El compresor de membrana es una excelente opción cuando se busca realizar una compresión hermética del medio de trabajo y donde es inaceptable la presencia de impurezas en el medio. El medio de trabajo no entra en contacto con el pistón o los anillos del pistón, que habitualemente se usan para crear un desplazamiento en los compresores tradicionales. No poseen las juntas dinámicas, es totalmente imposible que se produzca la contaminación por aceite hidráulico (que regla general se utiliza para juntar los anillos de pistón en los compresores de pistón y de tornillo), por lo que este tipo de compresor es verdaderamente muy hermético. Los compresores de membrana pueden tener un diseño vertical y horizontal, y realizar compresión en múltiples etapas.
La compresión de membrana de alta pureza se logra gracias a la aislación del fluido hidráulico pulsante y del medio de trabajo a través de membranas metálicas y varias juntas estáticas. El movimiento de avance y retroceso del pistón actúa sobre la cámara con aceite hidráulico de alta presión a través de cavidades fijas, lo que permite a las membranas comprimir y bombear el medio de trabajo. Este tipo de compresor representa una variante de compresores de pistón, por eso su mecanismo es igual al de las bombas de émbolo y de pistón.
Los compresores de membrana en la fase de aspiración pueden operar con varias presiones, compenzando con la presión ambiente (atmosférica), y en la fase de descarga proporcionar la presión de hasta 60,000 psig.
Los compresores de membrana son ideales para la compresión de todos los gases sin fugas o contaminación de gas. Entre las ventajas del tratamiento de gas con ayuda de este tipo de compresores se puede nombrar la ultra alta calidad de purificación de gas sin fugas, es lo que difiere los compresores de membrana de los compresores de pistón y de tornillo. En máquinas de pistón y de tornillo pueden producirse fugas alrededor de los anillos del pistón, lo que lleva a la contaminación del gas tecnológico por el aceite hidráulico.
Este tipo de compresor es ideal para la compresión de gases tóxicos o potencialmente volátiles, tales como el hidrógeno, ya que los compresores de membrana son herméticos al ambiente externo y como resultado presentan un muy bajo nivel de fugas, aproximadamente en el rango de 10-4 mbar / seg.
El gas se comprime a través del uso de diafragmas vibrantes tipo sándwich, que se ponen en movimiento por la presión hidráulica generada por el pistón. Los compresores de mambrana pueden operar a velocidades de entre 250 y 720 revoluciones por minuto, dependiendo del tamaño. El gas se suministra a través de la válvula de aspiración y se comprime en el espacio de gas, luego pasa a la válvula de salida. Puede haber varios etapas de compresión, como en la mayoría de los compresores, las proporciones de presión en el compresor de membrana puede ser de 1 a 20. Esto hace posible lograr que la presión de salida sea de aproximadamente hasta 3000 bar, con limitación de temperatura máxima permitida en la etapa de salida.
Lo que hace únicos a los compresores de membrana es el hecho de que la compresión, que en otro tipo de compresores requeriría de 3 a 5 etapas, en éstos (los de membrana) requiere sólo un o dos etapas.
Los compresores de este tipo son ideales para uso con varios fines en laboratorios, así como para instalaciones experimentales y uso en esfera industrial, donde es necesario el bajo consumo de medios de trabajo.
Estos dispositivos pueden ser utilizados para la prueba y calibración de dispositivos críticos, tales como componentes de los sistemas antimisiles, donde será difícil o incluso imposible reallizar la prueba de presión hidráulica y calibración. Los compresores son apropiados para la aspiración en condiciones de la presión que cambia constante o incesantemente hasta en las condiciones de la presión máxima permitida en la fase de descarga.
Campo de aplicación típico de compresores de membrana incluye:
Los compresores de membrana se usan en industria alimentaria, farmacéutica y nuclear.
Áreas de aplicación:
Los compresores de membrana operan con gases sintéticos de composición diferente en los equipos de química para pruebas, donde diseñan y hacen pruebas de nuevos aditivos. La compresión del gas sintético es posible desde el bajo nivel de presión en el lado de succión hasta la presión apta para trabajo, como de 200 bar, por ejemplo.
Uno de los posibles usos del compresor de membrana de dos etapas es la compresión del hidrógeno suministrado desde la fuente de H2 hasta la presión amortiguadora que es aproximadamente en 100-150 bar mayor que la respectiva presión de llenado. Dependiendo de área de aplicación, la presión de llenado puede ser de 350 a 700bar.
Ultimamente, los compresores de membrana se usan en los trabajos con gas en las pilas de combustible y en la captura de gases de efecto invernadero.
Aplicación típica de compresores con membranas metálicas:
Aplicación típica de compresores con membranas de PTFE:
Cuando los compresores están en funcionamiento, hace falta prestar una especial atención a que en un medio compresible no haya impurezas de partículas sólidas que pueden afectar negativamente a la vida útil de membranas.
Los compresores de membrana sin destinados también a la compresión del aire atmosférico para su almacenamiento o uso inmediato. Las membranas pueden ser de caucho o de silicona.
Los compresores de membrana tienen una amplia gama de posibles usos, existen modelos pequeños con capacidad de 1/8 caballos de fuerza, capaces de producir 50 PSI, y compresores industriales de gas que pueden operar con presión menos estable, de hasta 6000 PSI. El compresor de membrana es particularmente apropiado para ser aplicado en esferas creativas, tales aficiones, como por ejemplo aerografía, así como para la compresión de gases tóxicos o explosivos debido a que la fuerza de fricción de metal con metal se reduce al mínimo.
Compresores y sopladores
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