Os purgadores de vapor mecánicos funcionan tendo en conta a diferenza de densidade entre o vapor e o condensado. Pasarán a través de grandes volumes de condensado de forma continua e son axeitados para unha ampla gama de aplicacións de procesos. Os tipos inclúen trampas de vapor flotantes e de balde invertido.

Purgadores de vapor con flotador de bola (Trampas de vapor mecánicas)

As trampas flotantes funcionan detectando a diferenza de densidade entre o vapor e o condensado. No caso da trampa que se mostra na imaxe da dereita (unha trampa de flotador con válvula de aire), o condensado que chega á trampa fai que o flotador se eleve, levantando a válvula do seu asento e provocando o desinflado.

As trampas modernas usan ventilacións reguladoras, como se mostra na foto da dereita (Trampas flotantes con ventilacións reguladoras). Isto permite que o aire inicial pase mentres a trampa tamén manexa o condensado.

A ventilación automática usa un conxunto de vexiga de presión equilibrada semellante a un purgador de vapor regulador, situado na zona de vapor por riba do nivel de condensado.

Cando se libera o aire inicial, permanece pechado ata que durante o funcionamento convencional se acumula aire ou outros gases non condensables e ábrense baixando a temperatura da mestura aire/vapor.

A ventilación do regulador ofrece o beneficio adicional de mellorar significativamente a capacidade de condensación durante os arranques en frío.

No pasado, se había un golpe de ariete no sistema, a ventilación do regulador tiña certo grao de debilidade. Se o golpe de ariete é severo, incluso a pelota pode romperse. Non obstante, nas trampas de flotador modernas, a ventilación pode ser unha cápsula compacta e moi forte de aceiro inoxidable, e as técnicas modernas de soldadura usadas na bola fan que todo o flotador sexa moi forte e fiable en situacións de golpe de ariete.

Nalgúns aspectos, a trampa termostática flotante é o máis parecido a unha trampa de vapor perfecta. Non importa como cambie a presión do vapor, será descargado o antes posible despois de que se produza o condensado.

Vantaxes dos purgadores de vapor termostáticos flotantes

A trampa descarga continuamente o condensado a temperatura do vapor. Isto convérteo na opción principal para aplicacións nas que a taxa de transferencia de calor da superficie quentada proporcionada é alta.

Manexa igualmente ben cargas de condensado grandes ou leves e non se ve afectado por flutuacións amplas e inesperadas de presión ou caudal.

Sempre que estea instalada unha ventilación automática, a trampa é libre para ventilar o aire.

Polo seu tamaño, esa é unha capacidade descomunal.

A versión con válvula de liberación de bloqueo de vapor é a única trampa totalmente adecuada para calquera bloqueo de vapor resistente ao golpe de ariete.

Desvantaxes dos purgadores de vapor termostáticos flotantes

Aínda que non son tan susceptibles como as trampas de balde invertidas, as trampas de flotador poden danarse por cambios de fase violentos e, se se instalan nun lugar exposto, o corpo principal debería estar atrasado e/ou complementarse cunha pequena trampa de drenaxe de axuste secundario.

Como todas as trampas mecánicas, é necesaria unha estrutura interna completamente diferente para operar nun rango de presión variable. As trampas deseñadas para funcionar a presións diferenciais máis altas teñen orificios máis pequenos para equilibrar a flotabilidade do flotador. Se a trampa está sometida a unha presión diferencial superior á esperada, pecharase e non pasará o condensado.

Purgadores de vapor de balde invertido (Trampas de vapor mecánicas)

(i) O barril flágase, tirando a válvula do seu asento. O condensado flúe por debaixo do fondo do balde, enche o balde e drena pola saída.

(ii) A chegada do vapor fai flotar o barril, que logo sobe e pecha a saída.

(iii) A trampa permanece pechada ata que o vapor do balde se condense ou burbulle polo orificio de ventilación ata a parte superior do corpo da trampa. Logo afúndese, tirando a maior parte da válvula do seu asento. O condensado acumulado é drenado e o ciclo é continuo.

En (ii), o aire que chega á trampa ao arrancar proporcionará flotabilidade do balde e pechará a válvula. A ventilación do cubo é importante para permitir que o aire escape á parte superior da trampa para unha eventual descarga a través da maioría dos asentos da válvula. Con pequenos orificios e pequenos diferenciais de presión, as trampas son relativamente lentas na ventilación do aire. Ao mesmo tempo, debe atravesar (e, polo tanto, desperdiciar) unha certa cantidade de vapor para que a trampa funcione despois de que se limpa o aire. As ventilacións paralelas instaladas fóra da trampa reducen o tempo de arranque.

Vantaxes deTrampas de vapor de balde invertido

O purgador de vapor de balde invertido foi creado para resistir a alta presión.

Como un cebo de vapor termostático flotante, é moi tolerante ás condicións de golpe de ariete.

Pódese usar na liña de vapor superquente, engadindo unha válvula de retención na ranura.

O modo de fallo ás veces está aberto, polo que é máis seguro para aplicacións que requiren esta funcionalidade, como a drenaxe da turbina.

Desvantaxes das trampas de vapor de balde invertido

O pequeno tamaño da abertura na parte superior do balde significa que esta trampa só ventilará o aire moi lentamente. A abertura non se pode ampliar xa que o vapor pasará demasiado rápido durante o funcionamento normal.

Debe haber suficiente auga no corpo da trampa para actuar como un selo ao redor do bordo do balde. Se a trampa perde o seu selado de auga, o vapor é desperdiciado a través da válvula de saída. Isto pode ocorrer a miúdo en aplicacións nas que hai unha caída repentina da presión do vapor, o que fai que parte do condensado do corpo da trampa se "inflame" en vapor. O barril perde flotabilidade e afúndese, permitindo que o vapor fresco pase polos buratos de choro. Só cando o suficiente condensado chega ao purgador de vapor pode volverse selar a auga para evitar o desperdicio de vapor.

Se se usa unha trampa de balde invertida nunha aplicación onde se esperan flutuacións de presión da planta, debe instalarse unha válvula de retención na liña de entrada antes da trampa. O vapor e a auga poden fluír libremente na dirección indicada, mentres que o fluxo inverso é imposible porque a válvula de retención está presionada contra o seu asento.

A alta temperatura do vapor sobrequentado pode facer que unha trampa de balde invertida perda o seu selado de auga. Nestes casos, debe considerarse esencial unha válvula de retención que precede á trampa. Moi poucas trampas de balde invertidas se fabrican cunha "válvula de retención" integrada de serie.

Se unha trampa de balde invertida se deixa exposta preto de baixo cero, pódese danar por un cambio de fase. Do mesmo xeito que cos diferentes tipos de trampas mecánicas, un illamento adecuado superará esta deficiencia se as condicións non son demasiado duras. Se as condicións ambientais esperadas están moi por debaixo de cero, entón hai moitas trampas poderosas que deberían considerarse coidadosamente para facer o traballo. No caso dun sumidoiro principal, unha trampa termodinámica sería a opción principal.

Do mesmo xeito que a trampa flotante, a abertura da trampa de balde invertida está deseñada para acomodar o máximo diferencial de presión. Se a trampa está sometida a unha presión diferencial superior á esperada, pecharase e non pasará o condensado. Dispoñible nunha gama de tamaños de orificios para cubrir unha ampla gama de presións.