Les trampes de vapor mecàniques funcionen considerant la diferència de densitat entre el vapor i el condensat. Passen a través de grans volums de condensat contínuament i són adequades per a una àmplia gamma d'aplicacions de procés. Els tipus inclouen trampes de vapor de flotador i de cubeta invertida.
Trampes de vapor amb flotador de bola (trampes de vapor mecàniques)
Els sifons de flotació funcionen detectant la diferència de densitat entre el vapor i el condensat. En el cas del sifon que es mostra a la imatge de la dreta (un sifon de flotació amb una vàlvula d'aire), el condensat que arriba al sifon fa que el flotador pugi, aixecant la vàlvula del seu seient i provocant la desinflació.
Els sifons moderns utilitzen reixetes reguladores, com es mostra a la foto de la dreta (Sifons flotants amb reixetes reguladores). Això permet que passi l'aire inicial mentre el sifon també gestiona el condensat.
El purgador automàtic utilitza un conjunt de bufeta de pressió equilibrada similar a un purgador de vapor regulador, situat a la zona de vapor per sobre del nivell de condensat.
Quan s'allibera l'aire inicial, roman tancat fins que s'acumulen aire o altres gasos no condensables durant el funcionament convencional i s'obren baixant la temperatura de la barreja d'aire/vapor.
La ventilació del regulador ofereix el benefici afegit de millorar significativament la capacitat de condensació durant les arrencades en fred.
En el passat, si hi havia cops d'ariet al sistema, la ventilació del regulador presentava cert grau de debilitat. Si el cop d'ariet és fort, fins i tot la bola es pot trencar. Tanmateix, en els sifons de flotació moderns, la ventilació pot ser una càpsula compacta i molt resistent d'acer inoxidable, i les tècniques de soldadura modernes que s'utilitzen a la bola fan que tot el flotador sigui molt resistent i fiable en situacions de cops d'ariet.
En alguns aspectes, la trampa termostàtica de flotador és el més semblant a una trampa de vapor perfecta. Independentment de com canviï la pressió del vapor, es descarregarà tan aviat com sigui possible després que es produeixi el condensat.
Avantatges dels sifons de vapor termostàtics de flotador
El sifó descarrega contínuament condensat a temperatura de vapor. Això el converteix en la millor opció per a aplicacions on la taxa de transferència de calor de la superfície escalfada proporcionada és alta.
Gestiona càrregues de condensat grans o lleugeres igualment bé i no es veu afectat per fluctuacions àmplies i inesperades de pressió o cabal.
Sempre que hi hagi un respirador automàtic instal·lat, el sifó pot ventilar aire lliurement.
Per la seva mida, és una capacitat desproporcionada.
La versió amb vàlvula d'alliberament de bloqueig de vapor és l'única trampa totalment adequada per a qualsevol bloqueig de vapor resistent als cops d'ariet.
Desavantatges dels sifons de vapor termostàtics de flotador
Tot i que no són tan susceptibles com les trampes de cubell invertit, les trampes de flotador es poden danyar per canvis de fase violents, i si s'han d'instal·lar en un lloc exposat, el cos principal hauria de quedar endarrerit i/o complementar-se amb un petit sifó de drenatge d'ajust secundari.
Com totes les trampes mecàniques, cal una estructura interna completament diferent per funcionar en un rang de pressió variable. Les trampes dissenyades per funcionar a pressions diferencials més altes tenen orificis més petits per equilibrar la flotabilitat del flotador. Si la trampa se sotmet a una pressió diferencial més alta de l'esperada, es tancarà i no deixarà passar el condensat.
Trampes de vapor de cubell invertit (trampes de vapor mecàniques)
(i) El barril s'enfonsa, fent que la vàlvula s'eixangui del seu seient. El condensat flueix per sota del fons de la galleda, omple la galleda i s'escorre per la sortida.
(ii) L'arribada de vapor fa surar el barril, que després puja i tanca la sortida.
