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Os compressores de ar de parafuso rotativo são amplamente utilizados onde é necessário um fornecimento contínuo e fiável de ar comprimido. Em comparação com os compressores alternativos, os compressores de parafuso fornecem ar através de um processo de compressão rotativa contínua, o que os torna adequados para construção, mineração, perfuração, manutenção de infraestruturas e outras operações exigentes em campo.
No coração do sistema está o bloco de compressão (airend), que contém dois rotores helicoidais fabricados com precisão. À medida que estes rotores giram, o ar é aspirado para o compressor, retido entre os perfis dos rotores, comprimido progressivamente e fornecido à pressão exigida.
Compreender este processo ajuda os compradores a avaliar a capacidade do compressor, a eficiência, a pressão de funcionamento e a adequação para diferentes aplicações.
Um compressor de parafuso rotativo é um compressor de deslocamento positivo.
Em vez de utilizar pistões a moverem-se para cima e para baixo dentro de cilindros, utiliza dois rotores helicoidais entrelaçados que giram continuamente dentro de uma carcaça.
O processo básico é:
Ar Ambiente
↓
Aspiração de Ar
↓
Rotores de Parafuso Duplo
↓
Diminuição do Volume de Ar
↓
Aumento da Pressão
↓
Saída de Ar Comprimido
Este processo rotativo contínuo produz um fornecimento relativamente estável de ar comprimido.
O bloco de compressão é o componente central de compressão.
No seu interior existem dois rotores:
Os seus perfis são concebidos para se entrelaçarem de forma estreita sem permitir fugas significativas de ar.
À medida que giram, os espaços entre os rotores e a carcaça capturam o ar de entrada e deslocam-no ao longo do comprimento do bloco de compressão.
O volume disponível torna-se progressivamente menor, provocando o aumento da pressão do ar.
O ar ambiente entra através do sistema de aspiração.
Antes de entrar no bloco de compressão, passa normalmente por um filtro de ar para remover poeira e outros contaminantes.
Isto é particularmente importante para compressores que operam em:
O ar de aspiração limpo ajuda a proteger o bloco de compressão e o motor.
À medida que os rotores giram, o ar fica retido em cavidades formadas entre:
O ar retido é depois transportado ao longo do eixo dos rotores.
Com a continuação da rotação, o espaço disponível que contém o ar retido torna-se menor.
A redução do volume aumenta a pressão do ar.
Ao contrário de um compressor alternativo, isto acontece de forma contínua e não através de cursos de compressão separados do pistão.
Quando o ar comprimido atinge a zona de descarga projetada, sai do bloco de compressão e passa pelo sistema de gestão de ar a jusante do compressor.
O resultado é um fornecimento contínuo de ar comprimido para o equipamento conectado.
A maioria dos compressores de parafuso a diesel portáteis utilizados na construção, mineração e perfuração são compressores de parafuso rotativo com injeção de óleo.
O óleo desempenha várias funções importantes no interior do bloco de compressão.
Reduz a fricção e o desgaste entre os componentes móveis.
A compressão gera calor. O óleo absorve parte deste calor e ajuda a controlar a temperatura de funcionamento.
O óleo ajuda a vedar pequenas folgas entre os rotores e a carcaça, reduzindo as fugas internas de ar.
Estas funções ajudam o compressor a manter um funcionamento fiável durante longos períodos de trabalho.
Num compressor com injeção de óleo, o ar comprimido que sai do bloco de compressão contém óleo.
A mistura ar-óleo entra, por isso, num sistema separador.
O processo pode ser simplificado da seguinte forma:
Ar + Óleo
↓
Tanque Separador
↓
Separação do Óleo
↙ ↘
Óleo Ar Comprimido
↓ ↓
Arrefecimento Saída de Ar
↓
Retorno ao Sistema
A maior parte do óleo é recuperada e recirculada de volta para o sistema do compressor.
Um elemento separador remove a névoa de óleo restante antes de o ar comprimido chegar à saída.
A compressão do ar gera uma quantidade considerável de calor.
Por isso, um compressor de parafuso portátil necessita de um sistema de arrefecimento eficaz.
Dependendo do projeto, o sistema pode incluir:
Um arrefecimento adequado protege:
O desempenho de arrefecimento torna-se particularmente importante quando os compressores funcionam de forma contínua em ambientes quentes ou poeirentos.
Num compressor de parafuso a diesel portátil, o motor a diesel fornece a potência mecânica necessária para fazer girar o bloco de compressão.
O percurso da potência é essencialmente:
Combustível Diesel
↓
Motor a Diesel
↓
Rotação Mecânica
↓
Bloco de Parafuso
↓
Ar Comprimido
O motor e o bloco de compressão devem estar devidamente combinados.
Se uma aplicação exigir um maior fluxo de ar ou uma pressão mais elevada, o compressor necessita geralmente de mais potência mecânica por parte do motor.
