Els purgadors de vapor mecànics funcionen tenint en compte la diferència de densitat entre el vapor i el condensat. Passaran a través de grans volums de condensat contínuament i són adequats per a una àmplia gamma d'aplicacions de procés. Els tipus inclouen trampes de vapor de flotador i cub invertit.

Purgadors de vapor de flotador de boles (purges de vapor mecànics)

Les trampes de flotador funcionen detectant la diferència de densitat entre el vapor i el condensat. En el cas de la trampa que es mostra a la imatge de la dreta (una trampa de flotador amb vàlvula d'aire), el condensat que arriba a la trampa fa que el flotador s'aixequi, aixecant la vàlvula del seu seient i provocant el desinflat.

Les trampes modernes utilitzen ventilacions reguladores, tal com es mostra a la foto de la dreta (trampes flotants amb ventilacions reguladores). Això permet que l'aire inicial passi mentre que la trampa també gestiona el condensat.

La ventilació automàtica utilitza un conjunt de bufeta de pressió equilibrada similar a una trampa de vapor reguladora, situat a la zona de vapor per sobre del nivell de condensat.

Quan s'allibera l'aire inicial, roman tancat fins que l'aire o altres gasos no condensables s'acumulen durant el funcionament convencional i s'obren baixant la temperatura de la mescla aire/vapor.

La ventilació del regulador ofereix l'avantatge addicional de millorar significativament la capacitat de condensació durant els arrencades en fred.

En el passat, si hi havia cop d'ariet al sistema, la ventilació del regulador tenia un cert grau de debilitat. Si el cop d'ariet és sever, fins i tot la pilota es pot trencar. Tanmateix, a les trampes de flotador modernes, la ventilació pot ser una càpsula compacta i molt resistent, totalment d'acer inoxidable, i les tècniques modernes de soldadura utilitzades a la bola fan que el flotador sencer sigui molt fort i fiable en situacions de cop d'ariet.

En alguns aspectes, la trampa termostàtica de flotador és el més semblant a una trampa de vapor perfecta. No importa com canviï la pressió del vapor, es descarregarà tan aviat com sigui possible després que es produeixi el condensat.

Avantatges de les trampes de vapor termostàtiques flotants

La trampa descarrega contínuament el condensat a la temperatura del vapor. Això el converteix en l'opció principal per a aplicacions on la velocitat de transferència de calor de la superfície escalfada proporcionada és alta.

Gestiona igualment bé càrregues de condensat grans o lleugeres i no es veu afectat per fluctuacions àmplies i inesperades de pressió o cabal.

Sempre que s'instal·li una ventilació automàtica, la trampa és lliure de ventilar l'aire.

Per la seva mida, aquesta és una capacitat enorme.

La versió amb vàlvula d'alliberament de tancament de vapor és l'únic parany totalment adequat per a qualsevol bloqueig de vapor que sigui resistent als cops d'ariete.

Inconvenients de les trampes de vapor termostàtiques flotants

Tot i que no són tan susceptibles com les trampes de cubeta invertida, les trampes de flotador es poden danyar per canvis de fase violents i, si s'instal·len en un lloc exposat, el cos principal hauria de quedar-se endarrerit i/o complementar-se amb un petit sifon de drenatge d'ajust secundari.

Com totes les trampes mecàniques, es requereix 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 està sotmesa a una pressió diferencial superior a l'esperada, es tancarà i no passarà el condensat.

Purgadors de vapor de galleda invertida (purges de vapor mecànics)

(i) El canó s'enfonsa, traient la vàlvula del seu seient. El condensat flueix sota la part inferior de la galleda, omple la galleda i s'escapa per la sortida.

(ii) L'arribada del vapor fa flotar el barril, que després puja i tanca la sortida.

(iii) La trampa roman tancada fins que el vapor de la galleda es condensa o fa bombolles pel forat de ventilació fins a la part superior del cos de la trampa. Aleshores s'enfonsa, traient la major part de la vàlvula del seu seient. El condensat acumulat es drena i el cicle és continu.

A (ii), l'aire que arriba al parany a l'engegada proporcionarà flotabilitat a la galleda i tancarà la vàlvula. La ventilació de la galleda és important perquè l'aire s'escapi a la part superior de la trampa per a una eventual descàrrega a través de la majoria dels seients de la vàlvula. Amb forats petits i diferencials de pressió petits, les trampes són relativament lentes a l'hora de ventilar l'aire. Al mateix temps, hauria de passar (i, per tant, malbaratar) una certa quantitat de vapor perquè la trampa funcioni després de netejar l'aire. Les ventilacions paral·leles instal·lades fora de la trampa redueixen el temps d'arrencada.

Avantatges dePurgadors de vapor de galleda invertida

El purgador de vapor de galleda invertida es va crear per resistir l'alta pressió.

Com un 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 de retenció a la ranura.

El mode de fallada de vegades està obert, de manera que és més segur per a aplicacions que requereixen aquesta funcionalitat, com ara el drenatge de la turbina.

Desavantatges dels purgadors de vapor de cubeta invertida

La petita mida de l'obertura a la part superior de la galleda fa 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 de la trampa per actuar com a segell al voltant de la vora de la galleda. Si la trampa perd el seu segell d'aigua, el vapor es desaprofita a través de la vàlvula de sortida. Això sovint es pot produir en aplicacions en què hi ha una caiguda sobtada de la pressió del vapor, provocant que part del condensat del cos de la trampa "incendi" en vapor. El barril perd flotabilitat i s'enfonsa, permetent que el vapor fresc passi pels forats de plorar. Només quan arriba prou condensat al purgador de vapor es pot tornar a segellar l'aigua per evitar el malbaratament de vapor.

Si s'utilitza una trampa de galleda invertida en una aplicació on s'esperen fluctuacions de pressió de la planta, s'ha d'instal·lar una vàlvula de retenció a la línia d'entrada abans de la trampa. El vapor i l'aigua poden fluir lliurement en la direcció indicada, mentre que el flux invers és impossible perquè la vàlvula de retenció està pressionada contra el seu seient.

L'alta temperatura del vapor sobreescalfat pot fer que una trampa de galleda invertida perdi el seu segell d'aigua. En aquests casos, s'ha de considerar essencial una vàlvula de retenció que precedeixi la trampa. Molt poques trampes de cub invertit es fabriquen amb una "vàlvula de retenció" integrada de sèrie.

Si una trampa de galleda invertida es deixa exposada a prop de zero, es pot danyar per un canvi de fase. Igual que amb els diferents tipus de trampes mecàniques, un aïllament adequat superarà aquesta mancança si les condicions no són massa dures. Si les condicions ambientals esperades són molt per sota de zero, hi ha moltes trampes potents que s'han de tenir en compte per fer la feina. En el cas d'un desguàs principal, una trampa termodinàmica seria l'opció principal.

Igual que la trampa de flotador, l'obertura de la trampa de galleda invertida està dissenyada per acomodar el màxim diferencial de pressió. Si la trampa està sotmesa a una pressió diferencial superior a l'esperada, es tancarà i no passarà el condensat. Disponible en una gamma de mides d'orifici per cobrir una àmplia gamma de pressions.