(iii) El sifó roman tancat fins que el vapor de la galleda es condensa o fa bombolles a través del forat de ventilació fins a la part superior del cos del sifó. Aleshores s'enfonsa, arrencant la major part de la vàlvula del seu seient. El condensat acumulat es drena i el cicle és continu.
En (ii), l'aire que arriba al sifó a l'arrencada proporcionarà flotabilitat a la cubeta i tancarà la vàlvula. La ventilació de la cubeta és important per permetre que l'aire s'escapi a la part superior del sifó per a la seva eventual descàrrega a través de la majoria dels seients de la vàlvula. Amb forats petits i diferencials de pressió petits, els sifons són relativament lents a l'hora de ventilar l'aire. Al mateix temps, ha de passar a través (i per tant malgastar) una certa quantitat de vapor perquè el sifó funcioni després que l'aire s'hagi netejat. Les ventilacions paral·leles instal·lades fora del sifó redueixen el temps d'arrencada.
Avantatges deTrampes de vapor de cubell invertit
El purgador de vapor de cubeta invertida es va crear per resistir alta pressió.
Una mena d'esquer de vapor termostàtic flotant, és molt tolerant a les condicions de cop d'ariet.
Es pot utilitzar a la línia de vapor sobreescalfat, afegint una vàlvula antiretorn a la ranura.
El mode de fallada de vegades és obert, per la qual cosa és més segur per a aplicacions que requereixen aquesta funcionalitat, com ara el drenatge de la turbina.
Desavantatges dels sifons de vapor de cubell invertit
La petita mida de l'obertura a la part superior de la galleda significa que aquesta trampa només ventilarà l'aire molt lentament. L'obertura no es pot ampliar, ja que el vapor passarà massa ràpidament durant el funcionament normal.
Hi hauria d'haver prou aigua al cos del sifó per actuar com a segellat al voltant de la vora de la galleda. Si el sifó perd el segellat d'aigua, es malgasta vapor a través de la vàlvula de sortida. Això pot passar sovint en aplicacions on hi ha una caiguda sobtada de la pressió del vapor, cosa que fa que part del condensat del cos del sifó es "transformi" en vapor. El canó perd flotabilitat i s'enfonsa, permetent que passi vapor fresc pels forats de drenatge. Només quan arriba prou condensat al sifó de vapor, es pot tornar a segellar amb aigua per evitar el malbaratament de vapor.
Si s'utilitza un sifó de cubell invertit en una aplicació on s'esperen fluctuacions de pressió de la planta, s'ha d'instal·lar una vàlvula antiretorn a la línia d'entrada abans del sifó. El vapor i l'aigua poden fluir lliurement en la direcció indicada, mentre que el flux invers és impossible perquè la vàlvula antiretorn està pressionada contra el seu seient.
L'alta temperatura del vapor sobreescalfat pot fer que un sifó de cubell invertit perdi el seu segellat d'aigua. En aquests casos, s'ha de considerar essencial una vàlvula antiretorn que precedeixi el sifó. Molt pocs sifons de cubell invertit es fabriquen amb una "vàlvula antiretorn" integrada de sèrie.
Si un sifó de cubell invertit es deixa exposat a temperatures properes a zero, es pot danyar per un canvi de fase. Igual que amb els diferents tipus de sifons mecànics, un aïllament adequat superarà aquest inconvenient si les condicions no són massa dures. Si les condicions ambientals previstes són molt inferiors a zero, hi ha molts sifons potents que s'han de considerar acuradament per fer la feina. En el cas d'un desguàs principal, un sifon termodinàmic seria la primera opció.
Igual que el sifó de flotació, l'obertura del sifó de cubell invertit està dissenyada per adaptar-se al diferencial de pressió màxim. Si el sifó se sotmet a una pressió diferencial més alta de l'esperada, es tancarà i no deixarà passar el condensat. Disponible en una gamma de mides d'orifici per cobrir una àmplia gamma de pressions.
Data de publicació: 01-09-2023