Duas das especificações mais importantes para um compressor de ar portátil são o CFM e a pressão de trabalho.
O CFM (pés cúbicos por minuto) descreve a quantidade de ar que o compressor consegue fornecer.
Equipamentos com maior procura de ar exigem um CFM superior.
Aplicações típicas incluem:
A pressão de trabalho indica a pressão à qual o ar comprimido é fornecido, expressa habitualmente em:
Diferentes ferramentas e sistemas de perfuração exigem diferentes pressões de funcionamento.
Por isso, um compressor não deve ser selecionado apenas com base no CFM.
Fluxo de ar necessário + pressão necessária = a base para a seleção do compressor.
A procura de ar raramente é constante.
Quando o equipamento conectado necessita de menos ar comprimido, o compressor tem de responder, em vez de produzir continuamente o fluxo de ar máximo de forma desnecessária.
Dependendo do projeto do compressor, o controlo da capacidade pode envolver:
O objetivo é aproximar a saída do compressor à procura real de ar.
Isto pode melhorar:
Uma das grandes vantagens da tecnologia de parafuso rotativo é o seu processo de compressão contínua.
Em comparação com a compressão por pistão, os compressores de parafuso fornecem geralmente:
Estas características tornam-nos particularmente úteis quando o equipamento pneumático funciona durante longos períodos.
Para aplicações remotas em campo, o bloco de parafuso é frequentemente combinado com um motor a diesel e um chassis montado em reboque.
Isto cria um sistema de ar comprimido autónomo que não necessita de alimentação elétrica externa.
Configuração típica:
MOTOR A DIESEL
+
BLOCO DE PARAFUSO
+
SEPARAÇÃO AR/ÓLEO
+
SISTEMA DE ARREFECIMENTO
+
SISTEMA DE CONTROLO
+
CHASSIS DE REBOQUE
↓
AR COMPRIMIDO MÓVEL
Esta configuração permite transportar o compressor entre diferentes locais de trabalho.
O ar comprimido pode apoiar:
O fluxo de ar contínuo e a mobilidade são particularmente importantes ao trabalhar em locais amplos.
Os compressores portáteis podem alimentar:
As configurações montadas em reboque permitem deslocar o equipamento à medida que a construção avança.
As aplicações de perfuração podem exigir um fluxo de ar e pressão consideráveis para:
O compressor deve ser cuidadosamente adaptado ao sistema de perfuração.
O ar comprimido portátil pode apoiar a manutenção de estradas, pontes, condutas e serviços públicos onde não existe infraestrutura permanente de ar comprimido.
Um compressor de parafuso a diesel completo inclui tipicamente:
| Componente | Função principal |
| Motor a Diesel | Fornece potência mecânica |
| Bloco de Parafuso | Comprime o ar de entrada |
| Filtro de Aspiração de Ar | Protege o sistema contra contaminantes |
| Válvula de Aspiração | Controla o fluxo de ar de entrada |
| Separador Ar/Óleo | Separa o lubrificante do ar comprimido |
| Arrefecedor de Óleo | Remove o calor da compressão |
| Sistema de Controlo | Monitoriza e regula o funcionamento |
| Chassis de Reboque | Proporciona mobilidade em campo |
O desempenho fiável do compressor depende destes componentes trabalharem como um sistema integrado.
Ao comparar compressores de parafuso a diesel portáteis, os compradores devem olhar para além da marca do motor ou do CFM máximo.
Os fatores importantes incluem:
Procura de ar — De quanto CFM a aplicação necessita realmente?
Pressão de trabalho — Que pressão deve ser mantida na ferramenta ou no equipamento de perfuração?
Ciclo de trabalho — O compressor vai funcionar de forma intermitente ou contínua?
Ambiente — Vai operar em condições de calor, poeira, altitude ou clima severo?
Mobilidade — Com que frequência o compressor será deslocado entre locais?
Facilidade de manutenção — Os filtros, separadores, arrefecedores e outros pontos de manutenção são de acesso fácil?
Estes fatores determinam se o compressor é verdadeiramente adequado para a aplicação.
Um compressor de ar de parafuso rotativo funciona retendo o ar entre dois rotores helicoidais em rotação e reduzindo progressivamente o volume disponível até o ar atingir a pressão exigida.
Nos compressores industriais portáteis, o bloco de parafuso trabalha em conjunto com um motor a diesel, sistema de lubrificação, separador ar-óleo, sistema de arrefecimento e controlos para fornecer uma fonte contínua de ar comprimido.
Esta tecnologia é particularmente adequada para a mineração, construção, perfuração e operações remotas em campo, onde o fluxo de ar contínuo, a mobilidade e o funcionamento independente são importantes.
Compreender como o sistema funciona também torna muito mais fácil avaliar as duas próximas especificações: o CFM e a pressão de trabalho.
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