirazione.
Nei compressori alternativi l’incremento di pressione si raggiunge mediante la
riduzione del volume, in cui è racchiuso il gas.
Tali compressori sono quelli maggiormente utilizzati al mondo e sono quelli che
presentano la maggior varietà e grandezza, che varia da frazioni di kW a oltre
10.000 kW con pressioni che variano da un basso vuoto in aspirazione ad oltre
4.000 bar in mandata di alcuni compressori di processo.
Come già detto, una caratteristica comune a tutti i compressori volumetrici è che
il compressore alternativo è una macchina che si può definire a “volume costante
e pressione variabile”.
I compressori alternativi sono ancor oggi le macchine più efficienti per la maggior
parte delle applicazioni. Possono essere dotati di sistemi di controllo della
portata in modo da mantenere una buona efficienza anche a carichi parziali
ovvero con portata ridotta.
Possono, in generale, trattare quasi tutti i gas purché, in qualche caso estremo,
si risolva il problema della corrosione.
Normalmente i cilindri vengono lubrificati, sebbene siano disponibili anche macchine
non lubrificate.
Dato che nel compressore alternativo agiscono notevoli forze d’inerzia (dovute
ai pistoni ed altre parti rotanti che presentano un’imperfetta equilibratura) vi
sono sempre delle vibrazioni; è pertanto necessario provvedere ad una buona
installazione, tale che provveda a smorzare le vibrazioni e non le trasmetta altrove.
Le installazioni possono essere anche all’aperto, anche se per lo più sono
all’interno di stabilimenti.
Il gas che essi trattano dovrebbe essere pulito ed è per questo che di regola vi
sono dei filtri in aspirazione. Tali filtri non possono trattenere in modo soddisfacente
i liquidi che dovessero essere nel gas, benché i vapori non siano un problema,
purché la loro condensazione non avvenga nel cilindro. I liquidi tendono
a contrastare i benefici della lubrificazione e causano un’eccessiva usura.
Dato che il flusso è intermittente o di tipo pulsante, talvolta è necessario installare
degli smorzatori di pulsazione.